Variability of functional residual capacity in premature infants. Interaction with mechanical ventilation
Variations de la capacité résiduelle fonctionnelle chez le prématuré. Interactions avec la ventilation assistée
Résumé
Functional residual capacity (FRC), the lung volume at the end of a normal expiration, is a key parameter in gas exchanges. In infants, FRC is actively maintained by different mechanisms, as opposed to the passive equilibrium observed in adults. In the present work, we tried to increase the understanding of FRC regulation. We first established a method to quantify diaphragm electrical activity during expiration. We then confirm the persistence of tonic diaphragmatic activity until the end of expiration in intubated infants. This tonic activity rises in absence of positive expiratory pressure, suggesting a role in FRC control. Secondly, we have adapted a respiratory inductive plethysmographic method for its use in infants, even in presence of thoraco-abdominal asynchrony or ventilatory assist. Using this method, we have shown that in premature infants, FRC variability is high, non-random, and contains significant autocorrelation. In patients with respiratory distress, a different variability pattern was observed, with a higher and prolonged autocorrelation. This pattern suggests that FRC returns to baseline more slowly after a perturbation in these patients. In patients under assisted ventilation, autocorrelation was even higher and more prolonged.
Characterization of FRC variability, which probably reflects the degrees of freedom of the regulation system, and tonic diaphragmatic activity quantification, which probably illustrates the infant's efforts to maintain the FRC level, will probably help us better understand the FRC regulation in infants in different clinical conditions, and to improve the respiratory management of these patients.
Characterization of FRC variability, which probably reflects the degrees of freedom of the regulation system, and tonic diaphragmatic activity quantification, which probably illustrates the infant's efforts to maintain the FRC level, will probably help us better understand the FRC regulation in infants in different clinical conditions, and to improve the respiratory management of these patients.
La capacité résiduelle fonctionnelle (CRF), volume pulmonaire en fin d'expiration normale, est un paramètre essentiel des échanges gazeux. Chez le nourrisson, le maintien du niveau de CRF dépend de l'interaction de différents mécanismes, contrairement à l'équilibre passif observé chez l'adulte. Nous avons essayé d'améliorer la compréhension de ces mécanismes. Dans un premier temps, nous avons confirmé la persistance d'une activité tonique du diaphragme jusqu'en fin d'expiration chez des nourrissons intubés. Cette activité augmente en l'absence de pression expiratoire positive, renforçant l'hypothèse de son implication dans le maintien de la CRF. Nous avons ensuite adapté une méthode de pléthysmographie par inductance pour une utilisation chez le prématuré, y compris en présence d'asynchronisme thoraco-abdominal ou d'assistance ventilatoire. Cette méthode a permis de montrer que chez les prématurés, la variabilité de la CRF est élevée, n'est pas purement aléatoire, et contient une part significative d'autocorrélation. En cas de pathologie respiratoire, le profil de variabilité est différent, avec une autocorrélation plus importante. Cela suggère des retours à l'état antérieur plus lents après perturbation du niveau de CRF. Chez les nourrissons sous assistance respiratoire, l'autocorrélation est encore plus élevée.
La caractérisation de la variabilité de la CRF, reflet du degré de liberté du système de contrôle, et la mesure de l'activité tonique du diaphragme, reflet des efforts du nourrisson pour augmenter la CRF, devraient permettre d'améliorer encore la compréhension de la régulation de la CRF, et d'améliorer la prise en charge ventilatoire de ces patients.
La caractérisation de la variabilité de la CRF, reflet du degré de liberté du système de contrôle, et la mesure de l'activité tonique du diaphragme, reflet des efforts du nourrisson pour augmenter la CRF, devraient permettre d'améliorer encore la compréhension de la régulation de la CRF, et d'améliorer la prise en charge ventilatoire de ces patients.