Explorations Fonctionnelles Respiratoires

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1 Explorations Fonctionnelles Respiratoires
Pr A. T. Dinh-Xuan Service de Physiologie – Explorations Fonctionnelles Hôpital Cochin, Faculté de Médecine Paris Descartes

2 Introduction - Généralités

3 Les fonctions pulmonaires
Les poumons assurent 3 fonctions : Fonctions métaboliques (transformation de substances inactives en substances actives et vice versa). Fonction de réservoir sanguin (du fait de sa vascularisation). Fonctions d’échanges gazeux (fonction respiratoire).

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5 Les échanges gazeux 4 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)

6 Voies de conduction aérienne
Supérieures : Fosse nasale Nasopharynx Larynx Inférieures : Trachée Bronches principales Bronches segmentaires

7 Alvéole Bronchiole Artériole Veine post-capillaire Alvéole Paroi alvéolo-capillaire Bronchiole

8 CO2 O2 VT : volume courant VT = VD + VA VT x FR = VD x FR + VA x FR
VD : volume de l’espace mort VE = VD + VA VT = 500 ml VD = 150 ml VA = 350 ml FR = 15 cycles/min VE = 7,5 l/min VA = 5,25 l/min VA : Volume alvéolaire Qpulm = Qcard = VES x FC VES = 70 ml FC = 70 /min Qpul = Qcard = 4,9 l/min VA/Qpulm ≈ 1

9 Effet shunt Effet espace mort
Zones pulmonaires perfusées non ventilées Zones pulmonaires ventilées non perfusées

10 Volumes Pulmonaires et Débits Bronchiques

11 Volumes pulmonaires et débits bronchiques
La spirométrie permet la mesure : des volumes pulmonaires qui reflètent schématiquement les propriétés du parenchyme pulmonaire et de la paroi thoracique. des débits bronchiques qui traduisent essentiellement la fonction des voies aériennes.

12 Spirométrie

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14 Spirographie : volumes mesurés

15 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

16 CRF à l’Hélium ETAT INITIAL: Le sujet respire à l’air
SPIROMETRE SUJET ETAT INITIAL: Le sujet respire à l’air C1 = [He] spiro initiale V1= Vol spiro calculé He VOL He (connu)=C1.V1 ETAT FINAL: Le sujet a respiré dans le spiromètre jusqu’à l’équilibration C2= [He] spiro finale VOL He =C2.(V1 + CRF) VOL He = C1.V1= C2 (V1+CRF) d’où CRF et VR

17 Pléthysmographie corporelle
On mesure des variations de volume en mesurant des variations de pression (à température constante) Loi de Boyle-Mariotte : PV=nRT

18 MESURE DU VEMS VEMS VEMS/CV

19 VEMS VEMS/CV = 0,75 Volume expiratoire (L) rapport de Tiffeneau CV
Sujet sain VEMS Temps (s)

20 Obstruction bronchique
Volume (L) rapport de Tiffeneau CV Sujet sain VEMS/CV = 75 % VEMS Asthmatique (état de base) VEMS/CV i VEMS Temps (s)

21 Loi de Poiseuille V = DP • pr4 8L • DP r L V • Pneumotachographe

22 Pneumotachographe de A. FLEISCH 1925

23 Courbe débit-volume normale
• DEP V25 . Volume (V) VT CVF 25% VR* * Non mesurable par la courbe débit-volume

24 Débitmètre de pointe

25 Courbe débit-volume (BPCO)
CVF Volume (V) Débit (V) • DEP DEP CVF

26 Courbe débit-volume (BPCO) (suite)
CVF Volume (V) Débit (V) • VR DEP CVF VR

27 Loi de Poiseuille V = DP • [pr4 / 8L] DP V R = DP / V  R = 8L /pr4
Obstruction bronchique r i a R h  V i • a DP h

28 Outils pour diagnostiquer l’asthme

29 Diffusion gazeuse à travers la paroi alvéolo-capillaire

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31 CO2 O2 VT = VD + VA VD : volume de l’espace mort VE = VD + VA
VE = 7,5 l/min VA = 5,25 l/min VA : Volume alvéolaire Qpul = Qcard = VES x FC VES = 70 ml FC = 70 /min Qpul = Qcard = 4,9 l/min VA/Qpul ≈ 1

32 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 : proportionnel à la surface du tissu proportionnel à la différence de pression partielle du gaz de part et d’autre de la barrière alvéolo-capillaire proportionnel à la solubilité du gaz inversement proportionnel à l'épaisseur du tissu inversement proportionnel à son poids moléculaire

33 Diffusion R = DP DL,gaz = Vgaz D ≈ Sol DP . Vgaz = S x DP x D √ PM E .
Vgaz = DL,gaz x DP DL,gaz = S x D E DL,gaz = Vgaz . DP R = DP . Vgaz DL,gaz est l’expression de l’inverse d’une résistance

34 La barrière alvéolo-capillaire
Surfactant Épithélium alvéolaire Espace interstitiel Endothélium capillaire Plasma (du capillaire pulmonaire) Milieu intérieur du globule rouge Hémoglobine O2

35 Figure 29-3 Transport of O2 from alveolar air to hemoglobin
Figure 29-3 Transport of O2 from alveolar air to hemoglobin. The 10 diffusion constants (D1-D10) govern 10 diffusive steps. Hb is hemoglobin and θ · VC describes how fast O2 binds to hemoglobin.

36 Résistance globale à la diffusion
La diffusion de l'O2 de l'alvéole à l'hémoglobine peut être considéré en 2 étapes : Diffusion de l'O2 à travers la barrière alvéolo-capillaire caractérisée par le facteur membranaire (DM) 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) La résistance globale à la diffusion est égale à la somme des deux résistances correspondantes.