Analyse de la fatigue respiratoire par traitement du signal issu de l‘électromyogramme du diaphragme Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Professeur André GEYSSANT directeur de thèse Anesthésie & Réanimation Hôpital Nord CHU Saint-Etienne Docteur Philippe MAHUL co-directeur, Professeur Christian AUBOYER Anesthésie & Réanimation Hôpital la Croix-Rousse CHU Lyon Professeur Jean Paul VIALE, Docteur Serge DUPERET Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL Doctorant Université Jean Monnet 5 avril 2005

Présentation 1 - Contexte 2 - Objectifs 3 - Modélisation & fonction respiratoire 4 - Électromyographie de diaphragme 5 - Enregistrement & traitement des signaux 6 - Conclusion Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005

Muscles respiratoires & sevrage en ventilation artificielle 1-Contexte Électromyographie du diaphragme EMGdi potentiels d'action émis par les fibres musculaires Muscles respiratoires & sevrage en ventilation artificielle risque d'épuisement des muscles respiratoires Place des différents signaux EMG diaphragme crural & costal , intercostaux, accessoires Paramètres utiles à l'étude de la fatigue du diaphragme EMG, débit, pressions (gastrique, œsophagienne, buccale) Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005

Etude de la fatigue musculaire respiratoire 2-Objectifs Etude de la fatigue musculaire respiratoire -> sa détection -> sa prédiction -> son intégration en temps réel Evaluation Insuffisance Respiratoire Chronique Sevrage VM* difficile en réanimation différenciation précoce de la fatigue musculaire rapidement réversible défaillance musculaire lentement réversible * Ventilation mécanique Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005

3-Modélisation de la fonction respiratoire Modèle de MACKLEM Structures muscles Pm  + Thorax Pab Abdomen IC DI crural DI costal IC= Intercostal DI =diaphragme Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005

Mécanisme de la respiration est causée par la contraction des muscles intercostaux externes et du diaphragme est un phénomène passif qui repose en premier lieu sur l'élasticité des poumons le relâchement des muscles respiratoires fait s'abaisser la cage thoracique et les poumons se rétractent L'inspiration L'expiration Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005

4-Électromyographie du diaphragme EMG brut 1 1 - Pression Buccale 2 - Pression Barométrique (Pb) 3 - Pression Pleurale (Ppl) 4 - Pression Alvéolaire (Palv.) 5 - Pression Œsophagienne (Pes) 6 - Pression Gastrique (Pga) 7 - Voies aériennes 8 - Rempart costal 9 - Poumon et plèvre viscérale (L) 10 - Plèvre viscérale 11 - Cavité thoracique (th) 12 - Œsophage 13 - Diaphragme costal (di) 14 - Estomac 15 - Muscles abdominaux 16 - Cavité abdominale 5 13 EMG crural 6 Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005

Sonde endo-oesophagienne Capteurs de pression piézzo 12 électrodes EMG Pes Pga Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005

5-Enregistrement & traitement des signaux Débit EMGdi EMG intercostal Pga Pes Ptr Activité de l ’EMGdi et Parasternal, débit, pressions Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005

Analyse des paramètres physiologiques Indice de fatigue H/L=1 L(20-50 Hz), H(120-250 Hz) Maintient volontaire avec appareil de ventilation Epuisement H/L Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005

Filtrage par méthode adaptative Artefact cardiaque LMS Least Mean Square Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005

Utilisation du traitement de signal Méthodes utilisées Algorithme adaptatif Débruitage par ondelettes Signal bruité Signal traité Bruit Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005

6-Conclusion Monitoring temps réel des paramètres issus de l ’EMG, EEG , pressions et débit applications diagnostiques et thérapeutiques en pneumologie et en réanimation Utilisation d'algorithmes mathématiques du traitement du signal (temps fréquence, ondelettes) Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005