Breathing control, brain, and bodily self-consciousness: Toward immersive digiceuticals to alleviate respiratory suffering

Introduction : il existe actuellement peu de donnees sur la valeur optimale de capnometrie en Salle de surveillance post-interventionnelle (SSPI) chez les patients en phase de reveil apres une anesthesie generale (AG). Neanmoins, la valeur de capnometrie est susceptible de modifier la ventilation appliquee a ces patients par le personnel infirmier en SSPI, avec des consequences possibles sur les delais de reveil, d’extubation et de sejour en SSPI. L’objectif de cette etude etait d’observer les effets du monitorage de la capnometrie chez les patients intubes en phase de reveil en SSPI. Materiel et methodes : il s’agissait d’une etude prospective, randomisee, monocentrique. Les patients devant beneficier d’une chirurgie sous anesthesie generale etaient repartis en 2 groupes. Dans le groupe sans EtCO2 visible (« Capno - »), la capnometrie etait monitoree en SSPI mais non visible par le personnel infirmier en charge du patient. Dans le groupe avec EtCO2 visible (« Capno+ »), la capnometrie etait monitoree et accessible au personnel infirmier, sans consigne particuliere de valeur cible. Les patients beneficiaient tous du meme protocole anesthesique et etaient intubes, non curarises, normothermes et ventiles manuellement a l’arrivee en SSPI. Le critere de jugement principal etait le pourcentage de patients developpant une hypercapnie definie par une EtCO2 maximale superieure a 45 mmHg avant extubation. Resultats : 48 patients ont ete randomises dans les deux groupes (24 patients par groupe). Le taux de patients presentant une EtCO2 > 45 mmHg avant extubation etait de 83,3% (20 patients) dans le groupe « Capno - », contre 54,1% (13 patients) dans le groupe « Capno + ». Ce taux etait statistiquement different entre les deux groupes (p = 0,029). Conclusion : le monitorage de la capnometrie chez les patients en phase de reveil arrivant intubes en SSPI semble reduire significativement le taux d’hypercapnies avant extubation. Ces resultats sont a confirmer par d’autres etudes avec des effectifs plus larges, et a confronter a des protocoles de ventilation en SSPI chez ces patients.

https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-02291342/document

Effets de l’utilisation de la capnométrie en salle de surveillance post-interventionnelle : une étude randomisée monocentrique

Impact des processus cognitifs sur la ventilation spontanée et en condition de dyspnée expérimentale

This study evaluated cognitive function and mood state with inspiratory resistance before and after maximal exercise in hypoxia. Nine healthy men (age = 25 ± 2 years) performed the Automated Neuropsychological Assessment Metrics—4th Edition (ANAM4) of the Stroop color–word test (SCWT) and total mood disturbance (TMD) before and after an incremental cycling exercise until volitional fatigue with four different inspiratory resistances (0, 1.5, 4.5, 7.5 cm H2O·L−1·s−1). There was no significant difference in the interference score of SCWT and TMD at normobaric, hypoxic conditions at four different inspiratory resistances. However, the interference score of SCWT was improved following maximal cycling exercise, whereas TMD was not improved. Inspiratory resistance did not have a deleterious effect on cognitive function and mood state in normobaric hypoxia after maximal cycling exercise. However, following maximal cycling exercise, cognitive function was improved.

/pdf/added-inspiratory-resistance-does-not-impair-cognitive-2puuldcu.pdf

Added Inspiratory Resistance Does Not Impair Cognitive Function and Mood State

In healthy humans, inspiratory threshold loading deteriorates cognitive performances. This can result from motor-cognitive interference (activation of motor respiratory-related cortical networks vs...

Impact of inspiratory threshold loading on brain activity and cognitive performances in healthy humans.

La commande centrale de la ventilation

Introduction La dyspnee est frequente chez les patients sous ventilation mecanique (VM) et impacte severement leur pronostic. Sa mesure implique une auto-evaluation par le patient et requiert un certain niveau de communication. Par consequent, une large proportion de patients ventiles, non communicants (NC), echappe a son evaluation et aux potentiels benefices therapeutiques associes a son controle. L’activite electrique de surface des muscles extradiaphragmatiques inspiratoires a ete validee comme un biomarqueur fiable de dyspnee. Son utilisation complexe en routine a pousse notre equipe a developper un score comportemental denomme IC-RDOS [1] . Valide chez les patients vigiles essentiellement non ventiles, notre objectif etait de le valider chez les patients ventiles NC en le comparant a l’activite EMG. Methodes Des patients sous VM invasive presentant des signes d’inconfort respiratoire ont ete inclus. L’IC-RDOS et l’activite EMG des parasternaux et des Alae Nasi etaient mesures avant (etat basal, EB) et apres une intervention therapeutique visant a soulager la dyspnee. Ces interventions consistaient en une optimisation des reglages du ventilateur (Opt) pour tous les patients et une injection de morphine lorsque juge necessaire par le clinicien en charge du patient. Resultats Au total 35 patients (âge 67 [56–76], IGS II 51 [35–61]); med [IQR]) ont ete inclus dont 17 NC. Parmi les patients NC, le IC-RDOS a diminue de 6,18 [4,34–6,62] en EB a 4,35 [2,68–6,29] (p = 0,046) et 4,31 [2,94–4,75] (p = 0,011) apres Opt et injection de morphine respectivement. En parallele, comparativement a l’EB, on observait une diminution significative de l’EMG area under curve (EMG AUC) des parasternaux (−65% [p = 0,039]) apres injection de morphine ainsi qu’une diminution de l’EMG AUC des Alae Nasi (−38% [p = 0,003] et −64% [p = 0,008] apres Opt et injection de morphine respectivement). Le IC-RDOS etait significativement correle a l’EMG AUC des parasternaux (r = 0,668, p = 0,008). Apres recueil des EVA-dyspnee parmi les 18 patients communicants, on observait une correlation significative entre l’EVA-dyspnee et le IC-RDOS (r = 0,545, p = 0,038). Conclusion Ces resultats suggerent que le IC-RDOS est un score de mesure de dyspnee fiable chez les patients de reanimation sous VM invasive NC.

Faisabilité et validation d’un score comportemental de dyspnée chez les patients non communicants en réanimation

Steady state visual evoked potentials (SSVEP) have been widely utilized in brain computer interfacing (BCI) in last years. In this paper, we present a study exploring the possibilities of SSVEP to manage the communication between patients suffering respiratory disorders and health care providers. By imposing different breathing constraints, five healthy subjects communicated their breathing sensations (breathing well/breathing bad) using a visual frequency tagging paradigm: two visual stimuli with different flickering frequencies (15 and 20 Hz) were simultaneously presented on a screen. Using electroencephalographic (EEG) signals from only three EEG electrodes, two spectral features were extracted by a spatial filter in a sliding window, then classified by an unsupervised algorithm based on k-medians. Average detection success rates were of 70% during breathing discomfort, and of 83% when subjects breathed comfortably. Results suggest that SSVEP-based BCI may be a promising choice to improve patient-caregiver communication in situations of breathing discomfort when verbal communication is difficult.

https://hal.inria.fr/hal-01207793/document

S. Campion

Papers

Impact of inspiratory threshold loading on brain activity and cognitive performances in healthy humans.

La commande centrale de la ventilation

Faisabilité et validation d’un score comportemental de dyspnée chez les patients non communicants en réanimation

Steady state visual evoked potentials-based patient interface under breathing constraints