UNIVERSITE MOHAMMED V - RABAT FACULTE DE MEDECINE ET DE PHARMACIE
Centre d’études doctorales des Sciences de la vie et de la santé EPIDEMIOLOGIE CLINIQUE ET SCIENCES MEDICO-CHIRURGICALES
EQUIPE DE RECHERCHE EN PNEUMOLOGIE
THESE DE DOCTORAT
VALEURS DE REFERENCE ET EQUATIONS DE PREDICTION
DE LA SPIROMETRIE CHEZ LA POPULATION MAROCAINE
Présentée et soutenue publiquement le 26/10/2017
Par
Dr. Khalid BOUTI
JURY
Professeur Ahmed ABID Président
PES, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V-RABAT
Professeur Jamal Eddine BOURKADI Directeur de thèse
PES, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V-RABAT
Professeur Mustapha EL FTOUH Rapporteur
PES, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V-RABAT
Professeur Jouda BENAMOR Rapporteur
PES, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V-RABAT
Professeur Mohamed Chakib BENJELLOUN Membre
PES, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Sidi Mohammed Ben Abdallah, FES
Professeur Mohammed EL BIAZE Rapporteur
PES, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Sidi Mohammed Ben Abdallah, FES
A mes parents A ma femme et mon fils A ma sœur et mes frères A ma belle famille A ma grande famille A mes amis
A mes maîtres A mes collègues A mes consœurs et confrères A tous ceux qui œuvrent pour un avenir meilleur de la pneumologie
Ce travail rentre dans le cadre d’un projet de recherche inscrit au centre d’études doctorales des sciences de la vie et de la santé de la faculté de médecine et de pharmacie de Rabat sous la tutelle de l’équipe de recherche en pneumologie.
Mes remerciements iront à mon maître le Professeur Ghali IRAQI, qui a proposé l’idée de ce projet et qui était le premier directeur de cette thèse.
Mes profonds remerciements iront également à mon maître le Professeur Jamal Eddine Bourkadi, pour son intérêt, sa disponibilité, ses conseils, et son accompagnement durant ces 4 dernières années.
Je suis vivement reconnaissant à mon maître le Professeur Ahmed ABID qui a accepté la charge de président de jury, ainsi que mes maîtres le Professeur Mustapha El Ftouh, le Professeur Jouda Benamor, et le Professeur Mohammed El Biaze qui ont accepté la charge de rapporter ce travail. Je remercie également mon maître le Professeur Chakib Benjelloun d’avoir accepté de siéger parmi les membres du jury.
Un grand merci au Dr Iliass Maouni qui était un membre incontournable de l’équipe de recherche, sans oublier le Dr Zakaria Tlemsani et le Dr Imane Filali.
Ma reconnaissance et mon respect au directeur du CEDOC-SVS mon maître le Professeur Jamal Taoufik.
Listes
I
Introduction
1
Matériel et Méthodes
18
Résultats
26
Echantillonnage
27
Spirométrie chez les adultes
30
Spirométrie chez les enfants et les adolescents 38
Limites inférieures de la normale
46
DEP chez les adultes
55
DEP chez les enfants
67
Récapitulatif des équations
79
Discussion
81
Spirométrie chez les adultes
82
Spirométrie chez les enfants et les adolescents 107
Limites inférieures de la normale
131
DEP chez les adultes
134
DEP chez les enfants
139
Conclusion
147
Annexes
Résumés
149
153
Références
157
II
LISTE DES ABBREVIATIONS
%MG Pourcentage de Masse graisseuse
A Age
ATS American Thoracic Society
BDCDA Bronchodilatateur de Courte Durée d’Action
BPCO Broncho-Pneumopathie Chronique Obstructive
BTPS Body Temperature, Pressure Saturated
CVF Capacité Vitale Forcée
CVF/FVC Capacité Vitale Forcée
CVI/IVC Capacité Vitale Inspiratoire
DEM 25 Débit expiratoire à la valeur de 25 % de la CVF
DEM 25-75 Le débit expiratoire entre les valeurs de 25 % et 75 % de la CVF DEM 50 Le débit expiratoire à la valeur de 50 % de la CVF
DEM 75 Le débit expiratoire à la valeur de 75 % de la CVF
DEP Débit Expiratoire de Pointe
DEP-D Débit Expiratoire de Pointe Débitmétrique DEP-S Débit Expiratoire de Pointe Spirométrique
EB Envergure des bras
ECSC European Community for Steel and Coal
EFR Explorations Fonctionnelles Respiratoires
ERS European Respiratory Society
ET Ecart-Type
GAMLSS Generalized Additive Models for Location, Scale and Shape
GBD Global Burden of Diseases
GLI Global Lung Function Initiative
GRAPP Groupe de Recherche sur les Avancées en Pneumo-Pédiatrie
IC Indice Cormique
IHME Institute for Health Metrics and Evaluation
IM Indice de muscularité (MM/T²)
IMC Indice de Masse Corporelle
LIN/LLN Limite Inferieures de la Normale LSN/ULN Limite Supérieures de la Normale
MM Masse Maigre
N Nombre
NHANES III Third National Health and Nutrition Examination Survey OMS Organisation Mondiale de la Santé
ORL Oto-Rhino-Laryngologie
P Poids
R Coefficient de corrélation multiple
R2 Coefficient de détermination
RSD Residual Standard Deviation (Ecart type résiduel)
RTH Rapport Taille Hanche
RTTT Rapport Tour de Taille sur Taille
S Sexe
SC Surface corporelle
SD Standard Deviation (Ecart type)
SEE Standard Error of the Estimate (Erreur type de l'estimation)
SP Stade Pubertaire
III
T Taille
TT Tour de Thorax
TVM Trouble Ventilatoire Mixte
TVO Trouble Ventilatoire Obstructif
TVR Trouble Ventilatoire Restrictif
VEM6 Volume Expiratoire Maximum en 6 Seconde
IV
LISTE DES FIGURES
Figure 1 (A – X) : Illustrations de l’évolution du spiromètre de Hutchinson à nos jours. ... 9
Figure 2 : Illustration et diagramme du modèle historique du débitmètre de pointe de Wright ... 13
Figure 3 : Illustration et diagramme du modèle mini du débitmètre de pointe de Wright...14
Figure 4 : Courbes et valeurs de références de DEP chez les adultes. ... 15
Figure 5 : Courbes et valeurs de références de DEP chez les enfants. ... 15
Figure 6 : Spiromètre et débimètre de pointe utilisés dans notre étude ... 23
Figure 7 : Echantillonnage et critères d’inclusion et d’exclusion de l’étude spirométrique. .. 28
Figure 8 : Echantillonnage et critères d’inclusion et d’exclusion de l’étude débitmétrique. .. 29
Figure 9 : Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, poids et IMC) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=384) de la population adulte masculine. ... 32
Figure 10 : Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, poids et IMC) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=457) de la population adulte féminine. ... 33
Figure 11 : Diagrammes de dispersion des VEMS, CVF et VEMS/CVF en fonction de l’âge et la taille chez l’échantillon de spirométrie (N=384) de la population adulte masculine. ... 36
Figure 12 : Diagrammes de dispersion des VEMS, CVF et VEMS/CVF en fonction de l’âge et la taille chez l’échantillon de spirométrie (N=457) de la population adulte féminine. ... 37
Figure 13 : Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, et poids) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=252) de la population d’enfants et adolescents de sexe masculin. ... 40
Figure 14 : Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, et poids) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=269) de la population d’enfants et adolescents de sexe féminin. ... 41
Figure 15 : Diagrammes de dispersion des VEMS, CVF et VEMS/CVF en fonction de l’âge et la taille chez l’échantillon de spirométrie (N=252) de la population d’enfants et adolescents de sexe masculin. ... 44
Figure 16 : Diagrammes de dispersion des VEMS, CVF et VEMS/CVF en fonction de l’âge et la taille chez l’échantillon de spirométrie (N=269) de la population d’enfants et adolescents de sexe féminin. ... 45
Figure 17: Valeurs moyennes, seuils de 80% et limites inférieures de la normale du VEMS chez la population masculine de notre échantillon en fonction des catégories d’âges... 48
Figure 18 : Valeurs moyennes, seuils de 80% et limites inférieures de la normale de la CVF chez la population masculine de notre échantillon en fonction des catégories d’âges... 48
Figure 19 : Valeurs moyennes, seuils de 70% et limites inférieures de la normale du rapport VEMS/CVF chez la population masculine de notre échantillon en fonction des catégories d’âges. ... 49
Figure 20 : Valeurs moyennes, seuils de 80% et limites inférieures de la normale du VEMS chez la population féminine de notre échantillon en fonction des catégories d’âges... 49
Figure 21 : Valeurs moyennes, seuils de 80% et limites inférieures de la normale de la CVF chez la population féminine de notre échantillon en fonction des catégories d’âges... 50
V
Figure 22 : Valeurs moyennes, seuils de 80% et limites inférieures de la normale du rapport VEMS/CVF chez la population féminine de notre échantillon en fonction des catégories d’âges.
... 50
Figure 23 : Valeurs moyennes, seuils de 80% et limites inférieures de la normale du VEMS chez la population masculine de notre échantillon en fonction des catégories de taille. ... 52
Figure 24 : Valeurs moyennes, seuils de 80% et limites inférieures de la normale de la CVF chez la population masculine de notre échantillon en fonction des catégories de taille. ... 52
Figure 25 : Valeurs moyennes, seuils de 70% et limites inférieures de la normale du rapport VEMS/CVF chez la population masculine de notre échantillon en fonction des catégories de taille. ... 53
Figure 26 : Valeurs moyennes, seuils de 80% et limites inférieures de la normale du VEMS chez la population féminine de notre échantillon en fonction des catégories de taille. ... 53
Figure 27 : Valeurs moyennes, seuils de 80% et limites inférieures de la normale de la CVF chez la population féminine de notre échantillon en fonction des catégories de taille. ... 54
Figure 28 : Valeurs moyennes, seuils de 70% et limites inférieures de la normale du rapport VEMS/CVF chez la population féminine de notre échantillon en fonction des catégories de taille. ... 54
Figure 29 : Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, poids et IMC) et ventilatoires (VEMS, DEP-S et DEP-D) chez l’échantillon de DEP (N=143) de la population adulte masculine. ... 57
Figure 30 : Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, poids et IMC) et ventilatoires (VEMS, DEP-S et DEP-D) chez l’échantillon de DEP (N=170) de la population adulte féminine. ... 58
Figure 31 : Diagrammes de dispersion des VEMS, DEP-S et DEP-D en fonction de l’âge, la taille et le poids (pour DEP-S) chez l’échantillon de DEP (N=143) de la population adulte masculine. ... 63
Figure 32 : Diagrammes de dispersion des VEMS, DEP-S et DEP-D en fonction de l’âge et la taille chez l’échantillon de DEP (N=170) de la population adulte féminine. ... 64
Figure 33 : Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, et poids) et ventilatoires (VEMS, DEP-S et DEP-D) chez l’échantillon de DEP (N=122) de la population d’enfants de sexe masculin. ... 69
Figure 34 : Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, et poids) et ventilatoires (VEMS, DEP-S et DEP-D) chez l’échantillon de DEP (N=100) de la population d’enfants de sexe féminin. ... 70
Figure 35 : Diagrammes de dispersion des VEMS, DEP-S et DEP-D en fonction de l’âge et la taille chez l’échantillon de DEP (N=122) de la population d’enfants de sexe masculin. ... 75
Figure 36 : Diagrammes de dispersion des VEMS, DEP-S et DEP-D en fonction de l’âge et la taille chez l’échantillon de DEP (N=100) de la population d’enfants de sexe féminin. ... 76
Figure 37 : Z-Scores du VEMS chez les adultes de sexe masculin. ... 94
Figure 38 : Z-Scores de la CVF chez les adultes de sexe masculin. ... 95
Figure 39 : Z-Scores du rapport VEMS/CVF chez les adultes de sexe masculin. ... 96
Figure 40 : Z-Scores du VEMS chez les adultes de sexe féminin. ... 103
Figure 41 : Z-Scores de la CVF chez les adultes de sexe féminin. ... 104
Figure 42 : Z-Scores du rapport VEMS/CVF chez les adultes de sexe féminin. ... 105
Figure 43 : Z-Scores du VEMS chez les enfants et adolescents de sexe masculin. ... 116
VI
Figure 45 : Z-Scores du rapport VEMS/CVF chez les enfants et adolescents de sexe masculin.
... 118
Figure 46 : Z-Scores du VEMS chez les enfants et adolescents de sexe féminin. ... 122
Figure 47 : Z-Scores de la CVF chez les enfants et adolescents de sexe féminin. ... 123
Figure 48 : Z-Scores VEMS/CVF chez les enfants et adolescents de sexe féminin. ... 124
Figure 49 : Illustration d’une distribution normale avec 5ème percentile (LIN), 95ème percentile (LSN), et le z-score. ... 131
VII
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Caractéristiques anthropométriques et ventilatoires de l’échantillon adulte de spirométrie. ... 31 Tableau 2 : Modèles de régression prédictifs des différents paramètres spirométriques chez les adultes marocains. ... 35 Tableau 3 : Caractéristiques anthropométriques et ventilatoires de l’échantillon enfants et adolescents de spirométrie... 39 Tableau 4 : Modèles de régression prédictifs des différents paramètres spirométriques chez les enfants et les adolescents marocains. ... 43 Tableau 5 : Valeurs moyennes, écart-types, limites inférieures de la normale des VEMS, CVF, VEMS/CVF chez la population marocaine en fonction des catégories d’âges chez les 2 sexes. ... 46 Tableau 6 : Valeurs moyennes, écart-types, limites inférieures de la normale des VEMS, CVF, VEMS/CVF chez la population marocaine en fonction des catégories de taille chez les 2 sexes. ... 51 Tableau 7 : Caractéristiques anthropométriques et ventilatoires de l’échantillon adulte de DEP. ... 56 Tableau 8 : Corrélations du DEP-D avec l’âge, la taille et le poids en régressions linéaires simples et multiples chez les adultes des 2 sexes. ... 59 Tableau 9 : Corrélations du DEP-S avec l’âge, la taille et le poids en régressions linéaires simples et multiples chez les adultes des 2 sexes. ... 60 Tableau 10 : Corrélations du VEMS avec l’âge, la taille et le poids en régressions linéaires simples et multiples chez les adultes des 2 sexes. ... 61 Tableau 11 : Modèles de régression prédictifs des DEP-D, DEP-S et VEMS chez les adultes marocains. ... 65 Tableau 12 : Caractéristiques anthropométriques et ventilatoires de l’échantillon pédiatrique de DEP. ... 68 Tableau 13 : Corrélations du DEP-D avec l’âge, la taille et le poids en régressions linéaires simples et multiples chez les enfants des 2 sexes. ... 71 Tableau 14 : Corrélations du DEP-S avec l’âge, la taille et le poids en régressions linéaires simples et multiples chez les enfants des 2 sexes. ... 72 Tableau 15 : Corrélations du VEMS avec l’âge, la taille et le poids en régressions linéaires simples et multiples chez les enfants des 2 sexes. ... 73 Tableau 16 : Modèles de régression prédictifs des DEP-D, DEP-S et VEMS chez les enfants marocains. ... 77 Tableau 17 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour un homme de 20 ans mesurant 175 cm de taille. ... 88 Tableau 18 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour un homme de 40 ans mesurant 175 cm de taille. ... 90 Tableau 19 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour un homme de 60 ans mesurant 165 cm de taille. ... 92
VIII
Tableau 20 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour une femmes de 20 ans mesurant 165 cm de taille. ... 97 Tableau 21 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour une femmes de 40 ans mesurant 160 cm de taille. ... 99 Tableau 22 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour une femmes de 60 ans mesurant 150 cm de taille. ... 101 Tableau 23 : Z-scores simples, cumulés et moyens issus de de la comparaison des valeurs de nos équations avec les valeurs des différentes équations internationales étudiées pour le VEMS, la CVF, et le VEMS/CVF chez les adultes des 2 sexes. ... 106 Tableau 24 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour un enfant de 5 ans mesurant 110 cm de taille. ... 113 Tableau 25 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour un enfant de 10 ans mesurant 140 cm de taille. ... 114 Tableau 26 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour un adolescent de 15 ans mesurant 175 cm de taille. ... 115 Tableau 27 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour une fille de 5 ans mesurant 110 cm de taille. ... 119 Tableau 28 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour une fille de 10 ans mesurant 145 cm de taille. ... 120 Tableau 29 : Comparaison de nos valeurs de référence des VEMS, CVF et VEMS/CVF avec celles établies par les différentes équations de prédictions internationales validées par la GLI pour une adolescente de 15 ans mesurant 165 cm de taille. ... 121 Tableau 30 : Z-scores simples, cumulés et moyens issus de de la comparaison des valeurs de nos équations avec les valeurs des différentes équations internationales étudiées pour le VEMS, la CVF, et le VEMS/CVF chez les enfants et adolescents des 2 sexes. ... 125 Tableau 31 : Synthèse des études internationales des équations de prédiction de la spirométrie chez les différentes ethnies et populations internationales. ... 126 Tableau 32 : Synthèse des études internationales des équations de prédiction du DEP chez les différentes ethnies et populations internationales. ... 144
IX
LISTE DES ANNEXES
Annexe 1 : Avis favorable du comité d’Ethique pour la recherche biomédicale de Rabat. .. 149 Annexe 2 : Questionnaire utilisé dans l’étude. ... 151
2
Actuellement dans le monde, et selon les données du Global Burden of Diseases (GBD) de 2015, établit par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) et l’Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME) de Washington, des centaines de millions de personnes souffrent chaque jour de maladies respiratoires chroniques. Selon les estimations de 2015 de ces 2 organismes, 175 millions de personnes ont une broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO) ce qui représente 2.48% de la population mondiale, dont 105 millions d’hommes et 70 millions de femmes. La BPCO est responsable de 3.2 millions de décès en 2015 (5.71% des décès au monde), dont 1.9 millions de décès chez les hommes, et 1.3 millions chez les femmes [1, 2].
Pour l’asthme, selon les mêmes organismes, 360 millions sont asthmatiques (environ 5% de la population mondiale), dont 170 millions d’hommes et 190 millions de femmes. L’asthme est responsable de 398 milles décès en 2015 (0.71%), dont 202 milles décès chez les hommes, et 196 milles chez les femmes. Tandis que des dizaines de millions d'autres souffrent d'autres maladies respiratoires chroniques, et qui sont souvent sous-diagnostiquées.
La bonne prise en charge de ces pathologies débute par les explorations fonctionnelles respiratoires qui comprennent la spirométrie et la débitmétrie de pointe.
Spirométrie
En latin, spirare signifie respirer ; Par conséquent, la spirométrie traite de la mesure de la respiration, qui est le moyen le plus commun d'évaluer la fonction pulmonaire.
Élément clé d’évaluation de ces maladies respiratoires chroniques, les
explorations fonctionnelles respiratoires (EFR) orientent le diagnostic, offrent une évaluation de l’handicap, et permettent un suivi évolutif des patients.
3
Ces explorations se font à l’aide d’une spirométrie complète qui donne des mesures quantifiables et précises du système respiratoire et aide au suivi et à la gestion de ces maladies dans la pratique clinique.
L’American Thoracic Society (ATS) et l’European Respiratory Society (ERS) recommandent que les équations de prédiction des valeurs de références des explorations fonctionnelles respiratoires d’une population donnée doivent être obtenues à partir des personnes en bonne santé (apparente) ayant les mêmes caractéristiques ethnique que cette population [3]. Le groupe de travail de l’ERS sur la Global Lung Function Initiative (GLI), a défini les données de spirométrie minimums nécessaires pour l’établissement des équations de prédiction d’une population, qui doivent être issues d’une population minimale de 300 volontaires sains (150 masculins et 150 féminins) pour être représentatives [4].
Aux États-Unis, l’ATS recommande les équations issues du Third National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES III). Ces équations concernent 3 ethnicités : la caucasienne, l’afro-américaine, et la mexico-américaine [5].
En Europe, les équations de l’European Community for Steel and Coal (ECSC) sont les plus utilisées [6].
La GLI a publié en 2012 des équations universelles de prédiction de valeurs de références spirométriques chez les 2 sexes de sujets âgés entre 3 et 95 ans basées sur l’approche Generalized Additive Models for Location, Scale and Shape (GAMLSS) [7, 8]. Ces équations ont établit les premières équations multi-ethniques avec les limites inférieures et supérieures de la normale (LIN et LSN) pour quatre groupes ethniques : caucasien, noir (afro-américains seulement), asiatiques du sud-est, et asiatiques du nord-est. Les sujets n’appartenant pas à ces 4 groupes ont été inclus dans des équations qualifiées « pour autres groupes ethniques », qui ont été formulées à partir des valeurs moyennes des quatre premiers groupes [7]. Les équations GLI 2012 ont été issues à partir des données
4
de 33 pays. Les données marocaines n’étaient pas disponibles au moment de la collecte des données pour être incluses au GLI 2012.
Historiquement, la première tentative de mesurer les volumes pulmonaires remonte au deuxième siècle, lorsque Galen (de 129 à environ 200-216), le célèbre médecin grec, a essayé de déterminer le volume respiratoire en faisant respirer un enfant dans une vessie d’un animal. Peu de temps après, le Napolitano Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679) a aspiré une colonne d'eau dans un tube cylindrique et a mesuré le volume d'air déplacé par l'eau. Il a pris soin de fermer le nez pour éviter les fuites, mesure toujours pratiquée dans nos pratiques. Humphry Davy (1778-1829) a mesuré le volume résiduel de ses propres poumons en 1800 en inhalant un mélange d'hydrogène contenu dans un porte-air mercuriel. Nestor Grehant (1838-1910), en 1864, a déterminé par le même principe la capacité résiduelle fonctionnelle et le volume de l'espace mort ; Les deux ont utilisé la respiration forcée. Un schéma de l'unité la plus ancienne que nous pouvons suivre, appelé le gazomètre, est représenté sur la figure (1-A ; p6) [9, 10].
Cependant, le véritable début du test de la fonction pulmonaire moderne peut être daté de 1846, lorsque John Hutchinson, un médecin anglais, a inventé le spiromètre en prenant un gazomètre commun et en le transformant en un instrument de précision pour mesurer le volume exhalé par des êtres humains. Le génie de Hutchinson, source d'inspiration pour ceux qui l'ont suivi, effectue des mesures de capacité vitale sur 1130 individus, ce qui montre une corrélation entre la taille, l'âge, le poids et le volume de la capacité vitale. Il a inventé le terme de capacité vitale expiratoire. Son travail a inspiré d'autres chercheurs et inventeurs. En quelques années, des versions améliorées de son spiromètre apparurent en Europe et aux États-Unis (figure 1-B ; p6). Sans aucun doute, Hutchinson mérite une position de premier plan dans ce domaine et la reconnaissance de sa mémoire doit être sauvée [9, 11].
5
Notamment, seulement quatre ans après le traité de Hutchinson, son design original pour le spiromètre semble avoir déjà été modifié. Le développeur de cette unité mise à jour est inconnu, et il n'a pas été nommé dans un texte allemand le décrivant (figure 1-C ; p6) [9, 12].
Il y a eu un écart de dix ans jusqu'à ce qu'un spiromètre étanche à l'eau et non pondéré soit présenté (Figure 1-D ; p6). Il s'agissait d'une barre de guidage (étiquetée «B» sur la figure) pour garder la cloche intérieure droite et une chambre étanche à l'eau dans la jante du fond de la cloche intérieure (bouée «E») qui a servi la même chose Comme contrepoids. Le liège (étiqueté "D" dans la figure) a été supprimé après qu'un effort de capacité vitale a été effectué et enregistré pour permettre à la cloche de revenir à sa position inférieure.
Le 19ème siècle a été prolifique sur le sujet, car plus de 50 variations sur les spiromètres peuvent facilement être trouvées qui sont peut-être moins importantes que celles présentées ici, mais intéressantes pour le chercheur en histoire. Certains de ces instruments étaient extrêmement simples et ingénieux, tandis que d'autres affichent de bons progrès et une sophistication. Plusieurs contributeurs ont travaillé pendant une longue période, indiquant la quantité de préoccupation que le sujet a soulevée car la respiration est essentielle à vie. En 1927, le physiologiste français Jules Tissot (1870-1950), a inventé un spiromètre à circuit fermé pour mesurer le métabolisme de base.
Il a fallu un siècle après John Hutchinson pour que les enquêteurs français Tiffeneau et Pinelli [13] aient transformé les mesures spirométriques à la forme actuelle, dans laquelle le VEMS et la CV expiratoire forcée ou inspiratoire (IVC et FVC) sont devenus des paramètres diagnostiques essentiels en médecine clinique. En 2008, Advanced Medical Engineering a développé le premier spiromètre au monde sans fil avec détecteurs d’inclinaison 3D pour un contrôle de qualité beaucoup plus important dans l'environnement de test.
Les figures 1 (A-X ; p6-9) tracent l’évolution historique du spiromètre jusqu’à nos jours.
6
A : Gazomètre , 1819 [10] B : Spiromètre de John Hutchinson, 1846 [11]
C : Version améliorée, 1850 [12] D : Pulmonometer américain, 1860 [14]
7
G : Spiroscope de Gardiner Brown, 1868 [17] H : Spiromètre de Casella, 1872 [18]
I : Spiromètre de Barnes, 1875 [19] J : Spiromètre de Victor Jagielski, 1879 [20]
8
M : Spiromètre de Shepard, 1892 [23] N : Spiromètre de Denison, 1899 [24]
O : Spiromètre de Boudin, 1905 [25] P : Spiromètre de Tissot, 1927 [26]
9
S : Spiromètre de Palmer, 1963 [29] T : Spiromètre Mijnhardt, 1979 [30]
U : Multispiro-PC, 1987 [31] V : Spirotrac III sous Windows, 1991, [32]
W : Spiromètre Vitalograph 2150, 2000 [33] X : Spiromètre EVOLVE [34]
10 Débit expiratoire de pointe
Le Débit Expiratoire de Pointe (DEP) est le débit maximum généré lors d’une expiration forcée faisant suite à une inspiration forcée arrivant à la capacité pulmonaire totale. Ce paramètre est utile pour le diagnostic de l’asthme à travers la mise en évidence d’une variabilité journalière de 20%, pour son suivi, et pour l’évaluation d’un asthmatique en période de crise pour décider son hospitalisation ou son traitement ambulatoire. Il est mesuré par le débitmètre de pointe qui est simple à réaliser, facile à lire, moins cher et disponible en médecine générale. Le DEP est mesuré également par le spiromètre qui est plus précis mais nécessite un matériel complexe, dont l’interprétation nécessite un apprentissage antérieur, plus cher, et moins disponible hors cabinets de pneumologie. Si la réalisation d’une spirométrie se conçoit aisément en cabinet de pneumologie, il en est différemment aux urgences où la disponibilité et la faisabilité font souvent défaut. Même si la spirométrie représente le « Gold standard » chez la plupart des patients asthmatiques, il est plus facile de mesurer le DEP que le VEMS lors d’un asthme aigu. Les débitmètres de pointe mécaniques sont les plus utilisés dans les services d’urgence, étant peu coûteux et faciles à utiliser [35].
El plus, le DEP ne permet d’évaluer le niveau de sévérité de la crise (recommandations du Groupe de Recherche sur les Avancées en Pneumo-Pédiatrie (GRAPP)) et d’apprécier l’efficacité du bronchodilatateur car fait avant et après le traitement par bronchodilatateur [36]. Le VEMS montrera une obstruction bronchique au moment de la crise.
Certaines études [37, 38] montrent que bien utilisé, le débitmètre de pointe aide à améliorer le niveau de vie des asthmatiques en leur permettant de suivre leur asthme, de réduire leur traitement et d'anticiper les crises, puisque le DEP chute avant même que le sujet sente l'oppression. Orehek et al. disait déjà en 1981 que le débit expiratoire de pointe est une mesure aussi importante dans l'asthme que celle de la glycémie dans le diabète [39].
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Les valeurs du DEP dépendent du sexe, l’âge, la taille, le poids, et l’origine ethnique. En 1963, Leiner et al. ont établi deux équations de prédiction du DEP en fonction de l’âge et la taille pour les 2 sexes chez la population américaine en utilisant le débitmètre de Wright (Clement Clarke International Ltd. Harlow, United Kingdom) [40]. Nunn er Gregg ont utilisé le même matériel pour établir des équations semblables en Angleterre, toujours en fonction de l’âge et la taille [41, 42].
De plus, les résultats obtenus du DEP ne sont interprétables que par rapport aux valeurs attendues dites « valeurs de référence » de la population à laquelle appartient l’individu. Ces valeurs de référence sont non seulement la base de l’interprétation de la valeur mesurée, mais elles permettent aussi de suivre la variabilité de l’obstruction bronchique.
En l’absence de valeurs de référence propres à la population marocaine, la majorité des services utilisent celles réalisées par Nunn en 1989 [42] par le mini-Wright mis au point en 1978 [43], illustrées sous forme de courbes de références en fonction de la taille et de l’âge qui n’ont pas été validées pour notre population, et qui peuvent donner des faux positifs ou des faux négatifs, ce qui peut expliquer la surestimation des sujets normaux, ou bien la sous-estimation des sujets malades.
Historiquement, l'utilisation d'une expiration forcée seule comme méthode d'évaluation de la capacité ventilatoire est devenue de plus en plus populaire dans les années 50 du siècle dernier, surtout vu sa grande simplicité, comme l'a souligné Kennedy en 1953 [44]. Selon Donald en 1953, l’utilisation empirique d'une mesure de ce genre est très ancienne. Les médecins du 19ème siècle demandaient à tout patient souffrant d'une maladie respiratoire à siffler, ou souffler sur une bougie pour évaluer grossièrement les vitesses maximales respiratoires. Donald a suggéré qu'un " simple instrument, comme un sifflet " pourrait être développé et pourrait devenir un gold standard [45]. La première
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tentative d'utiliser le débit expiratoire de pointe comme un indice physiologique a été celle de Hadorn en 1942, qui a mesuré le débit de l'expiration au moyen d'un manomètre connecté aux bornes d'un simple orifice. La résistance de ce système était élevée, environ que 32 cm d’eau pour un débit de 500 l/min. le débit maximum enregistré étaient d’environ 500 l/min [46]. Wyss en 1950 a utilisé le même type d’orifice, et il a enregistré les pressions par photographie, en utilisant un manomètre à membrane et un levier optique. Il a obtenu un enregistrement permanent et une réponse en fréquence plus élevée. Il a enregistré des débits de 720 l/min [47]. Un instrument de ce genre a été commercialisé en se basant sur des études de Hildebrandt et Hanke [48]. L'instrument, appelé "pneumometer" intègre un manomètre équipé d'un dispositif d'enregistrement de débits allant jusqu'à environ 700 l/min.
Parallèlement, des formes de pneumotacographe ayant des résistances très faibles (de l'ordre de 2 mm d’eau par 100 l/min) ont été développées. Ce qui a donné une relation linéaire entre le débit et la pression [49, 50].
Un instrument beaucoup plus simple, et plus robuste et portable, conçu spécifiquement pour mesurer le débit de pointe, a été décrit par Goldsmith et Young en 1956 et a été appelé par eux le «puffmeter». Il a essentiellement le même design que les pneumotacographes, mais utilise une partie en céramique solide pour assurer une résistance linéaire, et un manomètre pour mesurer la pression. Ultérieurement, un matériel plus avantageux que le Pneumometer et le Puffmeter a été développé par Wright en 1959, et a été nommé le Peak Flow Meter ou le Débitmètre de Pointe. La première illustration et le principe de fonctionnement de l'appareil initial est expliqué schématiquement sur la Figure 2 (p13) [51]. Ultérieurement, un modèle mini du Débitmètre de pointe de Wright a été développé par Wright lui-même en 1978, il est illustré et schématisé dans la figure 3 (p14) [52]. Les figures 4 et 5 (p15) montrent les valeurs de références de DEP fournies avec le Mini-Wright, chez les adultes en fonction de l’âge et la taille
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selon Nunn et al. [42], et chez les enfants en fonction de la taille selon Cotes et al. [53].
Le schéma dans la figure 2 (p13) montre l’architecture du débitmètre de Wright, où on note un volume cylindrique d'environ 12,7 cm de diamètre et de 3,6 cm de profondeur qui présente un orifice d'entrée radial (1), et contient une palette mobile (2) pivotant au centre du cylindre et sans se toucher entre eux. Une cloison fixe (3) s'étend d'un côté de l'orifice d'entrée à une courte distance du bossage de la palette, mais sans la toucher également. Un ressort spiral (4) fixé au bossage de la palette tend à la faire tourner vers l'orifice d'entrée, une butée (5) l'empêchant de franchir l'orifice. Un pointeur (6) de l'autre côté du bossage indique la position de la palette sur un cadran (non représenté) et sert également à l’équilibration. Une limitation annulaire (7) s'étend autour de la périphérie du cylindre, d'un côté de l'orifice d'entrée à l'autre.
Figure 2 : Illustration et diagramme du modèle historique du débitmètre de pointe de Wright [51]
Le schéma dans la figure 3 (p14) montre l’architecture du mini-débitmètre de Wright, où on note le corps cylindrique (1) ; la partie supérieure de l'instrument moulée d'une seule pièce avec une fente (2) ; la partie inférieure en bas (3) qui porte une douille conique (4) qui porte un embout réutilisable (5) ou un embout en carton jetable. Il a une pièce arrondie creuse centrale (6) qui loge un ressort de
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traction (7). L'embout est maintenu sur le corps par un écrou moleté (8) vissé sur l'extrémité filetée d'une tige centrale (9) dont l'autre extrémité est fixée à l'extrémité fixe du corps. Les deux extrémités sont de forme hexagonale pour empêcher l'instrument de glisser et sont percés d'un anneau de six trous (10, 11) permettant le libre passage de l'air. Une mince valve de forme discoïde (12) est fixée à la partie arrondie à l'intérieur de l'extrémité de l'embout.
Le piston (13), qui est un disque en plastique léger avec un manchon court, bouge librement sur la tige et jusqu’au bout du cylindre. L'échelle, qui est lue verticalement, est marquée en 1itre / minute de 60 à 800. Le curseur (14) est chargé par ressort dans la fente avec un frottement minimal n’affectant pas le mouvement du piston.
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Figure 4 : Courbes et valeurs de références de DEP chez les adultes [54].
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Le Maroc est un pays en voie de développement, qui vit une transition épidémiologique des maladies respiratoires, où l’incidence des maladies infectieuses est en baisse, et les maladies chroniques dont l’asthme et la BPCO sont en augmentation.
Les équations de prédictions marocaines de la débitmétrie de pointe et de la spirométrie, pour les enfants et les adultes, chez les 2 sexes n’ont pas été élaborées. Egalement, la compatibilité des différentes équations des autres populations avec la population marocaine n’a jamais été évaluée. Cette étude rentre dans le cadre du projet GLI, et adapte les objectifs de la GLI à la population marocaine.
Anthropologiquement, il existe 4 groupes ethniques au Maroc, deux extrêmement majoritaires : les arabes et les Amazighes, et deux minoritaires : les juifs séfarades, et les subsahariens. La contribution des arabes et Amazighes dans la constitution du pool génétique marocain est certes évidente. Néanmoins, peu d’études ont été menées sur les populations marocaines. Une étude faite par They-They et Nadifi a montré une similitude dans la fréquence de l'allèle C677T dans les deux populations arabes et Amazighes étudiées [55]. Ceci suggère une possibilité de brassage de pools géniques entre ces deux ethnicités. Bien qu'il n'existe pas de preuve d'un ancêtre commun ou de grandes vagues d'immigration entre ces populations.
De même une autre étude a été effectuée sur les populations du nord d'Afrique pour voir s'il y'a une différence génétique entre les arabes et les Amazighes. Cette étude a confirmé qu'il n'y'a pas de différence entre ces 2 groupes ethniques [56]. En conclusion, les études faites jusqu'à maintenant sur les 2 groupes ethniques majoritaires au Maroc, à savoir les arabes et les Amazighes, n'ont pas décelé de différence génétique. Ce résultat rend tout échantillonnage aléatoire sur le plan géographique un échantillon valide sur le plan ethnique.
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OBJECTIFS
- Etablir à partir d’un échantillon de la population marocaine les valeurs de références et les équations de prédiction de la débitmétrie de pointe chez les enfants et les adultes des deux sexes, et les comparer avec les autres équations des autres populations, et avec certains paramètres spirométriques (VEMS et DEP). - Etablir à partir d’un échantillon de la population marocaine les valeurs de références et les équations de prédiction de la spirométrie chez les enfants et les adultes des deux sexes, et les comparer avec les autres équations des autres populations.
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Notre étude, de type transversale, a été réalisée entre janvier 2015 et Juin 2016. L’étude a été démarrée au début au sein du centre de diagnostic de la tuberculose et des maladies respiratoires de Tétouan et dans le Centre Hospitalier Régional de Tétouan, où elle a intéressé les accompagnants des malades ainsi que le personnel médical et paramédical.
Ensuite notre étude a pris la forme d’un stand mobile de réalisation de spirométrie dans : un Institut supérieur ; une maison de retraite, un centre médico-social ; une faculté ; un lycée ; une administration.
L’étude a intéressé des volontaires en bonne santé apparente, et l’échantillon constitué a été analysé pour ne contenir à la fin que des volontaires sains, acceptant de participer à l’étude, et ayant correctement réalisé la spirométrie. Il s’agit d’une étude simple ne mettent pas en danger l’intégrité des sujets, et n’induisant aucun risque particulier. Tous les sujets inclus dans l’étude, ont été informés de son but, et ont émis un consentement oral.
Aspects éthique
Notre étude a reçu l’avis favorable du Comité d’éthique de Recherche Biomédicale (CERB) de la faculté de médecine et de pharmacie de Rabat, le 11/04/2012 (Annexe 1).
Equipe de recherche
1 pneumologue et 2 internes en médecine ayant été bien entraînés à la pratique de spirométrie et DEP.
Echantillonnage
L’échantillon a été choisi selon un protocole déterminé (échantillonnage en grappe) : dans un premier temps le choix des lieux répondant à nos besoins et dans un seconde temps les sujets répondant aux critères d’inclusion définis par un questionnaire standardisé.
L’échantillon étudié était composé des sujets habitant les villes de Tétouan (plus basse altitude = 2 m), Martil (altitude = 5 m), et Ksar El Kébir (altitude = 17 m).
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Chaque volontaires a répondu avant la réalisation du test à un hétéro-questionnaire standardisé (Annexe 2) inspiré de celui de l’ATS et qui a été remplit par le médecin lui-même [57]. Pour les enfants les questionnaires étaient remplis après un interrogatoire fait par le médecin auprès de l’élevé ou de son instituteur.
Le questionnaire est composé de questions rédigées en langue française, mais interprétées verbalement en langue arabe pour éviter toute incompréhension ou confusion. Les questions sont plus souvent à réponse fermée dichotomiques.
Les critères d’inclusion
Etre validé par le questionnaire, Manœuvre bien faite,
Consentement verbal donné, Nationalité Marocaine.
Les critères d’exclusion :
Tabagisme,
Symptomatologie respiratoire récente datant de moins de trois mois (toux, dyspnée, douleur thoracique, hémoptysie, …).
Antécédent de maladie respiratoire chronique (asthme, tuberculose, BPCO, dilatation des bronches, séquelles de tuberculose….)
Sport de haut niveau,
Spirométrie anormale (courbe TVO, TVR, ou TVM) Affection hématologique (anémie chronique, …)
Obésité avec un indice de masse corporelle (IMC) ≥ 30 Kg/m2 pour les
adultes (selon la définition de l’OMS), et un IMC atteignant ou dépassant la courbe de référence IOTF-30 de l’International Obesity Task Force (IOTF) chez les enfants et les adolescents de 0 et 18 ans [58].
Douleur buccale ou faciale, notamment si exacerbée par la mise en place de l’embout buccal
Notion de chirurgie thoracique antérieure, cardiaque, ou viscérale Déformations thoracique ou ostéo-articulaire
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Neuropathies chroniques : tremblements, état de démence ou confusionnel (participation active du patient est indispensable),
Maladies ou infections ORL, Infarctus du myocarde récent
Médicaments pouvant affecter la fonction pulmonaire (BDCDA, …) L’équipe était composée d’un pneumologue qui est l’investigateur principal de l’étude, et de 2 internes en médecine générale. Toutes les manœuvres spirométriques et débitmétriques étaient réalisées par l’investigateur principal ou bien par un des 2 internes sous la supervision directe du pneumologue. Une formation théorique et pratique en spirométrie au profit des 2 internes a précédé l’étude. A noter que les 2 assistants ont passé leurs stages de médecine au centre de diagnostic et de traitement des maladies respiratoires et l’hôpital de pneumophtisiologie de Tétouan.
Tous les volontaires ont subi un examen clinique minutieux à la recherche de maladies respiratoire, cardiaque, ORL, ostéo-articulaires, ou générale.
Conformément aux recommandations de l’ATS et l’ERS : l’âge est exprimé en année ; la taille en centimètre et prise par une toise, sujet déchaussé position debout, talons joints, dos bien droit et la tète placé en position horizontale de Frankfort [59]. Le poids en Kg, sans chaussures et avec des vêtements assez légers (<1Kg). L’IMC exprimée en kg/m2.
Les catégories d’âges suivantes ont été adoptées : enfants < 12 ; adolescents [12 ; 18[, et adultes ≥ 18.
Matériel utilisé : Le stand mobile était composé de :
o Spiromètres portables type : SPIRO LAB III (Medical International
Research Ltd, Roma, Italy) composé d’un mini débitmètre, une turbine réutilisable, un filtre antibactérien et un embout buccal jetable.
Une turbine présente à l'intérieur du dispositif utilise l'interruption de la lumière infra-rouge comme principe de fonctionnement pour mesurer le volume et le débit. Ce principe de fonctionnement garantit des résultats
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précis et reproductibles sans devoir recourir à un étalonnage régulier. Pour une précision optimale, un étalonnage journalier était effectué en début des jours de l’étude sur la base des valeurs CVF (expiratoires) et CVIF (inspiratoires) mesurées pendant un test mené au moyen d'une seringue calibrée (3 Litres).
Les débits ventilatoires étaient mesurés aux conditions ambiantes (volume humide à la température ambiante) : «Ambient temperature and pressure, saturated» ou ATPS. Les débits ventilatoire étaient exprimés aux conditions d’un volume saturé de vapeur d’eau à la température centrale : «Body Temperature, Pressure Saturated» ou BTPS. Pour convertir les volumes et débit d'air en conditions BTPS de 37 °C, ils doivent subir un facteur d'augmentation de 2,6%. Le facteur BTPS pour les volumes et débits inspiratoires dépend de la température ambiante en ce que l'air inhalé est à cette température. La correction des volumes et débits inspiratoires s'effectue automatiquement au moyen d'un capteur de température ambiante qui mesure la température à l'intérieur du dispositif et permet ainsi le calcul du facteur BTPS.
Les conditions de volume sec et dans les conditions standard de température et de pression ou «Standard temperature and pressure, dry» ou STPD n’étaient pas utilisées dans notre étude puisque ces conditions concernent la plethysmographie.
Le système du spiromètre répond aux recommandations de l'équipement de spirométrie de l’ATS /ERS (Figure 6 ; p23).
o Débitmètre de pointe type : Mini-Wright (Clement Clarke International
Ltd. Harlow, United Kingdom) (Figure 6; p23).
o Ordinateur portable (Toshiba Corporation, Tokyo, Japon)
o Imprimante laser HP (Hewlett Packard Inc, Hanover, Etats-Unis)
o Toise (Dancing Mole, Salisbury, United Kingdom)
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Figure 6 : Spiromètre et débimètre de pointe utilisés dans notre étude
Les précautions :
On demande aux volontaires avant chaque test de :
o Retirer un éventuel dentier s’il n’est pas fixe, o Eviter l’exercice intense 30 min avant l’examen
o Enlever les vêtements serrés limitant l’expansion thoracique et/ou abdominale
o Etre Loin d’un repas copieux
La Manœuvre :
Tous les sujets ont subi les tests spirométriques selon les techniques recommandées par l’ATS et l’ERS. Les tests ont été réalisés le matin ou l’après-midi de 9 heures à 18 heures.
Position assise, cou en position neutre sans extension ni flexion, nez fermé par un pince nez, lèvres fermées de manière étanche sur l’embout buccal. On effectuait plusieurs manœuvres (de 3 à 5) tout en encouragent les sujets à souffler le plus forts possible et on retenait les valeurs les plus élevées parmi les
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manœuvres réalisées. On respectait à chaque manœuvre les critères d’ATS/ERS d’acceptabilité qui sont : le bon démarrage de l’expiration, l’absence de toux durant la manœuvre, si le patient a produit un effort suffisant notamment s’il a soufflé jusqu’à vider complètement ses poumons, un temps d’expiration au moins égal à 3 secondes chez l’enfant de moins de 10 ans et au moins égale à 6 secondes chez le patient âgé de plus de 10 ans, la courbe croise l’axe des volumes d’une façon progressive et non brutalement, comme on le voit si le patient arrête son expiration prématurément, et la bonne coopération du patient ; et les critères de reproductibilité qui sont : une variabilité à moins de 5% ou moins de 150 ml pour les débits forcés les plus élevés et entre les 2 CVF les plus élevées, le volume rétro-extrapolé inférieur à 5% ou 150 ml si cette valeur est plus élevée, obtention d’au moins trois courbes reproductibles pour valider la spirométrie sans dépasser 8 essais au total.
La mesure du DEP-D (Débit Expiratoire de Pointe Débitmétrique) a été effectuée à trois reprises pour chaque volontaire, la meilleure performance a été retenue et notée.
Analyse des résultats :
Après la collection des donnés, les résultats ont été transférés du logiciel WinSpiroPRO (Medical International Research Ltd, Roma, Italy) vers le Microsoft Excel (Microsoft Corporation, Redmond, Washington, USA), puis traités par le logiciel Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) (SPSS Statistics/IBM Corp, Chicago, Illinois, USA), version 22.
La signification statistique était retenue si p<0.05. La relation entre chaque paramètre anthropométrique (sexe, l’âge, la taille, poids, et l’IMC) et les variables ventilatoires a été étudiée en régression linéaire simple.
Les paramètres corrélant significativement avec les paramètres anthropométriques, ont été étudiés en régression linéaire multiple. Si certains paramètres ne sont pas significatifs, on les a exclus pour refaire ce test qu’avec
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les paramètres significatifs. A la fin des équations de prédiction ont été développées à partir du dernier test.
Ce même traitement a été réalisé pour les paramètres spirométriques suivant : VEMS, CVF, VEMS/CVF, DEP, VEM6, VEMS/VEM6, DEM25, DEM50, DEM75, et DEM25-75. Les 4 premiers paramètres ont été retenus pour l’expression des résultats car ils sont les plus utilisés en pratique quotidienne. Nous avons calculé pour notre échantillon les LIN, et les différences entre les valeurs théoriques des différentes formules et les nôtres qu’on a exprimé en Z-score. Le Z-score peut être déterminé avec la formule suivante : Z-score =
(Valeur mesurée – Valeur prédite issue de notre étude) / Ecart-Type. La limite
inférieure de la normale peut être déterminée avec la formule suivante : LIN =
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ECHANTILLONGAE
Les figures 7 (p28) et 8 (p29) montrent les détails de l’évolution de l’échantillonnage de notre étude.
L’échantillon de spirométrie (n=1362) détaillé dans la figure 7 (p28), comprend naturellement l’échantillon de débitmétrie (n=535) puisque dans l’étude débitmétrique, les enfants et les adolescents pratiquaient la débitmétrie de pointe et la spirométrie. Cette étude spirométrique s’est déroulé dans le Centre de Diagnostic et de Traitement des Maladies Respiratoires pendant 5 jours (Tétouan) et a intéressé les accompagnants des malades, le Centre Hospitalier Régional et un institut supérieur de santé pendant 3 jours (Tétouan) et a intéressé les étudiant infirmiers ainsi que le personnel enseignant et soignant, une faculté multidisciplinaire pendant 3 jours (Martil), un lycée pendant 3 jours (Martil), une administration publique pendant 3 jours (Tétouan), une commune pendant 3 jours (Tétouan), une école/collège (Ksar El Kébir) pendant 8 jours, et deux maisons de retraite pendant 4 jours (Tétouan). Au total 32 jours entiers ont été consacrés à la réalisations des tests.
L’échantillon de débitmétrie détaillé dans la figure 8 (p29), a été recueilli dans 2 établissements différents. Une école privée (primaire et collège) à Ksar El Kébir où l’équipe a recueilli les données débitmétrique et spirométriques validées de 222 enfants et adolescents pendant 8 jours séparés, et une administration publique où l’équipe a passé 3 jours successifs pour pratiquer une débitmétrie de pointe et une spirométrie validées de 313 adultes.
Les critères d’exclusion basés sur la non validation du questionnaire, la nationalité étrangère du volontaires ou d’un de ses parents (ou les deux), la mauvaise réalisation de la manœuvre, et le refus de participation à l’étude, ont permis d’exclure de l’étude 470 volontaires dont 185 exclus de l’étude débitmétrique, et de sélectionner à la fin un échantillon pouvant refléter la population marocaine normale.
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Figure 7 : Echantillonnage et critères d’inclusion et d’exclusion de l’étude
spirométrique. ACT IVIT E S DE S P IR O M E T RI E
Spirométrie aux accompagnants des consultants aux CDTMR+CHR
(n = 186) Stand mobile de spirométrie
Dans 6 établissements différents (n=1646)
Taille initiale de l’échantillon (n = 1832)
EXC
LUS
IO
N
Exclusion sur questionnaire (n = 254)
Questionnaire validé (n = 1578)
Exclusion sur nationalité (n = 27) Nationalité Marocaine (n = 1551) INCL US IO N Mauvaises manœuvres (n = 146)
Manœuvre bien faite (n = 1405)
Refus de participation à l’étude (n = 43)
Echantillon final de Spirométrie : n = 1362 18 – 86 ans : n= 841 ; 457 (M), 384 (F) 3 – 17 ans : n= 521 ; 252 (M), 269 (F)
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Figure 8 : Echantillonnage et critères d’inclusion et d’exclusion de l’étude
débitmétrique. ACT IVIT E S DE S P IR O + DE
P Stand mobile de spirométrie +
DEP dans 2 établissements différents
Taille initiale de l’échantillon (n = 720)
EXC
LUS
IO
N
Exclusion sur questionnaire (n = 77)
Questionnaire validé (n = 643)
Exclusion sur nationalité (n = 14) Nationalité Marocaine (n = 629) INCL US IO N Mauvaises manœuvres (n = 82)
Manœuvre bien faite (n = 547)
Refus de participation à l’étude (n = 12)
Echantillon final de DEP : n = 535 18 – 70 ans : n=313 ; 143 (M), 170 (F) 3 – 13 ans : n= 222 ; 122 (M), 100 (F)
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SPIROMETRIE CHEZ LES ADULTES
Le tableau 1 (p31) résume les caractéristiques anthropométriques et spirométriques de tout l’échantillon adulte de spirométrie, ainsi que ceux des hommes et des femmes séparément.
On observe que l’échantillon masculin est supérieur à l’échantillon féminin. Également, on note que les hommes ont en moyenne des âges, tailles, et poids supérieurs que ceux des femmes. Contrairement, l’IMC moyen des femmes est supérieur à celui des hommes. En dehors des rapports VEMS/CVF et VEM6/CVF qui sont supérieurs chez les femmes, tous les paramètres spirométriques sont supérieurs chez les hommes comparativement avec les femmes.
La figure 9 (p32) montre les histogrammes et leurs courbes de distribution des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, poids et IMC) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=384) de la population adulte masculine. On note que toutes les distributions sont gaussiennes répondant à une loi normale justifiant l’utilisation de tests paramétriques avec cet échantillon.
La figure 10 (p33) montre les histogrammes et leurs courbes de distribution des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, poids et IMC) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=457) de la population adulte féminine. On note que toutes les distributions sont gaussiennes répondant à une loi normale justifiant l’utilisation de tests paramétriques avec cet échantillon.
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Tableau 1: Caractéristiques anthropométriques et ventilatoires de l’échantillon
adulte de spirométrie. Parameters
Echantillon (N=841) Hommes (N=384) Femmes (N=457)
Moyenne ± ET Etendu Moyenne ± ET Etendu Moyenne ± ET Etendu
Age (année) 35,2±15,7 18,0-86,9 36,5±15,8 18,00-86,94 34,1±15,7 18,0-85,9 Taille (cm) 166,6±9,7 137,0-195,0 173,8±7,2 149,0-195,0 160,5±6,96 137,0-182,0 Poids (Kg) 69,7±15,4 30,0-106,0 71,7±11.56 41,0-106,0 60,54±9,56 30,0-91,0 IMC (Kg/m²) 25,1±5,0 14,5-29,98 24,9±4,7 14,53-29,98 23,39±3,38 15,4-29,90 CVF 3,85±1,08 0,99-8,21 4,62±0,99 1,45-8,21 3,20±0,64 0,99-5,14 VEMS 3,33±,89 0,86-6,25 3,92±0,84 1,45-6,25 2,83±0,56 0,86-4,55 VEMS/CVF 87,7±7,5 65-100 85,7±7,8 67,6-100,0 89,4±6,9 65,0-100,0 VEM6 3,84±1,09 0,99-8,19 4,60±1,00 1,45-8,19 3,20±0,66 0,99-5,14 VEMS/VEM6 87,5±9,0 65,0-100 85,6±8,8 67,60-100,0 89,1±8,9 65,0-100 DEP 7,24±2,12 2,19-14,51 8,84±1,822 3,91-14,51 5,90±1,25 2,19-10,33 DEM 25 6,37±1,75 2,13-12,71 7,53±1,64 3,34-12,71 5,39±1,13 2,13-9,44 DEM 50 4,49±1,34 1,02-8,80 5,08±1,45 1,18-8,80 4,00±0,99 1,02-7,34 DEM 75 2,26±0,95 ,39-6,15 2,44±1,07 0,44-6,15 2,11±0,81 0,39-5,06 DEM 25-75 4,16±1,26 0,87-8,96 4,65±1,40 1,33-8,96 3,75±0,95 0,87-6,5
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Figure 9 : Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de
paramètres anthropométriques (âge, taille, poids et IMC) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=384) de la
population adulte masculine.
Moyenne = 36,533
Ecart type = 15,766 Moyenne = 173,76 Ecart type = 7,175
Moyenne = 71,74 Ecart type = 11,565 Moyenne = 3,92 Ecart type = 0,844 Moyenne = 4,63 Ecart type = 0,989 Moyenne = 85,73 Ecart type = 7,789 Moyenne = 23,74 Ecart type = 3,462
33
Figure 10: Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de
paramètres anthropométriques (âge, taille, poids et IMC) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=457) de la population
adulte féminine.
Moyenne =34,11
Ecart type = 15,674 Moyenne =160,50 Ecart type = 6,957
Moyenne =60,54
Ecart type = 9,569 Moyenne =23,39 Ecart type = 3,338
Moyenne =2,83
Ecart type = 0,557 Moyenne =3,20 Ecart type = 0,642
Moyenne =89,40 Ecart type = 6,928
34
Le tableau 2 (p35) montre les modèles de régression prédictifs des différents paramètres spirométriques chez les adultes marocains des 2 sexes. On constate que toutes les équations dépendent des variables âge et taille. L’âge influence négativement les valeurs des différents paramètres, contrairement à la taille qui influence positivement tous les paramètres en dehors des rapports.
La figure 11 (p36) montre les diagrammes de dispersion des VEMS, CVF et VEMS/CVF en fonction de l’âge et la taille chez l’échantillon de spirométrie (N=384) de la population adulte masculine. On note que les valeurs du VEMS et de la CVF baissent avec l’âge et augmentent avec la taille. On note également que les valeurs du rapport VEMS/CVF ont une tendance négative avec l’âge et la taille.
La figure 12 (p37) montre les diagrammes de dispersion des VEMS, CVF et VEMS/CVF en fonction de l’âge et la taille chez l’échantillon de spirométrie (N=457) de la population adulte féminine. On note que les valeurs du VEMS et de la CVF baissent avec l’âge et augmentent avec la taille. On note également que les valeurs du rapport VEMS/CVF ont une tendance négative avec l’âge et la taille.
35
Tableau 2 : Modèles de régression prédictifs des différents paramètres
spirométriques chez les adultes marocains.
Sexe variables Paramètres de régression R R² SEE RSD
Constante Age Taille
M a sc u lin CVF -7.639 -0.022 0.075 0.75 0.56 0.657 0.655 VEMS -4.403 -0.029 0.054 0.81 0.66 0.490 0.489 VEMS/CVF 132.731 -0.193 -0.230 0.37 0.14 7.244 7.225 VEM6 -6.378 -0.024 0.068 0.71 0.50 0.713 0.711 VEMS/VEM6 145.439 -0.204 -0.301 0.36 0.13 8.272 8.250 DEP -6.859 -0.025 0.095 0.49 0.24 1.590 1.586 DEM 25 -3.884 -0.027 0.071 0.47 0.22 1.448 1.444 DEM 50 0.191 -0.044 0.037 0.56 0.32 1.205 1.202 DEM 75 1.051 -0.036 0.016 0.58 0.33 0.878 0.875 DEM 25-75 0.796 -0.046 0.032 0.59 0.35 1.129 1.126 F ém in in CVF -3.913 -0.014 0.047 0.71 0.51 0.451 0.450 VEMS -2.200 -0.018 0.035 0.77 0.59 0.359 0.358 VEMS/CVF 133.558 -0.148 -0.244 0.34 0.12 6.531 6.517 VEM6 -3.744 -0.015 0.046 0.69 0.48 0.477 0.476 VEMS/VEM6 138.717 -0.152 -0.277 0.28 0.08 8.559 8.540 DEP -3.188 -0.006 0.058 0.35 0.12 1.173 1.170 DEM 25 -1.827 -0.011 0.047 0.37 0.14 1.055 1.053 DEM 50 0.718 -0.026 0.026 0.50 0.25 0.859 0.857 DEM 75 2.633 -0.030 0.003 0.59 0.35 0.651 0.650 DEM 25-75 1.352 -0.031 0.022 0.58 0.34 0.776 0.774
36
Figure 11 : Diagrammes de dispersion des VEMS, CVF et VEMS/CVF en
fonction de l’âge et la taille chez l’échantillon de spirométrie (N=384) de la population adulte masculine.
CVF = -0,034 AGE + 5,884 CVF = 0,092 TAILLE – 11,439
VEMS/CVF = – 0,156 AGE + 91,432 VEMS/CVF = – 0,082 TAILLE + 99,991
VEMS = 0,076 TAILLE – 9,246 VEMS = -0,037 AGE + 5,274
37
Figure 12 : Diagrammes de dispersion des VEMS, CVF et VEMS/CVF en
fonction de l’âge et la taille chez l’échantillon de spirométrie (N=457) de la population adulte féminine.
VEMS = - 0.023 AGE + 3.615 VEMS = 0.049 TAILLE – 4.992
CVF = - 0.022 AGE + 3.935 CVF = 0.058 TAILLE - 6.179
38
SPIROMETRIE CHEZ LES ENFANTS ET LES
ADOLESCENTS :
Le tableau 3 (p39) résume les caractéristiques anthropométriques et spirométriques de tout l’échantillon enfants et adolescents de spirométrie, ainsi que ceux des garçons et des filles séparément.
On observe que l’échantillon masculin est légèrement inférieur à l’échantillon féminin. Également, on note que les garçons ont en moyenne des âges, tailles, poids, et IMC supérieurs que ceux des filles.
Tous les paramètres spirométriques sont supérieurs chez les filles comparativement avec les garçons.
La figure 13 (p40) montre les histogrammes et leurs courbes de distribution des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, et poids) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=252) de la population d’enfants et adolescents de sexe masculin. On note que toutes les distributions sont gaussiennes répondant à une loi normale justifiant l’utilisation de tests paramétriques avec cet échantillon.
La figure 14 (p41) montre les histogrammes et leurs courbes de distribution des différentes valeurs de paramètres anthropométriques (âge, taille, et poids) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=269) de la population d’enfants et adolescents de sexe féminin. On note que toutes les distributions sont gaussiennes répondant à une loi normale justifiant l’utilisation de tests paramétriques avec cet échantillon.
39
Tableau 3 : Caractéristiques anthropométriques et ventilatoires de l’échantillon
enfants et adolescents de spirométrie. Parameters
Echantillon (N=521) Garçons (N=252) Filles (N=269)
Moyenne ± ET Etendu Moyenne ± ET Etendu Moyenne ± ET Etendu
Age (année) 9,4±4,1 3,0-18,0 8,5±3,5 3,0-17,6 10,3±4,4 3,1-18,0 Taille (cm) 133,5±21,4 90-178 129,9±19,9 92,0-178,0 136,8±22,2 90,0-172,0 Poids (Kg) 33,4±14,8 13-86 30,5±12,9 13,0-86,0 35,3±14,6 13,0-77,0 CVF 1.92±1.03 0,32-6.16 1.82±1.07 0,32-6.16 2,02±0,98 0,46-4,46 VEMS 1,82±0,92 0,32-5,28 1,70±0,93 0,32-5,28 1,92±0,89 0,41-3,84 VEMS/CVF 96,1±5,5 64,9-100 95,9±6,3 64,9-100,0 96,4±4,8 77,2-100,0 VEM6 1,92±1,03 0,32-6,16 1,82±1,07 0,32-6,16 2,02±0,98 0,46-4,46 VEMS/VEM6 97,1±21,8 73,3-578 97,9±30,9 73,3-578,0 96,4±4,8 77,2-100,0 DEP 4,14±1,83 0,74-9,61 3,95±1,85 0,84-9,61 4,33±1,79 0,74-8,65 DEM 25 3,81±1,57 0,74-9,03 3,60±1,53 0,80-9,03 4,01±1,59 0,74-8,22 DEM 50 2,93±1,23 0,63-7,09 2,75±1,16 0,78-7,09 3,11±1,26 0,63-6,37 DEM 75 1,79±,79 0,35-4,76 1,66±0,73 0,37-4,63 1,90±0,83 0,35-4,76 DEM 25-75 2,89±1,17 0,00-6,45 2,71±1,10 0,78-6,45 3,06±1,21 0,00-6,36
40
Figure 13 : Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de
paramètres anthropométriques (âge, taille, et poids) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=252) de la
population d’enfants et adolescents de sexe masculin.
Moyenne = 8.5
Ecart type = 3.5 Moyenne = 129.9 Ecart type = 19.9
Moyenne = 30,54
Ecart type = 12,955 Moyenne = 1,82 Ecart type = 1,072
Moyenne = 1,70 Ecart type = 0,931
Moyenne = 95,91 Ecart type = 6,264
41
Figure 14 : Histogrammes et courbes gaussiennes des différentes valeurs de
paramètres anthropométriques (âge, taille, et poids) et ventilatoires (VEMS, CVF et VEMS/CVF) chez l’échantillon de spirométrie (N=269) de la population
d’enfants et adolescents de sexe féminin.
Moyenne = 10,29
Ecart type = 4,432 Moyenne = 136,79 Ecart type = 22,18
Moyenne = 35,3
Ecart type = 14,6 Moyenne = 2,02 Ecart type = 0,985
Moyenne = 1,92
