Méthodes de détection de LDI

Méthode de référence

Pour déterminer si une limitation inspiratoire de débit est présente, il est nécessaire de mesurer simultanément le débit inspiratoire et la pression œsophagienne (Clark et al., 1998 et American Academy of Sleep Medicine, 1999). En effet, c’est la présence d’un plateau de débit alors que la pression augmente, qui atteste de la présence d’une LDI. Cette méthode de détection nécessite la mesure de la pression œsophagienne, le débit étant habituellement mesuré à l'aide d'un pneumotachographe placé sur un masque facial. Cette méthode de référence présente cependant des inconvénients majeurs : délais et coût de l’examen qui doit être réalisé dans un laboratoire du sommeil, et utilisation d’une sonde de pression invasive et d'un masque qui perturbent le sommeil.

Méthodes non invasives

i) Méthode basée sur la modification de la forme du débit

Actuellement, les deux méthodes de mesure de débit préconisées par l’American Sleep Disorder Association (1999) sont la mesure de la pression nasale à l'aide d'une canule nasale et le débit à l’aide de la pléthysmographie respiratoire par inductance (PRI). Le système de PRI offre l’avantage de ne pas modifier la ventilation, d’être non invasif, et facile à mettre en œuvre.

À partir de ces mesures, plusieurs méthodes ont été proposées pour la détection des épisodes de LDI. L’évaluation de ces méthodes se fait par référence à la méthode de référence (American Academy of Sleep Medicine, 1999). La détection de LDI, en l'absence de mesure de la pression œsophagienne, est basée sur la détection de changements de la forme du débit respiratoire. La forme du débit inspiratoire, obtenue à partir d'un signal de canule nasale ou de la dérivée du volume respiratoire issu d’un signal de la PRI, a été analysée pour classer et identifier des événements de limitation de débit. Dans un travail d'Aittokallio et al. (2001), la forme du débit inspiratoire mesuré par canule nasale est classée en sept catégories allant de la forme normale à la forme la plus limitée. Dans une étude réalisée par Clark et al. (1998), la classification du débit respiratoire proposée comprenait quatre catégories. Dans cette étude, la méthodes de référence de détection de LDI était comparée à trois méthodes non invasives: le débit mesuré par un pneumotachographe, le débit mesuré par la PRI et le débit dérivé de la mesure de la pression nasale. Les résultats de cette étude de classification du débit respiratoire en quatre catégories différentes ont montré qu’en termes de précision, les mesures du pneumotachographe sont les meilleures, suivies de celles de la pression nasale puis de celles de la PRI (Clark et al., 1998).

ii) Méthode basée sur le rapport Ti/Ttot et des paramètres obtenus à partir de

l’analyse du signal de PRI

La méthode de détection de la LDI par un système de PRI développée par Kaplan et al. (2000)représente l’état de l’art pour la détection non invasive de la LDI. Dans ce travail, un échantillon d’apprentissage était créé : 1) en provoquant des épisodes obstructifs (réduction du niveau de la pression positive chez des patients porteurs d'un Syndrome d’Apnée Obstructive de Sommeil (SAOS) sous pression positive continue) et 2) à partir des données d’enregistrements de sommeil avec évènements obstructifs spontanés. Ces épisodes représentaient des séries de 5 à 7 cycles. Parallèlement, des séries de référence de 5 à 7 cycles

sans épisode obstructif étaient enregistrées pour chaque patient. Deux investigateurs classaient les évènements de manière indépendante l’un de l’autre. Pour chaque série, des paramètres de trois catégories (temps, débit/volume, mouvements thoraco-abdominaux) étaient calculés pour chaque cycle et la moyenne des paramètres sur chaque série d’enregistrement était calculée. Pour chaque paramètre, une différence statistiquement significative était recherchée entre les cycles avec événements obstructifs et ceux sans événement obstructif. Dans chaque catégorie, le paramètre possédant la meilleure efficacité opérationnelle était sélectionné. Les trois paramètres utilisés étaient : (1) le rapport Ti/Ttot, (2) le rapport du débit inspiratoire maximum sur le débit inspiratoire moyen et (3) la contribution du thorax au volume courant. Les auteurs normalisaient ces paramètres par transformation linéaire, puis en effectuant le produit de ces trois paramètres, ils construisaient un index de LDI. Pour une valeur de rejet de cet index placée à un seuil de 0,48, cette classification donnait le meilleur résultat (par rapport à d’autres index de rejet) dans la détection de la limitation de débit par le RIP, avec une spécificité et une sensibilité de 80%.

D’une manière générale, les méthodes de détection de la LDI par la PRI ne s'attachent qu'à détecter la nature "limitée" ou non d'un seul cycle respiratoire et non pas à identifier le début et la fin des épisodes de LDI. Par ailleurs, elles se basent sur l'utilisation d'un index caractérisant la forme du signal de débit. Or une classification de débit inspiratoire basée sur la forme du signal est difficilement généralisable. En effet, les formes respiratoires de débit sont variables d’un individu à l’autre (Benchetrit et al., 1989). Il est donc plus approprié d'évaluer les changements de la forme pour un individu donné, plutôt que de se baser sur une généralisation prédéterminée des formes de débit ventilatoire. Enfin, ces méthodes de détection sont lourdes comme en témoigne le fait qu'elles ne soient pas encore passées dans la pratique courante.

iii) Méthode basée sur l'analyse de la forme des signaux de PRI

Bloch et al. (1997) ont mis en évidence, au cours d’épisodes de LDI d’intensité importante, la présence d’une désynchronisation entre les mouvements du thorax et ceux de l’abdomen, bien visible sur les signaux de PRI représentés sur la figure 2.2.

Figure 2.2.Effet de l'application d'une pression négative continue pharyngée (PNCP) sur la forme

des signaux respiratoires. Les signaux présentés sont de haut en bas le VT (volume courant à partir du

RIP, RC (le volume de la cage thoracique), AB (le volume de l'abdomen), dV/dtRIP( le débit obtenu par dérivation de VT) et le débit obtenu directement par pneumotachographie. a) à la pression atmosphérique (CNCP=0) les tracés sont normaux; b) à une pression sous-atmosphérique (CNCP = 14 cmH2O) on observe une limitation inspiratoire du débit sur la forme "tronquée" des signaux débit ainsi que sur les mouvements asynchrones du thorax et de l'abdomen. Extrait de Bloch et al., 1997.

Dans une autre étude, Kaplan et al. (2000) ont constaté que le rapport du volume thoracique sur le volume courant (VTHO/VT) pendant la limitation de débit inspiratoire était supérieur à 0,5, ce qui suggère que, pendant les épisodes de LDI, la contribution du thorax à l’inspiration est plus importante que celle de l’abdomen (figure 2.3).

a) b)

a) b)

Figure 2.3. Signaux obtenus chez un patient a) sans LDI, b) au cours d'un épisode de LDI.

VRC,VAB,VSUM et V’RIP représentent, respectivement, le volume de la cage thoracique, le volume de l'abdomen, le volume courant à partir de la PRI, et le débit obtenu par dérivation de VSUM, la pression transpulmonaire (Ptp) venant s'ajouter en bas de la figure. En présence de la limitation de débit, surviennent des changements de forme du signal VSUM ainsi qu’une désynchronisation des mouvements du thorax et abdomen. Extrait de Kaplan et al., 2000.

Enfin, dans une étude réalisé par Masa et al. (2003), les enregistrements des mouvements thoraciques et abdominaux par la PRI pendant le sommeil a mis en évidence une réduction d’amplitude et une altération de forme des signaux de la PRI avec un freinage (plateau) évident sur l’abdomen (figure 2.4).

Figure 2.4. Signaux obtenus chez un patient a) en absence et b) lors d'un épisode de LDI. De haut

en bas sont présentés les signaux de mouvement thoracique, de mouvement abdominal et de la pression œsophagienne. On retrouve la désynchronisation des mouvements abdominaux et thoraciques et les changements de forme du signal de volume abdominal. Extrait de Masa et al., 2003.

Dans ces trois études effectuées sur des patients atteints de SAOS, on retrouve un changement de forme des signaux de variation de sections thoracique et abdominale illustré dans les 3 figures ci-dessus. De plus, alors que la forme du volume thoracique est modifiée de façon très diverse d'une étude à l'autre, les trois études révèlent une "cassure" sur le signal de variation de section abdominale en cas de limitation de débit.

a) ^b)