Ce qu'il faut savoir en Physiologie Respiratoire pour comprendre les explorations fonctionnelles respiratoires

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Marie-Christine Lefèvre
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1 Ce qu'il faut savoir en Physiologie Respiratoire pour comprendre les explorations fonctionnelles respiratoires Marc Zelter Faculté de Médecine Pierre et Marie Curie Service central d exploration fonctionnelle respiratoire Groupe Pitié-Salpêtrière marc.zelter@psl.aphp.fr

2 Grandeurs respiratoires utiles en clinique pneumologique Principes généraux d exploration Marc Zelter

3 Rappels (simples) de Physiologie

4 Le poumon est le lieu des échanges gazeux Les échanges gazeux dépendent du fonctionnement de la pompe ventilatoire mais aussi de la pompe cardiaque Le but ultime est d assurer la saturation du sang artériel en oxygène

5 Les explorations fonctionnelles respiratoires courantes testent principalement la pompe ventilatoire La compréhension des échanges gazeux globaux nécessitent la mesure des gaz du sang, de la diffusion (en fait du transfert) des gaz et, idéalement, du rapport ventilationperfusion

6 En pratique clinique tous les tests ne sont pas nécessaires. Il existe une logique des prescriptions à respecter

7 Un modèle simple (?) Un modèle compartimental, le modèle mono-alvéolaire qui suffit à décrire la physiologie normale de la mécanique ventilatoire, mais pas les échanges gazeux globaux, ni toute la pathologie

10 Un compartiment sans échange gazeux (l espace mort) et un compartiment avec échanges gazeux, le volume alvéolaire, disposés en série Ce modèle est virtuel

11 Particularités du système De l air à la température et à l hygrométrie ambiante à la bouche De l air et de la vapeur d eau à saturation à la température centrale vers le compartiment monoalvéolaire Du gaz saturé en vapeur d eau dans le compartiment alvéolaire Du gaz sortant Un débit expiratoire inférieur au débit inspiratoire mais qui seront considérés comme égaux

12 même ce modèle simple est sous-tendu par des grandeurs complexes qui sont nécessaires pour analyser son fonctionnement

13 et les pressions?

14 La pompe ventilatoire Un schéma mécanique très particulier

16 Un fonctionnement en va et vient

19 D où l impact des dysfonctionnements de la pompe ventilatoire Comme toute pompe, son fonctionnement doit être analysé en termes de débit et de volumes même si ce sont des variations de pression qui expliquent son fonctionnement

20 Débit Le débit intéresse l exploration sous l aspect: - du débit de pointe, sujet à caution - de l intégration de sa valeur instantanée au cours de la première seconde d expiration forcée, le VEMS, qui lui est donc en fait un volume - de sa relation temporelle au volume, la courbe débit volume

23 Le débit est le résultat de la relation entre la différence de pression d entréesortie et la résistance des tuyaux d écoulement Cette résistance se répartit très différemment chez le sujet normal et pathologique

24 R r r R

26 Relation semi-logarithmique entre surface totale de section et branchement

27 Dans ce système de résistances distales en parallèle, à rapport géométrique de section gigantesque par rapport aux résistances proximales, il faut des destructions déjà considérables en périphérie pour que l atteinte soit mesurable par les techniques dont nous disposons

28 Grandeur et décadence de la résistance La mesure des résistances pourrait apparaître séduisante. Elle est difficile, peu reproductible et doit varier de 3 écarts-type pour être significative Son utilisation est en général à réserver à l enfant

29 Les débits L analyse brute de la mesure du débit instantané n a pas de sens La mesure de choix, qui utilise l intégration du débit instantané pendant la première seconde d expiration forcée (le VEMS), est en fait un volume Le débit de pointe est limité à un usage particulier

30 Le volume expiratoire maximum pendant la première C est un volume seconde Calculé à partir du débit instantané Volume maximum de gaz expiré au cours de la première seconde d une expiration forcée débutant en fin d inspiration forcée

31 Mesure du VEMS En pratique on mesure les débits instantanés au cours de la première seconde d expiration forcée à partir d une fin d inspiration forcée Cette mesure se fait avec un pneumotachographe qui mesure le débit de gaz instantané à la bouche Une intégration mathématique permet de calculer le volume exhalé pendant la première seconde

32 Pourquoi le pneumotachographe a détroné le spiromètre Le spiromètre fonctionne en circuit fermé. Il doit être compensé en oxygène et en dioxyde de carbone Le pneumotachographe fonctionne en circuit ouvert et pose peu de problèmes d hygiène. Les signaux se prêtent à l automatisation directe

33 C était pourtant si bien

38 Au cours de l expiration forcée une partie de l expiration est active et dépend donc de la force musculaire du sujet et l autre passive et dépend donc de l état des bronches et de l élasticité du poumon La mesure du VEMS dépend donc du bon vouloir du patient, de la conviction et du savoir-faire de l examinateur

42 Limitation du débit et score de dyspnée VEMS Limitationn de débit (NEP) Dyspnée (score MRC) homme r 2 = 0.17 r 2 = 0.58 femme r 2 = 0.21 r 2 = 0.45 Eltayara L, et al. Am J Respir Crit Care Med 1996;154:

43 Le VEMS d un sujet se compare à des normes Lors du suivi, le sujet se compare à luimême A la différence du VEMS le rapport VEMS/CV n a pas d intérêt majeur pour le suivi d un patient

44 Courbe débit-volume La courbe débit volume forcée décrit la relation entre ces grandeurs au cours d un cycle ventilatoire forcé, donc d un débit nul aux débits maximum inspiratoire et expiratoire et de la CRF à la CPT, donc d une inspiration maximum à une expiration maximum

45 La courbe débit volume forcée représente le champ du possible. En pratique elle n est jamais parcourue en sa totalité, même lors d un exercice maximum C est un test extrême

46 Courbe débit-volume En pratique il faut toujours obtenir une courbe débit volume complète, incluant un cycle à volume courant Pour un petit effort supplémentaire on bénéficie d informations hautement significatives

47 Courbe débit-volume Donne le VEMS Donne la capacité vitale forcée Donne des informations sur les relations entre cycle ventilatoire normal et forcé Doit se lire dans son intégralité

48 CV

49 La courbe débit volume forcée suppose un effort maximum de bout en bout Il ne doit jamais y avoir de pause en fin d inspiration forcée Un bon explorateur fonctionnel se juge à la qualité de ses courbes débitvolume

51 Il ne doit jamais y avoir de pause en fin d inspiration forcée

53 La forme de la courbe donne beaucoup d informations et encore plus si un cycle à volume courant est inclus Les quantifications simplificatrices n apportent que l illusion du bien-fondé des chiffres (DEM 50, )

55 Syndrome obstructif

56 Pourquoi toujours effectuer un cycle à volume courant Pourquoi l incorporer au tracé final rendu

60 De l importance de la pression transbronchique et du rôle du pied du jardinier sur le tuyau Pourquoi les frères Lumière faisaient de la physiopathologie bronchique sans le savoir

62 Occlusions extra-thoraciques La courbe débit-volume permet d identifier les obstructions extra-thoraciques

64 Atteinte neuromusculaire

65 Voies aériennes collabées (pharyngées)

66 Débit de pointe Un mot assassin sur le débit de pointe Il ne permet que tardivement la reconnaissance d un syndrome obstructif Il est très peu reproductible La technologie est incertaine On sait faire un VEMS pour moins cher ou presque

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