Structure et fonctions de l’appareil respiratoire Mécanique ventilatoire

Physiologie respiratoire

Structure et fonctions de l’appareil respiratoire Mécanique ventilatoire

Équilibre et mouvement du système thoraco-pulmonaire Propriétés dynamiques

Expiration forcée Muscles respiratoires Travail ventilatoire

Transport des gaz respiratoires

Ventilation alvéolaire

Diffusion alvéolo-capillaire Perfusion pulmonaire

Rapports Ventilation-Perfusion Transport sanguin

Régulation de la ventilation

Propriétés statiques

Propriétés statiques du système thoraco-pulmonaire

Les volumes du système thoraco-pulmonaire Subdivision des volumes pulmonaires

Volumes mobilisables Volumes non mobilisables

Distribution régionale des volumes pulmonaires

Les pressions du système thoraco-pulmonaire Nomenclature des pressions

Un exemple

Courbes Volume/Pression

Compliance thoraco-pulmonaire Compliance pulmonaire

Mesurée en régime statique

Mesurée en régime dynamique (effective) Compliance thoracique

Origine de l’élasticité pulmonaire

Capacité Vitale et Age dans les équations de prédiction de la CECA

Les équations de référence sont basées sur une compilation d’études transversales.

Quanjer, P. H., G. J. Tammeling, et al. (1993). "Lung Volumes and Forced Ventilatory Flows - Report Working Party Standardization of Lung Function Tests European Community for Steel and Coal - Official Statement of the European Respiratory Society." European Respiratory Journal6(Suppl. 16): 5-40.

08 . 7 99

. 7

23 . 1 022

. 0 31

. 1

09 . 1 009

. 0 34

. 2

65 . 4 028

. 0 10

. 6

−

×

= × + × −

=

−

× +

×

= × − × −

=

Taille CPT

Age Taille

VR

Age Taille

CRF

Age Taille

CVI

Hicks G. Cardiopulmonary Anatomy and Physiology. Philadephia:

W.B. Saunders Company, 2000.

∫

=

×

= V t V dt

V & &

dt dV t

V ∆ V =

& =

Adapté de: Lumb A. Nunn's Applied Respiratory Physiology. Edinburgh: Butterworth-Heinemann, 2000.

Propriétés statiques du système thoraco-pulmonaire

Les volumes du système thoraco-pulmonaire Subdivision des volumes pulmonaires

Volumes mobilisables Volumes non mobilisables

Distribution régionale des volumes pulmonaires

Les pressions du système thoraco-pulmonaire Nomenclature des pressions

Un exemple

Courbes Volume/Pression

Compliance thoraco-pulmonaire Compliance pulmonaire

Mesurée en régime statique

Mesurée en régime dynamique (effective) Compliance thoracique

Origine de l’élasticité pulmonaire

Closed circuit helium (He) dilution test.

A: Spirometer containing a known volume of gas (V₁) and a known He concentration (C₁) while the patient is breathing room air.

B: Patient who was turned into the system at functional residual capacity (FRC). As the patient breathes on the system, the FRC, which contains no He, combines with the spirometer volume and dilutes the He in the system.

Exhaled carbon dioxide is chemically removed from the system. The patient is given 100% oxygen (0₂) during the test to replenish the 0₂the patient consumes, keeping the total volume of the system constant throughout the test.

C: Completed test where the He has reached equilibrium throughout the system and the patient's lungs (C₂). The spirometer volume and the patient's FRC (V₂) can then be calculated:

2 1 1

C C V² = V ×

The FRC can then be determined by subtracting the initial spirometer volume from the equilibrium

volume (FRC = V₂– V₁).

Hicks G. Cardiopulmonary Anatomy and Physiology.

Philadephia: W.B. Saunders Company, 2000

Pléthysmographie

Mesure de R

Mesure de VGT

V

P

B

A V

V ∆

∆ = −

P

V

P

∆

V

P

B

A V

V ∆

∆ = −

P

V

P

∆

V &

2 2

1

1 V P V

P × = ×

Côté seringue:

) (

)

( ^{A A A A}

A

A V P P V V

P × = + ∆ × ⁻ ∆

) (

) (

) (

)

( ^{A A A A A A A A}

A

A V P V P V P V P V

P × = × + ∆ × − × ∆ − ∆ ^× ∆

A A

A

A V P V

P × × ∆

∆ ^≈

A

A bar

gt

A

P

V V P

V ∆

∆

×

=

( − 47 )

P A

∆ Est mesuré à la bouche

V A

∆ Est mesuré par ∆ V ^B

)

( ^A

B V

V = − ∆

Même raisonnement côté boîte pour déterminer ∆

) (

4 .

1 P P

P V V

bar

B B B

O H

−

≈ × × ∆

∆

Compression adiabatique

En combinant les 2 équations:

A bar

B bar

B

gt P P P

P P

V V

ta

× ∆

−

∆

×

−

×

×

≈ ( )

) 47 (

4 .

1 H

O

Le Vgt est donc représenté par la pente de relation: Pression cabine/pression bouche

Propriétés statiques du système thoraco-pulmonaire

Les volumes du système thoraco-pulmonaire Subdivision des volumes pulmonaires

Volumes mobilisables Volumes non mobilisables

Distribution régionale des volumes pulmonaires

Les pressions du système thoraco-pulmonaire Nomenclature des pressions

Un exemple

Courbes Volume/Pression

Compliance thoraco-pulmonaire Compliance pulmonaire

Mesurée en régime statique

Mesurée en régime dynamique (effective) Compliance thoracique

Origine de l’élasticité pulmonaire

CRF CPT

Haut

Bas

Différences régionales de volume alvéolaireà la CRF

Disparition des différences régionales de volume alvéolaires à la CPT

CRF/CPT bas < CRF/CPT haut

Prefaut C. L'essentiel en physiologie respiratoire. Montpellier: Sauramps Médical, 1995.

Milic-Emili, J., J. A. Henderson, et al. (1966). "Regional distribution of inspired gas in the lung." J Appl Physiol21(3): 749-759.

Milic-Emili, J., J. A. Henderson, et al. (1966). "Regional distribution of inspired gas in the lung." J Appl Physiol21(3): 749-759.

Adapté de:

Prisk GK, Paiva M, and West JB.

Gravity and the lung : lessons from microgravity. New York: M. Dekker, 2001.

Adapté de:

Prisk GK, Paiva M, and West JB.

Gravity and the lung : lessons from microgravity. New York: M. Dekker, 2001.

Adapté de:

Prisk GK, Paiva M, and West JB.

Gravity and the lung : lessons from microgravity. New York: M. Dekker, 2001.

Réduction du volume régional

Pas de réduction du volume régional (trapping)

Le gaz expiré vient des régions non dépendantes

Début de Fermeture des voies aériennes

Trapping dans les régions dépendantes

Propriétés statiques du système thoraco-pulmonaire

Les volumes du système thoraco-pulmonaire Subdivision des volumes pulmonaires

Volumes mobilisables Volumes non mobilisables

Distribution régionale des volumes pulmonaires

Les pressions du système thoraco-pulmonaire Nomenclature des pressions

Un exemple

Courbes Volume/Pression

Compliance thoraco-pulmonaire Compliance pulmonaire

Mesurée en régime statique

Mesurée en régime dynamique (effective) Compliance thoracique

Origine de l’élasticité pulmonaire

Capteurs

Adapté de: Flandrois R, Brune J, and Wiesendanger T. La respiration.

Villeurbanne: SIMEP Editions, 1976.

Pression trans-bronchique

Pression trans-pulmonaire

Pression trans-thoracique

Gaz Tissu PulmonaireThorax

Pression

trans-thoraco-broncho-pulmonaire

Pression

trans-thoraco-pulmonaire

Pob

Palv Ppl

Psc

Les pressions mesurées

Pression buccale

Adapté de: Flandrois R, Brune J, and Wiesendanger T. La respiration.

Villeurbanne: SIMEP Editions, 1976.

Pression alvéolaire

Technique d’interruption (éventuellement multiple)

P

P

V &

Pression alvéolaire

Les variations de pression dans la boîte (le pléthysmographe) représentent à chaque instant les variations de pression alvéolaire gt

Boîte gt

Bar

Boîte Bar

Boîte

Alv

V

K P V

P P

P P

P V

ta

× ∆

× =

−

∆

×

−

∆ ×

×

≈

( )

) 47 (

4 .

1 H2O

Adapté de: Flandrois R, Brune J, and Wiesendanger T. La respiration.

Villeurbanne: SIMEP Editions, 1976.

Pression pleurale

Un exemple

Propriétés statiques du système thoraco-pulmonaire

Les volumes du système thoraco-pulmonaire Subdivision des volumes pulmonaires

Volumes mobilisables Volumes non mobilisables

Distribution régionale des volumes pulmonaires

Les pressions du système thoraco-pulmonaire Nomenclature des pressions

Un exemple

Courbes Volume/Pression

Compliance thoraco-pulmonaire Compliance pulmonaire

Mesurée en régime statique

Mesurée en régime dynamique (effective) Compliance thoracique

Origine de l’élasticité pulmonaire

P Csr V

∆

= ∆

Mesure en l’absence de débit et avec des muscles respiratoires en relaxation

Propriétés statiques du système thoraco-pulmonaire

Les volumes du système thoraco-pulmonaire Subdivision des volumes pulmonaires

Volumes mobilisables Volumes non mobilisables

Distribution régionale des volumes pulmonaires

Les pressions du système thoraco-pulmonaire Nomenclature des pressions

Un exemple

Courbes Volume/Pression

Compliance thoraco-pulmonaire Compliance pulmonaire

Mesurée en régime statique

Mesurée en régime dynamique (effective) Compliance thoracique

Origine de l’élasticité pulmonaire

Artéfacts cardiaques Composante dynamique

Travail en cours

P Cp V

∆

= ∆

Artéfacts cardiaques

Propriétés statiques du système thoraco-pulmonaire

Les volumes du système thoraco-pulmonaire Subdivision des volumes pulmonaires

Volumes mobilisables Volumes non mobilisables

Distribution régionale des volumes pulmonaires

Les pressions du système thoraco-pulmonaire Nomenclature des pressions

Un exemple

Courbes Volume/Pression

Compliance thoraco-pulmonaire Compliance pulmonaire

Mesurée en régime statique

Mesurée en régime dynamique (effective) Compliance thoracique

Origine de l’élasticité pulmonaire

Propriétés statiques du système thoraco-pulmonaire

Les volumes du système thoraco-pulmonaire Subdivision des volumes pulmonaires

Volumes mobilisables Volumes non mobilisables

Distribution régionale des volumes pulmonaires

Les pressions du système thoraco-pulmonaire Nomenclature des pressions

Un exemple

Courbes Volume/Pression

Compliance thoraco-pulmonaire Compliance pulmonaire

Mesurée en régime statique

Mesurée en régime dynamique (effective) Compliance thoracique

Effet de la position

Origine de l’élasticité pulmonaire

Système thoraco-pulmonaire Poumons Thorax-paroi

Csr 1

Ct 1 Cp

= 1 ⁺

Adapté de: Agostoni, E. and R. E. Hyatt (1986). Static behavior of the respiratory system. Handbook of physiology. The Respiratory System. Mechanism of Breathing. Bethesda, American Physiological Society. III, Chap 9: 113-130.

CRF

Adapté de: Agostoni, E. and R. E. Hyatt (1986). Static behavior of the respiratory system. Handbook of physiology. The Respiratory System. Mechanism of Breathing. Bethesda, American Physiological Society. III, Chap 9: 113-130.

Propriétés statiques du système thoraco-pulmonaire

Les volumes du système thoraco-pulmonaire Subdivision des volumes pulmonaires

Volumes mobilisables Volumes non mobilisables

Distribution régionale des volumes pulmonaires

Les pressions du système thoraco-pulmonaire Nomenclature des pressions

Un exemple

Courbes Volume/Pression

Compliance thoraco-pulmonaire Compliance pulmonaire

Mesurée en régime statique

Mesurée en régime dynamique (effective) Compliance thoracique

Effet de la position

Origine de l’élasticité pulmonaire

Agostoni, E. and R. E. Hyatt (1986). Static behavior of the respiratory system. Handbook of physiology.

The Respiratory System. Mechanism of Breathing. Bethesda, American Physiological Society. III, Chap 9: 113-130.

Agostoni, E. and R. E. Hyatt (1986). Static behavior of the respiratory system. Handbook of physiology.

The Respiratory System. Mechanism of Breathing. Bethesda, American Physiological Society. III, Chap 9: 113-130.

In: Lumb, A. (2000). Nunn's Applied Respiratory Physiology. Edinburgh, Butterworth-Heinemann.

Propriétés statiques du système thoraco-pulmonaire

Les volumes du système thoraco-pulmonaire Subdivision des volumes pulmonaires

Volumes mobilisables Volumes non mobilisables

Distribution régionale des volumes pulmonaires

Les pressions du système thoraco-pulmonaire Nomenclature des pressions

Un exemple

Courbes Volume/Pression

Compliance thoraco-pulmonaire Compliance pulmonaire

Mesurée en régime statique

Mesurée en régime dynamique (effective) Compliance thoracique

Effet de la position

Origine de l’élasticité pulmonaire

Adapté de: Levitsky MG. Pulmonary Physiology. New York: Mc Graw Hill, 2003.

Adapté de: Levitsky MG. Pulmonary Physiology. New York: Mc Graw Hill, 2003.

Adapté de: Hicks G. Cardiopulmonary Anatomy and Physiology. Philadephia: W.B. Saunders Company, 2000.

r P = 2 × T

Adapté de: Hicks G. Cardiopulmonary Anatomy and Physiology. Philadephia: W.B. Saunders Company, 2000.

Adapté de: Levitsky MG. Pulmonary Physiology. New York: Mc Graw Hill, 2003.

Relationship between surface tension and area of the surface film. During expiration, surfactant molecules on the surface move closer together, eventually causing some molecules to form micelles under the surface. During inspiration, surfactant molecules on the surface move further away, allowing surfactant molecules from the micelles.

Hlastala MP and Berger AJ. Physiology of Respiration.

New York: Oxford University Press, 2001

Handbook of physiology, Respiratory system, Mechanics of breathing

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