Post on 03-Apr-2015
Explorations Fonctionnelles Respiratoires
Pr A. T. Dinh-XuanService de Physiologie – Explorations Fonctionnelles Hôpital Cochin, Faculté de Médecine Paris Descartes
Introduction - Généralités
Les fonctions pulmonaires
Les poumons assurent 3 fonctions :
1. Fonctions métaboliques (transformation de substances inactives en substances actives et vice versa).
2. Fonction de réservoir sanguin (du fait de sa vascularisation).
3. Fonctions d’échanges gazeux (fonction respiratoire).
Les échanges gazeux4 paramètres
• Substances échangées
• Partenaires d’échanges
• Lieu d’échange
• ??
• Gaz (O2 et CO2) (obéissant à la loi de diffusion des gaz)
• Air (apportant de l’O2) et le sang (se débarrassant du CO2)
• Interface air-sang (barrière alvéolo-capillaire)
Voies de conduction aérienneVoies de conduction aérienne
Supérieures :• Fosse nasale• Nasopharynx• Larynx
Inférieures :• Trachée• Bronches principales• Bronches segmentaires
Alvéole
Paroi alvéolo-capillaire
Bronchiole
AlvéoleBronchiole
Artériole
Veine post-capillaire
VVTT : volume courant : volume courant
OO22
COCO22
VVDD : volume de l’espace mort : volume de l’espace mort
VVTT == V VDD ++ V VAA
VVTT xx FR FR == V VDD xx FR FR ++ V VAA xx FR FR
VVEE == V VDD ++ V VAA
VVTT == 500 ml 500 ml
VVDD == 150 ml 150 ml
VVAA == 350 ml 350 ml
FR FR == 15 cycles/min 15 cycles/min
VVEE == 7,5 l/min 7,5 l/min
VVAA == 5,25 l/min 5,25 l/min VVAA : Volume alvéolaire : Volume alvéolaire
QQpulmpulm == Q Qcardcard == VES x FC VES x FC
VES VES == 70 ml 70 mlFC FC == 70 /min 70 /minQQpulpul == Q Qcardcard == 4,9 l/min 4,9 l/min
VVAA/Q/Qpulmpulm ≈≈ 1 1
Effet shunt Effet espace mort
Zones pulmonaires perfusées non ventiléesZones pulmonaires ventilées non perfusées
Volumes Pulmonaires et Débits Bronchiques
La spirométrie permet la mesure :
1. des volumes pulmonaires qui reflètent schématiquement les propriétés du parenchyme pulmonaire et de la paroi thoracique.
2. des débits bronchiques qui traduisent essentiellement la fonction des voies aériennes.
Volumes pulmonaires et débits bronchiques
Spirométrie
Spirographie : volumes mesurés
Mesure de la CRF à l’Hélium Volume non mobilisable
Utilisation d’un indicateur: Méthode de dilution Principe de conservation de la masse
En pratique :mesure de la CRF à l’Hélium: VR = CRF – VRE
Utilisation d’un spiromètre + analyseur d’Hélium
Pléthysmographie corporelle
On mesure des variations de volume en mesurant des variations de pression (à température constante)Loi de Boyle-Mariotte : PV=nRT
• VEMS
• VEMS/CV
MESURE DU VEMS
VEMSVEMS
Sujet sainSujet sain
Volume expiratoire (L)Volume expiratoire (L)
VEMSVEMS
CVCV
VEMS/CV = 0,75VEMS/CV = 0,75
rapport de Tiffeneaurapport de Tiffeneau
Temps (s)Temps (s) 1 2 3
Obstruction bronchiqueObstruction bronchique
Sujet sain
Asthmatique (état de base)
VEMS
VEMS
CV VEMS/CV = 75 %
rapport de Tiffeneau
VEMS/CV
Volume (L)
Temps (s) 1 2 3
P
r
L
V•
Loi de PoiseuilleLoi de Poiseuille
V = P • r4
8L
•
Pneumotachographe
Pneumotachographe de A. FLEISCH 1925
Courbe débit-volume normaleCourbe débit-volume normale
CVF VR*
* Non mesurable par la courbe débit-volume
VT
Volume (V)
DEP
Débit (V)•
25%
V25
.
Débitmètre de pointeDébitmètre de pointe
Courbe débit-volume (BPCO)Courbe débit-volume (BPCO)
DEP
CVF
Volume (V)
Débit (V)•
CVF
DEP
Courbe débit-volume (BPCO) Courbe débit-volume (BPCO) (suite)(suite)
CVF
DEP
DEP
CVF
Volume (V)
Débit (V)•
VR
VR
P
r
L
V•
V = P • [r4 / 8L]•
R = P / V•
R = 8L /r4
Loi de PoiseuilleLoi de Poiseuille
Obstruction bronchique
r R
V •
P
Outils pour diagnostiquer l’asthme
Diffusion gazeuse à travers la paroi alvéolo-capillaire
O2
Hb
2 Diffusion
3 Perfusion
1
O2
Ventilation
HbO2
OO22
COCO22
VVDD : volume de l’espace mort : volume de l’espace mort
VVTT == VVDD + V + VAA
VVEE == VVDD + V + VAA
VVEE == 7,5 l/min 7,5 l/min
VVAA == 5,25 l/min 5,25 l/min VVAA : Volume alvéolaire : Volume alvéolaire
QQpulpul == Q Qcardcard == VES x FC VES x FC
VES VES == 70 ml 70 mlFC FC == 70 /min 70 /minQQpulpul == Q Qcardcard == 4,9 l/min 4,9 l/min
VVAA/Q/Qpulpul ≈≈ 1 1
Tous les gaz passent à travers la paroi alvéolaire par diffusion passive.Le débit de transfert d'un gaz à travers une couche de tissu (Loi de Fick) est :
1. proportionnel à la surface du tissu 2. proportionnel à la différence de pression partielle du gaz de part et d’autre de la
barrière alvéolo-capillaire3. proportionnel à la solubilité du gaz4. inversement proportionnel à l'épaisseur du tissu5. inversement proportionnel à son poids moléculaire
Diffusion
.Vgaz = DL,gaz x P
.Vgaz = S x P x D
E√ PM
D ≈ Sol
DL,gaz = S x DE
DL,gaz =
Vgaz
.
PR = P.
Vgaz
DL,gaz est l’expression de l’inverse d’une résistance
1. Surfactant2. Épithélium alvéolaire3. Espace interstitiel4. Endothélium capillaire5. Plasma (du capillaire
pulmonaire)6. Milieu intérieur du globule
rouge7. Hémoglobine
La barrière alvéolo-capillaire
O2
Résistance globale à la diffusion
La diffusion de l'O2 de l'alvéole à l'hémoglobine peut être considéré en 2 étapes :
1. Diffusion de l'O2 à travers la barrière alvéolo-capillaire caractérisée par le facteur membranaire (DM)
La résistance globale à la diffusion est égale à la somme des deux résistances correspondantes.
2. Combinaison de l'O2 avec l‘Hb, caractérisée par la vitesse de liaison de l’O2 à l’Hb (θ) multiplié par le volume capillaire pulmonaire (Vc)