LES EXPLORATIONS FONCTIONNELLES RESPIRATOIRES (EFR) Service de pneumo-phtisiologie CHU de Sétif Novembre 2017

Introduction Les explorations fonctionnelles respiratoires (EFR) sont des examens incontournables de la majorité des affections de l'appareil respiratoire que l'atteinte soit d'origine pulmonaire ou neuromusculaire.

Définition Les explorations fonctionnelles respiratoires (EFR) regroupent l’ensemble des explorations permettant de mesurer les variables quantifiables de la fonction respiratoire.

La fonction respiratoire peut être définie comme l’ensemble des processus aboutissant aux échanges gazeux entre un organisme et son environnement.

Chez l’homme la respiration se subdivise en 4 composantes : la ventilation le débit sanguin la diffusion le contrôle ventilatoire.

Les EFR comprennent classiquement : -La spiromètrie -La pléthysmographie -la mesure des gaz du sang(Gazomètrie art) - la mesure de la capacité de transfert de l’oxyde de carbone, - les épreuves d’exercice - le cathétérisme cardiaque droit.

L’examen essentiel de base est la spirométrie le choix d’autres tests dépend du contexte clinique.

Dans quels cas les EFR sont nécessaires ?

La démarche diagnostique devant une symptomatologie respiratoire exemple: dyspnée ou toux chronique ++

Le dépistage précoce des maladies obstructives bronchiques du fumeur

La surveillance évolutive des affections respiratoires chroniques et affections dégénératives neurologiques ou musculaires (myopathies) touchant la respiration

L'évaluation d’un handicap respiratoire et de l'aptitude au travail

Le bilan d'opérabilité de patient qui doit bénéficier d'une chirurgie du thorax, ou pour toute intervention amputant la fonction respiratoire chez des individus avec un déficit respiratoire préexistant

La surveillance respiratoire des sujets exposés à des contaminants aériens qu'ils soient d'origine environnementale ou professionnelle.

Toute évaluation (initiale ou de surveillance) d’un handicap respiratoire implique la réalisation d’EFR, dont la base est constituée par la spirométrie Les autres tests fonctionnels respiratoires doivent être adaptés en fonction de la nature de la maladie.

1/Spirométrie

Définition: La spirométrie est une méthode simple et non douloureuse permet de faire une mesure physiologique de la façon dont un individu inspire et expire des volumes d’air au cours du temps.

L'appareil utilisé est appelé spiromètre. Il s’agit d’un appareil muni d'un embout en caoutchouc ou en carton dans lequel le patient devra souffler à fond. Il est destiné à mesurer directement les changements de volume des poumons. Les résultats s'affichent sur un spirogramme c’est la représentation graphique de l'état ventilatoire

But de la spirométrie Evaluation de la fonction respiratoire basée sur la mesure des volumes mobilisables et des débits respiratoires. Son objectif principal est de confirmer une obstruction bronchique mais elle peut orienter vers une restriction.

Indications Evaluer la fonction respiratoire en présence de symptômes et/ou de signes physiques. Evaluer la sévérité du trouble ventilatoire. Evaluer l’effet d’une intervention thérapeutique (médicaments). Surveiller l’évolution d’une maladie respiratoire. Evaluer la fonction respiratoire avant chirurgie principalement thoracique.

Le spiromètre à l’eau

Le spiromètre électronique

TECHNIQUE I. Préparation du patient : Arrêt des médicaments (bronchodilatateurs ou corticoïdes) et du tabac. Explication du but de l’examen. Explication des conditions de la manœuvre et sa réalisation

II. Saisie des données : Identité. Age. Taille/Poids. Ethnie/sexe. Conditions climatiques (température, pression atmosphérique, altitude). NB: ces données sont communiquées au logiciel pour calculer les valeurs théoriques utilisées pour la comparaison des valeurs mesurées (en % de la valeur théorique).

III. Déroulement de l’examen : Le participant (debout ou assis) doit enlever ou desserrer tout ce qui serre le thorax ou l’abdomen. Mettre le pince nez (vérifier l’absence de respiration nasale). Demander au patient de prendre l’embout buccal en refermant les lèvres dessus. Manœuvre forcée expiratoire proprement dite => inspirer à fond et rapidement avec une pause inférieure à 1 seconde, expirer fortement et rapidement puis profondément suffisamment longtemps pendant au moins 4 à 5 secondes (jusqu’à ce qu’il n’y plus d’air dans les poumons).

Une manœuvre correspond à un essai, un test correspond à plusieurs essais: minimum 3 acceptables. Au-delà de 6 essais, le sujet se fatigue et les valeurs sont minimisées.

PARAMETRES MESURES A/ Les volumes pulmonaires : 1. Volumes mobilisables:  Volume courant « VC »  Volume de réserve expiratoire « VRE »  Volume de réserve inspiratoire « VRI »  Capacité vitale « CV » = VRE+VT+VRI

1/ Volume courant : VC Volume courant VC : Volume mobilisé à chaque cycle respiratoire pendant une respiration normale. Valeur : 0,5 l d'air (500 ml)

2/Volume de réserve expiratoire VRE: Volume maximum pouvant être rejeté en plus du volume courant à l'occasion d'une expiration profonde.

3/Volume de réserve inspiratoire VRI: Volume maximum pouvant être inspiré en plus du VC à l'occasion d'une inspiration profonde.

4/Capacité vitale CV: C’est le volume mobilisable au cours d’une inspiration forcée faisant suite à une expiration forcée =VRE+VC+VRI

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B. Volumes non mobilisables: Volume résiduel « VR » Capacité résiduelle fonctionnelle « CRF » Capacité pulmonaire totale « CPT »

1/Volume résiduel VR: Volume résiduel VR : Volume d'air se trouvant dans les poumons à la fin d'expiration forcée. Autrement dit qu'il est impossible d'expirer. Il est impossible de mesurer ce volume avec des tests de spirométrie. Pour mesurer le VR, des tests plus sophistiqués, comme la pléthysmographie, sont nécessaires pléthysmographie

2/ Capacité résiduelle fonctionnelle CRF: C’est le volume restant dans les voies respiratoires après une expiration normale.

3/ La capacité pulmonaire total CPT: C’est la quantité d’air qu’on peut introduire dans les voies respiratoires + le volume résiduel

B/ Les débits ventilatoire 1/ Le VEMS (volume expiratoire maximal par seconde): Le volume expiratoire maximal par seconde (VEMS) correspond au volume expiré pendant la première seconde d'une expiration forcée

L'indice de Tiffeneau: L'indice de Tiffeneau est le rapport VEMS/CV (Capacité Vitale) exprimé en pourcentage, environ 80% chez le sujet normal. Autrement dit, un sujet normal expire 80% de sa capacité vitale dans la première seconde d'une expiration forcée

2/ Débit expiratoire de pointe « DEP » : débit maximal obtenu lors d’une expiration forcée, précédée d’une inspiration forcée. Il explore les grosses bronches.

La courbe débit-volume : représentation graphique des débits aériens instantanés en fonction du volume pulmonaire. Elle ne concerne que les volumes mobilisables et ne permet pas de mesurer le VR. Le volume pulmonaire est enregistré en abscisse, les débits instantanés en ordonnée. La courbe expiratoire est représentée au dessus de l’axe des X, la courbe inspiratoire en dessous. En abscisse, la valeur mesurée en litres entre le début et la fin de l’expiration forcée correspond à la CVF. En ordonnée, le débit expiratoire s’élève rapidement jusqu’à une valeur maximale,

le débit expiratoire de pointe (DEP ou PF = peak flow) puis redescend progressivement jusqu’à l’axe des X. La courbe débit-volume permet de juger de l’importance de l’effort expiratoire réalisé par le patient et teste toute l’expiration. L’aspect de la courbe permet de juger de la qualité de la manœuvre, en particulier de la première partie du test. Elle apporte des éléments essentiels à l’analyse de la fonction respiratoire et donc au diagnostic en la confrontant aux données cliniques.

Partie ascendante initiale : Débit augmente rapidement jusqu’à la valeur maximale = DEP. Lié à l’effort musculaire. Partie descendante rectiligne : Dépend de l’effort et de la résistance des grosses VA. Partie terminale : Dépend que des résistances des petites VA périphériques.

RESULTATS Trois paramètres principaux mesurés servent à l’interprétation: le VEMS (en l), la capacité vitale forcée CVF (en l) et le rapport VEMS/CVF: − La colonne des valeurs théoriques. − La colonne du pourcentage des valeurs mesurées par rapport à la valeur théorique. − La colonne des valeurs mesurées après test de réversibilité (bronchodilatateur). − La colonne du pourcentage des valeurs mesurées par rapport à la valeur théorique. après test de réversibilité (bronchodilatateur).

QUELS SONT LES TROUBLES VENTILATIORE OBJECTIVES PAR LA SPIROMETRIE ?

I. Trouble ventilatoire obstructif « TVO » : 1. Définition: Rapport de Tiffeneau VEMS/CVF < 70%

2. Sévérité : Se base sur le VEMS: TVO léger = VEMS> 80% de la théorique. TVO modéré = 60%<VEMS<80%. TVO sévère = VEMS<60%.

3. Réversibilité : Pour conclure à un test de réversibilité positif, on compare les chiffres du VEMS avant bronchodilatateurs (BD) et 20 mn après BD (4 bouffées de salbutamol): Amélioration du VEMS de 200 ml et >12% des valeurs avant BD

4. Principales étiologies : − Asthme. − BPCO.

II. Trouble ventilatoire restrictif « TVR »: 1. Définition: La spirométrie ne confirme pas mais fait suspecter fortement le syndrome restrictif: − ↙ CV − ↙ VEMS − Rapport de Tiffeneau normal ou augmenté NB: nécessité de confirmer le trouble par une pléthysmographie

2. Principales étiologies : − Affections pariétales (cyphoscoliose). − Déformation thoracique. − Pneumonectomie. − Obésité, myopathies…

APPLICATIONS PRATIQUES

Exemple 1 : VEMS/CVF = 59% Trouble ventilatoire obstructif VEMS = 1,6 1itres soit 56% de la valeur théorique Trouble ventilatoire obstructif sévère Gain de 230 ml soit 14% après broncho-dilatation. Trouble ventilatoire obstructif sévère réversible

Exemple 1 : VEMS/CVF = 59 Trouble ventilatoire obstructif VEMS = 1,6 1itres soit 56% de la valeur théorique Trouble ventilatoire obstructif sévère Gain de 230 ml soit 14% après broncho-dilatation. Trouble ventilatoire obstructif sévère réversible

Exemple 2 : VEMS/CVF = 46 %. Trouble ventilatoire obstructif VEMS = 1,4 1itres soit 43% de la valeur théorique. Trouble ventilatoire obstructif sévère Gain de 440 ml soit 31% après broncho-dilatation. Trouble ventilatoire obstructif sévère réversible

Exemple 3 : VEMS/CVF = 59 %. Trouble ventilatoire obstructif VEMS = 1,00 1itres soit 55% de la valeur théorique. Trouble ventilatoire obstructif sévère Gain de 160 ml soit 10% après broncho-dilatation. Trouble ventilatoire obstructif sévère non réversible

Exemple 4 : VEMS/CVF = 33 %. Trouble ventilatoire obstructif VEMS = 0,51 1itres soit 21% de la valeur théorique. Trouble ventilatoire obstructif très sévère Gain de 20 ml soit 5% après broncho-dilatation. Trouble ventilatoire obstructif très sévère non réversible

Exemple 5 : VEMS/CVF = 75 %. Spirométrie normale

Exemple 6 : VEMS/CVF = 59 %. Trouble ventilatoire obstructif VEMS = 2,3 1itres soit 75% de la valeur théorique. Trouble ventilatoire obstructif modéré Gain de 480 ml soit 21% après broncho-dilatation. Trouble ventilatoire obstructif modéré réversible

Exemple 7 : VEMS/CVF = 66 %. Trouble ventilatoire obstructif VEMS = 1,89 1itres soit 77% de la valeur théorique. Trouble ventilatoire obstructif modéré Gain de 280 ml soit 10% après broncho-dilatation. Trouble ventilatoire obstructif modéré non réversible

Autres méthodes de mesures:

La pléthysmographie: Consiste à placer le sujet dans une petite pièce fermée où l’on peut mesurer les variations de volume de son thorax mais également les modifications de pression. Cet examen est plus précis que la spirométrie, et il permet d’autre part d’évaluer la résistance des bronches au passage de l’air.

DLCO : Diffusion du monoxyde de carbone (CO) à travers la membrane alvéolo-capillaire, mesure DLCO/VA (VA: ventilation alvéolaire) Causes de diminution de la DLCO : Emphysème Fibrose ++ HTAP

Conclusion : Les explorations fonctionnelle respiratoire ( EFR) présentent un intérêt majeur d'être non invasives, standardisées, reproductibles et peuvent donc être répétées facilement et permettre un suivi évolutif fiable de la fonction respiratoire.

MERCI