CHAPITRE 2 : METHODOLOGIE
2.2 CAPACITES RESPIRATOIRES DES SUJETS
2.2.2 Tests de spirométrie
Les volumes et débits pulmonaires ont été mesurés au cours de tests spirométriques, afin d’établir les caractéristiques individuelles de la population et de s’assurer qu’aucun des sujets ne souffre de trouble de la fonction respiratoire. Ces tests ont été réalisés par le Dr. Petitjean dans le service des Explorations Fonctionnelles Respiratoires de l’hôpital nord d’Amiens. Ils ont été effectués antérieurement aux autres expérimentations de l’étude. La synthèse présentée ici tient compte des recommandations de l’American Thoracic Society (ATS, 1995) et de l’European Respiratory Society (ERS, 2001).
Les débits pulmonaires instantanés (volumes d’air expirés et inspirés par unité de temps) ont été mesurés grâce à un pneumotachographe de type Fleisch™ Master Lab Jaeger (Germany) associé à un conditionneur (Validyne™). Un embout en caoutchouc placé dans la bouche entre les dents du sujet, et maintenu par les lèvres, est relié à l’entrée du pneumotachographe. Un pince-nez permet de s’assurer que le sujet ne respire que par la bouche. Le conditionneur est relié à un dispositif informatisé qui permet de tracer en temps réel l’évolution des débits pulmonaires, de calculer les volumes pulmonaires par intégration des débits et de mesurer à partir de ces données différents paramètres caractéristiques des capacités ventilatoires du sujet.
Chaque examen spirométrique a débuté par le préchauffage du pneumotachographe, d’une durée de 10 minutes environ, puis par l’étalonnage du dispositif à l’aide d’une seringue de calibration, et enfin par le recueil des caractéristiques biométriques (sexe, âge et taille). Cette première étape était suivie d’une phase explicative dans laquelle le sujet prenait connaissance des objectifs et du déroulement du test. Il est nécessaire de rappeler que c’est un examen non invasif mais qu’il requiert une totale coopération du sujet. C’est pourquoi cette phase de conditionnement et de démonstration était primordiale pour garantir la qualité des étapes suivantes : tests de spirométrie lente et forcée.
Ces tests de spirométrie ont été effectués avant et après bronchodilatation. En effet si le sujet présente un trouble obstructif, l’utilisation d’un β2-mimétique va provoquer le relâchement des muscles bronchiques dont l’importance peut être estimée en comparant les résultats des tests avant et après inhalation d’un bronchodilatateur (Bricanyl). Le Bricanyl a été inhalé par la bouche au cours d’une inspiration lente. Après une pause de 10 minutes, les tests ont été répétés.
2.2.2.1 Test de spirométrie lente
Avant l’exécution de ce test, le sujet, en position debout, respire normalement par la bouche refermée sur l’embout du pneumotachographe. La manœuvre commence alors par l’enregistrement de 3 à 4 volumes courants en respiration normale. Le volume courant, encore appelé tidal volume (VT), correspond au volume d’air inspiré ou expiré au cours d’un cycle ventilatoire normal. Pour déterminer la CVIN, capacité vitale inspiratoire, on demande au sujet de vider au maximum ses poumons puis de les remplir au cours d’une inspiration maximale. La CVIN correspond au volume maximal que le sujet peut mobiliser à partir de la fin d’une expiration jusqu’à la fin de l’inspiration maximale qui suit. Après quelques volumes courants, on répète la manœuvre par une inspiration maximale suivie d’une expiration maximale pour déterminer la capacité vitale expiratoire (CVEX). Selon les recommandations de l’ERS (2001), nous prendrons en compte la CVIN comme mesure de la CV.
2.2.2.2 Test de spirométrie forcée
Pendant ce test, le sujet commence par respirer naturellement et calmement dans l’embout. Il reçoit ensuite pour consigne de gonfler au maximum ses poumons puis de vider l’air contenu dans ses poumons le plus rapidement possible, de manière continue et complète, c'est-à-dire jusqu’au volume résiduel (VR). En fin d’expiration, le sujet peut reprendre une
respiration normale. Ce test permet de déterminer la capacité vitale forcée (CVF) qui représente le volume d’air expiré au cours d’une expiration forcée, de la position d’inspiration maximale à celle d’expiration complète. Si une manœuvre est mal exécutée, elle peut être répétée mais le nombre de tentatives ne devra excéder la valeur de huit pour éviter la fatigue du sujet (Ferris et al., 1978). La manœuvre doit permettre d’obtenir au moins deux courbes débit-volume reproductibles.
2.2.3 Traitements des données
Les valeurs obtenues ont été comparées à des valeurs théoriques, faisant référence de normes Européennes (Quanjer, 1993) et calculées à partir d’équations de régression qui tiennent compte du sexe, de la taille (h) et de l’âge (a) du sujet. Ces équations sont présentées dans le tableau 4. Les différences entre les valeurs réelles et les valeurs théoriques peuvent être exprimées de deux manières.
Elles peuvent être exprimées, selon les recommandations de l’ERS, en « valeur résiduelle » :
( )
Résiduel type Ecart Théorique Valeur Mesurée Valeur Résiduelle Valeur = −qui indique de combien la valeur réelle s’écarte de la valeur théorique et donc sa probabilité d’appartenir à une population de référence. Simplement, les limites inférieures de la normale (LIN) sont obtenues en enlevant à la valeur théorique la valeur 1,64×RDS (RDS signifiant l’écart type résiduel), soit le 5ème percentile d’une distribution gaussienne des valeurs de la population de référence.
Les valeurs mesurées peuvent être également présentées en pourcentage des valeurs prédites (%PP). Les limites inférieures, exprimées en pourcentage plus ou moins important selon la variabilité naturelle du paramètre considéré, sont présentées dans le tableau 5. La réponse au
bronchodilatateur est considérée comme positive lorsque ∆VEMS est supérieure à 12% du VEMS initial et que ∆VEMS dépasse 200 ml (Perdrix et Maître, 2001).
Tableau 4 : Equations de régression pour le calcul des volumes et des débits pulmonaires théoriques chez l’adulte. Entre 18 et 25 ans, il faut retenir l’âge de 25 ans dans les équations. Les volumes sont exprimés en LBTPS et les débits en LBTPS.s-1. (Modifié d’après Perdrix et Maître, 2001)
Paramètre Equation de régression Ecart type résiduel 1,64 ×RDS
Hommes CVI (L) 6,10h-0,028a-4,65 0,56 0,92 CVF (L) 5,76h-0,026a-4,34 0,61 1,00 VEMS (L.s-1) 4,30h-0,029a-2,49 0,51 0,84 VEMS/CV (%) -0,18a+87,21 7,17 11,8 DEM25-75 (L.s-1) 1,94h-0,043a+2,70 1,04 1,71 DEP (L.s-1) 6,14h-0,043a+0,15 1,21 1,99 DEM75 (L.s-1) 5,46h-0,029a-0,47 1,71 2,81 DEM50 (L.s-1) 3,79h-0,031a-0,35 1,32 2,17 DEM25 (L.s-1) 2,61h-0,026a-1,34 0,78 1,28 Femmes CVI (L) 4,66h-0,026a-3,28 0,42 0,69 CVF (L) 4,43h-0,026a-2,89 0,43 0,71 VEMS (L.s-1) 3,95h-0,025a-2,60 0,38 0,62 VEMS/CV (%) -0,19a+89,10 6,51 10,7 DEM25-75 (L.s-1) 1,25h-0,034a+2,92 0,85 1,40 DEP (L.s-1) 5,50h-0,030a+1,11 0,90 1,48 DEM75 (L.s-1) 3,22h-0,025a-1,60 1,35 2,22 DEM50 (L.s-1) 2,45h-0,025a-1,16 1,10 1,81 DEM25 (L.s-1) 1,05h-0,025a-1,11 0,69 1,13
Tableau 5 : Présentation des limites inférieures des paramètres ventilatoires (-1,64.RDS) et en pourcentage du prédit (%PP). Les volumes sont exprimés en LBTPS et les débits en LBTPS.s-1. (Modifié d’après Perdrix et Maître, 2001)
Les limites inférieures de normes -1,64 écart type de la norme
Hommes Femmes % du prédit (100%) CV (L) -0,92 -0,69 -20,00% CVF (L) -1,00 -0,70 -20,00% VEMS (L.s-1) -0,83 -0,62 -20,00% VEMS/CVIN(%) -11,75 -10,70 DEM25-75 (L.s-1) -1,71 -1,39 -35,00% DEP (L.s-1) -1,98 -1,48 -35,00% DEM75 (L.s-1) -2,80 -2,21 -40,00% DEM50 (L.s-1) -2,16 -1,80 -35,00% DEM25 (L.s-1) -1,28 -1,13 -35,00%