Ratio I:E

Quel que soit le paramètre du respirateur utilisé pour régler la durée, il est important que la ventilation comprenne un temps suffisant pour l’expiration. Les ratios inspiration/expiration (I:E) normaux chez les patients respirant spontanément sont généralement compris entre 1:3 et 1:5. Autrement dit, le ratio du temps d’expiration est 3 à 5 fois plus élevé que le ratio du temps d’inspiration.

Pourquoi l’expiration requiert-elle plus de temps que l’inspiration? Si le temps d’expiration était considérablement raccourci au point où une personne prendrait presque le même temps, voire plus, pour inspirer plutôt qu’expirer, elle risquerait de manquer de temps pour expirer complètement. Elle augmenterait ainsi la quantité d’air restant dans ses poumons avant la prochaine inspiration.

Le ratio I:E est d’une importance cruciale dans la ventilation mécanique, car l’inspiration est un processus actif du respirateur qui pousse l’air dans les poumons, tandis que l’expiration est passive, avec le recul élastique normal des poumons qui fait sortir l’air. Si le temps d’expiration reste trop court pour expirer complètement, une petite quantité d’air est continuellement ajoutée à la réserve initiale dans les poumons avant d’inspirer à nouveau. Les poumons deviennent donc trop gonflés pour absorber cet apport sans atteindre un volume et une pression dangereusement élevés dans les alvéoles.

Le ratio I:E peut être directement modifié par le prestataire de soins dans les modes ventilatoires contrôlés par l’entremise des paramètres de durée, de débit ou de fréquence respiratoire. Examinons de plus près…

Élément temporel du T_i (ou débit)

Si un T_i plus court ou un débit plus élevé sont programmés, la phase inspiratoire sera plus courte pour gonfler les poumons à la valeur réglée. Par exemple, si l’on programme le T_i à 0,8 seconde au lieu de 1,2 seconde, quelle sera l’incidence sur le ratio I:E? (Avant de consulter la réponse, noter que la mise en situation suppose que la fréquence respiratoire [FR] est maintenue à 15 resp./min; par conséquent, chaque phase inspiration/expiration dure 4 secondes.)

• Si le T_i est de 0,8 seconde, le T_e est de 3,2 secondes. Par conséquent, le ratio I:E est de 1:4.
• Si le T_i est de 1,2 seconde, le T_e est de 2,8 secondes. Par conséquent, le ratio I:E est de 1:2,3.

Donc, un T_i plus long raccourcit le ratio I:E, ce qui laisse moins de temps pour expirer.

Fréquence respiratoire

Lorsque la fréquence respiratoire augmente, le ratio I:E diminue; plus de respirations par minute signifient qu’une plus grande partie du rapport temporel est consacrée à la phase inspiratoire. Voici une autre comparaison : une FR de 10 resp./min par rapport à une FR de 20 resp./min. (Le T_i est fixé à 1,0 seconde dans les deux cas.)

• Une FR de 10 resp./min équivalant à 6 secondes par phase d’inspiration et d’expiration, jumelée à un T_i de 1,0 seconde, donnera un T_e de 5 secondes. Par conséquent, le ratio I:E est de 1:5.
• Une FR de 20 resp./min équivalant à 3 secondes par phase d’inspiration et d’expiration, jumelée à un T_i de 1,0 seconde, donnera un T_e de 2 secondes. Par conséquent, le ratio I:E est de 1:2.

Une FR plus élevée entraîne donc une diminution du ratio I:E, ce qui écourte le temps d’expiration.

Pour que le temps d’expiration soit suffisant, le ratio I:E ne doit jamais s’inverser. L’inversion du ratio I:E signifie que l’inspiration dure plus longtemps que l’expiration et une telle situation peut donc provoquer un piégeage gazeux. Ce terme désigne la faible quantité d’air en surplus restant dans les poumons à chaque respiration, les poumons n’ayant pas le temps d’expirer complètement. Ce volume d’air restant dépasse le volume d’air habituellement laissé dans les poumons par la PEP, et risque de gonfler encore davantage les poumons, allant jusqu’à causer un gonflement excessif et des dommages pulmonaires. Le terme piégeage gazeux est parfois appelé auto-PEP.

Les stratégies de ventilation conventionnelles visent des ratios I:E d’environ 1:2, l’expiration étant deux fois plus longue que l’inspiration. Un ratio I:E plus élevé peut être bénéfique en cas de maladies sujettes à l’affaissement des voies respiratoires, comme chez certains patients atteints de MPOC ou d’asthme, où les voies respiratoires peuvent restreindre le débit d’air sortant, ce qui nécessite plus de temps pour que les poumons se dégonflent d’eux-mêmes. Lorsque la ventilation des patients s’avère plus complexe, le ratio I:E est ramené à un rapport de 1:1, avec une étroite surveillance pour éviter tout piégeage gazeux.