REVIEW - JOURNAL OF FUNCTIONAL VENTILATION AND PULMONOLOGY. VOLUME 4 - ISSUE 10. 2013

ABSTRACT

In the 80s, studies demonstrated the beneficial effect of LTO (long-term oxygenotherapy) in survival, hemodynamic consequences and quality of life of patients with severe COPD (chronic obstructive pulmonary disease).
The LTO in COPD is a life-long treatment, restrictive and costly. It is therefore important to respect the indications where blood gas criteria have been strictly defined and to determine the modality (especially oxygen source) that will allow to patients to have one hand optimal adherence and on the other hand a improved quality of life. Ambulatory oxygen therapy has greatly expanded in recent years due to technological advances and the generalization of respiratory rehabilitation programs. The diversity of devices placed on the market imposes a rigorous prescription, it can only be done after assessing the needs of the patient and evaluating the effectiveness of the equipment on the correction of hypoxia.
Socio-economic, geographical and logistical considerations also come into the choice of the source of oxygen for which we must consider long-term maintenance: climate, patient’s house (power supply, accessibility), organization of the supply of liquid oxygen and/or gaseous technical service. The solution is not unique, it must be adapted to the patient (severity of patient’s condition, lifestyle) and the organization of health care system of the concerned country .

KEYWORDS: COPD, LTO, oxygenotherapy, ambulatory oxygenotherapy, respiratory failure

RÉSUMÉ

Dès les années 80, des études ont démontré l’action bénéfique de l’OLT (oxygénothérapie de long terme) sur la survie, le retentissement hémodynamique et la qualité de vie des patients BPCO (broncho-pathologie chronique obstructive) sévères.
L’OLT dans le cadre de la BPCO est un traitement à vie, contraignant et coûteux. Il importe donc d’en respecter les indications dont les critères gazométriques ont été strictement définis et de trouver les modalités (en particulier la source d’oxygène) qui permettront au patient d’avoir d’une part une observance optimale d’autre part une qualité de vie accrue. L’oxygénothérapie de déambulation s’est largement développée ces dernières années grâce aux avancées technologiques et à la généralisation des programmes de réhabilitation respiratoire. La diversité des appareils mis sur le marché impose une rigueur dans la prescription, celle-ci ne peut s’effectuer qu’après avoir évalué les besoins du patient et tester l’efficacité du matériel sur la correction de l’hypoxie. Des considérations socio-économiques, géographiques et logistiques entrent également en jeu dans le choix de la source d’oxygène pour lequel il faut envisager la maintenance au long cours: conditions climatiques, habitat du patient (alimentation électrique, accessibilité), organisation de l’approvisionnement en oxygène liquide et/ou gazeux, service technique. La solution n’est pas univoque, elle doit être adaptée au patient (gravité de son état, mode de vie) et à l’organisation du système de santé du pays concerné. 

MOTS CLES: BPCO, OLT, oxygénothérapie, oxygénothérapie déambulatoire, insuffisance respiratoire

INTRODUCTION

L’oxygène est un élément fondamental de la vie et à ce titre il a dans l’imaginaire collectif une place prépondérante, il est synonyme de vie mais aussi de jeunesse (l’industrie cosmétique l’a bien compris et l’utilise comme argument marketing, les produits « oxygénateurs » de l’épiderme fleurissent, les bars à oxygène proposent « une réponse idéale à l'air pollué, une nouvelle défense contre l'asphyxie de certaines villes, un facteur incomparable de récupération et de détente, etc. »).

Tout cela peut faire sourire mais n’est pas si éloigné de certaines pratiques médicales, combien de prescriptions sont libellées avec pour toute posologie « à la demande », combien d’infirmières hospitalières se voient confrontées aux supplications du patient ou de sa famille pour avoir de l’oxygène, l’élément salvateur qui donnera un surplus de vie. Depuis 1998, l’oxygène est un médicament donc soumis à des indications thérapeutiques validées, avec une posologie adaptée au patient et à sa pathologie, des règles d’administration, des effets secondaires mais une oxygénothérapie peut être mise en route sans prescription médicale.

Dans le cadre de l’oxygénothérapie à long terme (OLT) de la BPCO les indications, la posologie (essentiellement la durée quotidienne) sont consensuelles et conditionnent les bénéfices attendus. Quant aux modalités d’administration, elles dépendent d’une part des conditions socio-économiques du pays concerné, d’autre part de l’environnement et du mode de vie du patient.


OBJECTIFS DE L’OXYGENOTHERAPIE

L’insuffisance respiratoire chronique (IRC) se définit par l’incapacité de maintenir une hématose normale avec pour conséquence une PaO2 inférieure à 70 mm Hg et/ou une PaCO2 supérieure à 45 mm Hg. 90% des IRC sont la conséquence d’une BPCO responsable d’anomalies du rapport ventilation-perfusion provoquant une hypoxémie, éventuellement majorée par une hypoventilation alvéolaire. L’hypoxémie peut conduire à une hypoxie tissulaire chronique aux conséquences multiples (hypertension artérielle pulmonaire, cœur pulmonaire chronique, hypoxie cérébrale). L’OLT en réduisant l’hypoxémie permet de traiter et/ou prévenir les manifestations d’hypoxie tissulaire.

BENEFICES DE L’OLT DANS LA BPCO

Les études princeps
Dès les années 80, deux études ont démontré l’action bénéfique de l’OLT sur la survie, le retentissement hémodynamique et la qualité de vie des patients BPCO sévères.

L’étude NOTT (Nocturnal Oxygen Therapy Trial) [1] en 1980 a comparé une oxygénothérapie continue versus une oxygénothérapie nocturne et a conclu à une amélioration significative de la mortalité après 24 mois. L’oxygénothérapie nocturne seule n’augmente pas la survie.

L’étude MRC 1981 [2] a comparé une oxygénothérapie de 15h/j versus pas d’oxygénothérapie et a conclu à une amélioration significative de la survie à 5 ans dans le groupe recevant de l’oxygène.

Des études plus récentes ont entériné le bénéfice de l’OLT dans les BPCO [3]
Une revue de 6 essais randomisés contrôlés [4] a confirmé le bénéfice apporté par l’OLT sur la mortalité de patients BPCO avec une hypoxémie sévère (55 mm Hg) bénéficiant d’un traitement médicamenteux optimal et d’une oxygénothérapie de 15 à 18 h/j, certains auteurs rapportant un bénéfice supérieur pour une durée de 24h [5]. La survie des patients avec une hypoxémie légère ou modérée ne semble pas modifiée, il en est de même des patients ne présentant que des désaturations nocturnes. L’OLT réduit également le nombre d’hospitalisations, augmente la capacité d’effort et améliore la qualité de vie liée à la santé.

Futures études
Plus récemment un groupe de travail du National Heart, Lung and Blood Institute [6] a proposé des pistes de recherche concernant l’évaluation des bénéfices de l’oxygénothérapie pour les patients BPCO avec hypoxémie modérée car pour beaucoup d’études concernant ces patients, seule la survie est considérée et pour certaines l’interprétation est rendue difficile par un niveau de compliance faible. Enfin le groupe recommande d’autres études sur la nécessité ou non de traiter les désaturations pendant le sommeil, la détermination du dosage optimal de la supplémentation en oxygène et plus généralement des études sur la compliance.

INDICATIONS DE L’OLT DANS LA BPCO

Critères gazométriques
Actuellement les critères gazométriques admis pour la prescription d’une OLT sont une PaO2 inférieure ou égale à 55 mm Hg. Il est important que cette hypoxémie soit contrôlée sur une période d’au moins trois semaines à distance de toute décompensation et que le patient bénéficie d’un traitement médical optimal. Si la PaO2 est comprise entre 56 et 60 mm Hg et s’accompagne de signes d’insuffisance cardiaque droite et/ou de polyglobulie et/ou d’ hypertension artérielle pulmonaire secondaire et/ou de désaturations nocturnes (SaO2 inférieure à 90% plus de 30% du temps de sommeil) [7, 8] l’OLT demeure indiquée.

Posologie La posologie de l’oxygénothérapie doit comporter deux paramètres: le débit en l/mn et la durée quotidienne.

Le débit Il est déterminé en fonction des résultats de la gazométrie artérielle au repos (PaO2) ou plus simplement de la mesure de la saturation de l’hémoglobine par un oxymètre de pouls (SpO2). Ce débit sera ajusté pour atteindre les valeurs cibles: PaO2 ≥ 60 mm Hg ou SpO2 ≥ 90%. Ces valeurs constituent un seuil au delà duquel la courbe de saturation de l’hémoglobine (l’oxyhémoglobine constituant le mode principal de transport de l’oxygène dans le sang) atteint un plateau (Figure 1). 

Ce débit au repos peut être adapté à l’exercice afin de maintenir la saturation supérieure ou égale à 90%. Le test de marche de six minutes permet d’évaluer le débit adéquat ; certains préconisent d’augmenter le débit utilisé au repos de 1l/min [5].

La durée quotidienne : la durée minimale nécessaire doit être de 15h/j mais en pratique, compte-tenu des arrêts imposés par les contraintes de la vie quotidienne (toilette, repas, etc.), il est préférable de conseiller au patient d’utiliser l’oxygène aussi longtemps qu’il lui est possible dans le nycthémère.

Oxygénothérapie de déambulation
Il s’agit de l’utilisation de l’oxygène à l’exercice ou durant les activités de la vie quotidienne. Elle peut être prescrite aux patients bénéficiant d’une OLT ou à des patients normoxiques au repos mais désaturant à l’effort.

Une revue de 31 études contrôlées randomisées [9] a montré que l’oxygénothérapie de déambulation augmentait l’endurance et la capacité d’exercice maximale, améliorait l’essoufflement chez les patients BPCO modérés ou sévères. Les résultats sont moins probants chez les patients dont la PaO2 est supérieure à 60 mm Hg. La limite de ces études et qu’elles ne considéraient que l’efficacité à court terme et à travers des tests de laboratoire ne reflétant pas l’activité réelle quotidienne.

L’oxygénothérapie de déambulation permet d’augmenter la durée totale quotidienne de l’oxygénothérapie, contribue à la socialisation du patient en lui permettant notamment le maintien de ses activités en dehors du domicile. Elle fait partie intégrante des programmes de réhabilitation respiratoire. Il est important de déterminer la source d’oxygène la plus adaptée au mode de déambulation (voir « modalités d’administration ») et de spécifier dans la prescription l’adaptation du débit à l’effort.

MODALITES D’ADMINISTRATION

Sources fixes
A domicile, on dispose de trois sources d’oxygène : l’oxygène produit par les concentrateurs, l’oxygène gazeux et, l’oxygène liquide.

Le concentrateur d’oxygène
Il s’agit d’un appareil permettant l’extraction de l’oxygène à partir de l’air ambiant grâce à un compresseur et des tamis moléculaires qui laisse passer l’oxygène et bloque l’azote. Il peut être utilisé pour des débits entre 0,5 et 5 L/mn avec une FiO2 ≈ 92%.

Avantages: pas de livraison d’O2, pas de stockage, peut être déplacé dans la maison (roulettes), possibilité de le transporter en voiture, très fiable.

Inconvénients: bruyant (≤ 40dB), nécessite une alimentation électrique, débit limité (≤ 5L/mn), pas de déambulation à l’extérieur mais possibilité de mettre un tuyau de 15 mètres permettant au patient de se déplacer dans la maison et/ou de mettre le concentrateur dans une autre pièce pour limiter les nuisances sonores

L’oxygène gazeux
Peu utilisé à domicile en poste fixe (habitat sans électricité ou impossibilité d’approvisionnement en oxygène liquide) mais associé au concentrateur comme stockage d’oxygène de secours (quand OLT > 20 h/j) en cas de défaillance technique du concentrateur. Il s’agit le plus souvent de bouteilles de 3 m3 (23 kg).

Avantages: stockage de longue durée, silencieux, pas d’alimentation électrique, débits élevés possibles, transport possible, à noter la possibilité d’utiliser des débitmètres pédiatriques permettant des débits de 0,1 à 1 L/mn. Inconvénients: risque d’explosion en cas de fuites, manipulation parfois difficile, autonomie limitée en cas de fort débit (Tableau 1).

L’oxygène liquide
Il est stocké à domicile dans des cuves de 21 l à 45 l (42 à 78 kg) maintenant l’oxygène à -183°C, il permet le remplissage par le patient de petits conteneurs portables permettant la déambulation (voir paragraphe « oxygénothérapie de déambulation »). Ce remplissage nécessite une éducation des patients ou de leur entourage. Avantages: possibilité de débits élevés >5 l/mn, faible volume de stockage (1 l d’O2 liquide = 850 l d’O2 gazeux), silencieux, pas d’alimentation électrique.

Inconvénients: encombrement de la cuve (à placer à distance de toute source de chaleur), livraisons fréquentes (soit remplissage de la cuve à partir d’un camion équipé d’une cuve fixe, ce qui est interdit dans la plupart des grandes villes soit échange cuve vide contre pleine), réservoir fixe non transportable, coût élevé.

Sources ambulatoires
Pour l’oxygénothérapie de déambulation le choix de la source dépend de la durée quotidienne d’utilisation et détermine également le choix de la source fixe. Le temps de déambulation doit tenir compte des déplacements à l’intérieur et à l’extérieur du domicile

Oxygène gazeux
Pour des durées inférieures à 1 h/j, en complément du concentrateur des bouteilles d’oxygène gazeux sont utilisées. Deux dimensions sont disponibles: les bouteilles de 0,4 m3 (6 kg) qui peuvent être transportées dans une sacoche ou sur un caddie ou des bouteilles de 1 m3 (10 kg) transportables sur un caddie. L’autonomie de ces bouteilles est assez limitée et dépend du débit (Tableau 2).

Oxygène liquide
Pour une déambulation régulière supérieure à une heure par jour, le portable d’oxygène liquide, petit et léger (de 1,2 kg à 2,7 kg), porté en bandoulière est l’équipement de choix. Il y a plusieurs modèles disponibles s’adaptant aux cuves fixes. Leur contenance est variable, de 0,6 l à 1,2 l. La délivrance de l’oxygène peut se faire en débit continu jusqu’à 15 l/mn ou à l’aide d’une valve économiseuse (portable type Helios®) qui augmente l’autonomie du portable (Tableau 3).

Le principe de cette valve est l’envoi d’un bolus (de 300 à 550 ml) à la détection de l’inspiration, il est impératif d’évaluer la capacité du patient au déclenchement du bolus (problème de la respiration bouche ouverte) et son efficacité sur la correction de l’hypoxie (taille du bolus) au repos et à l’exercice [10].

Autres matériels
D’autres appareils d’usages moins courants et plus spécifiques peuvent fournir une source d’oxygène.

Concentrateurs avec compresseur pour remplissage de bouteille d’O2 gazeux de déambulation [11]
Cela permet au patient de remplir des bouteilles d’oxygène gazeux de déambulation à partir d’un concentrateur en source fixe. Deux bouteilles de déambulation (de 1 L ou 1,7 L) peuvent être utilisées avec valve à la demande (réglage de 1 à 5) ou en débit continu (2 L/mn), une bouteille de 1,7 L sans valve permet plus de réglages en débit continu. Ce système a l’avantage de donner une indépendance au patient qui n’est plus tributaire des livraisons mais présente de nombreux inconvénients. Il est volumineux, bruyant (double compresseur), la durée de remplissage des bouteilles est longue (1 h/L).

Le débit d’oxygène fourni par le concentrateur est réduit s’il fonctionne en même temps que le remplissage des bouteilles et l’utilisation conjointe du concentrateur augmente le temps de remplissage. De plus l’autonomie des bouteilles est limitée (Tableaux 4 et 5). Ce système est donc à réserver à des patients dont l’habitat est isolé avec des difficultés de livraison et déambulant peu.

Concentrateurs portables
Ces appareils, beaucoup plus petits qu’un concentrateur classique et munis de batteries, sont d’un grand intérêt pour des déplacements ponctuels mais l’enthousiasme soulevé lors de leur mise sur le marché et l’engouement actuel (entretenu par certains prestataires d’assistance respiratoire à domicile qui en font un argument « marketing ») doivent être modérés par leurs performances limitées et les contraintes d’utilisation.

Il existe de nombreux modèles que l’on peut répartir en deux groupes: les concentrateurs « portables » et les concentrateurs « transportables », les premiers (poids variant entre 2,7 kg et 4,5 kg) peuvent être portés en bandoulières mais ne fonctionnent qu’avec un débit pulsé (réglable selon des modalités propres à chaque dispositif), les deuxièmes plus volumineux (entre 8 et 9 kg), transportables sur un petit chariot, utilisent un débit pulsé ou continu (3 l/mn au maximum). Le principe du débit pulsé est l’envoi à l’inspiration d’un bolus d’oxygène dont la taille, la cinétique de délivrance et le déclenchement sont très variables selon les modèles. La prescription d’un concentrateur portable à débit pulsé ne peut donc se faire qu’après avoir évalué son efficacité et déterminé le réglage du débit pulsé au repos et à l’effort [12].

Le nombre de batteries (une ou deux) et leur autonomie varient selon les modèles, le type de débit continu ou pulsé et le réglage de ce débit. L’autonomie d’une batterie peut aller en débit pulsé de deux heures à plus de cinq heures et en débit continu de 1h30 (3 l/mn) à 4h30 (< 1 l/mn). Le temps de charge des batteries varie entre 3 et 5h.

Si l’on considère le caractère bruyant de ces appareils, le fait qu’un débit pulsé ne doit pas être utilisé pendant le sommeil et le coût très élevé de ces concentrateurs, leurs indications restent limitées : principalement les voyages en particulier aériens [13], et des circonstances particulières pour lesquelles une autre source d’oxygène de déambulation ne peut être utilisée (approvisionnement impossible).

Humidification
L’efficacité de l’humidification dans l’OLT n’a pas été démontrée à faible débit en termes de confort pour le patient [14] et une étude prospective portant sur 185 patients [15] avec un débit moyen d’oxygène à 5 l/mn a conclu que l’humidification de l’oxygène administré au long cours par canule nasale était inutile.

En pratique courante, l’adjonction d’un humidificateur ne se fait que pour des débits élevés (sauf pour l’enfant pour lequel l’humidification est constante) ou à la demande (effet subjectif ?) avec des consignes strictes de maintenance: changement de l’eau chaque jour (eau courante ou si celle-ci est trop calcaire une eau en bouteille pauvre en calcium).

Interface
Dans le cadre de L’OLT pour BPCO, l’interface de choix est constituée par les lunettes à oxygène bien que la FiO2 obtenue soit relativement basse, entre 24 et 44% selon le débit d’O2 et le type de respiration du patient.

Il en existe de nombreux modèles avec différentes tailles et courbures d’embouts. Il faut donc rechercher le modèle le plus confortable pour le patient et aussi le plus discret (surtout pour la déambulation) en choisissant alors un modèle transparent.

La longueur du tuyau reliant les lunettes à la source d’oxygène ne doit pas excéder 15 m et sa structure en étoile évite les risques d’écrasement.

Effets secondaires et complications
L’hypercapnie
Dans la cadre de l’OLT de la BPCO, le débit d’O2 a été déterminé à l’état stable en tenant compte de la capnie. Il faut donc avertir le patient qu’il ne doit pas modifier le débit en cas d’aggravation de son état mais qu’il doit solliciter un avis médical.

Incendies et brûlures
Des consignes de sécurité doivent être données au patient et à son entourage, leur compréhension et leur application doivent être régulièrement vérifiées (rôle du service de maintenance technique et du pharmacien responsable du prestataire): - Arrêt du tabagisme. - Eloignement de la source d’oxygène de plus de 2 m de toute source de chaleur et/ou d’étincelle. - Aucun corps gras en contact avec le matériel et le patient.

CONCLUSION

L’OLT dans le cadre de la BPCO est un traitement à vie, contraignant et coûteux. Il importe donc d’en respecter les indications dont les critères gazométriques ont été strictement définis et de trouver les modalités (en particulier la source d’oxygène) qui permettront au patient d’avoir d’une part une observance optimale d’autre part une qualité de vie accrue. L’oxygénothérapie de déambulation s’est largement développée ces dernières années grâce aux avancées technologiques et à la généralisation des programmes de réhabilitation respiratoire. La diversité des appareils mis sur le marché impose une rigueur dans la prescription, celle-ci ne peut s’effectuer qu’après avoir évalué les besoins du patient et tester l’efficacité du matériel sur la correction de l’hypoxie. Des considérations socio-économiques, géographiques et logistiques entrent également en jeu dans le choix de la source d’oxygène pour lequel il faut envisager la maintenance au long cours: conditions climatiques, habitat du patient (alimentation électrique, accessibilité), organisation de l’approvisionnement en oxygène liquide et/ou gazeux, service technique. La solution n’est pas univoque, elle doit être adaptée au patient (gravité de son état, mode de vie) et à l’organisation du système de santé du pays concerné.

CONFLIT D’INTERÊTS

Aucun.

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FIGURE/TABLES

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15. Campbell EJ, Baker MD, Crites-Silver P: Subjective effects of humidification of oxygen for delivery by nasal canula. A prospective study. Chest 1988; 93: 289-93.

 ARTICLE INFO

DOI: 10.12699/jfvp.4.10.2013.3

Conflict of Interest
Non

Date of manuscript receiving
09/10/2012

Date of publication after correction
16/01/2013


Article citation 
Rouault S. Long-term oxygenotherapy in chronic obstructive pulmonary disease (COPD). J Func Vent Pulm 2013;04(10):3-9.