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Fonctions pulmonaires. Grégoire Gex, Jean-Paul Janssens. octobre 2007. Indications. Diagnostic Monitoring Efficacité d’un traitement Effets secondaires (médicament, radiothérapie) Évolution d’un maladie pulmonaire, cardiaque ou neuromusculaire Evaluation du risque préopératoire.
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Fonctions pulmonaires Grégoire Gex, Jean-Paul Janssens octobre 2007
Indications • Diagnostic • Monitoring • Efficacité d’un traitement • Effets secondaires (médicament, radiothérapie) • Évolution d’un maladie pulmonaire, cardiaque ou neuromusculaire • Evaluation du risque préopératoire
Définitions des volumes Volume VEMS CV CVF Temps VC VC : volume courant CV : capacité vitale CVF : capacité vitale forcée VEMS : volume expiré sur 1 sec CPT : capacité pulmonaire totale CRF : capacité résiduelle fonctionnelle VR : volume résiduel 1sec CRF VR CPT Mesurable uniquement par pléthysmographie
Etapes de l’interprétation • Interprétable ? • Syndrome obstructif ? • Si oui : - sévérité ? - air trapping/hyperinflation ? - réversibilité ? • Si non : synd. obstr. débutant sur atteinte des petites voies aériennes ? • Conductance spécifique • Syndrome restrictif ? • Détermination du coefficient de transfert du CO • Recherche d’une insuffisance des mm. inspiratoires Eur Respir J 2005; 26: 948-968
Etape 1 : interprétable ? • Codes de contrôle de qualité (0=ok, 1=mauvais) • Reproductibilité des mesures • Aspect des courbes débit/volume : • Début de la courbe avec pente d’emblée maximale, sans crochetage • Aspect pointu de la courbe au Peak Flow • Fin d’expiration en pente douce (non coupée) • Durée d’expiration > 6 secondes
Etape 2 : syndrome obstructif ? • Critères ATS/ERS : • VEMS/CVF < 88% du prédit1 ou • VEMS/CV < 86% du prédit (femmes)2 • VEMS/CV < 85% du prédit (hommes)2 • Critères GOLD : • VEMS/CVF < 0.7 (surestime prévalence obstruction c/o personnes âgées) Rem : VEMS/CVF > 110% : - rapport « supernormal » - se voit dans fibrose (force de rappel élastique augmentée) 1 Am J Respir Crit Care Med 1999;159: 179-187 2 Eur Respir J 1993; 6 (suppl 16): 5-40
Syndrome obstructif : sévérité ? • Dans la BPCO, classification selon GOLD1 : • VEMS > 80% : léger • VEMS 50-80% : modéré • VEMS 30-50% : sévère • VEMS < 30% : très sévère 1 Global Initiative for chronic Obstructive Lung Disease www.goldcopd.com
Syndrome obstructif : air trapping/hyperinflation ? • Air trapping dynamique : • CVF < 90% CV • étiologie : tout syndrome obstructif • Air trapping statique : • VR/CPT > 130% prédit • Étiologie : • Emphysème • asthme en crise • restriction non-parenchymateuse (cyphoscoliose, atteinte neuromusculaire) • Hyperinflation : • CRF > 130% prédit • Étiologie : emphysème • Non significatif si augmentation de tous les volumes de manière harmonieuse
Syndrome obstructif : réversible ? • Amélioration 10 min. après bronchodilatateurs de VEMS ou CVF de 12% et 200ml • Peut varier dans temps, donc « apparemment non réversible » • Si VEMS/CV reste anormal, « partiellement réversible » • Ne pas donner de bronchodilatateurs de longue durée d’action avant…
Si pas de syndrome obstructif : atteinte des petites voies aériennes ? • Si VEMS/CVF normal, évaluer encore 3 points : • Aspect concave de la courbe débit/volume, sous réserve de la discrète concavité liée à l’âge (cf diapo suivante) • DEM 25/75 < 60% • Air trapping dynamique isolé (cf supra) • Ces éléments suggèrent une atteinte obstructive des petites voies aériennes (ex : fumeurs asymptomatiques)
Courbe débit/volume dans le syndrome obstructif Remarques : • Un effondrement précoce du débit après le Peak flow suggère un emphysème. • Chez les patients > 65 ans, une concavité modérée est normale. La courbe figurant sous « obstruction légère » ci-dessus est donc considérée comme normale chez ces patients.
Conductance spécifique (SGaw) • Découle de la mesure des résistances aériennes lors d’une respiration superficielle rapide (halètement) Conductance (Gaw) = 1/Raw (airway Resistance) Conductance spécifique (SGaw) = Gaw/CRF (Rapporter la conductance à la CRF permet de standardiser la valeur) • Intérêt : • Lorsqu’elle est abaissée sans anomalie du Tiffeneau, suggère une atteinte des voies aériennes supérieures • Méthode différente de l’expiration forcée pour mesurer l’obstruction • Limite : • Grande variation dans la population générale (plus que le VEMS) • N’apporte aucune information supplémentaire lorsque le Tiffeneau est pathologique
Diagnostics courants dans le syndrome obstructif • BPCO • Asthme • Bronchiectasies • Mucoviscidose • Bronchiolite
Etape 3 : syndrome restrictif ? • Est suggéré par : CVF et VEMS harmonieusement diminués (VEMS/CVF normal, voire « supernormal » : >110% prédit) • Est diagnostiqué par : CPT < 80% prédit Remarques : • les fonctions pulmonaires complètes (avec volumes) ne sont utiles que si l’on suspecte un syndrome restrictif • Si la CVF est normale, il n’y a virtuellement pas de syndrome restrictif
Syndrome restrictif : caveats • Valeurs de références changent selon l’ethnie : • Pour les Noirs africains, Indiens, Pakistanais et Polynésiens, appliquer un facteur de correction de 0.9 à la valeur prédite du VEMS et de la CV • 2 techniques de mesure de la CPT : • Pléthysmographie : gold standard • Dilution d’un gaz inerte : sous-estime la CPT lors d’un syndrome obstructif modéré à sévère, car tributaire de la distribution de la ventilation
Courbe débit/volume dans le syndrome restrictif Courbe normale Débit Syndrome restrictif : = « modèle réduit » de la courbe normale, avec mêmes pentes Courbe expiratoire Volume Courbe inspiratoire
Diagnostics courants dans le syndrome restrictif • Parenchymateux • Sarcoïdose • Pneumopathies interstitielles secondaires (pneumoconioses, médicamenteuses, associées à connectivite/vasculite, radiothérapie) • Pneumopathies interstitielles idiopathiques • Extra-parenchymateux • Neuromusculaire • Parésie/paralysie du diaphragme • Myasthénie grave • Syndrome de Guillain-Barré • Dystrophies musculaires • Traumatisme de la colonne cervicale • Paroi thoracique • Cyphoscoliose • Obésité • Spondylarthrite ankylosante
Etape 4 : DLCO (diffusion libre du CO) Procédure : • Expiration complète • Inspiration maximale (ad CPT) avec insufflation d’une dose donnée de CO et d’un gaz inerte (ex : méthane) • Apnée inspiratoire de 10 secondes juste après cette inspiration • Expiration et calcul de la fraction expirée de CO et du gaz inerte en milieu d’expiration (début d’expiration permet washout de l’espace mort) • Calcul du coefficient de diffusion du CO • Calcul du volume alvéolaire par mesure de la dilution du gaz inerte
DLCO : normes et corrections • Norme : 75-125% du prédit • Corrections : • DLCOcorr. : corrigé selon Hb (anémie diminue DLCO) • DLCO/VA (=KCO) • = coefficient de diffusion du CO • corrigé selon le volume alvéolaire (ex : pneumectomie) • Reflète l’efficacité d’une unité pulmonaire • Sévérité :- Diminution légère : 61-74% - Diminution modérée : 40-60% - Diminution sévère : < 40%
DLCO : interprétation • Mesure très sensible de la capacité de transférer le CO depuis l’air inspiré jusque dans les capillaires pulmonaires • Très peu spécifique, car tient compte de : • Troubles ventilatoires (BPCO, asthme) • Amputation de la surface d’échange (emphysème, EP, fibrose, maladie vasculaire pulmonaire) • Circulation pulmonaire (shunts, HTAP) • Transporteurs d’O2(anémie, polyglobulie)
DLCO : caveats • Grande variabilité des valeurs normales, donc plus utile dans le suivi que dans le diagnostic. • La difficulté technique de la mesure induit de grandes variations, donc mesure peu précise.
Causes de diminution de la DLCO • Isolément : • Maladie thromboembolique • HTAP • Pneumopathie interstitielle dans un stade précoce • Atteinte pulm. vasculaire isolée dans le cadre d’une connectivite ou vasculite • Tabagisme (probablement dû à COHb, partiellement réversible à l’arrêt du tabac) • Avec un syndrome obstructif : • Emphysème • Bronchiolite oblitérante • Avec syndrome restrictif : • Toutes pneumopathies interstitielles, dont : • Sarcoïdose • Pneumopathies interstitielles secondaires (pneumoconioses, médicamenteuses, associées à connectivite/vasculite, radiothérapie) • Pneumopathies interstitielles idiopathiques • s/p greffe moëlle (GVH) • Rejet greffe pulmonaire • Tuberculose miliaire • Pneumopathie alvéolaire : BPN, alvéolite allergique, OAP
Causes d’augmentation de la DLCO • Obésité morbide (augmentation du débit cardiaque) • Polycythémie • Hémorragie pulmonaire • Shunt G-D (augmentation du débit cardiaque pulmonaire) • Insuffisance cardiaque G (augmentation du volume sanguin capillaire) • Exercice juste avant la mesure (augmentation du débit cardiaque)
Recherche d’une insuffisance des mm. inspiratoires • Indication : • Suspicion clinique (orthopnée, respiration paradoxale, asymétrie des coupoles à la radiographie) • Syndrome restrictif non expliqué • Suivi d’une maladie neuromusculaire
Recherche d’une insuffisance des mm. inspiratoires • CVF couché/CVF debout • Anormal si < 80 % • MIP (maximal inspiratory pressure) • = Dépression maximale générée lors d’un effort inspiratoire dans un tuyau borgne • Très dépendant de la collaboration • SNIP (sniff nasal inspiratory pressure) • = Dépression maximale dans une narine obstruée lors de « sniffs » répétés par l’autre narine. • Moins dépendant de la collaboration
Interprétation des MIP et SNIP • Les valeurs normales sont très variables. • Les MIP et SNIP sont souvent discordants, leur technique étant différente. • Considérer la meilleure valeur des MIP et SNIP • Si < 5e percentile du prédit (calculé selon le poids et l’âge1,2), suggère une insuffisance des muscles inspiratoires • Si SNIP > 80cmH2O pour homme et 60 cmH2O pour femme, exclut virtuellement une insuffisance des muscles inspiratoires 1 Am J respir Crit Care Med 1998; 158: 1459 2 Thorax 1995; 50: 371
Fumeur caucasien de 59 ans avec dyspnée I-II et épaississem. pleural G • Interprétable • Pas de syndrome obstructif (Tiffeneau > 88% prédit, sGaw N). • Eventuelle obstruction des petites voies aériennes (DEM25/75 < 60%, aspect concave de la courbe débit/volume • Pas de syndrome restrictif (CPT > 80% prédit)
Caucasien fumeur de 52 ans avec dyspnée II-III • Interprétable • Syndrome obstructif (Tiffeneau 46/78 = 59 % prédit), modéré (VEMS 50-80%) • Non réversible (péjoration après Ventolin) • Pas d’air trapping dynamique (4.29/4.4 = 98%, > 90%) • Pas d’air trapping statique (39/34 = 114%, < 130%) • Pas d’hyperinflation (CRF < 130% prédit) • Pas de syndrome restrictif (CPT > 80% prédit)
Caucasienne obèse de 80 ans avec dyspnée stade III • Interprétable • Pas de syndrome obstructif (Tiffeneau > 88 % prédit, sGaw N). • Diminution harmonieuse des volumes spirométriques suggère un syndrome restrictif. • Pas d’évidence d’atteinte des petites voies aériennes : • Pas d’air trapping dynamique (1.96/2.13 = 92%, > 90%) • L’aspect modérément concave de la courbe est compatible avec l’âge • DEM25/75 non interprétable vu diminution harmonieuse de tous les volumes • Syndrome restrictif (CPT 63 % prédit, < 80% prédit)
Caucasienne de 40 ans connue pour syndrome AC anti-phospholipides Echocardiographie : HTAP modérée • Interprétable • Syndrome obstructif (Tiffeneau < 88 % prédit, malgré sGaw N et Tiffeneau > 0.7), discret. • Pas d’évidence d’atteinte des petites voies aériennes : • Pas d’air trapping dynamique (4.3/4.36 = 98%, > 90%) • Pas d’aspect concave de la courbe débit volume • DEM25/75 58% prédit est le seul argument, mais trop proche de la limite (60%) • Pas de syndrome restrictif (CPT > 80 % prédit) • Diminution modérée de la DLCO corrigée et du KCO
Caucasienne non fumeuse non obèse de 46 ans avec dyspnée II • VEMS/CVF : 110% prédit • VEMS : 58% prédit • CVF : 56% prédit • sGaw : 1.19 L/sec/kPa/L (N : > 1.04) • CPT : 62% prédit • DLCOcorr. : 42% prédit • KCO : 60% prédit CT thoracique natif coupes fines : Fibrose parenchymateuse prédominant aux bases • Pas de syndrome obstructif (Tiffeneau > 88 % prédit) • Diminution harmonieuse des volumes spirométriques suggère un syndrome restrictif • Tiffeneau supernormal suggère une augmentation des forces de rappel élastique (fibrose) • Syndrome restrictif (CPT < 80%) • Diminution modérée à sévère de la DLCO (modéré = 40-60%) et modérée du KCO
Caucasienne fumeuse de 65 ans avec dyspnée chronique stade III • Interprétable • Syndrome obstructif (Tiffeneau < 88 % prédit), modéré à sévère (VEMS 31% prédit) • Air trapping statique (VR/CPT > = 130% prédit) • Hyperinflation (CRF > 130% prédit) • Pas d’air trapping dynamique (CV =CVF) • Pas de syndrome restrictif (CPT > 80 % prédit) • Diminution sévère de la DLCO corrigée (< 40%), légère du KCO, suggérant un emphysème
Caucasienne non fumeuse de 24 ans avec accès occas. de dyspnée • Interprétable • Syndrome obstructif (Tiffeneau 85 % prédit) • modéré (VEMS 50-80% prédit) • totalement réversible sous Ventolin (VEMS :+ 260ml et + 13%), Tiffeneau devient normal (97% prédit)
Caucasienne obèse de 80 ans avec dyspnée stade III • Interprétable, sauf réponse à Atrovent (courbe très crochetée) • Syndrome obstructif (Tiffeneau < 88% prédit) • modéré (VEMS 50-80% prédit) • Stricto sensu, non réversible sous Ventolin : • gain VEMS < 200ml et < 12% • gain CVF : 370ml, mais < 12%