L'oscillation crée du mouvement. Mais le mouvement seul ne suffit pas.

Qu'est-ce qui fait réellement progresser les sécrétions ? Dans les voies aériennes, les sécrétions forment une couche visqueuse sur la muqueuse. L'air respiré s'écoule à leur contact et exerce à la surface des sécrétions des forces dites de cisaillement. En simplifiant : l'air en mouvement tend à entraîner le mucus dans le sens de son écoulement. Si ces forces sont suffisantes pour vaincre la résistance des sécrétions, celles-ci peuvent se déplacer le long de la paroi des voies aériennes.

C'est précisément cette interaction que l'on appelle le transport diphasique : l'air en mouvement en tant que phase gazeuse et les sécrétions en tant que phase liquide s'influencent mutuellement à leur interface commune [1, 2].

Les oscillations peuvent en outre modifier les propriétés rhéologiques des sécrétions et ainsi faciliter leur mobilisation [9]. Mais la direction vers laquelle elles sont ensuite transportées dépend du rapport entre les débits de pointe à l'inspiration et à l'expiration. Si les deux sont à peu près équivalents, les sécrétions peuvent certes se déplacer dans un sens puis dans l'autre, sans progresser réellement vers le larynx. En revanche, lorsque le débit de pointe expiratoire prédomine suffisamment, le transport dans cette direction est favorisé [2, 3].

Les sécrétions elles-mêmes jouent également un rôle : leur viscosité, leur élasticité et l'épaisseur de la couche de sécrétions influencent la facilité avec laquelle elles peuvent être entraînées par le flux d'air [1, 2].

Des études expérimentales fournissent à cet égard deux valeurs de repère importantes [2, 3] :

Ces valeurs décrivent des conditions expérimentales susceptibles de favoriser un transport dirigé des sécrétions. Elles ne constituent toutefois pas des seuils cliniques universels [2–4].

Des études sur des modèles pulmonaires d'essai montrent que, selon le rapport entre débit inspiratoire et débit expiratoire, le simulant de sécrétions se déplaçait soit vers l'ouverture des voies aériennes, soit plus profondément dans le poumon test [3].

Une étude de laboratoire sur l'hyperinflation manuelle l'illustre particulièrement bien. Avec la technique habituelle utilisant un ballon de ventilation, le simulant de sécrétions a d'abord été transporté plus profondément dans le poumon test. Après une brève instruction, les opérateurs ont modifié leur technique : ils ont insufflé l'air plus lentement, marqué une brève pause inspiratoire, puis permis une expiration passive rapide. Il en est résulté un flow bias expiratoire plus favorable, et le simulant de sécrétions s'est alors déplacé vers l'ouverture des voies aériennes [6]. L'étude ne portait toutefois que sur douze kinésithérapeutes.

Un regard sur la pratique de la ventilation réserve une surprise : chez 19 des 20 adultes ventilés de façon invasive étudiés, le débit de pointe inspiratoire dépassait d'au moins 10 % le débit de pointe expiratoire. Chez huit d'entre eux, la différence moyenne atteignait même au moins 17 L/min, en faveur de l'inspiration [4].

Des études expérimentales montrent qu'un tel flow bias inspiratoire peut favoriser le transport des sécrétions plus profondément dans les voies aériennes [2, 3]. La question de savoir si cela s'est effectivement produit chez les patients étudiés n'a toutefois pas été examinée [4]. Cette étude porte en outre sur la ventilation invasive et non sur des appareils d'oscillation. Elle met néanmoins en évidence une relation déterminante : ce n'est pas seulement le mouvement de l'air qui compte, mais aussi le rapport entre débit de pointe inspiratoire et débit de pointe expiratoire.

Le débit inspiratoire peut être piloté techniquement de manière ciblée. Il en va tout autrement pour l'expiration passive : ce sont essentiellement les forces de rappel élastiques du poumon et de la cage thoracique, ainsi que la résistance des voies aériennes, qui déterminent la vitesse à laquelle l'air est expulsé [5].

C'est précisément là que réside un défi pour les appareils d'oscillation. Les systèmes qui ne génèrent activement une pression ou un flux que pendant l'inspiration n'ont qu'une influence limitée sur le débit expiratoire. En particulier en cas d'obstruction bronchique marquée, par exemple dans la BPCO, il peut de ce fait être difficile d'obtenir un flow bias expiratoire favorable [5, 7].

Une autre approche technique agit donc spécifiquement sur l'expiration : des soufflantes séparées pour l'inspiration et l'expiration permettent d'influencer activement la pression également pendant l'expiration [7]. L'essentiel n'est toutefois pas seulement ce que la technique rend possible, mais le flow bias réellement obtenu. Et c'est précisément ce qui peut être mesuré [7].

Mais l'expiration active a elle aussi ses limites. En cas de limitation marquée du débit expiratoire ou de voies aériennes instables, le débit expiratoire ne peut pas être augmenté indéfiniment. Les réglages doivent donc toujours être adaptés à la mécanique pulmonaire individuelle.

Deux soufflantes plutôt qu'une, cela ressemble d'abord à un détail technique. Mais quelle différence cela fait-il pour le flow bias expiratoire ? C'est précisément la question qu'a explorée une étude de laboratoire du Seattle Children's Hospital [7].

Deux systèmes d'oscillation différents ont été comparés : BiWaze Clear, avec deux soufflantes distinctes pour l'inspiration et l'expiration et un circuit respiratoire double lumière fermé à voies de flux séparées, et un système comparé fonctionnant avec une seule soufflante et un circuit ouvert à valve de fuite [7].

Grâce aux voies de flux séparées et au pilotage actif de la pression, un débit de pointe expiratoire supérieur au débit inspiratoire peut apparaître pendant l'oscillation [7]. Le patient n'a pas besoin pour cela d'expirer consciemment avec une force ou une rapidité particulière. Dans le modèle pulmonaire, le flow bias mesuré résultait déjà de l'interaction entre l'oscillation générée par l'appareil et les schémas respiratoires simulés. L'ampleur de cet effet chez un patient donné dépend cependant aussi de sa mécanique pulmonaire et des réglages choisis [7].

Valeurs moyennes des mesures trachéales issues de l'étude de laboratoire [7] :

Ce que révèlent les valeurs mesurées

La différence est nette : BiWaze Clear a généré un débit de pointe expiratoire supérieur au débit inspiratoire dans les douze conditions étudiées. Dans onze des douze configurations de mesure, le rapport PIF/PEF était même inférieur à la valeur de repère expérimentale de 0,9. Seul le modèle pédiatrique obstructif à 20 cmH₂O dépassait légèrement ce seuil, avec 0,91. Le système comparé affichait quant à lui un rapport PIF/PEF supérieur à 1,0 dans les douze configurations [7].

Mais un rapport de débit favorable ne suffit pas à tout expliquer. La valeur de repère expérimentale pour la différence, supérieure à 17 L/min, a été atteinte par BiWaze Clear dans les deux modèles adultes normaux ainsi que dans le modèle adulte restrictif à 30 cmH₂O [7].

C'est précisément en mécanique pulmonaire obstructive que cette différence restait en deçà. La résistance accrue des voies aériennes peut limiter le débit expiratoire : une pression plus élevée ne se traduit donc pas automatiquement par un débit expiratoire plus important. Il est néanmoins notable que BiWaze Clear ait généré un flow bias expiratoire même dans ces conditions, tandis que le système comparé continuait à présenter un débit de pointe inspiratoire prédominant [7]. Dans les modèles pédiatriques également, les différences de débit mesurées étaient nettement plus faibles ; la valeur de repère de 17 L/min ne peut pas être transposée sans réserve aux enfants [3, 7].

Les mesures révèlent donc une différence technique nette entre les systèmes étudiés. L'ensemble du concept de l'appareil, circuit, transmission de pression et pilotage actif de l'expiration, y joue un rôle [7].

Qu'est-ce que cela signifie pour la pratique ?

BiWaze Clear combine trois possibilités thérapeutiques qui peuvent être ajustées individuellement entre elles : la thérapie PEP, l'oscillation et la nébulisation [8]. La thérapie PEP peut aider à stabiliser les voies aériennes et à soutenir l'expansion pulmonaire. Pendant l'oscillation, les oscillations de pression et de débit visent à mobiliser les sécrétions. Simultanément, le pilotage actif de la pression peut générer un flow bias expiratoire [7, 8]. La nébulisation peut, selon la solution inhalée, soutenir l'hydratation des sécrétions et faciliter ainsi l'expectoration [10].

Il n'existe pas de valeur de réglage fixe pour obtenir un flow bias favorable. Ce qui compte, c'est le profil de débit effectivement obtenu avec les réglages choisis, et celui-ci dépend aussi de la mécanique pulmonaire individuelle et du schéma respiratoire du patient [7].

Car, aussi enthousiasmant que soit l'arsenal technique, un élément ne doit jamais passer au second plan : le patient. À quoi sert le profil de débit le plus favorable si le patient ne tolère pas la thérapie ?

Les résultats issus du modèle pulmonaire sont prometteurs et suscitent la curiosité. Mais une question déterminante demeure : les sécrétions progressent-elles réellement mieux chez le patient grâce à cela ?

Les seuils expérimentaux du flow bias expiratoire proviennent majoritairement d'études de laboratoire et d'études sur la ventilation invasive [1–4, 6]. Dans la comparaison des appareils également, la pression et le débit ont été mesurés, mais pas le mouvement effectif des sécrétions [7]. La question de savoir si ces résultats sont transposables aux patients en respiration spontanée avec embout buccal ou masque, et si la clairance des sécrétions s'en trouve réellement améliorée, reste à établir sur le plan clinique.

Ces valeurs mesurées suscitent la curiosité, mais à quoi cela ressemble-t-il concrètement en pratique ? Envie d'en savoir plus ? Découvrez la technique par vous-même ! Contactez-nous. Nous vous présenterons volontiers BiWaze Clear dans le cadre d'une démonstration produit et vous montrerons les différentes possibilités de réglage et de thérapie, avec, sur demande, une formation pratique.

Si cet article diverge du manuel, le manuel fait foi. Les indications relatives au choix des réglages ne remplacent pas une décision médicale.