Saturation et oxygenotherapie

[Pilou-Pilouuu]

Ce calcul est approximativement valable tant que la part d'O2 est faible par rapport au volume de l'enceinte. Il devient faux pour des volumes importants d'O2.

En effet, le gaz qui s'échappe de l'ambulance le fait au fur et à mesure. Donc au fur et à mesure que l'O2 se déverse dans l'ambulance, il s'en échappe de plus en plus. Eh oui, l'échange ne se fait pas en une fois mais en continu.

Je vous laisse chercher pour le calcul, mais on comprend facilement que si on vidait 12 m3 d'O2 dans l'ambulance, il resterait de l'azote quand même. C'est la même chose pour les fosses nasales et pour le masque.

Mmh, ça fait appel aux intégrales et aux logarithmes tout ça, non ?

[Leopold Anasthase]

Exactement ! Et on va aboutir à une intégrale d'une fonction de type 1/x, donc à un logarithme naturel ou népérien.

[Leopold Anasthase]

Bon, je me doutais que ça n'inspirerait (c'est le cas de le dire...) personne... Si vos souvenirs de maths sont anciens, accrochez-vous, ou bien passez directement aux trois dernières lignes... Si c'est encore frais, n'hésitez pas à corriger, modifier, préciser...

On va définir les données. Soit V le volume total de la pièce (12 m3 pour l'ambulance), FN2i la concentration fractionnaire de l'azote au départ (79 %), VO2 le volume d'O2 qui s'échappe de l'obus d'O2. On cherche à déterminer FN2f, la concentration fractionnaire finale de l'azote dans la pièce.

Je m'intéresse à l'azote car c'est plus simple : il n'y a qu'une source d'azote (l'air de la pièce). En ajoutant de l'O2, on va en quelque sorte diluer l'azote de la pièce, un peu comme quand on ajoute du solvant dans un médicament.

Si l'échange avait lieu en une fois (on ajoute brutalement 3 m3 d'O2 en même temps qu'on retire 3 m3 de l'air de l'ambulance), on a :

FN2f = ((V - VO2) x FN2i)/V

Pour 3 m3 d'O2, on aurait FN2f = 59,25 %.

En réalité, l'échange est continu. La solution consiste à intégrer la fonction qui donne la FN2 à un instant donné.

Pour le calculer, je suis parti du problème inverse : quelle est la quantité d’O2 VO2 que l’on doit mettre dans la pièce pour passer de FN2i à FN2f ? Soit FN2 la concentration en azote à un instant donné, on a :

dVO2/dFN2 = -V/FN2

VO2 = -V integrale (de FN2i à FN2f) (dFN2/FN2)

On se retrouve à intégrer une fonction de type 1/x, et la solution comporte un logarithme népérien ou naturel :

VO2 = V x Log(FN2i/ FN2f)


VO2/V = Log(FN2i/FN2f)

En triturant un peu cette équation, on obtient :

FN2f = FN2i/e^(VO2/V)

L'abréviation « e^a » désigne « e élevé à la puissance a », e désignant le nombre d'Euler ou constante de Néper, vaut approximativement 2,718.

Au total, on peut calculer la FN2 en fonction de la quantité d’O2 qui se déverse dans la pièce (j’ai fait le calcul avec FN2i = 0,79 et V = 12 m3) :

1 m3 ⇒ 72,7 %
2 m3 ⇒ 66,9 %
3 m3 ⇒ 61,5 %
4 m3 ⇒ 56,6 %
5 m3 ⇒ 52,1 %
6 m3 ⇒ 47,9 %
7 m3 ⇒ 44,1 %
8 m3 ⇒ 40,6 %
9 m3 ⇒ 37,3 %
10 m3 ⇒ 34,3 %
11 m3 ⇒ 31,6 %
12 m3 ⇒ 29,1 %

On peut comparer avec les valeurs obtenues si on considère que l’échange se fait en une fois. L’erreur relative est inférieure à 1 % si le volume d’O2 est inférieur à 1/7e du volume de la pièce, inférieure à 5 % si le volume d’O2 est inférieur à 29 % du volume de la pièce, inférieure à 10 % si le volume d’O2 est inférieur à 40 % du volume de la pièce (4,7 m3).

Mais quand on considère des volumes importants, on ne peut plus faire l’impasse de ce mode de calcul. Par exemple, si on considère que l’échange se fait en une fois, si le volume d’O2 est égal au volume de la pièce, on n’aurait plus d’azote dans l’ambulance. Or c’est faux, il en resterait presque 30 %.

Pour simplifier, dans une enceinte qui fuit remplie d’air, un masque, une pièce, si on envoie le volume de l’enceinte d’O2, l’air n’est pas remplacé par de l’O2 pur, mais la concentration d’azote est divisée par 2,718.

[Pilou-Pilouuu]

Je n'ai pu réfléchir à ce problème puisque j'étais indisponible cet après-midi, mais je n'aurais de toute façon, jamais pu arriver au résultat final.

C'était des choses que je n'appréciais pas au lycée et que je ne maîtrise plus au bout de 7 ans sans y toucher.

C'est le genre de calculs que l'on se pose régulièrement en tant qu'IADE ?

[Leopold Anasthase]

C'est le genre de calculs que l'on se pose régulièrement en tant qu'IADE ?

Non, fort heureusement. Et ça ne figurera pas au concours d'entrée ;-)

Mais ce type de problème peut se poser dans certaines situations, et le fait de comprendre le calcul vous aide à comprendre les conséquences.

Par exemple, c'est exactement la même chose pour un patient qui saigne et qu'on perfuse avec un substitut du plasma volume pour volume. On se rend compte que si on est toujours normovolémique (c'est un cas d'école, je doute que dans la réalité on puisse reproduire ça de façon exacte), si le patient perd une demi-masse sanguine, son Hb aura chuté à 60 % de sa valeur initiale. Pour un jeune en bonne santé, c'est supportable. Et s'il perd une masse sanguine mais qu'on compense sa volémie au fur et à mesure, il lui resterait encore 37 % de ses globules.

Autre exemple, la fuite de gaz. Si le gaz est inerte (si le gaz qui fuit n'a pas de toxicité propre, par exemple de l'azote), il faut une sacrée fuite de gaz avant que ça ne soit mortel. Pour faire chuter la FiO2 à la moitié de sa valeur initiale, il faudrait une fuite de 70 % du volume de la pièce.

[shadow058]

Dernier point, si on ne dispose pas de masque simple et qu'on souhaite diminuer la FiO2 du patient, il ne suffit pas de baisser le débit d'O2, et encore moins de supprimer le réservoir. Il faut retirer les valves, ce qui permet au patient d'inspirer l'air ambiant par les ouvertures ainsi créées.

Justement je recherche un texte ou une recommandation de cet acte . Il y a un désaccord dans mon service. Quand je dis ça en formation SAUV ça en choque malgré une validation par un médecin urgentiste ancien réa

[Leopold Anasthase]

[...] Si on ne dispose pas de masque simple et qu'on souhaite diminuer la FiO2 du patient, il ne suffit pas de baisser le débit d'O2, et encore moins de supprimer le réservoir. Il faut retirer les valves, ce qui permet au patient d'inspirer l'air ambiant par les ouvertures ainsi créées.

Justement je recherche un texte ou une recommandation de cet acte.

Vous n'avez qu'à dire que c'est moi qui l'ai écrit ;-)

Je doute qu'il y ait beaucoup d'écrits sur ce sujet. Il est difficile de trouver des textes de référence sur la FiO2 des différents outils. Mais là, il s'agit d'une solution de secours, ça n'est pas prévu pour ça.

Il faut se poser la question « pourquoi c'est fait comme ça ? ». Pourquoi un patient qui ne respire pas 9 L/min vide le réservoir d'un MHC ? Pourquoi le réservoir augmente la FiO2 ? Pourquoi y a-t-il des valves sur un MHC et n'y en a-t-il pas sur un masque nébuliseur ?

Il y a plein d'outils, au boulot ou ailleurs, qui seraient beaucoup mieux utilisés si on s'y intéressait de plus près.

[Pilou-Pilouuu]

Il faut se poser la question « pourquoi c'est fait comme ça ? ». Pourquoi un patient qui ne respire pas 9 L/min vide le réservoir d'un MHC ? Pourquoi le réservoir augmente la FiO2 ? Pourquoi y a-t-il des valves sur un MHC et n'y en a-t-il pas sur un masque nébuliseur ?

Il y a plein d'outils, au boulot ou ailleurs, qui seraient beaucoup mieux utilisés si on s'y intéressait de plus près.

On peut aussi se retrouver à apprendre à des collègues bien plus anciens qu'un aérosol peut se faire à 6 ou 9 L en fonction de la zone à atteindre (pharynx, larunyx, bronches, bronchioles).

Mais ce type de problème peut se poser dans certaines situations, et le fait de comprendre le calcul vous aide à comprendre les conséquences.

Par exemple, c'est exactement la même chose pour un patient qui saigne et qu'on perfuse avec un substitut du plasma volume pour volume. On se rend compte que si on est toujours normovolémique (c'est un cas d'école, je doute que dans la réalité on puisse reproduire ça de façon exacte), si le patient perd une demi-masse sanguine, son Hb aura chuté à 60 % de sa valeur initiale. Pour un jeune en bonne santé, c'est supportable. Et s'il perd une masse sanguine mais qu'on compense sa volémie au fur et à mesure, il lui resterait encore 37 % de ses globules.

Autre exemple, la fuite de gaz. Si le gaz est inerte (si le gaz qui fuit n'a pas de toxicité propre, par exemple de l'azote), il faut une sacrée fuite de gaz avant que ça ne soit mortel. Pour faire chuter la FiO2 à la moitié de sa valeur initiale, il faudrait une fuite de 70 % du volume de la pièce.

J'espère bien que ça ne sera pas au concours...

Ça permet de calculer "dans les règles" et d'évaluer plus précisément à quel moment il faudra transfuser par rapport à un remplissage continu ?
Mais de toute façon, il y aura des retentissements hémodynamiques, et puis, par surveillance, on pourra toujours procéder à des Hémocue, par prélèvement capillaire, non ?

[Leopold Anasthase]

Ça permet de calculer "dans les règles" et d'évaluer plus précisément à quel moment il faudra transfuser par rapport à un remplissage continu ?
Mais de toute façon, il y aura des retentissements hémodynamiques, et puis, par surveillance, on pourra toujours procéder à des Hémocue, par prélèvement capillaire, non ?

Oui, c'est un peu ça : évaluer les pertes sanguines tolérables, mais ça ne dispense pas de faire des mesures, et d'adapter au patient. Les calculs, c'est bien pour se faire une idée, mais ça ne prend pas en compte les particularités de chaque patient.

[Pilou-Pilouuu]

Je vous remercie de vos explications et du temps passé à détailler ce calcul.

[shadow058]

Je doute qu'il y ait beaucoup d'écrits sur ce sujet. Il est difficile de trouver des textes de référence sur la FiO2 des différents outils. Mais là, il s'agit d'une solution de secours, ça n'est pas prévu pour ça.

Il faut se poser la question « pourquoi c'est fait comme ça ? ». Pourquoi un patient qui ne respire pas 9 L/min vide le réservoir d'un MHC ? Pourquoi le réservoir augmente la FiO2 ? Pourquoi y a-t-il des valves sur un MHC et n'y en a-t-il pas sur un masque nébuliseur ?

enfin , les docs sont deja pas d'accord entre eux