Les principaux dispositifs médicaux dédiés à la néonatalogie

Fig.1 : Un équilibre thermique fragile. La neutralité thermique (zone de températures pour laquelle l’individu n’a pas à fournir d’effort pour maintenir sa température) à équilibre est bien plus délicate chez le nourrisson. De même, la zone de normothermie (zone de températures dans laquelle l’individu arrive à maintenir sa température) est bien plus étroite chez le bébé.

-source : Cours Master MTS, Draeger-

Il faut 3 jours pour qu’un bébé atteigne un équilibre thermique. Au-delà de ce délai, il est pratiquement inutile de surveiller la température.

La naissance représente un choc thermique important. Le premier geste est alors de le mettre sous une lampe chauffante pour éviter un trop rapide refroidissement. Par contre, on oublie trop souvent le geste le plus urgent, à savoir de le sécher.

I-1-b- Comment le nouveau-né se refroidit-il ?

A la naissance, il arrive dans un univers radicalement différent : non seulement il fait brutalement froid de 10 à 15°C, mais, de plus, l’eau a disparu et la peau est en contact avec de l’air, ce qui augmente considérablement tous les échanges : thermiques et hydriques.

La perte de chaleur va se situer à ces deux niveaux : échanges thermiques aériens directs et pertes d’eau réchauffée à 37°.

Deux organes entraînent principalement ces pertes:

Fig.2 : Pertes hydriques et calorifiques par évaporation et par respiration

-source : Master MTS, Draeger-

La peau est une large surface exposée brutalement au froid et au sec. Chez le nouveau-né, elle est très fine et perméable. C’est pourquoi la température descend vite. Le temps nécessaire aux premiers soins et à l’habillage suffit pour mettre le bébé en déséquilibre grave, même si ces gestes sont effectués sous rampes chauffantes. En effet, en chauffant, les rampes déshydratent le nourrisson.

La respiration participe aussi à la perte de chaleur et d’eau. L’air qui entre froid et plus ou moins sec dans les narines ressort chaud et humide. Le nouveau-né perd ainsi beaucoup d’eau et de chaleur : d’autant plus que l’air inspiré est plus sec et plus froid.

I-2- Une assistance technique : les incubateurs

Deux solutions techniques sont proposées :

- la rampe chauffante. Elle ne chauffe que par-dessus le nouveau-né, par rayonnement. Les pertes hydriques et calorifiques sont maximales. En revanche, ils permettent au personnel soignant des manipulations délicates qu’un incubateur fermé ne permettrait pas de réaliser.

- l’incubateur fermé est un espace clos. La température est plus facilement contrôlable, tout comme le contrôle de l’humidité de l’air. L’inconvénient majeur est le manque d’accessibilité du personnel pour effectuer des gestes techniques.

En revanche, si ces deux techniques ne sont pas aussi performantes que le bain utérin ou le contact direct avec la maman, elles n’en sont pas moins un bon ersatz. Elles permettent au nourrisson de faire la transition entre son ancien milieu aquatique et le monde des hommes terrestres.

II- Principes de fonctionnement des incubateurs

II-1- les échanges thermiques possibles

Avant de commencer à décrire le fonctionnement des incubateurs, il est intéressant de schématiser les différents types d’échanges thermiques que les incubateurs auront à maîtriser afin de maintenir le nouveau-né à bonne température.

Comme cela a été introduit dans la partie précédente, il existe sur le marché deux types d’incubateurs :

ü Les incubateurs fermés ou couveuses

ü Les incubateurs ouverts ou radiants

En ce qui concerne les incubateurs fermés, les incubateurs de transport se distinguent des incubateurs fixes. Bien que leur principe de fonctionnement soit identique, leur fonctionnalité différente implique quelques particularités (autonomie électrique, seuils d’acceptabilité des paramètres sonores, température ou humidité).

II-2- Principe de fonctionnement des incubateurs ouverts

Le principe de fonctionnement est très simple, il utilise le chauffage par radiation et par conduction.

Pour le chauffage par radiation, une lampe chauffante est placée au-dessus du nourrisson, sur une rampe à hauteur variable. Plus la lampe est haute, moins elle chauffe le nouveau-né. Il est également possible de régler l’intensité de radiation de la lampe.
Pour le chauffage par conduction, le matelas sur lequel repose bébé est en gel à forte capacité thermique. Il est chauffé par une résistance interne. Tous les fabricants ne complètent pas le chauffage par radiation par le chauffage par conduction.

Les avantages que propose ce type d’incubateur sont les suivants :

- Accessibilité optimale pour les soins techniques,

- Possibilité de fixer des planches radiologiques ainsi que des systèmes de photothérapie,

- Facilité d’entretien.

Mais ce type de dispositif présente également deux inconvénients majeurs :

- il n’y a pas d’humidificateur,

- le chauffage est peu homogène.

II-3- Principe de fonctionnement des incubateurs fermés

Le nourrisson est placé sous une cloche en plastique transparent. Le chauffage utilisé est un chauffage par convection : un ventilateur chauffant brasse de l’air qui circule dans la cloche.

L’air est humidifié par un humidificateur qui diffuse soit des particules d’eau prises par le flux d’air chaud, soit de la vapeur d’eau. L’humidificateur pose souvent des problèmes de développement bactériologique. En effet, l’eau et la chaleur peuvent être d’excellents nids bactériologiques.

Les incubateurs fermés présentent les avantages suivants :

- le chauffage est homogène dans l’ensemble de l’habitacle,

- le taux d’humidification est contrôlé car l’espace de l’habitacle est clos.

Mais ils regroupent quelques inconvénients :

- la difficulté d’accès au nouveau-né pour les soins techniques,

- l’entretien difficile de l’incubateur pour les opérations de nettoyage quotidien.

III- Dispositifs existants sur le marché

III-1- Les incubateurs ouverts

Bien que le réchauffement proprement dit soit moins efficace que pour les incubateurs fermés, l’avantage principal de ce type de dispositif est l’accessibilité au bébé. Il est ainsi envisageable d’opérer le nourrisson avec beaucoup d’aisance tout en le maintenant à bonne température. Outre l’aspect chirurgical, on ne peut pas oublier que ce système peut être facilement adapté au dessus d’un fauteuil permettant à la mère de prendre son enfant dans les bras, de le caresser et de lui donner toute l’affection dont il a besoin, en limitant les risques de perte de chaleur.

Les trois principales marques que l’ont trouve sur le marché sont Draeger, Air-Shields et Médipréma. Seront présentés les modèles les plus récents de chaque compagnie.

III-1-a- Draeger et son Babytherm 8010

Grâce à un système de pivotement autofocus, la rampe chauffante est toujours dirigée vers le patient quelque soit sa position.

Le refroidissement du nourrisson pendant les procédures de radiologie est terminé. Par ailleurs, ce dispositif propose une répartition de chaleur homogène sur la surface du lit.

Par la combinaison des apports de chaleur par conduction du matelas gel chauffant et par radiation de la lampe, ce dispositif crée un climat favorable minimisant les pertes d’eau dues au chauffage radiant. Ainsi, pour un même réchauffement, la puissance de la lampe est réduite de 30%. Le réchauffement est donc moins agressif.

III-1-b- L’incubateur ouvert REF. 4045 de Medipréma

Lorsqu’un bébé rentre en phase d’hypothermie, une de ses premières réactions physiologiques au « stress thermique » est la vasoconstriction, dans le but de réduire les pertes de chaleur périphériques

La combinaison d’une température cutanée et centrale classique et d’une température cutanée périphérique (sur les pieds par exemple), donne les signes précoces d’un état de stress thermique, ce qui permet de détecter plus tôt un début de stress thermique. C’est ce qui s’appelle le thermomonitoring.

III-1-c- Comparaison des spécifications techniques

Elle concerne les aspects techniques des marques Draeger et Air-Shields (rachetée en juillet 2004 par Draeger)

Modèle	Babytherm 8010	Air-shields RW 82
Hauteur du plan de travail	910-1200 mm	950-1140 mm
Proclive/déclive	+20°-(-15°)	+10°-(-10°)
Puissance absorbée	630-1260 W	750 W
Précision de la chaîne complète de mesure	+/- 0.2°C	+/- 0.2°C
Caractéristiques de chauffe	· Intensité de réchauffement entre le lit et la lampe : Niveau 3 : 10 mW/cm² Niveau 10 : 32 mW/cm² · Plage de réglage du matelas chauffant : 30°C-38.5°C (précision +/- 0.5°C)	· Pas de matelas chauffant · Mesure de la température cutanée entre 18°C et 43°C · Indicateur de puissance de 0% à 100%

III-2- Les incubateurs fermés

L’observation de la vie quotidienne des services a permis de pouvoir définir des innovations qui répondent mieux aux besoins du personnel. Quelque soit le fabriquant, les points cruciaux du développement des innovations sont les suivants :

Accessibilité

Facilité d’utilisation

Soin de développement

Modularité

III-2-a- Le Caléo de Draeger

Les grandes portes avant et arrière, les trappes tête et pieds ou le couvercle escamotable offrent un accès encore plus important. Le passage des multiples tuyaux, sondes, fils ou autres câbles est grandement facilité grâce aux dix larges passants amovibles.

III-2-b- Le Satis de Medipréma

Autrement appelés « dévelopmental care », les soins de développement sont une pratique en pleine expansion destinée à optimiser l’environnement du nouveau-né ainsi que les relations avec son entourage.

Les mouvements de hauteur et de proclive/déclive se font sans bruit ni vibration.

L’utilisation du tiroir à cassette radio, des portes et hublots, balance intégrée ou du tiroir de rangement ne génère aucun stimulus négatif.

Une différence majeure avec le Caléo de Draeger est la technique utilisée pour humidifier l’habitacle. Draeger envoie de la vapeur d’eau dans l’habitacle, tandis que Medipréma envoie des particules d’eau liquide en suspension. Un piézoélectrique, en vibrant fournit ces gouttelettes d’eau. En outre, une lampe fournit un rayonnement UV qui détruit les bactéries, évitant les risques infectieux.

Pour la prise en charge des grands prématurés, le réglage électrique de la proclive/déclive et de la hauteur est très appréciable car il est très doux et silencieux. Le Caléo propose également un tiroir à cassette radio intégré, utilisable sans l’ouverture de l’habitacle pour préserver la tranquillité du nouveau-né. Dans le même esprit, la balance intégrée permet une pesée sans la sortie de l’habitacle.

III-3- Les incubateurs de transport

Globalement, les objectifs recherchés sont les mêmes que pour les incubateurs fermés, ainsi que les principes de fonctionnement. La différence est uniquement sur le mode d’utilisation de ce dispositif : le transport du nourrisson. Les paramètres vont être plus souples, l’ergonomie sera plus commode et l’autonomie plus grande.

IV) Le Koala et l’assurance qualité des incubateurs

IV-1- Présentation

Le Koala est un testeur d’incubateur original, conçu par la société Gamida en réponse au besoin des équipes biomédicales. Son originalité consiste dans l’intégration, dans un seul équipement, de tous les capteurs nécessaires à l’acquisition des paramètres fonctionnels de l’incubateur, à savoir :

Température de l’incubateur

Niveau de pression acoustique

Humidité relative

Vitesse de l’air dans l’enceinte

IV-2- Les paramètres à contrôler

La température de l’incubateur

La température doit être proche de celle fixée par l’utilisateur, avec une tolérance maximale de dérivation. La température de l’air trop élevée entraîne un gonflement dans la gorge, donc une gêne respiratoire. Il est également possible de contrôler la température du matelas chauffant.

L’hygrométrie

L’humidité relative participe aux soins du système respiratoire du nouveau-né et influe sur les échanges calorifiques, les pertes étant majorées quand l’humidité relative diminue.

Le niveau sonore

L’exposition continue à des niveaux de bruit élevé peut provoquer une perte auditive et provoquer un stress prolongeant le séjour en couveuse.

Une valeur seuil reposant sur l’opinion de l’expert a été retenue.

La vitesse de l’air

Une vitesse maximale doit être imposée face au stress et au risque de déshydratation du nouveau-né par évaporation. De plus, les régimes de circulation d’air influence l’équilibre calorifique du patient et les seuils de régulation thermique de l’incubateur.

IV-3- Quelles normes pour quels incubateurs ?

L’assurance qualité des incubateurs repose aujourd’hui sur leur conformité par rapport à 3 normes principales :

la norme EN 60 601-2-19 est applicable aux incubateurs fermés

la norme EN 60 601-2-20 précise les règles de sécurité des incubateurs de transport,

la norme EN 60 601-2-21 concerne les incubateurs ouverts qui utilisent des radiateurs par rayonnement.

	Incubateur fixe	Incubateur de transport
	normes 601-2-19 et 601-2-21	normes 601-2-20
T° convection (°C)	+/- 1.5 (1)	+/- 2.0 (1)
T° radiation (°C)	+/- 0.5 (1)	(-)
Hygrométrie (% HR)	+/- 10 (2)	+/-5 (2)
Vélocité de l'air (m/s)	0.35 (2)	0.35 (2)
Niveau sonore (dBA)	60 (3)	60 (3)

*(1) : tolérance par rapport à la température de consigne*
*(2) : seuil maximum admissible*
*(3) : seuil maximum admissible hors alarme*

Fig.22 : Principales prescriptions des normes applicables en matière d'incubateurs

IV-4- Un instrument de l’assurance qualité

Le Koala a été pensé et réalisé comme un véritable outil d’assurance qualité en matière d’incubateur :

la visualisation des résultats en mode graphique ou numérique, facilite l’interprétation des mesures et leur rapprochement des seuils de la norme et des données « constructeur » ;

l’enregistrement numérique améliore la traçabilité, l’archivage, et donc la démarche médicolégale ;

il offre une autonomie électrique de 24 h.

PARTIE II : Assistance respiratoire

I- Aspects pathologiques

La détresse respiratoire du nouveau-né est la pathologie la plus fréquente de la période néonatale, facteur de mortalité et de morbidité. Elle est due à des difficultés d'adaptation à la vie aérienne en rapport avec une immaturité (maladie des membranes hyalines, détresse respiratoire transitoire) ou une malformation (hernie diaphragmatique congénitale...).

La détresse respiratoire du nouveau-né survient avant l'âge de 28 jours et constitue une urgence vitale. Le risque majeur des détresses respiratoires néonatales est l'hypoxémie [Cf glossaire] pouvant entraîner des séquelles neurologiques définitives. Cela souligne l'importance considérable du dépistage et du traitement précoce de ces détresses respiratoires.

Les trois affections respiratoires qui dominent les causes de détresse respiratoire chez le nouveau-né sont brièvement décrites ci-après.

I-1- La maladie des membranes hyalines

Cette maladie arrive au premier rang des problèmes respiratoires du prématuré. Elle est provoquée par l'absence ou l’insuffisance de surfactant. Le surfactant[Cf glossaire] est une substance fabriquée par les poumons du fœtus pendant le dernier trimestre de la grossesse et qui aide les poumons à rester gonflés à chaque nouvelle inspiration. Autrement dit, le rôle du surfactant est d’empêcher les alvéoles de s’aplatir lors de l'expiration. L'insuffisance de ce produit peut être due à l'immaturité enzymatique des cellules alvéolaires chez un prématuré. En effet, cette maladie atteint presque exclusivement les nouveaux-nés arrivés avant terme.

C’est très vite après la naissance, quelques minutes le plus souvent, quelques heures parfois, que des symptômes inquiétants vont alarmer les médecins : l'enfant geint et présente une polypnée[Cf glossaire], un battement des ailes du nez et une cyanose[Cf glossaire] en cas d'oxygénation insuffisante.

I-2- Détresse respiratoire transitoire (DRT)

Elle est due à un trouble de la résorption du liquide pulmonaire foetal qui doit normalement se faire très vite à la naissance dans le cadre de l'adaptation respiratoire à la vie aérienne. Ce retard de résorption est très fréquent dans le contexte de la césarienne, mais est le plus souvent pas ou peu symptomatique. Sauf exception, l'évolution est typiquement rapidement bénigne sous oxygénothérapie simple.

I-3- Inhalation méconiale

Elle est moins fréquente aujourd'hui du fait de l'amélioration du diagnostic et de la prévention de l'asphyxie périnatale.

La détresse respiratoire est une maladie des poumons empêchant le sang de s’oxygéner. Il faut alors aider le nouveau-né par un traitement d’oxygène et une assistance respiratoire.

Ainsi, le but du traitement de cette maladie est de maintenir un taux d’oxygène dans le sang (PaO₂) normal. L’oxygénation se fait soit :

sous enceinte céphalique (hood) avec un apport d’oxygène réchauffé,humidifié en surveillant en permanence la FiO₂[Cf glossaire],

soit avec une ventilation pharyngée et une pression de distension alvéolaire (C.P.A.P. = Continuous Positive Airway Pressure),

soit en ventilation assistée conventionnelle ou par oscillations à haute fréquence selon les indications.

II- Principes de fonctionnement des dispositifs médicaux

II-1- Traitement des détresses respiratoires du nouveau-né

Il y a dans l'air ambiant qu'on inspire une concentration en oxygène (FiO₂) de 21% qui suffit à l'oxygénation correcte des individus normaux. En cas de pathologie pulmonaire, la FiO₂ doit être supérieure pour assurer un taux d'oxygène suffisant dans le sang (PaO₂[Cf glossaire]).

Afin de faire respirer une atmosphère plus riche en oxygène au nouveau-né placé en incubateur, les pédiatres utilisent une petite enceinte en matière plastique qui recouvre uniquement la tête de l'enfant, appelée enceinte de Hood.

Ils calculent un mélange d'air et d'oxygène qui parvient dans le Hood grâce à un tuyau. Un oxymètre (analyseur d’oxygène) contrôle la FiO₂, obtenue dans l'enceinte et qui doit osciller entre 25 et 45%. Ils surveillent également les gaz du sang afin de s'assurer que cette FiO₂ permet de créer une PaO₂ et une PaCO₂ correctes.

Remarque : Si la PaO₂ est insuffisante, il faut augmenter la FiO₂ au-delà de 50%. Dans ce cas, le Hood ne suffit pas, et il est alors nécessaire d'intuber l'enfant (placer un tube dans la trachée) et d'assurer une ventilation artificielle à l'aide d'un respirateur mécanique. Cette réanimation permet la survie de nombreux nouveau-nés qui seraient morts de détresse respiratoire si elle n'avait pas été entreprise. Toutefois, cette survie se fait parfois au prix d'une maladie respiratoire nouvelle : la dysplasie broncho-pulmonaire ou "maladie des ventilés", dans laquelle la ventilation artificielle et l'oxygénation longtemps maintenue (plus d'une semaine) jouent un rôle fondamental.

II-2- Oxygénothérapie sous Hood

L’oxygénothérapie consiste à administrer de l’oxygène au nouveau-né pour oxygéner son sang. On peut faire respirer à l’enfant un air riche en oxygène en plaçant sa tête sous une cloche en plastique appelée appareil de Hood. Ce moyen est utilisé dans le traitement des hypoxémies pour les nouveau-nés et les nourrissons (souvent < 6 mois).

Le but de l‘oxygénothérapie sous Hood est d’obtenir une PaO₂ entre 8 et 10 KPa chez le nouveau-né ou une SPO₂[Cf glossaire] comprise entre 92 et 95 %.

En néonatalogie, c’est le hood dit classique qui est utilisé : la ventilation est assurée par le seul débit fourni par les fluides muraux. L’autre type d’enceintes, le hood dit à ailettes, comprend un ventilateur effectuant un mélange avec l’air ambiant ; c’est un dispositif plus simple mais utilisable chez de plus grands enfants, l’enceinte étant plus grande.

Quelle que soit l’installation et la technique, l’utilisation d’un oxymètre est obligatoire et son alarme est réglée à plus ou moins 5% de la FiO₂ prescrite (l’oxygène est toxique à forte dose).

L’enfant est installé sur le dos (sur le ventre sur prescription médicale), avec un petit billot sous les épaules pour lui mettre la tête en légère extension. Pour libérer les voies aériennes, un dispositif d’aspiration est mis en place par le nez et la bouche.

II-3- Ventilateurs

II-3-a- Généralités

La ventilation " naturelle " ou " spontanée " assure au niveau des poumons, le renouvellement des gaz contenus dans les alvéoles pulmonaires. Dans ce cas, la " force motrice " est naturellement produite par les muscles respiratoires.

Avec la ventilation " artificielle ", c’est le respirateur qui crée la pression nécessaire et qui permet de régler le taux d’oxygène dans les poumons et d’éliminer le gaz carbonique (CO₂). Dans ce cas, la " force motrice " est artificiellement produite par une machine : le respirateur ou ventilateur. En imposant lors de la phase inspiratoire une pression positive au sein des voies respiratoires le respirateur prend le relais des muscles respiratoires et du diaphragme, ce qui permet une diminution de la consommation de l’O₂ par ces muscles mis au repos.

Il existe 2 types de respirateurs.

Les respirateurs dits " volumétriques "

C’est en réglant le volume courant[Cf glossaire] et la fréquence que l’on obtient la ventilation par minute prescrite par le médecin. La pression dépend de ces réglages et s'adapte aux résistances bronchiques du patient. En revanche, en cas de fuites, la pression nécessaire pour délivrer le volume déterminé peut ne pas être atteinte, et le volume risque de baisser (des alarmes basses pressions sont prévues à cet effet).

Les respirateurs non volumétriques : " barométriques " ou Aide Inspiratoire

Ces machines sont d’un type nouveau. On règle seulement la pression dans les voies respiratoires pendant l’inspiration. C’est le patient qui déclenche le début et la fin de l’inspiration et qui détermine la fréquence.

Ces respirateurs semblent donc à priori plus confortables pour les patients mais la fiabilité de la ventilation est peut être moins garantie qu’avec les machines volumétriques. De plus, ce type d’appareil ne permet pas automatiquement l’adaptation de la pression, si les résistances du malade augmentent ; on ne peut donc pas toujours être assuré de la délivrance du volume courant.

En néonatalogie :

Le ventilateur de néonatalogie fonctionne sur le même principe que les respirateurs de réanimation pour adultes. La principale différence est l'utilisation d'un circuit patient avec des tuyaux de diamètre moindre associés à des plages de réglages adaptées à la ventilation du nourrisson : petits volumes courants (5mL contre 500 mL chez un adulte), plage de fréquences plus élevées.

En effet, la compliance[Cf glossaire] de la cage thoracique d’un nouveau-né ou d’un nourrisson est très élevée, donc très souple, et ceci n'autorise qu'un volume courant très petit et un espace mort [Cf glossaire] faible. En conséquence, le nouveau-né ou le nourrisson jusqu'à l'âge d'un an doit maintenir dynamiquement une suppléance fonctionnelle. De plus, les diamètres bronchiques du nouveau-né et du nourrisson sont très étroits.

Ainsi, les capteurs de débit et de pression pour le nouveau-né et le nourrisson présentent certaines particularités. En effet, les capteurs de débit et de pression doivent être adaptés à cette population. La mesure tant du débit que de la pression doit être réalisée juste avant la sonde d’intubation (pièce en Y). Le capteur de débit doit avoir un espace mortminimal. Les capteurs doivent avoir une gamme de mesure adaptée à cette population pour obtenir une précision correcte ; ainsi, les débits générés par un prématuré (30 à 80 mL/sec) nécessitent des capteurs de débit très sensibles.

Remarques : - il est important de tenir compte de la réponse en fréquence des capteurs au regard des fréquences respiratoires spontanées élevées, et tout particulièrement pour l’exploration en Ventilation à Haute Fréquence ;

- de plus, deux éléments sont à prendre en compte dans les mesures réalisées : les fuites avec les sondes sans ballonnet qui rendent très imprécises ou fausses les mesures de la mécanique respiratoire, et la résistance du tube, très élevée en néonatalogie (2,5 à 3,5 mm de diamètre).

La ventilation assistée est l’un des éléments essentiels de la prise en charge de la détresse respiratoire des nouveau-nés prématurés. Différentes techniques sont à disposition des néonatalogues afin de permettre des échanges gazeux adéquats.

II-3-b- CPAP nasale

La CPAP nasale (Continuous Positive Airway Pressure = Pression Positive Continue Nasale de voie aérienne) offre une alternative à des modes de ventilation plus invasifs comme la ventilation conventionnelle ou la ventilation sous oscillation à haute fréquence. Depuis le début des années 90, quelques études concluent que la CPAP nasale précoce, introduite dans la première heure de vie, est un traitement efficace du syndrome de détresse respiratoire des prématurés.

Son principe repose sur l’association du mode de Ventilation Spontané (VS) et la Pression Positive continue de fin d’Expiration ou PEP[Cf glossaire].

Les appareils de Pression Positive Continue (PPC) sont des générateurs de pression. Ils propulsent l’air ambiant au patient avec une «pression positive» (prescrite par le médecin) par l’intermédiaire d’un circuit qui écarte les parois du pharynx à la façon d’une attelle pneumatique. Cette pression est prescrite et mesurée soit en cm d’eau, soit en millibar. Ces appareils sont le plus souvent prévus pour délivrer une pression réglable de 3 à 20 cm H₂O.

Cette technique est administrée aux nourrissons d'âge gestationnel inférieur ou égal à 31-32 semaines pendant 15, 30, ou 60 minutes. Le matériel est simple et bon marché. On peut utiliser cette technique, si dès les premières minutes de vie, on constate l'apparition précoce de signes d'insuffisance respiratoire.

Pour l'enfant prématuré, elle peut être une solution d'attente avant le transfert vers une unité hospitalier adaptée. Pour l'enfant proche du terme, elle peut permettre d'éviter un transfert inutile et une intubation, à condition de rester vigilant. Ainsi, le nouveau-né ne sera transféré que si son état respiratoire se dégrade.

La technique de CPAP nasale est facile à mettre en œuvre, toutefois elle présente certaines contraintes. En effet, elle demande une surveillance rapprochée, donc du personnel, pour vérifier que la canule nasale soit en place et n'abîme pas le nez, pour faire des soins de nez (aspiration douce), et pour vérifier que l'état de l'enfant ne se dégrade pas. Une certaine expérience est donc nécessaire.

II-3-c- Ventilation à Haute Fréquence (VHF)

La nécessité de développer de nouveaux modes de ventilation peut se justifier par deux raisons majeures :

le besoin d’obtenir une meilleure élimination du CO₂ et/ou une meilleure oxygénation dans certaines situations où la ventilation mécanique conventionnelle échoue ;

l’espoir de diminuer les lésions trachéo-broncho-pulmonaires provoquées par la ventilation mécanique, suite à une intubation.

Ainsi, les recherches se sont orientées dans 2 grandes directions :

l’amélioration de la ventilation mécanique conventionnelle, avec l’introduction de la synchronisation sur les respirateurs néonatals et la réduction de l’espace mort par lavage trachéal ;

la Ventilation à Haute Fréquence utilisant de faibles volumes courants et des fréquences élevées, qui après des résultats expérimentaux très prometteurs est de plus en plus utilisée en clinique depuis quelques années.

Le principe clé de la VHF repose sur l’utilisation de volumes courants égaux ou inférieurs au volume mort, à des fréquences très élevées. Mais, il est indispensable de préciser le principe de fonctionnement des appareils de Ventilation à Haute Fréquence. Dans le circuit du respirateur, une oscillation est imprimée sur un débit continu, permettant la mobilisation de petits volumes courants, souvent inférieurs à l'espace mort physiologique des voies aériennes. L'oscillation sera générée, en fonction de l'appareil utilisé, soit par un piston, soit par le déplacement d'un haut-parleur au sein d'un champ électro-magnétique.

Ce type de ventilateur se compose d’un piston oscillant ou d’un système dérivé du haut-parleur commandé par un oscillateur électronique. Cette technique utilise des tubes trachéaux standards ; l’inspiration et l’expiration sont actives, le rapport inspiration/expiration [Cf glossaire] étant en général proche de 1/1. L’élimination du CO₂ est assurée par un débit de gaz auxiliaire continu qui permet d’apporter des gaz frais au système.

La VHFO peut être définie comme une ventilation mécanique délivrant :

un volume courant inférieur ou égal à l’espace mort (V_t < 2mL/kg)

une fréquence respiratoire > 3 Hz ou > à 4 fois la fréquence naturelle du patient. Il est bon de noter que la ventilation à haute fréquence par oscillations utilise le plus souvent une fréquence entre 10 et 15 Hz (600 à 900 cycles/min).

La Ventilation à Haute Fréquence a démontré sa capacité à améliorer l’élimination du CO₂ et à fournir une oxygénation adéquate, en évitant l’utilisation de pressions d’insufflation élevées. Elle offre une alternative efficace, là où la ventilation conventionnelle est incapable de maintenir les pressions partielles de gaz du sang acceptables dans les limites de pression d’insufflation raisonnables. Il a été suggéré que l’utilisation de pressions moyennes [Cf glossaire] inférieures à 12 mbar dans les voies aériennes évite les complications.

Ce type de ventilation est utilisé en deuxième intention, après résistance à une ventilation classique. Cependant, les ventilateurs de néonatologie possédant la fonction Ventilation à Haute Fréquence (VHF) ne sont pas nombreux sur le marché.

Les indications de la ventilation à l’aide de la VHF sont :

les pathologies alvéolaires néo-natales modérément sévères ou graves : maladie des membranes hyalines du prématuré, syndrome de détresse respiratoire du nouveau-né à terme, …

dans les situations d’hypoxémie réfractaire,

dans d’autres situations où la ventilation mécanique conventionnelle comporte un risque d’aggravation important.

L’appellation « Ventilation à Haute Fréquence » recouvre de très nombreux modes ventilatoires, dont la Ventilation à Haute Fréquence par Oscillations (VHFO).

La VHFO est une méthode d’avenir, qui se développe depuis la mise à disposition d’un équipement adéquat, ayant permis de résoudre les problèmes d’humidification des gaz inhalés. De plus, elle permet de réduire les barotraumatismes pulmonaires chez les prématurés.

Les avantages théoriques de la VHFO comprennent :

- un maintien de l’ouverture des voies aériennes,

- un faible volume courant et faible variation de pression,

- une diminution de la pression des voies aériennes,

- moins de modifications hémodynamiques.

II-3-d- Aide inspiratoire (AI) : Perspective d’avenir

Bien que les modes ventilatoires avec trigger du type VACI (Ventilation Assistée Contrôlée Intermittente) ou VAC (Ventilation Assistée Contrôlée) soient d’un usage fréquent en néonatalogie, l’Aide Inspiratoire (AI), disponible sur certains ventilateurs destinés aux soins néonatals, est rarement utilisée dans cette spécialité du fait de ses limites techniques.

En ventilation conventionnelle, les nouveaux-nés sont ventilés par des ventilateurs à débit continu, pression limitée et logique chronométrique. La ventilation déclenchée par trigger constitue une amélioration majeure dans le domaine de la ventilation néonatale. Différents modes de ventilation avec trigger ont été mis au point pour les nouveaux-nés : VACI, VAC, et plus récemment l’Aide inspiratoire.

L’Aide Inspiratoire est le mode qui laisse le plus de liberté au patient : en effet, c’est lui-même qui décide du début de l’inspiration et de l’expiration, et par conséquent, qui contrôle le temps d’inspiration, la fréquence respiratoire et le volume minute. En effet, l’Aide Inspiratoire est un mode ventilatoire en pression, où l’inspiration est déclenchée par le patient puis assistée. A chaque inspiration, l’assistance ventilatoire est assurée par une courbe de pression positive synchronisée avec les appels inspiratoires du patient, dont celui-ci détermine le début et la fin.

La désynchronisation entre ventilation spontanée et ventilation mécanique présente un risque potentiel. Selon le réglage du ventilateur, il peut provoquer un conflit ponctuel ou systématique entre expiration active et insufflation du ventilateur. L’expiration active est susceptible d’entraîner une baisse du volume courant et du volume minute, une augmentation de la consommation d’oxygène, une augmentation de la pression intrathoracique, une baisse du débit cardiaque et une augmentation de la pression veineuse.

Un des moyens pour parvenir à la synchronisation consiste à diminuer le temps inspiratoire et/ou à augmenter la fréquence ventilatoire de manière à adapter les réglages du ventilateur à la fréquence respiratoire spontanée du nouveau-né. Mais ces modifications ne donnent pas toujours de bons résultats et les fréquences élevées nécessaires à la mise en œuvre de cette solution font qu’elle est généralement rejetée dans la pratique clinique. Toutefois, une autre approche consiste à détecter l’appel inspiratoire de l’enfant et à s’en servir pour déclencher le cycle machine.

De plus, les fuites au niveau de la sonde endotrachéale limitait l’utilisation de l’AI en néonatalogie auparavant. En fin d’inspiration, avec les sondes trachéales sans ballonnet, un débit permanent s’échappait entre la trachée et la sonde d’intubation (débit de fuite). Si cette fuite excédait le critère d’arrêt de l’inspiration (trigger expiratoire), le système était incapable de déterminer la fin de l’inspiration. Aujourd’hui, de nouvelles technologies permettent d’utiliser ce mode en néonatalogie.

III- Dispositifs existants sur le marché

III-1- VS-PEP nasale

L’Infant Flow – Société EME

Le système de VS-PEP nasale Infant Flow permet l'administration d'une pression positive continue très stable tout en minimisant le travail respiratoire.

Ce système est essentiellement constitué d’un générateur et de la pièce nasale, alimentés par le Driver Infant Flow.

L'originalité du principe de fonctionnement du générateur Infant Flow réside dans la bascule de flux. Celle-ci se produit à l'intérieur du générateur. Elle est synchronisée par la ventilation du patient. Le circuit interne du générateur, breveté, conditionne le débit gazeux, de manière à assurer une VS-PEP stable au niveau des voies aériennes du patient.
Le générateur repose donc sur une bascule fluidique. L'absence de valves ou de tout autre dispositif mécanique rend la réponse de l'appareil à l'effort du patient presque instantanée.

La pièce nasale de forme anatomique est constituée exclusivement de silicone. Elle existe en trois tailles permettant l'utilisation du très grand prématuré au nouveau-né à terme.

Le flux gazeux est projeté par des buses vers le nez de l'enfant à l'inspiration, juste quand il en a besoin. Pendant l'expiration, au contraire, la bascule de flux aide l'expiration. La bascule de flux élimine les problèmes liés à la VS-PEP conventionnelle.

Le flux généré par le Driver est accéléré dans les buses du générateur. Quand le patient fait un effort inspiratoire spontané, le générateur lui donne une aide en transformant l'énergie cinétique du flux gazeux en pression, ce qui réduit le travail respiratoire du patient.

Lorsque le patient fait un effort expiratoire spontané, la pression qu'il applique sur le générateur renverse le flux provenant des buses. Ce flux quitte alors le système via le bras expiratoire. Ainsi, la VS-PEP est maintenue constante dans les voies aériennes. Dès que l'effort expiratoire est interrompu, le flux se renverse de nouveau en position d'inspiration.

Le résultat final de l'application de cette logique fluidique, démontré en laboratoire et en pratique clinique, est de réduire le travail respiratoire additionnel et de générer une pression positive constante et stable.

Une utilisation attentive et précoce de la VSPEP nasale pourrait diminuer la morbidité et le coût des soins néonatals.

Le générateur et son système fluidique sont activés par le Driver de l'Infant Flow. Le fonctionnement correct du renversement du flux dans le générateur nécessite une pression d'alimentation minimum de 110 cm H₂O. Le Driver comporte un mélangeur d'oxygène et tous les dispositifs propres à sécuriser la VS-PEP nasale y compris la surveillance des

paramètres avec alarmes intégrées.
Le Driver fait partie intégrante du système Infant Flow. En effet, le générateur ne fonctionne correctement et en toute sécurité que s'il est alimenté par le Driver Infant Flow.

III-2- Ventilateur à Haute Fréquence (VHF)

Le Bear Cub 750psv – Société Bear Medical Systems

La mise sur le marché du ventilateur BEAR CUB 750pvs marque l'évolution de l'assistance ventilatoire néonatale. L'appareil peut prendre en charge tous les patients, du petit nouveau né à l'enfant de trente kilos. Il intègre toutes les fonctionnalités essentielles, alliant l'universalité clinique à un design moderne. De plus, il présente une fonction de Ventilation à Haute Fréquence.

Il permet le monitoring du volume courant (grâce au moniteur Graphics connecté au ventilateur) et un déclenchement rapide et précis de l'insufflation en fonction du débit proximal (ventilation synchronisée intégrée). Le capteur de débit, type anémomètre à fil chauffant, assure la mesure cycle par cycle des volumes courants inspiratoire et expiratoire au cours des cycles mécaniques et spontanés. Il mesure également la fuite gazeuse.

Le déclenchement sur le débit proximal offre la sensibilité et le temps de réponse nécessaires aux petits prématurés dont la fréquence respiratoire est élevée. La synchronisation entre le ventilateur et le patient est constante, le travail respiratoire diminue.

Ce ventilateur possède un limiteur de volume breveté. Le limiteur de volume est une innovation fondamentale pour les soins intensifs du nouveau né ; voici ci-après pourquoi c’est un outil essentiel du traitement.

La ventilation conventionnelle en limitation de pression et temps contrôlé (TCPL) se complique fréquemment d'une distension excessive des tissus pulmonaires, provoquant un volutraumatisme. Pour y parer, le 75Ovs dispose de la limitation de volume.

Le volutraumatisme est habituellement associé à une augmentation de la compliance pulmonaire. En ventilation spontanée, le patient contrôle tous les aspects de son effort inspiratoire, le risque de volutraumatisme lors d'une augmentation brutale de la compliance est donc très faible.

Lors d'un cycle mécanique, le risque est beaucoup plus important. En effet, pour un niveau de pression inspiratoire donné, l'augmentation de la compliance entraîne une augmentation du volume courant.

Les ventilateurs conventionnels fonctionnant en TCPL ne limitent que la pression, l'insufflation continue tant que le temps qui lui est imparti n'est pas écoulé et le volume continue d'augmenter, parfois jusqu'à des niveaux dangereux. Un trop grand volume insufflé risque de distendre le poumon jusqu'à la lésion. Ainsi, la limitation de volume interdit de dépasser une valeur inoffensive lors des cycles mécaniques.

III-3- Ventilateurs à Haute Fréquence par Oscillations (VHFO)

III-3-a- Le Stephanie – Société STEPHAN

Stéphanie, ventilateur pour grands prématurés et nouveaux-nés, applique les méthodes de traitement connues pour compléter de manière optimale le type de respiration des patients avec insuffisance respiratoire. Il permet d’élargir les formes thérapeutiques respiratoires actuelles par une respiration assistée guidée par le flux de volume, et une ventilation oscillatoire à haute fréquence (VHFO), complétant ainsi les thérapies conventionnelles.

III-3-b- Le 3100A Sensormedics – Société SEBAC

Le 3100A Sensormedics est un ventilateur de type oscillant à commande et contrôle électronique. Son oscillateur constitué d'une membrane (diaphragme) dont le déplacement pic à pic et la fréquence sont ajustables, produit des ondes de pression de 3 à 15 Hz se superposant à une pression moyenne positive ajustable des voies respiratoires.

Le 3100A est capable de prendre en charge les très grands prématurés ainsi que les nouveaux-nés à terme. Il possède une expiration active et est le seul oscillateur à permettre l'ajustement du rapport I/E.

III-3-c- Le SLE 5000 – Société SLE

Le SLE 5000 est particulièrement bien adapté aux nouveaux-nés. Il permet de délivrer l’ensemble des modes de ventilation, y compris la Ventilation à Haute Fréquence par Oscillations. Il peut aussi être aussi utilisé pour la CPAP nasale.

Le principe sans valve, breveté, assure une ventilation efficace pour tous les modes, et offre une expiration active lors de la VHFO. Cette caractéristique présente divers avantages, parmi lesquels : une amélioration de la ventilation à de très faibles pressions, une réduction des fuites et une meilleure oxygénation chez les nouveaux-nés atteints sévèrement de détresse respiratoire.

III-4- Ventilateurs combinant les différents modes

III-4-a- VS-PEP et VHF : Le Christina – Société STEPHAN

Ce ventilateur de néonatologie applique toutes les formes de respiration. Il possède le mode VS-CPAP avec surveillance fiable de l’apnée et offre la possibilité d’utiliser une Ventilation à Haute Fréquence.

III-4-b- VS-PEP nasale et Aide Inspiratoire (AI) : L’Infant Flow advance™ - Société EME

Le module Infant Flow advance™ apporte un supplément d'air enrichi en oxygène à un débit réglable par le réanimateur entre 0 et

5 L/min. Il peut ainsi générer une aide inspiratoire pour un patient ventilant spontanément et fonctionne selon quatre modes :

- VS-PEP nasale : thérapeutique déjà testée et évaluée dans le monde entier à l'aide du système Infant Flow™ original ;

- VS-PEP nasale avec monitoring des apnées : ce système présente tous les avantages de la VS-PEP nasale, combinés à ceux du monitoring des apnées. A l'aide d'un simple capteur abdominal, détectant les apnées, il devient possible d'administrer une pression supplémentaire pour stimuler la ventilation pendant un épisode d'apnée. Cela permet de laisser le patient sous VS-PEP nasale évitant ainsi intubation et ventilation conventionnelle et leurs complications et coûts supplémentaires ;

- Aide inspiratoire avec monitoring des apnées : l'aide inspiratoire asynchrone à deux niveaux pendant l'inspiration pourrait améliorer la tolérance de la VSPEP nasale. En réglant le débit, le réanimateur, choisit l'amplitude de l'aide inspiratoire. En réglant le temps inspiratoire, il modifie la durée d'application du débit supplémentaire. Cela pourrait réduire le nombre des épisodes d'apnée ainsi que le recours à une ventilation mécanique ;

- Aide inspiratoire synchronisée : dans ce cas, l'aide inspiratoire est déclenchée par la détection d'un effort inspiratoire. Elle s'accompagne d'une ventilation de secours en cas d'apnée. Le réanimateur peut également faire varier la fréquence et la durée de la délivrance du débit additionnel par le générateur. L'aide inspiratoire est réalisée par l'augmentation du débit. Par rapport à une VS-PEP nasale conventionnelle, elle peut améliorer le volume courant.

III-4-c- VS-PEP nasale, VHF et Aide Inspiratoire (AI) :

Le Babylog 8000 Plus – Société DRAEGER

Dans le mode VHF, le Babylog 8000 fait vibrer la membrane expiratoire sous contrôle du microprocesseur, à des fréquences comprises entre 5 et 20 Hz.

Le mode VHF du Babylog 8000 est une option permettant de ventiler à des fréquences supérieures à 5 Hz avec un respirateur néonatal conventionnel de type découpeur de flux.

Selon son principe de fonctionnement, le Babylog 8000 VHF ne peut pas être classé dans la catégorie des oscillateurs bien connus « à piston » mais plutôt du type oscillateur à membrane.

En ventilation conventionnelle, la valve électromagnétique de PEP vient activer la membrane en silicone située dans le bloc expiratoire et applique une pression de commande dans le circuit au rythme des temps réglés. Le débit continu réglé est « découpé » par la valve expiratoire.

En mode VHF, la valve expiratoire commande de la même façon les pressions dans le circuit, mais à une fréquence plus élevée. Pour assurer une P_moy constante, le Babylog 8000 détermine automatiquement le débit continu nécessaire et le rapport I/E.

Le Babylog 8000 permet la combinaison des modes de ventilation : VHF + VCI (Ventilation Contrôlée Intermittente). Un cycle contrôlé périodique pendant la VHF assurera les pressions d’ouverture nécessaires pour recruter les alvéoles atélectasiées, réduisant ainsi le besoin de pressions moyennes élevées dans les voies aériennes pour obtenir une oxygénation appropriée. L’introduction progressive des cycles contrôlés pendant la VHF peut, de plus, réentraîner le système respiratoire à la respiration spontanée, et par suite, améliorer le sevrage en stimulant le processus normal de ventilation.

Pour comprendre l’effet résultant de la thérapie ventilatoire sur le patient, il est important de surveiller les modes de ventilation ou la modification des réglages du ventilateur. Le Babylog 8000 permet une surveillance complète des voies aériennes pour chaque cycle contrôlé, cycle haute fréquence et cycle de respiration spontanée.

Enfin, l’humidificateur dédié, l’Aquamod, et le circuit patient utilisé présentent une compliance extrêmement faible : 0,25 mL/mbar. Cette spécificité se révèle particulièrement avantageuse pendant la VHF, puisque les cycles sont transmis directement au patient sans perte de puissance.

Le système de CPAP nasale BabyFlow, conçu pour les ventilateurs Babylog série 8000, procure une bonne stabilité de la PEP et permet de diminuer très sensiblement les coûts d’utilisation, grâce à son adaptation directe sur le circuit patient standard du Babylog 8000.

Ce système présente les caractéristiques suivantes :

les canules nasales sont à usage unique,

elles restent en place de manière plus efficace grâce à un système de fixation qui ajuste le BabyFlow avec un confort maximal pour le nouveau-né,

le Babylog 8000 présente une transition souple entre la ventilation conventionnelle et la CPAP nasale,

le très faible niveau sonore est conforme à la philosophie des soins de développement,

la gestion de matériel est simplifiée et les coûts sont réduits,

la formation et la manipulation sont très faciles.

Le Babylog 8000 Plus permet de disposer désormais d’une Aide Inspiratoire spécifiquement conçue pour les nouveau-nés. En effet, il est muni d’un système de correction avec modélisation des fuites qui adapte automatiquement la sensibilité du trigger inspiratoire et le critère d’arrêt inspiratoire (trigger expiratoire) au débit de fuite réel. Cette correction automatique des fuites permet d’éviter les auto-déclenchements du trigger et la non-reconnaissance de la fin de l’inspiration du patient et garantit une parfaite synchronisation avec la respiration spontanée. Par conséquent, avec le Babylog 8000 Plus, l’AI fonctionne avec des fuites de plus de 60 % et plus et il devient possible de l’utiliser chez les nouveau-nés.

Ainsi, l’Aide Inspiratoire du Babylog 8000 Plus s’harmonise de manière remarquable avec la respiration spontanée du patient, c’est pourquoi elle constitue le mode ventilatoire idéal pour le sevrage.

PARTIE III : Ictère du nouveau-né

I) Aspects pathologiques

Les premiers jours, l’épiderme du bébé pèle finement, puis devient plus claire. Mais il arrive aussi très souvent, dans 80 % des cas que la peau jaunisse le deuxième ou le troisième jour, c’est l’ictère physiologique du nouveau-né qui est dû à l’excès d’un pigment jaune, la bilirubine.

Les symptômes : Deux jours environ après sa naissance, le nouveau-né peut « virer » au jaune. Sa peau se teinte plus ou moins légèrement, son blanc de l’œil devient lui aussi jaunâtre et ses urines foncent. Il se montre vraiment très somnolent et n’ouvre guère les yeux.

Les causes : A la naissance, un nourrisson détruit une partie de ses globules rouges fœtaux, trop nombreux. Cette opération libère un pigment : la bilirubine.
Pour ne pas être envahi par cette substance pouvant être dangereuse pour certaines structures du cerveau, l’organisme la détruit en partie, notamment grâce au foie.

Dans le cas d’un ictère physiologique, la quantité de bilirubine est normale (elle ne dépasse pas 170 à 220 mmol/L), mais il manque au nourrisson une enzyme hépatique qui permet de transformer le bilirubine en un produit éliminable (bilirubine conjuguée). Cet ictère n’est absolument pas dangereux, à condition que la bilirubine ne dépasse pas un certain taux (la bilirubinémie non conjuguée peut être toxique lorsque le taux est supérieur à 340 mmol/L) : c’est pour cela que l’on surveille les ictères.

Certains nouveau-nés ne parviennent pas à détruire ce pigment :

les prématurés au foie encore trop immature ;

les nourrissons nés avec des hématomes (en se résorbant, ils libèrent beaucoup de bilirubine) ;

- les nouveau-nés présentant une incompatibilité de groupe sanguin avec leur maman (ictère hémolytique) et qui, de ce fait, ont des globules rouges en très grande quantité à détruire.

Le traitement : Grâce au bilirubinomètre transcutané – petit appareil que l’on applique sur la peau du nourrisson –, il est possible de surveiller le taux de ce pigment. Quand il devient trop élevé (entre 220 et 250 mmol/L pour un nouveau-né et à partir de 170 mmol/L pour un prématuré), donc dangereux, on effectue une photothérapie.

En cas d’un ictère sévère ([bilirubine] = 400 mmol/L à 430 mmol/L), les médecins ont recours à l’exsanguino-transfusion. Cependant cette technique reste peu utilisée car le risque de mortalité est élevé (3 pour 1000 procédures).

II – Principe de fonctionnement des techniques

II-1- Le Bilirubinomètre

La mesure de la bilirubine peut se réaliser sous deux formes :

invasive par une prise de sang et dosage par spectrophotométrie directe,

non invasive en utilisant un bilirubinomètre transcutané, Btc (analyse de la lumière réfléchie par la peau et les tissus sous cutanés).

Il n’existe pas de protocole précis de la mesure de la bilirubine transcutanée. Elle est recommandée en cas d’ictère visualisable cliniquement. Toutefois, un service de réanimation pédiatrique ou une maternité peut mettre au point son propre protocole et mettre en place une mesure systématique de la Btc, 12 h après la naissance.

II-2- La Photothérapie

Le nourrisson est placé dans une couveuse au chaud, les yeux protégés et est exposé plusieurs heures durant sous des lumières bleues, dont la longueur d’ondes (410 à 460 nm) détruit la bilirubine à travers l’épiderme jusqu’à une profondeur de 2mm. L’efficacité du traitement dépend de plusieurs facteurs :

de l’éclairement énergétique / dose d’énergie radiante,

de la distance tubes-enfant,

de la durée de l’exposition,

de la position du nouveau-né qui doit se faire alternativement en position dorsale et ventrale,

de l’appareil, de sa technologie et de sa maintenance.

II-2-a- Risques induits :

Les risques ophtalmologiques (lésion rétinienne)

Du fait des longueurs d’onde utilisées en photothérapie, les cellules cônes (cellules constitutives de la rétine sensibles aux radiations violettes (380 nm)) sont les plus sensibles et donc vulnérables. Cependant, la lumière utilisée en photothérapie ne contenant pas de composante UV, elle ne présente a priori pas de dangers potentiellement nocifs. Par précaution, les yeux du nourrisson sont couverts.

L’élévation de température

Les risques d’hyperthermie ne peuvent être écartés. C’est pourquoi les constructeurs et les fournisseurs de dispositifs de photothérapie recommandent de réduire la température des incubateurs fermés et de surveiller la température de la pièce où sont placés l’incubateur et le dispositif de photothérapie. Généralement, les dispositifs de photothérapie sont ventilés permettant ainsi une évacuation des calories dégagées par les tubes lumineux.

La déshydratation

Si le risque théorique existe, il n’a jamais été véritablement décrit dans la littérature.

Le risque mutagène [Cf glossaire] ?

Une exposition à des longueurs d’ondes comprises entre 350 et 450 nm est inductrice de risques mutagènes voire cancérigènes. Or, la lumière bleue utilisée en hyperbilirubinémie est comprise entre 460 et 510 nm.

Les précautions à prendre :

Pour surveiller le nouveau-né lors d’une séance de photothérapie, un moniteur simple du rythme cardio-respiratoire permettant de surveiller les trois paramètres classiques (ECG, PNI, SpO₂) est suffisant.

II-2-b- Dispositifs d’éclairage

TUBE FLUORESCENT

LAMPE HALOGENE

LAMPE AUX HALOGENES METALLIQUES

PRINCIPE

Tube de verre dont la paroi interne est recouverte d’une mince couche de substance photolumineuse et dont les extrémités comportent une électrode renfermant de la vapeur de mercure basse pression.

La décharge électrique dans la vapeur de mercure provoque l’émission de rayonnement ultraviolet qui par interaction avec la couche mince photolumineuse donne de la lumière visible.

Lampes à incandescence classique remplies d’un gaz diatomique de la famille des halogènes (fluor, chlore, brome, iode…). Elles utilisent le plus souvent de l’iode ou des dérivés bromés (bromure ou dibromure de méthyle).

Le cycle halogène a pour but de limiter la sublimation du tungstène constituant le filament. L’enveloppe portée à haute température permet la stabilité du cycle. L’enveloppe est constituée soit en quartz, soit en verres spéciaux.

Formation d’un arc électrique dans une ampoule contenant des halogénures métalliques ainsi que des vapeurs de mercure à haute pression. Les éléments halogénés concentrent les métaux vaporisés dans la zone chaude de l’arc.

CARACTERISTIQUES

80 % de l’énergie est dégagée sous forme de chaleur :

Déperdition qui a des conséquences non négligeables sur les conditions de traitement du bébé, en particulier sur la surveillance de la température et de la déperdition hydrique.

C’est pourquoi de nombreux constructeurs de dispositifs de photothérapie ventilent les rampes de tubes fluorescents afin d’augmenter leur efficacité en fonction du temps et d’éviter de trop grand transfert de chaleur du dispositif vers le patient.

Emission d’une lumière blanche, très vive, très brillante, de température de couleur proche de 3000° K.

Très faible rendement.

90 % environ de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur.

Inconvénient principal : production de rayonnements ultraviolets, non absorbés par le quartz.

Solution : Utilisation d’un filtre en verre ou en matière plastique, positionné devant la lampe.

Emission d’une lumière blanche vive avec un très bon rendu de couleurs.

Inconvénient : Ampoule en quartz donc laisse passer les rayonnements ultraviolets. Le filtrage est alors nécessaire.

III – Dispositifs existants sur le marché

III-1-Les bilirubinomètres

Actuellement, trois bilirubinomètres transcutanés, de technologies différentes sont présents sur le marché :

III-1-a- Le JM 103, Minolta-AirShields (companie rachetée depuis juillet 2004 par Draeger)

Il est basé sur une mesure spectrophotométrique. Pour réaliser la mesure, il suffit de placer l’embout contre le front ou le sternum de l’enfant et de presser doucement.

Le principe repose alors sur une analyse de la lumière émise par une lampe xénon délivrant des flashs. La lumière est transmise par fibre optique, et réfléchie par la peau et les tissus sous cutanés. Cette lumière réfléchie est transmise par fibre optique sur un miroir dichroïque [Cf glossaire] et parvient à deux détecteurs spectrophotométriques, munis chacun d’un filtre (550 nm et 460 nm). La durée de vie de la batterie est d’au moins 400 mesures à pleine charge.

Cet appareil donne une valeur estimée du taux sanguin de bilirubine exprimé en mmol/L ou mg/dL quelque soit la couleur de peau du nouveau-né. De plus, il permet d’aide à la décision concernant la nécessité de faire un dosage sanguin de bilirubine ou de mettre en route un traitement. Son coût d’acquisition est d’environ 5500 Euros

III-1-b- Le Bilicheck, commercialisé par Airox

Il est basé sur le même principe que le JM 103 à savoir l’analyse de la lumière blanche réfléchie par les tissus sous cutanés chargés en bilirubine.

L’originalité réside dans une analyse très large bande de la réponse, 221 bandes de longueurs d’onde, confrontées à une source étalon.

En revanche, ce dispositif utilise un consommable : un embout jetable qui est appliqué sur le site de mesure (front, poitrine, sternum). La durée de vie de l’ampoule est de minimum 30000 mesures. Cet appareil fonctionne sur piles dont l’autonomie est de 100 mesures minimum.

III-1-c-Le Bilimed, conçu par Medick: une nouveauté

C’est un boîtier portable autonome qui effectue des mesures par voie non invasive et sans contact avec la peau du nourrisson. Il permet de réaliser un contrôle du taux de bilirubine sans traumatisme et sans risque d’infection pour l’enfant.

Le cycle de fonctionnement chronologique de l’appareil est le suivant : le personnel médical met en marche le Bilimed qui réalise automatiquement un autodiagnostic de son fonctionnement ainsi qu’un étalonnage des diodes électroluminescentes (DEL) avant chaque mesure.

Un ensemble de DEL, disposées en couronne, à 35° d’inclinaison afin d’avoir un point de rencontre précis, s’allument.

L’opérateur pointe les faisceaux des DEL en direction de la zone de peau de l’enfant à analyser, soit sur le front soit sur le sternum.

Lors de la convergence des faisceaux, l’appareil, à l’aide de photodiodes, détecte le maximum d’intensité réfléchie par la peau et lance automatiquement un cycle de mesures en allumant successivement les autres DEL et en quantifiant l’intensité de lumière réfléchie pour chacune d’entre elles.

Ensuite, un signal sonore avertit l’opérateur que la mesure est terminée. Après calculs, analyses et moyennes des valeurs mesurées, le résultat est affiché sur l’écran. Si le résultat est supérieur à un seuil d’alarme, qui peut être préréglé par le médecin, un signal sonore est émis, le résultat clignote sur l’écran. Une fois la mesure affichée, l’opérateur peut imprimer un ticket de traçabilité à l’aide de l’imprimante thermique interne à l’appareil.

Le Bilimed possède au moins 10 diodes (DEL) :

3 DEL jaunes de référence à 520 nm,

2 DEL rouges entre 620 et 720 nm pour la pigmentation,

2 DEL bleues vers 460 nm pour la bilirubine,

et 3 DEL vertes vers 545 nm et 575 nm pour l’hémoglobine.

La prise de l’échantillonnage de la peau est réalisée sur une surface d’un centimètre, sur un vaisseau ou une artère, ce qui donnera un meilleur diagnostic. L’appareil reconnaît toutes les ethnies. Il est doté d’une alimentation par batteries rechargeables sur un socle raccordé au secteur.

III-2-Les dispositifs de photothérapie

Les différents dispositifs de photothérapie doivent répondre aux exigences du marquage CE, au sens de la directive 93/42/CE et sont de classe IIa. Le marché présente des systèmes halogénés, à décharges d’halogénures métalliques, des systèmes de rayonnement bleu, blanc, bleu-blanc.

Pour les systèmes courants, la longueur d’onde conseillée est comprise entre 400 et 500 nm, sachant que l’absorption maximale se situe à 460 nm.

Deux systèmes existent :

la photothérapie traditionnelle dont l’éclairement énergétique se situe entre 1 et 2 mW /cm² ; la photothérapie intensive (l’enfant est irradié sur le dos et l’abdomen à la fois) dont l’éclairement énergétique se situe entre 2 et 5 mW /cm².

                     III-2-a-La photothérapie traditionnelle

Dispositifs à halogène et à halogénures métalliques :

La technologie quartz halogène présente un inconvénient majeur : l’enveloppe de quartz laisse passer les rayonnements ultraviolets, qu’il est indispensable de filtrer.

Le positionnement de la lumière (spot) sur le nourrisson est très important pour que le traitement soit efficace. La distance optimale source/nouveau-né est de l’ordre de 50 cm : à cette distance le dégagement de chaleur est moindre et non nocif pour le patient.

Les incubateurs et/ou les tables de réanimation néonatale, quelque soient leurs origines, intègrent un dispositif de photothérapie, de base ou en option, comme le précise le tableau ci-après.

Nom		*Babylog 8010*, équipée en option d’une photothérapie	*Giraffe Spot PT Lite*
Marque		Draeger	Ohmeda
Caractéristiques	Ampoule	6 spots quartz halogène basse tension (12V) Puissance nominale (50W)	Ampoule aux Halide
	Durée de vie ampoule	1000 h	2500 h
	Intensité lumineuse	Distance source/patient : 80 cm, distance raisonnable pour obtenir un traitement par photothérapie et un réchauffement du nouveau-né sans risque de brûlures cutanées.	A 38 cm du bébé : 30 à 40 mW/cm²/nm
	Autres	Filtre UV : Plaque de verre Angle d’ouverture de rayonnement : 24° Prix Babylog sans photothérapie : 14000 € HT Prix avec photothérapie : 16000 € HT	Niveau sonore < 60 dBA, mesuré à 90 cm de l’appareil Prix incubateur radiant avec le système Giraffe : 30000 € HT

Dispositifs de rayonnement de lumière bleu blanc

Les principaux dispositifs et leurs caractéristiques sont regroupés dans le tableau suivant.

Nom

Photo-Therapy 4000

Ampliflux

Ampliflux à 2 capots

Lampe photothérapie

Marque

Draeger

Medipréma

Médéla

Caractéristiques

Se place directement au-dessus de l’habitacle d’un incubateur ou d’un berceau chauffé

4 tubes fluorescents à lumière bleue 2 tubes fluorescents à lumière blanche

A 40 cm du bébé, l’intensité de rayonnement est de :

avec 4 tubes fluorescents bleus, 1,4 mW/cm² ;

avec 6 tubes fluorescents bleus, 2,0 mW/cm²

Durée de vie recommandée des tubes de lumière « bleue » : 1000 h

Compteur horaire d’utilisation intégré

Se positionne facilement sur les incubateurs fermés et les berceaux

Capot diffuseur pivotant

6 tubes de traitements bleus

A 36 cm du nourrisson, le flux lumineux est de : 1 mW/cm²

Minuterie permettant programmation du temps d’exposition de 0 à 12 h

Compteurs horaire du temps total d’utilisation des tubes (2000h max)

Se place sur incubateurs ouverts ou fermés

2 Capots diffuseurs pivotants

12 tubes de traitements bleus

A 36 cm du nourrisson, le flux lumineux est de : 2 mW/cm²

Programmation du temps d’exposition

Compteurs horaire du temps total d’utilisation des tubes (2000h max)

Source : 4 tubes fluorescents,
lumière bleue ou blanche

Classe de protection : I, Type B

Surveillance opto-électronique du spectre thérapeutique efficace

Réglable et pivotable en continu

Remarques

Les tubes bleus en forme de U d’une puissance nominale de 18 W sont spécifiques à la société Draeger.

Les tubes blancs sont des tubes fluorescents classiques.

Prix : 3200 € HT

Tubes de Type : TL 20 W/52

Consomme peu d'énergie

III-2-b- La photothérapie intensive

Elle met en œuvre un éclairement énergétique et est appliquée pratiquement sur toute la surface corporelle. La distance source lumière/nouveau-né est de l’ordre de 20 à 30 cm. On obtient par ce traitement d’une durée de 4 h une chute spectaculaire du taux de la bilirubine.

Ampliflux 360, Medipréma

Il est équipé de 16 tubes bleus de marque Philips de type TL 20W/52, dont l’éclairement énergétique est de 3 mW/cm².

Il est muni d’un compteur horaire qui émet un signal lumineux avertissant que les tubes ont servi au moins 2000 h et qu’il convient de les changer.

Afin d’augmenter l’efficacité des tubes néon, ceux-ci sont ventilés (un capteur de température d’ambiance est présent).

Un deuxième compteur horaire est destiné à la programmation de la durée de la séance. Il est constitué de 3 fenêtres pour permettre une surveillance du nouveau-né.

Son coût d’acquisition est d’environ 8700 €.

Bilicrystal Bulle 2, Medestrime SA

C’est un « bac à lumière » équipé de 6 tubes fluorescents classiques qui délivrent un éclairement énergétique de 3,6 mW/cm². Ce bac est doté d’un matelas gel. Il peut être placé dans un incubateur fermé ou radiant.

Associé au système à double coupole orientable Bilicrystal Duo 2 (chacune des coupoles est équipée de 4 tubes fluorescents bleus classiques - 2,5 mW/cm² -), il devient avec un éclairement énergétique de 5,5 mW/cm² un dispositif de photothérapie intensive. Il présente :

l’avantage de visibilité du patient lors de la séance de traitement,

l’inconvénient de surveiller la température centrale ainsi que les paramètres physiologiques.

Futura/Innova, Airox

Il délivre un éclairement énergétique supérieur à 3,11 mW / cm² à 35 cm. Le berceau Innova potentialise l’efficacité de la photothérapie en répartissant l’éclairement énergétique sur un maximum de la surface corporelle du bébé. Il peut aussi s’utiliser dans un incubateur.

Le Futura est pivotant sur 360° et possède 6 tubes de traitement et 2 d’éclairage. Un compteur horaire permet de programmer la durée des séances entre 0 et 12 h.

III-1-c- La photothérapie par fibres optiques : une perspective d’avenir

L’intérêt majeur de cette technique de photothérapie réside dans le fait que le nouveau-né n’est pas séparé de sa mère et qu’il peut être tenu dans ses bras lors de la séance.

Biliblanket Plus à haut flux, Ohmeda

L’originalité réside dans le fait que le système utilise un câble composé de fibres optiques permettant de faire parvenir de la lumière à partir d’une lampe à haute intensité jusqu’à une natte tissée de fibres optiques. Celle-ci est placée dans une housse jetable en contact avec le patient. Ce dernier est exposé à une lumière d’une longueur d’onde comprise entre 400 et 500 nm.

Le système de photothérapie BiliBlanket Plus High Output se compose d’un illuminateur et d’une natte lumineuse associée à un câble en fibres optique de 1,2 m de long. L’illuminateur contient une lampe, des filtres de lumière, une source d’alimentation, un système de refroidissement et une protection contre la surchauffe près de la lampe.

La lampe de l’illuminateur est une ampoule halogène à filament au tungstène à haute intensité, avec réflecteur incorporé. Le réflecteur est recouvert d’une fine couche de dichroïque [Cf glossaire] qui diminue les émissions infrarouges.

Cette lampe est spécialement conçue pour répondre aux exigences du système. Sa durée de vie est de 800 h pour une tension nominale à une température ambiante de 25°C. L’éclairement énergétique délivré est de 45 mW/cm²/nm.

Bilibed System, Médéla

Ce concept de photothérapie où l’enfant est en contact ou proche de la mère et sans avoir les yeux protégés par un masque semble très intéressant. La société Médéla propose un dispositif utilisant lui des tubes fluorescents classiques, le Bilibed System.

Le nourrisson est placé dans une couverture qui le maintient en position (ventrale ou dorsale) et couché sur une feuille laissant passer la lumière bleue. Celle-ci est générée par le bloc d’irradiation qui remplace le matelas du berceau dans lequel est placé le patient.

Le bloc d’irradiation comporte un tube fluorescent de forme adaptée dont la durée de vie est de 1500 h. Il est doté de deux compteurs horaires, l’un pour la durée de traitement, l’autre destiné au temps de fonctionnement. L’éclairement énergétique varie entre 2 et 3 mW/cm²

Conclusion

Ce projet d’étude bibliographique traite des principes de fonctionnement de quatre dispositifs médicaux dédiés à la néonatalogie : les incubateurs, certains systèmes d’assistance respiratoire, les bilirubinomètres et les appareils de photothérapie.

Il présente également une liste non exhaustive des matériels existants sur le marché et évoque quelques innovations dans ce domaine : le contrôle qualité des incubateurs par le Koala, l’utilisation de l’Aide Inspiratoire, la mesure de la bilirubine sans contact avec la peau du nourrisson et la photothérapie par fibres optiques.

Ainsi, ces innovations montrent l’intérêt des industriels à développer puis commercialiser des équipements destinés aux nourrissons.

En 2001, environ 10 % des nouveau-nés ont effectué un séjour dans un service de médecine néonatale, dont 3 à 5 % en réanimation proprement dit avec 50 à 80 % de succès. Ces chiffres plus ou moins inquiétants justifient que la prise en charge du nouveau-né mobilise néonatalogistes, ingénieurs biomédicaux et industriels. Ainsi, une collaboration systématique de ces acteurs permettrait d’assurer des soins de qualité adaptés à chaque nouveau-né, et de se doter d’équipements adéquats.

Actuellement, on note une augmentation du nombre de grands prématurés. Ceci est dû notamment au décalage des naissances vers un âge maternel plus élevé. Ce phénomène est inquiétant dans la mesure où les risques, à la fois pour le nouveau-né et la mère, augmentent de manière sensible avec l’âge de la mère. Ainsi, des progrès sont attendus dans le suivi des grands prématurés et dans le diagnostic anténatal.

Parallèlement, diverses études mettent en évidence le rôle majeur d’une prise en charge adaptée aux grands prématurés, dans leur développement physiologique. Ainsi, on peut supposer que la recherche du pôle Génie Biologique et Médical, Périnatalité – Enfance, de Picardie contribue, de plus en plus, au développement futur de nouveaux dispositifs médicaux liés à la néonatalogie ainsi qu’au diagnostic prénatal.

Glossaire

Compliance : élasticité.

Cyanose : coloration bleuâtre de la peau due à une diminution du taux d’O2 liée à l’hémoglobine.

Dichroïque : objet présentant la propriété que possède certaines substances d’offrir des colorations diverses suivant la direction de l’observation.

Espace mort ou volume résiduel : volume d’air qui ne participe pas aux échanges alvéo-capillaires.

FiO₂ : fraction d’oxygène dans les gaz inspirés. Autrement dit, c’est la proportion d’oxygène dans le mélange apporté à l’enfant. Elle est exprimée en pourcentage, ou en fraction de 1 (norme internationale). La FiO₂ de l’air ambiant est 0,21 (21 %).

Hypoxémie : état du poumon appauvri en oxygène.

Mode de ventilation spontanée : dans ce mode, le patient possède suffisamment de réflexes respiratoires pour déclencher la machine, qui est alors chargée de combler les forces défaillantes du patient.

Mutagène : gène susceptible de provoquer des mutations chez les êtres vivants.

Normothermie : zone de température dans laquelle l’individu arrive à maintenir sa température.

PaO₂ : pression partielle d’oxygène dans le sang artériel. L’unité est le kiloPascal (KPa) (norme internationale), ou le mm de mercure (TORR). 1 KPa = 7,5 TORR.

PEP : Pression Positive continue de fin d’Expiration. La PEP est une technique de ventilation au cours de laquelle la pression des voies aériennes est maintenue au cours de l'expiration à niveau supérieur à la pression atmosphérique, qui peut s'appliquer à tous les modes de ventilation.

Polypnée : accélération du rythme respiratoire.

P_moy : intégrale des pressions inspirées et expirées, pression très significative de l’état du patient.

Rapport inspiration/expiration : correspond au cycle ventilatoire en fonction du temps.

Exemple : I/E = ½ signifie : 1 phase d’inspiration pour 2 phases d’expiration.

SPO₂ : mesure percutanée de la saturation de l’hémoglobine en oxygène (SaO₂). On parle aussi de saturométrie.

Surfactant : substance fabriquée par les poumons du fœtus pendant le dernier trimestre de la grossesse et qui aide les poumons à rester gonflés à chaque nouvelle inspiration. Autrement dit, le rôle du surfactant est d’empêcher les alvéoles de s’aplatir lors de l'expiration.

Volume courant : volume d’air insufflé à chaque inspiration.

Bibliographie

Ouvrages

Dr Marie THIRION. Les compétences du nouveau né. Nouvelle édition, Coll. Bibliothèque de la famille, Ed. Albin Michel, 2002, Paris

Dr Claude BEYSSAC-FARGUES, Sabine SYFUSS-ARNAUD. Le bébé prématuré : l’accueillir, le découvrir, le soutenir. Coll. Bibliothèque de la famille, Ed. Albin Michel, 2000, Paris

Pr Jean Christophe ROZE, Thomas KRUGER. L’Aide Inspiratoire – un nouveau mode ventilatoire synchronisé pour les nouveaux-nés, Dräger

Dr Philippe JOUVET. Babylog 8000 – la HFV en pratique. Département Réanimation Dräger, 1996

Réglementation

Arrêté du 25 avril 2000 relatif aux locaux de prétravail, aux dispositifs médicaux et aux examens pratiques en néonatalogie et en réanimation néonatale

Articles

Le Banc d’Essai : Anesthésie-Néonatologie. ITBM RBM, 21 : n°2, p15, Avril 2000

Le Cahier Technique : l’assurance qualité des incubateurs néonataux. ITBM RBM, 22 : n°6, pp 16 à 18, Décembre 2001

Le Banc d’Essai : Néonatologie. ITBM RBM, 22 : n°2, Avril 2001

Processus de mise en conformité de l’arrêté de périnatalité du 25 avril 2000. ITBM RBM, 23 : n°1, pp 60 à 67, Février 2002

Le Cahier Technique : la photothérapie. ITBM RBM, 23 : n°2, 2002

Sites web

Equilibre thermique

http://www.ohmeda.com

http://www.draeger.com

http://www.mediprema.com

http://www.flukebiomedical.com

Assistance respiratoire

http://www.hc-sc.gc.ca/pphb-dgspsp/publicat/cphr-rspc00/pdf/rspc00f.pdf

http://frankpaillard.chez.tiscali.fr/anesthesie_physiologie_neonatale_premature.htm

http://bienetre.nouvelobs.com/site/search.asp

http://www.enfant-magazine.com/article/index.jsp?docId=462279&rubId=9229

http://www.airox.fr

http://www.asincoprob.free.fr/compterendus/pathoneonat2.htm

http://www.france5.fr/f5_ref/magazine_sante.htm

http://fn.bmjjournals.com/cgi/content/full/fetalneonatal%3b88/3/F168

http://www.respironics.com/power_programs/infant_neonatal_care.cfm

http://www.pdgsystem.com

http://www.hosmat.com

http://www.draeger.com

http://www.sebac.fr

http://www.ventworld.com

http://www.sle.co.uk

Bilirubimétrie – Photothérapie

http://www.med.univ-rennes1.fr/etud/pediatrie/ictere.htm

http://www.cs.nsw.gov.av/rpa/neonatal/html/nursing

http://www.airox.fr

http://www.mediprema.com

http://www.medela.fr

http://www.ohmedamedical.com

http://www-sante.ujf-grenoble.fr

http://persowanadoo.fr/ipa.sante.htm

http://www.babyfrance.com/soins.ictere.htm

Autres

Cours du Master MTS : Les incubateurs

Référence à rappeler : les principaux dispositifs médicaux dédiés à la néonatalogie, A.Adjedj, C.Desreumaux, V.Pauchard, Projet MASTER MTS, UTC, 2004-2005 , URL : https://www.utc.fr/~farges/ Les principaux dispositifs médicaux dédiés à la néonatalogie : état de l'art et innovations
Adjedj Aurélie	Desreumaux Cyril	Pauchard Vanessa