Mécanique ventilatoire

Transcription

1 Mécanique Mécanique ventilatoire Définition ventilatoire Etude des phénomènes qui vont permettre ou s opposer au renouvellement de l air dans les alvéoles Objectifs Connaître les données spirographiques : volumes et débits Mécanique ventilatoire Savoir construire les courbes pression-volume et définir le niveau ventilatoire de repos Comprendre l importance du surfactant Définir la zone silencieuse du poumon et les conséquences qui résultent de ce «silence» Exploration de base : La spirographie

2 La spirographie : exploration du souffle Les volumes pulmonaires : Exploration : parenchyme pulmonaire, parois thoracique 1 Les volumes : le parenchyme, les parois Les volumes mobilisables : Capacité vitale (CV) = CI Les débits bronchiques : Capacité inspiratoire (CI) + CV Exploration des : grosses bronches petites voies aériennes Volume de réserve expiratoire (VRE) VRE NVR 1 Les volumes : le parenchyme, les parois Le volume non mobilisable : 1 Les volumes : le parenchyme, les parois Les sommes : CV Capacité pulmonaire totale () = CV + VR Volume résiduel (VR) VR NVR Capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) = VRE + VR

3 La spirographie : Synthèse Les débits : les bronches 1 La courbe d expiration forcée CV NVR Nécessité d une standardisation pour comparaison inter et intra individuelles VR CRF Inspiration forcée suivie d une expiration maximale, la plus rapide possible La courbe d expiration forcée Les Débits moyens (Courbe volume-temps) VEMS Vol (l) Vol (l) Débit (l/s) Temps 5 DME 5 DME Vol (l) DME 5-75 VEMS 5-75 % 75 % Temps (sec) VR Volume-temps Débit-volume Temps

4 3 Les Débits instantanés DEBIT (l/s) (Courbe débit-volume) Donne même type de résultat que VEMS Vpeak, V 75 Vpeak Normal DEBIT (l/s) Obstruction Vpeak 3 Les Débits instantanés DEBIT (l/s) (Courbe débit-volume) Très intéressant, comparable DME 5-75 V Normal DEBIT (l/s) Obstruction 75 VR 75 VR 50 VR 50 VR 3 Les Débits instantanés (Courbe débit-volume) Ecart type trop important inutilisable V 5 DEBIT (l/s) Normal DEBIT (l/s) Obstruction 5 VR 5 VR Les débits : Signification Le VEMS, le V pointe, le V 75 explorent globalement grosses bronches et petites voies aériennes proximales Le DME 5-75 et le Vmax 50 explorent plus spécifiquement mais insuffisamment les petites voies aériennes

5 Les débits : Signification Notion «de zone silencieuse» du poumon Il s agit de l ensemble des petites voies aériennes distales Elles sont mal évaluées par la spirographie, qui «ne parle pas» A contrario, ce sont les premières altérées dans les pathologies broncho-pulmonaires 3 Les appareils de mesure Les spirographes mécaniques : volume-temps Les pneumotachographes : débit-volume Les pléthysmographes : volumes Spirographie Mécanique Spirographie Pléthysmographique VA x PA = - (Vpl x Ppl)

6 Les valeurs théoriques Notion limite inférieure de la normale litre litresec -1 Dépendantes : sexe, taille, âge, race 3,7 3,0 5,7,1 Exemples :,3 0 % 3,5 75 % Homme : 0 ans 1,9 m CV = 7 l VEMS = 5, VEMS/CV = 0% Femme : 70 ans 1,5 m CV =,7 l VEMS = 1,9 VEMS/CV = 70% Notion limite inférieure de la normale : propre à chaque variable 1, 70 % 0 70 Age Mme Durand 1,0 mètres Capacité Vitale Lente 1,9 55 % 0 70 Mr Dupont 1,75 mètres V max 50 Parce que les paramètres sont différentes et que l écart type résiduel de chacune d entre-eux est constant, quel que soit l âge, le pourcentage de la limite inférieure par rapport à la normale est toujours variable Age 5 Interprétation des résultats Déficit ventilatoire RESTRICTIF Exemples pathologiques Diagnostic : Sévérité : diminuée sous Lim Inf Normale % th Déficit obstructif : asthme, BPCO, emphysème VEMS/CV vs normale Déficit ventilatoire OBSTRUCTIF Diagnostic : VEMS/CV < 70 % Sévérité : VEMS % th Déficit restrictif : fibrose pulm, cyphoscol, CV vs VEMS/CV normal

7 7 La spirographie du généraliste Spirométrie du généraliste : exemple PiKo- Mode d emploi Débit mètre m électronique (prix insignifiant) Mesure VEMS, CV donc VEMS/CV Permet le diagnostic d un déficit obstructif Doit être utilisé chez tout sujet à risque (tabagique 0 ans, 10 paquets-année) Embout PiKo Zone de couleur Trous d aération Bouton de contrôle Indicateur de zone Spirométrie du généraliste : exemple PiKo- Ecran PiKo - Interprétation Mécanique ventilatoire Les valeurs de références par défaut sont paramétrées comme suit : Vert : VEMS/CV > 0, Jaune : 0,7 < VEMS/CV < 0, A priori, pas d asthme ou de maladie respiratoire liée au tabac Bilan spécialisé nécessaire si vous fumez, toussez, crachez ou êtes parfois essoufflé Propriétés statiques du système respiratoire Rouge : VEMS/CV < 0,7 Bilan respiratoire spécialisé indispensable

8 1Rappel 11 : Equation Newton domaine 3 dimensions P tot = E tot x V + R tot x V + I tot x V 1 : Equation Newton condition statique P tot = E tot x V + R tot x V + I tot x V P tot = E tot x V Détermination des propriétés élastiques 1 Les paramètres de mesure Les volumes : th = Normalisation Les pressions motrices : Poumons : PL = PA Ppl = Pbu Poe Thorax : Pw = Ppl -PB SystResp : Ptot = PA PB Détermination des propriétés élastiques 3 Construction courbes volume/pression -3-1 : courbe volume/pression du poumon Inspiration complète : apnée sec Expirations partielles avec apnée Les variables mesurées Propriétés statiques : P = E x V Elastance : E = P / V Compliance : C = 1 / E = V / P % capacité vitale Poumon P (cmh O)

9 3 Construction courbes volume/pression -3-1 : courbe volume/pression du poumon Compliance = ΔV / ΔP au dessus NVR Pression de rétraction élastique (max) CL = ΔV / ΔP Pression de rétraction élastique 3 Construction courbes volume/pression -3- : courbe volume/pression du thorax Construction : Identique précédente Analyse : Compliance = ΔV / ΔP au dessus NVR P (cmh O) % capacité vitale Pression de distension élastique Poumon 3 Construction courbes volume/pression -3-3 : courbe volume/pression du système respiratoire Construction : Sommation des deux précédentes 0 Thorax P (cmh O)

10 % capacité vitale Poumon Système respiratoire 3 Construction courbes volume/pression : courbe volume/pression du système respiratoire 0 0 Thorax Définition NVR : Volume pulmonaire auquel les forces de rétraction et de distension élastiques thoraco-pulmonaires sont égales et de sens opposé P (cmh O) % capacité vitale Poumon Système respiratoire 3 Origine de l élasticité pulmonaire 31 Facteurs histologiques 0 3 Facteurs physico-chimiques 0 31 Notion de force de tension superficielle 0 Thorax NVR Forces attraction intermoléculaires Phase aériennes < phase liquidienne P (cmh O) Rétraction Paroi Bulle

11 Physico-chimie : Forces de tension superficielle 3 Expérience de Von Neergaard (199) Interface liquide / liquide Distensibilité poumon x Volume (ml) Pre El Liq air 100 CL Physiologie : Question 50 L interface air-liquide du poumon exerce t-il une force de tension superficielle qui jouerait un rôle dans l élasticité pulmonaire? Pression (cmh O) 3 Origine de l élasticité pulmonaire Notion de surfactant 33 Synthèse L interface air-liquide participe aux forces de rétraction élastique du poumon Ces forces physico-chimiques de rétraction contribuent pour 50 % à la distensibilité pulmonaire donc à égalité avec les forces de rétraction histologique 1 Interface air-liquide : liquide = sérum? Pression réelle < 5-10 fois pression théorique Protection fatigue, mais origine? Instabilité alvéolaire Petits alvéoles se vident dans grands Liquide = sérum : NON

12 Loi de Laplace P = T / r Notion de surfactant Le surfactant et ses propriétés P r P r Lipoprotéine ½ vie : 30 heures travail musculaire Stabilité alvéolaire Poumon sec P = Pression ; r = Rayon T = Tension superficielle Loi de Laplace P = T / r P r P r P r P r P = Pression ; r = Rayon ; T = Tension superficielle