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Le diaphragme est il un muscle respiratoire ? « De part et d autre du diaphragme » Séminaire d anatomie chirurgicale Grenoble 29-31 Mars 2000 Copyright.

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1 Le diaphragme est il un muscle respiratoire ? « De part et d autre du diaphragme » Séminaire d anatomie chirurgicale Grenoble Mars 2000 Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

2 Diaphragme : deux muscles ? Modèle à 2 générateurs de pression: le diaphragme –costal en série avec les muscles IC et accessoires –crural en parallèle: pas d effet direct sur la cage thoracique repose sur des arguments –anatomiques –embryologiques –composition des fibres –innervation Structuresmuscles Pm DI costal DI crural + + ICthorax Pab abd De Troyer : Science 81 Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

3 Diaphragme : deux muscles ? Stimulation Di crural ou costal volume pulm + Pab + abdominales mvt abdomen en dehors ( K x stimulation ) mvt partie inférieure du thorax - en dehors si stimulation du Di costal - pas daction si stimulation du Di crural ouverture abdomen: (supprime l effet de Pab sur les du thorax) - stimulation Di costal : mvt en dehors - stimulation du Di crural: mvt en dedans Stimulation électrique 100 Hz (chien) De Troyer : Science 81 Costal crural costal crural Abdomen fermé Abdomen ouvert volumes Pression abdominale thoracique Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

4 Diagramme de Macklem Drummond BJA 98 Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

5 apports énergétiques et contraction musculaire Travail musculaire : ms non respiratoire = f. d diaphragme = P. V similitude fonctionnelle et cellulaire avec le cœur : couplage excitation-contraction (flux calcique) m. squelettiques : Ca ++ intracellulaire coeur et diaphragme Ca ++ extracellulaire muscles squelettiques : VO2 et requièrent nutriments fatique si apports < besoins = K x intensité de la CM besoins en O2 des MR fonction du débit sanguin et du Qc si débit insuffisant : muscle en anaérobie ph cell. Ca ++ relargué force développée par la fibre musc. Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

6 fatigue musculaire respiratoire (FMR) muscle squelettique : impossibilité à produire ou à maintenir une force donnée muscle respiratoire : impossibilité de produire une pression transdiaphragmatique donnée –à longueur et géométrie identique –à stimulation constante –Réversibilité FMR par le repos = VA Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

7 sites de la fatigue musculaire (1) centrale (SNC) : sujet malade ? périphérique transmission: jonction neuromusculaire (myasthénie) - contraction : réponse (EMG, PDi) à phrénique FMR haute fréquence: accumulation métabolites toxiques. réversibilité en quelques minutes FMR basse fréquence: anomalies structurelles des fibres. récupération sur 24 h au moins stimulation bilatérale à fréquence croissante Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

8 sites de la fatigue musculaire (2) Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

9 Déséquilibre entre demandes et apports d énergie toute demande énergétique du diaphragme –Travail respiratoire –Force de contraction musculaire –Rendement toute d'apports d'énergie au diaphragme facteurs prédisposants de la fatigue musculaire respiratoire (1) Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

10 besoins énergétiques (2) travail respiratoire : Vmin, Fr, Vt, propriétés mécaniques force de contraction musculaire –volume pulmonaire (longueur de la fibre) –atrophie, dénutrition –atteinte neuromusculaire rendement travail externe produit / demandes énergétique –longueur de la fibre musc et propriétés mécanique resp –si résistances inspiratoires le diaphragme devient un muscle fixateur : rendement Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

11 apports énergétiques (3) contenu O2 du sang art :SaO2, hb débit sanguin des muscles inspiratoires –débit cardiaque –distribution de la perfusion –force de contraction développée à l'inspiration concentration Sg des substrats énergétiques réserves énergétiques musculaire (nutrition) capacité d'extraction des substrats énergétiques Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

12 détection du dysfonctionnement du diaphragme Pourquoi ? la FMR –infraclinique mais réversible –clinique = défaillance musculaire, irréversible –nécessité d'objectiver la fatique avant le stade de défaillance mécanique Comment ? –appréciation clinique et radiologique –paraclinique: Pressions et Signes EMG Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

13 Clinique de la FMR (2) ordre chronologique 1- paramètre EMG dès 1 ers cycles( H/L) 2- Fr 3- alternance respiratoire 4- paradoxe abdominal 5- PacO2 6- acidose respiratoire 7- Vmin,Fr Cohen Am J Med 82 Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

14 mesures des pressions motrices bouche : PI et PEmax Pmax statiques bon reflet de la force inspiratoire –dépendante du volume pulmonaire –standardisation des mesures de Pmax ? –coopération pression transdiaphragmatique Pdi = Pga - Ppl = Pga - Pes Pdi =0 à 15 cm H2O Pdimax = cm H2O Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

15 index tension-temps La fatigue d'un muscle fonction –force développée (Pdi/Pdimax) –durée contraction/ décontraction du muscle = cycle resp (Ti/Ttot) TTdi = Pdi/Pdimax x Ti/Ttot sans unités: comparaison entre sujets TTdi critique (seuil de fatigue) – TTdi > seuil : fatigue apparait toujours avec Tlim d'autant plus court que TTdi près de 1 –TTdi < seuil: zone de non fatigue Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

16 analyse du signal EMG sites de recueil –7ème EIC : diaphragme costal (surface, aiguilles) –endooesophagien : diaphragme crural (± 2 cm) analyse quantitative –paramètres EMG temporels : emg intégré: Edi (pic et pente) Edi/Pdi (contractilité) moyenne mouvante (enveloppe) –paramètres spectraux (FFT) Pga Pes sonde emg Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

17 spectre EMG L bande Hz H bande Hz Rapport H/L = 1 fréquence centroïde fc = 90 Hz si fatigue H/L par H et L pas de référence Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

18 stimulation phrénique (1) l stimulation au cou par électrodes-aiguilles magnétique +++ l stimulation uni ou bilatérale l recueil d'un potentiel évoqué au 7ème EIC l temps de conduction t < 9,5 ms l paralysies phréniques Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

19 stimulation phrénique (2) l Pdi stim = Pdi twitch (Pditw) l indépendant coopération du patient, reproductible l possibilités du muscle comme générateur de pression l recrutement Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

20 Applications de l étude du diaphragme Période postopératoire –chirurgie abdominale sus-mésocolique (BPCO) –chirurgie de réduction pulmonaire volumique (emphysème) –chirurgie cardiaque: parésies / paralysies phréniques médecine –Fatigue musc respiratoire : myasthénie, SLA, tétraplégie –adaptation à la ventilation non invasive ( chronique ) –programme de ré-entraînement des IRCO –Sevrage difficile de la ventilation artificielle Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

21 dysfonction diaphragmatique et chirurgie sus-mésocolique immédiate et d'emblée maximale Pes normale et Pga : Pdi en ventilation calme peu Pdimax parallèle à la Pga: Pdi/Pdimax : indice crucial si BPCO La force de contraction rend compte directement de la CV. amélioration parallèle aux volumes propriétés contractiles diaphragme normales (Dureuil 87) Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

22 Stimulation mécanique de la VB: abolition complète de la décharge phrénique 1) non lié à la douleur : fentanyl épidurale pas de Pdi Dureuil 90Simonneau 83 Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

23 2) lié au Sympathique: mécanisme réflexe de la décharge phrénique – pariétale (incision) –ou viscérale, riche en récepteurs. Bloc : Pdi et Edi contribution du diaphragme à la ventilation bloc péridural 0,5% Marcaïne Pansard 87 Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

24 3) mécanisme indirect : Pansard 90 contraction tonique permanente post opératoire des muscles abdominaux mise en tension du diaphragme phrénique bloc péridural (bupivacaïne) – 0,25% : sans bloc moteur abdominal pas d'effet sur le diaphragme – 0,50% : avec bloc moteur abdominal action favorable rétrocontrôle négatif médié par un réflexe phrénico-phrénique Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

25 contractilité du diaphragme ( Pdimax 33%, Pditw 50%) contribution du diaphragme à la ventilation ( Pga/ Pdi 30%) charge imposée au diaphragme (PEPi 50%, Cdyn 40%) la réduction volumique nest pas la seule explication Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

26 3 mois amélioration du couplage neuromécanique : 50% V T /Pdi, corrélée avec lamélioration de la dyspnée / endurance à la marche dé-recrutement des m. cage thoracique commande ventilatoire (VT/Ti) Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

27 Aide inspiratoire et seuil de fatigue Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

28 Changes in ventilatory mechanics and diaphragmatic function after lung volume reduction surgery in patients with COPD. Tschernko EM, et al.Thorax Jun;52(6): décompression du poumon des zones dhyperinflation (25%) associée à une distension thorax amélioration à 3 et 6 mois de la fonction diaphragmatique

29 Paralysies phréniques et chirurgie cardiaque ascension postopératoire de l hémicoupole –chirurgie coronarienne –unilatérale, gauche diagnostic : stimulation phrénique > fluoroscopie > radio pulmonaire récupération sur 18 mois Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL

30 Sevrage de la ventilation artificielle Copyright © Dr Philippe MAHUL et Guy Louis MOREL


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