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ELEMENTS DE PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE. Fonctions du Système respiratoire. Fonction POMPE Ventilatoire Fonction d’Echangeur Gazeux alvéoles – sang capillaire. Ventilation totale = Vent Alvéolaire + Vent espace mort. Espace Mort (Vd). Vd Anatomique Vd Alvéolaire. Vd Physiologique. V ’CO2 - PowerPoint PPT Presentation
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ELEMENTS DEELEMENTS DE
PHYSIOLOGIE RESPIRATOIREPHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE
Fonctions du Système respiratoireFonctions du Système respiratoire
Fonction POMPE VentilatoireFonction POMPE Ventilatoire
Fonction d’Echangeur GazeuxFonction d’Echangeur Gazeux
alvéoles – sang capillaire alvéoles – sang capillaire
Ventilation totale = Vent Alvéolaire + Vent espace mortVentilation totale = Vent Alvéolaire + Vent espace mort
Vd Anatomique
Vd Alvéolaire
Vd Physiologique
Espace Mort (Vd)
PaCO2
Production métabolique
(V ’CO2)
Ventilation Alvéolaire
(V ’A)
V ’CO2
PaCO2 //
V ’A
Vd Anatomique
Vd Alvéolaire
Vd Physiologique
V ’Alvéolaire et PaCO2
PaCO2= Production de Co2
Ventilation Alvéolaire
PaCO2 = V ’CO2
V ’Courante - V ’Espace Mort
ELEMENTS de PHYSIOLOGIEELEMENTS de PHYSIOLOGIE VENTILATOIREVENTILATOIRE
Mécanique RespiratoireMécanique Respiratoire• le modèle: soufflet + moteurle modèle: soufflet + moteur
• le soufflet:le soufflet: spirométriespirométrie charge élastique: charge élastique:
compliancecompliance charge résistive: Rvacharge résistive: Rva
• le moteur:le moteur: relation force-longueurrelation force-longueur relation effort-Pgénéréerelation effort-Pgénérée
Rapport VRapport VAA / Q / Q• influence de Vinfluence de VAA/Q sur PaO2/Q sur PaO2
• Hétérogénéité de la distribution Hétérogénéité de la distribution régionale de Vrégionale de VAA et Q et Q
• Cause de l ’hétérogénéité de la Cause de l ’hétérogénéité de la distribution régionale de Vdistribution régionale de V
• Cause de l ’hétérogénéité de la Cause de l ’hétérogénéité de la distribution régionale de Qdistribution régionale de Q
Élément
Résistif
Élément
élastique
soufflet
moteur
Modèle Mécanique
Modèlisation du système respiratoireModèlisation du système respiratoire
Volume Résiduel
Volume Expiratoire de Réserve
Volume Courant
Volume Inspiratoire de Réserve
Capacité
Résiduelle Fonctionnelle
Capacité Vitale
Capacité Pulmonaire Totale
SPIROMETRIE
Rapport de TiffeneauRapport de Tiffeneau
Pres
Pel
Pmus
Equation de mouvement
Pmus = Pel + Pres
Notions de « charges » élastiques et résistives
CHARGE ELASTIQUECHARGE ELASTIQUE
Courbe Pression-Volume statique du Courbe Pression-Volume statique du Système RespiratoireSystème Respiratoire
Notion de ComplianceNotion de Compliance• distensibilité du Système respiratoiredistensibilité du Système respiratoire• Volume pulmonaire aéréVolume pulmonaire aéré
COURBE PRESSION - VOLUME COURBE PRESSION - VOLUME STATIQUESTATIQUE du Système Respiratoiredu Système Respiratoire
Pst
Volume
VR
CPT
CRF
VtiV
P C = V / P
PA P B
+100 ml
CA=100 ml/cm H2O
+ 50 ml
CB = 50 ml/cm H2O
A est deux fois plus « distensible » que B
La Compliance mesure la « distensibilité »
Compliance : Compliance : V / V / P ml/cm H2OP ml/cm H2O
1 cm H2O 1 cm H2O
1 cm H2O 1 cm H2O
+ 10 mL
Cs = 10 mL/ cm H2O
+ 1000 mL
Ce = 1000 mL/ cm H2O
souriséléphant
Le tissu pulmonaire de la souris n’est pas 100 fois
moins distensible que celui de l’éléphant
( en réalité la Compliance spécifique ml/cm H2O/g de tissu est la même )
C’est le volume pulmonaire de départ qui est très différent
La Compliance renseigne sur le volume pulmonaire aéré, disponible pour la ventilation.
1 cm H2O 1 cm H2O
Poumons normaux SDRA sévère
+ 100 mL
C = 100 mL/ cm H2O
+ 50 mL
C = 50 mL/ cm H2O
CHARGE RESISTIVECHARGE RESISTIVE
RRVAVA = = P / VP / V
• RRVAinsp VAinsp = Pova - Palv / Vinsp= Pova - Palv / Vinsp
• RRVAexpiVAexpi = Palv - Pova / Vexpi = Palv - Pova / Vexpi
RRVAVA = = . L . V . L . V
. D. D44
RVA dépend du volume PulmonaireRVA dépend du volume Pulmonaire
Pova
Palv
R
Le « Moteur » : diaphragmeLe « Moteur » : diaphragme
Relation longueur repos - forceRelation longueur repos - force
100%
130%100%
% de la force maximale
% de la longueur maximale
Le « Moteur » : diaphragmeLe « Moteur » : diaphragme
Relation effort – pression généréeRelation effort – pression générée
P1 = 2T / r1
P2 = 2T / r2P2 < P1
r1
r2Normal
BPCO distendu
Possibilité de réaliser une inspirationPossibilité de réaliser une inspiration
Charge mécanique respiratoire Performances neuromusculaires
Ch résistive
Ch élastique
Endurance musculaire respiratoire : Endurance musculaire respiratoire : déséquilibre énergétique favorabledéséquilibre énergétique favorable
Fourniture en O2 Besoins en O2
Equilibre Ventilatoire (sujet normal)
TaO2 mus.resp.
Besoins ventilatoires
Charge mécaniq.resp.
Capacité effecteur resp. neuro-musc.
Reserve
Ventilatoire
Equilibre Ventilatoire (sujet BPCO compensé)
TaO2 mus.resp.
Besoins ventilatoires
Charge mécaniq.resp.
Capacité effecteur resp. neuro-musc.
Reserve
Ventilatoire
(Diaphragme inefficace)
( PEPi )
Equilibre VentilatoireEquilibre Ventilatoire (sujet BPCO décompensé) (sujet BPCO décompensé)
TaO2 mus.resp.
Besoins ventilatoires
Charge mécaniq.resp.
Capacité effecteur resp. neuro-musc.
(Diaphragme inefficace)
( PEPi )
ECHANGES GAZEUX ECHANGES GAZEUX
ET ET
RAPPORT VENTILATION / PERFUSIONRAPPORT VENTILATION / PERFUSION
PAO2 = 100PACO2 = 40
PAH2O = 47 PAN2 = 573
Pv CO2 = 45
PvO2 = 40
Pcap CO2 = 40
Pcap O2 = 100
Pcap CO2
Pcap O2100
45
40
75 msec
Pi O2 = 160
Pi N2 = 600
P partielles en mmHg
Q = 5 L / min
V = 5 L / min
Notion de Rapport Ventilation / Perfusion
V < 5 L / min
Q = 5 L / min
Notion de Rapport Ventilation / Perfusion
V = 5 L / min
Q < 5 L / min
Notion de Rapport Ventilation / Perfusion
La couleur du liquide à la sortie de la chambre de mélange dépend du rapport Débit de colorant V / Débit de diluant Q
Notion de Rapport Ventilation / Perfusion
Unité Type D
Unité Type N
Unité Type S
La coloration du liquide à la sortie collective dépend :
•De la coloration à la sortie de chaque type d’unité (rapport V/Q régional)
•Du nombre respectif d’Unités D, N, et S
Rapport Ventilation / PerfusionRapport Ventilation / Perfusion
VA = 5 L / min
Pi O2 = 150 mm Hg
Q = 5 L / minPv O2 = 40 mmHg
PaO2 = 98 mm Hg
PA O2 = 100 mmHg
Le niveau de Pa O2 dépend du rapport VA / Q
VA / Q = 1
VA = 0 L / min
Pi O2 = 150 mm Hg
Q = 5 L / minPv O2 = 40 mmHg
PaO2 = 40 mm Hg
PA O2 <100 mmHg
Unités pulmonaires à rapport VA / Q = 0
SHUNT
VA < 5 L / min
Pi O2 = 150 mm Hg
Q = 5 L / minPv O2 = 40 mmHg
PaO2 < 98 mm Hg
Unités pulmonaires à rapport VA / Q < 1
Effet shunt
V = 5 L / minPi O2 = 150 mm Hg
Q = 0 L / minPv O2 = 40 mmHg
PAO2 = 150 mm Hg
Unités à rapport VA / Q =
Vd alvéolaire
V = 5 L / minPi O2 = 150 mm Hg
Q < 5 L / minPv O2 = 40 mmHg
PaO2 > 98 mm Hg
Unités pulmonaires à rapport VA / Q >1
Effet Espace mort
VA
Base Sommet
Répartition Régionale du Volume InspiréVA
- 2 cm H2O
0
- 10 cm H2O
0
0 cm H2O
Immédiatement avant le début de l ’Inspiration
Répartition Régionale du Volume Inspiré
Pression
Volume
Début Inspiration
Fin
Inspiration
Q
Base Sommet
Répartition Régionale du Débit SanguinQsg
PA > Pa > Pv
Pa > PA > Pv
Pa > Pv > PA
VD
I
II
III
PAP
Répartition Régionale du Débit Sanguin
WEST
Répartition pulmonaire régionale du débit sanguin et du débit gazeux
Base Sommet
VA
Q
VA / Q
1
0
VA / Q
3ème côteZones à VA / Q <1 Zones à VA / Q 1 Zones à VA / Q > 1
VA / Q = 1
VA / Q >1
VA / Q =
VA / Q <1
VA / Q = 0
VA / QVA / Q = 1
VA / Q >1
VA / Q =
VA / Q <1
VA / Q = 0
VA / QVA / Q = 1
VA / Q =
VA / Q = 0
Modèle à 3 compartiments
Rapport ventilation/perfusion global = 1Rapport ventilation/perfusion global = 1
30%
65%
5%
Effet « espace mort »Effet « espace mort »
Augmentation des zones à haut rapport VA /Q
> 30%
Effet « shunt »Effet « shunt »
Augmentation des zones à bas rapport VA /Q
> 5%
Effet de la PEPi (1)Effet de la PEPi (1)
Pst
Volume
VR
CPT
CRF
PEPi
L’inspiration a lieu sur la zone de mauvaise compliance du SR
Merci de votre AttentionMerci de votre Attention
Inhomogénéité de la distribution de la Inhomogénéité de la distribution de la PerfusionPerfusion
I
II
III
Inhomogénéité de la distribution de la VentilationInhomogénéité de la distribution de la Ventilation
V
Ppl
-10
-2
-13
-5
-2 -5 -10 -13
VA / QQ
VA
Zones à VA / Q <1 Zones à VA / Q = 1 Zones à VA / Q > 1
VA /Q
1
Bases Sommet
> 1
< 1
AnatomieAnatomie
Fosses nasales
Pharynx
Larynx
Trachée
Bronches souchesBronches
Espace Mort (Vd) [ 150 ml ]Espace Mort (Vd) [ 150 ml ]
Vd alvéolaire = volume de gaz contenu dans zones alvéolaires ne participant pas aux échanges gazeux
V’Alvéolaire et PaCO2V’Alvéolaire et PaCO2
V’CO2
PaCO2 = ---------- . K
V’ Alv
SPIROMETRIESPIROMETRIE
Ph
Co2
2-3 DPG
Ph
Co2
2-3 DPG