16/10/00 10h-12 h Nicolas,
Joe, Nico
Physiologie appareil
respiratoire
I
Volumes respiratoires:
DEFINITIONS:
1.
Volumes mobilisables: Tout volume de gaz rentrant ou sortant des
poumons.
·
VT(volume courant): volume respiré de manière
intuitive, automatique et spontanée selon une fréquence de 10 à 15
cycles d’expiration/inspiration par minute.
·
VRI:
Volume de réserve inspiratoire.
·
VRE: Volume
de réserve expiratoire.
2.
Volumes non mobilisables:
·
VR: Volume
résiduel : après une expiration forcée, les poumons ne sont que
partiellement vides, le volume restant appelé VR, seul volume non mobilisable,
est difficile à mesurer mais est indispensable au diagnostic.
3.
Capacité: Somme de volumes.
·
CPT: capacité pulmonaire totale: Somme de tous les volumes de gaz contenus dans les
poumons.
·
CRF: capacité résiduelle fonctionnelle: Volume restant dans les poumons à la fin d’une
expiration normale.
·
CI: capacité inspiratoire: Somme des volumes inspirés.
Schémas des
différents volumes: (volumes en fonction
du temps)
|
II Mesure des volumes mobilisables:
1)Le spiromètre.
IL MESURE DES VOLUMES.
Schema:
|
Description:
Une cloche attachée à
un bac par des joints étanches est connectée au patient auquel on a préalablement
mis un pince-nez pour qu’aucun volume gazeux pulmonaire ne s’échappe dans l’air
ambiant. Le tuyau reliant ainsi la cloche à la bouche du patient permet
l’échange des volumes inspirés et expirés entre l’appareil et la personne.
La cloche monte pendant
l’expiration et descend pendant l’inspiration de manière proportionnelle aux
volumes mobilisés. La respiration produisant du CO2, des granules de chaux
sodée (qui ont la propriété d’absorber le CO2) sont placés au niveau de la voie
expiratoire afin d’éviter que la cloche
ne s’en remplisse.
Comme le volume de la
cloche est limité, une arrivée d’O2 est placée pour que le patient puisse
respirer pendant la mesure.
Avantage: Technique qui offre le moins de résistance, c’est à dire qui demande le
moins d’effort au patient.
Limite: Bactériologique: contamination facile par le
patient car le tuyau est dans sa bouche.
2)La pneumotachographie:
MESURE DES DEBITS
Avantages:
·
Problème de
contamination réduit.
·
Tous les volumes
mobilisables sont mesurés.
a) le pneumotachographe de
FLEISH
C’est l’appareil de
référence.
Schéma:
|
Description:
L’écoulement du gaz
est rendu laminaire grâce à un réseau de capillaires.
On mesure la perte de
charge ( <p) entre l’entrée et la sortie du capillaire.
Or: < P=a udébit
b) le pneumotatographe à grille de Lilly:
Les capillaires sont
remplacés par une grille.
Avantage: plus simple à nettoyer
Inconvénient: les mesures sont moins précises.
c) le pneumotatographe à fil
chaud:
Le capteur de
pression est remplacé par une thermistance qui se refroidit au contact du débit
aérien.
d) le pneumotatographe à hélice:
L’hélice, branchée
sur une dynamo, tourne pendant que le patient souffle, le courant produit est
proportionnel au débit.
.
CALCUL
DU VOLUME: V=ò Vdt
III Mesure du volume non mobilisable(de VR):
Test important car il
existe des maladies modifiant la capacité totale où VR diminue, comme dans le
syndrome restrictif.
1) Dilution d’un gaz traceur :
L’HELIUM
Propriété de
l’Hélium: Il ne traverse pas la
membrane alvéolo-capillaire (=il ne passe pas dans le sang) d’où le nom de
traceur. (idem pour CH4).
Schéma:
|
Description :
A la fin d’une
expiration courante(c’est a dire à la CRF)une quantité n d’Hélium
est diluée dans un volume connu constitué par le spiromètre et les tuyaux.
L’Hélium se répartit
dans le système Spiromètre/poumons du patient qui respire le volume courant VT,
puis on mesure [Hélium] dans le circuit.
Mise en équation:
Calcul de la
CRF:
[He]i × Vconnu=[He]F × VF w VF = [He]i × Vi w VF = Vi + V gaz des poumons du patient
[He]F
w VF = Vi + CRF
w CRF=VF
- Vi
Calcul de VR:
A partir de sa CRF le
patient doit réaliser une expiration forcée pour mesurer la VRE
Or , VR= CRF - VRE
On a ainsi calculé ts
les volumes c’est à dire la CPT(= CV
+ VR)
Avantage: Diagnostic du syndrome restrictif si CPT diminue.
Limite: Si syndrome obstructif(= obstruction bronchique)
l’Hélium ne se diluera pas dans tout le poumon conduisant à une sous estimation
de la CRF donc à un diagnostic de syndrome restrictif.
2) La pléthysmographie:
Technique actuelle de
référence
Principe: Elle
repose sur la loi de BOYLE et MARIOTTE
Matériel: Cabine étanche et rigide où se trouve le patient
et à l’intérieur de laquelle on peut mesurer les variations de volume.
Shéma:
|
Description:
Le patient respire
par la bouche à travers un tuyau(pas par le nez u pince-nez
toujours présent quel que soit l’appareil).
Lorsque l’air entre
dans ses poumons, ceux-ci se distendent, la pression pulmonaire~ entraînant
une variation de volume d’air dans la cabine, mesurable par l’extérieur
à contrario de la 1ère technique.
Mesure de VR:
On occlut les voies
aériennes grâce à une valve située dans le pléthysmographe. Lorsque le patient
est à la CRF, il doit réaliser un effort respiratoire contre la valve occluse
en faisant un halètement à la fréquence d’1 expiration ou inspiration par
seconde.
Pendant ce temps, on
mesure les variations de pression au niveau de la bouche qui s’accompagnent de variations du volume
pulmonaire. (pendant l’expiration P bouche ~ et vice-versa)
Mise en équation:
Pbarometrique × < V pulmonaire = CRF
<P bouche
Remarque: on
mesure le volume pulmonaire de l’extérieur donc pas de limite pour le
syndrome obstructif.
On ne mesure la CRF
que si on occlut les voies aériennes au niveau de la CRF.
En pratique, on
rajoute dans le plethysmographe un pneumotachographe à grille ce qui permet de
mesurer à la fois le volume pulmonaire et la CRF.
3)Technique de rinçage de
l’azote:
·
Principe: N2
constitue 80% de l’air.
o
Il est utilisé comme
un gaz traceur, mais passe pour une
faible partie dans le sang.
·
Matériel: Pneumotachographe branché sur une valve
respiratoire d’O2.
o
Capteur d ‘azote
mesurant sa concentration à l’expiration.
Schema:
|
Description:
Pendant l’examen, le
patient inspire de l’O2 pur. Au moment de l’expiration, le volume de gaz
expiré ainsi que la [N2] dans ce gaz sont mesurés respectivement par le
pneumotachographe et par le capteur d’N2.
On a ainsi une sortie
d’azote et une entrée d’O2 donc [N2] avec le temps c.a.d
à chaque cycle.
Schema:
|
Mise en équation:
nN2=[N2]1 × VT1 + ........
+ [N2]n × VT n
Quand [N2]j1% u on arrête l’examen, on a ainsi calculé la quantité
totale de N2 présente dans les poumons.
Calcul de CRF:
CRF=qté de N2 contenue
initialement dans les poumons
[N2]dans l’air
IV Conditions de mesure:
1)conditions de volume:
T° corporelle: 37°
Tous les gaz sont
saturés en vapeur d’eau.
ATTENTION: les conditions de mesure à l’intérieur du corps
sont différentes de celles dans les appareils de mesures.
a) conditions
A.T.P.S:
ü
Adambiante
ü
Tdtempérature
ü
Pdpression
ü
Sdsaturation en vapeur d’eau
b) conditions B.T.P.S:
ü
Bdbody(intérieur du corps)
Par convention les conditions
des volumes sont exprimés en B.T.P.S.
La pression de la
vapeur d’eau à 37° est PH2O =
47 mm.Hg.
Conversion A.T.P.S en B.T.P.S.:
Elle repose sur la
loi des gaz parfaits.
P1V1 = P2V2
T1 T2
Lorsque V1 est mesuré
dans le spiromètre:
(Pbaromètrique - PH2O)
× V spiro = (Pbar - PH2O ds le body) × V body
T1 ds le labo T2
2)Conditions S.T.P.D.:
Utilisées pour la
mesure des gaz du sang.
ü
Sdstandard
ü
Td273°K ou 0°C
ü
Pd760 mm.Hg.
ü
Dddry(pas d’eau)
3)Normalité:
Des normes prenant en
compte la taille et l’âge ont été établies pour le volume pulmonaire.
V Mécanisme thoraco-pulmonaire: phénomène de
compliance.
La cage thoracique et
son contenu possèdent des propriétés élastiques. En effet , au cours d’une
sternotomie la cage thoracique s’ouvre tandis que les poumons s’affaissent car
les forces qui s’exercent sur eux sont opposées.
Courbe de
pression-volume ou courbe de COMPLIANCE:
|
A la CRF le sujet est
en équilibre structurel thoraco-pulmonaire car les forces agissantes
s’annulent.
Courbe de
pression-volume pour 1 poumon:
|
Cette courbe est obtenue
en poussant de l’air dans 1 poumon avec une seringue.
L’hystérésis est du
au surfactant qui est un film de protéines situé sur les alvéoles ralentissant
l’affaissement du poumon pendant l’expiration.
Mesure
de la compliance:
<V uaptitude qu’a un objet à
se déformer
<P
·
la compliance thoraco-pulmonaire est obtenue
en mesurant la différence de pression entre la bouche(= à celle du poumon) et
l’air ambiant.
Pbouche - Pextérieur
·
la compliance
pulmonaire évalue l’élasticité du
poumon seul:
On mesure la ddP entre l’œsophage(=à celle de la
plèvre) et la bouche.
Poesophagienne - Pbouche
= Ppleurale - Pbouche = Ptranspulmonaire
N.B.: Pour le poumon
lorsque la pression , V ~.
VI Les muscles respiratoires:
Ts les muscles(dont
le diaphragme, principal muscle respiratoire) sont commandés par le cerveau
mais ne s’arrêtent jamais.
L’inspiration dure 2 secondes, l’expiration 3.
1) Muscles inspiratoires:
·
Diaphragme: il
descend pendant sa contraction, lorsqu’il est relâché on est à la CRF.
·
Les intercostaux
externes.
·
Le triangulaire du
sternum.
· Le Sterno-cleido-mastoîdien.
·
Les Scalènes.
2)Muscles expiratoires:
Ils fonctionnent sur
un mode passif.
·
Les abdominaux.
·
Les intercostaux
internes.
Les muscles agissent indirectement
sur les poumons: en appliquant leur force sur la plèvre, ils créent une
pression négative.
|
À la CRF la pression pleurale
g0 mais égale à -5cm H2O avec un maximum à 10 cm
H2O.
|
Pour que l’air sorte
des alvéoles , il faut que Palvéolaire ~.