Mécanique ventilatoire

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1 (Ce qui est écrit en rouge correspond à des éléments du cours expliqués à l'oral). Mécanique ventilatoire Mécanique ventilatoire : définition Étude des phénomènes qui vont permettre ou s opposer au renouvellement de l air dans les alvéoles. Objectifs - Connaître les données spirographiques : volumes et débits - 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». 1 - Les volumes pulmonaires : Mécanique ventilatoire La spirographie : exploration du souffle Exploration : parenchyme pulmonaire, (pneumopathie interstitielle : pas la pathologie la plusfréquente = 10 à 15 % des consultations en pneumologie) et la paroi thoracique 2 - Les débits bronchiques : Exploration : grosses bronches (si le débit diminue c'est que la bronche est touchée : BPCO = Broncho Pneumopathie Chronique Obstructive = maladie du fumeur : traitement peu efficace contrairement à celui de l'asthme, ). petites voies aériennes 1

2 1. Les volumes : le parenchyme, les parois Les volumes mobilisables : (mais renouvelé) Capacité vitale (CV) = Capacité inspiratoire (CI) + Volume de réserve expiratoire (VRE) 1. Les volumes : le parenchyme, les parois VR = Volume résiduel (persiste après la mort) Le volume non mobilisable : Volume résiduel (VR) Les sommes : (capacité = somme de volumes) Capacité pulmonaire totale (CPT) = CV + VR Capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) --> seul élément physiologique = VRE + VR 2

3 La respiration est discontinue mais comme pour la circulation sanguine il y a un sytème d'adaptation = CRF qui est une réserve d'oxygène pour échange pendant l'expiration (transport continu). SYNTHESE DE LA SPIROGRAPHIE : 2. Les débits : les bronches 2.1. La courbe d expiration forcée - Nécessité d une standardisation pour comparaison inter et intra individuelles - Inspiration forcée suivie d une expiration maximale, la plus rapide possible (phénomène reproducible) - sujet normal expiration dure 2 à 3 secondes - chez sujet pathologique expiration dure 6 à 7 secondes 3

4 2.2. Les Débits moyens (Courbe volume-temps) - DME élimine le premier et le dernier quart de la courbe et le paramètre est alors beaucoup plus sensible (mise en jeu des muscles expiratoires uniquement dans le premier quart de la VEMS) - VEMS est parfaitement reproductible mais ce n'est pas un paramètre sensible (atteinte VEMS = atteinte des petites voies aériennes) - Chez un patient normal 80 % du volume total expiré en 1 seconde - Chez un patient pathologique 20 % du volume total expiré en 1 seconde 2.3. Les Débits instantanés (Courbe débit-volume) Plus on va vers le bas des courbes plus on fait parler les voies aériennes. Si une valeur est trop petite et l'écart type trop grand (après plusieurs mesures) alors cette valeur est inutilisable. Vpeak interessant si problème asmathique en crise (atteinte des grosses bronches) V75 - Très intéressant, comparable DME V25 - Ecart type trop important inutilisable V50 - Donne même type de résultat que VEMS 4

5 2.4. Les débits : Signification - Le VEMS, le V pointe, le V75 explorent globalement grosses bronches et petites voies aériennes proximales. - Le DME et le Vmax 50 explorent plus spécifiquement mais insuffisamment les petites voies aériennes. 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 (VR mésuré avec dilution d'un gaz = hélium) - Les pneumotachographes : débit-volume - Les pléthysmographes : volumes..(moyen le plus précis pour calculer du VR) --> mesure les variations de Volume et de Pression de la boite où est mis le patient(on étudie ces variations qui sont en mirroirs de celle qui ont lieu dans le poumon). Valvéolaire x Palvéolaire = - (V pléthysmographes x P pléthysmographes ) (Loi de Boyle Mariotte) 4. Les valeurs théoriques - Dépendantes : sexe, taille, âge, race - Exemples : Homme : 20 ans 1,9 m CV = 7 l VEMS = 5,6 VEMS/CV = 80% Femme : 70 ans 1,5 m CV = 2,7 l VEMS = 1,9 VEMS/CV = 70% - Notion limite inférieure de la normale : propre à chaque variable (ne pas raisonner en %) 5. Interprétation des résultats - Déficit ventilatoire RESTRICTIF Diagnostic : CPT diminuée sous Lim. Inf. Normale Sévérité : CPT % th - Déficit ventilatoire OBSTRUCTIF Diagnostic : VEMS/CV < 70 % Sévérité : VEMS % théorique 5

6 Le rapport VEMS / CV permet d'éviter les variations liées à l'age, le sexeet la taille A priori si CV diminue de 20% alors CPT diminue MAIS, chez l'asmathique en crise si CV diminue alors CPT reste le même. 6. Exemples pathologiques - (80 % des cas) Déficit obstructif : asthme, BPCO, emphysème... VEMS/CV vs CPT normale - (20 % des cas) Déficit restrictif : fibrose pulm., cyphoscol... CPT, CV vs VEMS/CV normal 7. La spirographie du généraliste - Mesure VEMS, CV donc VEMS/CV - Permet le diagnostic d un déficit obstructif. - Doit être utilisé chez tout sujet à risque 1.Rappel Débit mètre électronique (prix insignifiant) (tabagique 40 ans, 10 paquets-année) Mécanique ventilatoire Propriétés statiques du système respiratoire 1.1. : Equation Newton domaine 3 dimensions Ptot = Etot x V + Rtot x V + Itot x V 1.2. : Equation Newton condition statique Ptot = Etot x V + Rtot x V + Itot x V avec Ptot et V mesurable on trouve Etot 6

7 2. Détermination des propriétés élastiques 2.1. Les paramètres de mesure Les volumes : % CV théorique = Normalisation Les pressions motrices : - poumons : PL = P alvéolaire P pleurale = P buccal P oesophagien - thorax : PW = P pleurale - P barométrique système respiratoire : Ptot = P alvéolaire P barométrique 2.2 Les variables mesurées Propriétés statiques : Elastance : Compliance : P = E x V E = P / V (notion pysique élastance = inverse de l'élasticité) C = 1 / E = V / P (c'est la distensibilité ou adhésion du patient à son tratement, en gros l'élasticité) 2.3. Construction courbes volume/pression : courbe volume/pression du poumon Pour réaliser cette courbe on demande au patient - une inspiration complête - puis 2 seconde d'apnée - puis une expiration partielle suivit d'apnée Compliance = ΔV / ΔP au dessus NVR (Niveau Ventilatoire de Repos) On remarque que la courbe n'atteint pas le 0 --> le poumon n'est jamais à l'équilibre (pression élastique permanente) Pression de rétraction élastique (max) mesurée à 100 % de CV 7

8 Pneumopathie interstitielle du muscle (le poumon n'arrive plus à se gonfler et CL diminue) = inverse de amphysème (poumon ne se vide plus, fibres élastique du poumon détruites et CL augmente) : courbe volume/pression du thorax Construction : Identique précédente Analyse : Compliance = ΔV / ΔP au dessus NVR Rétraction Distention 8

9 2-3-3 : courbe volume/pression du système respiratoire Construction : Sommation des deux précédentes Définition NVR : Volume pulmonaire auquel les forces de rétraction pulmonaire et de distension thoracique sont égales et de sens opposé. Le point déquilibre du système respiratoire est à la fin de l'expiration : NVR 9