Embed Size (px)
Citation preview
IFPEK
Institut de Formation en Masso-Kinésithérapie
Influence des niveaux de Pression Expiratoire Positive (PEP) sur le recrutement
alvéolaire du sujet sain
Travail Ecrit de Fin d’Etudes
En vue de l’obtention du Diplôme d’Etat de Masseur-Kinésithérapeute
DELRUE Laurène
Année 2014-2015
IFPEK
Institut de Formation en Masso-Kinésithérapie
Influence des niveaux de Pression Expiratoire Positive (PEP) sur le recrutement
alvéolaire du sujet sain
Travail Ecrit de Fin d’Etudes
Michel Cabillic, directeur de mémoire
En vue de l’obtention du Diplôme d’Etat de Masseur-Kinésithérapeute
DELRUE Laurène
Année 2014-2015
Remerciements
Un grand Merci à tous ceux qui m’ont aidé à confectionner ce travail de longue haleine.
Je voudrai remercier tout particulièrement Grégory, qui a été présent tout au long de l’année
et m’a beaucoup aidé dans la réalisation de mon TEFE.
Je remercie également M. Cabillic, qui m’a aussi accordé beaucoup de son temps afin de
m’aider à continuer mon travail dans les meilleures conditions possibles.
Et surtout, Merci à toutes les personnes qui ont su me conseiller, m’épauler & m’aider au
quotidien tout simplement.
Sommaire
Introduction ................................................................................................................................ 1
Partie I : Contexte de l’étude ...................................................................................................... 3
I-1 Le recrutement alvéolaire ................................................................................................. 3
I-1-1 Définition ................................................................................................................... 3
I-1-2 Objectivation physiologique ...................................................................................... 3
I-1-3 Pathologies respiratoires en déficit de recrutement ................................................... 4
I-1-4 L’objectivation par Tomographie par Impédance Electrique (TIE) .......................... 7
I-2 L’application clinique de la pression expiratoire positive .................................................... 8
I-2-1 Définition de la PEP ................................................................................................... 8
I-2-2 Impacts de la PEP sur la mécanique ventilatoire ....................................................... 9
I-2-3 Indications cliniques de la PEP ................................................................................ 10
I-2-4 Les différentes formes de PEP ................................................................................. 12
I-2-5 Les modalités d’application de la PEP ..................................................................... 15
Partie II : Méthode, Résultats, Discussion ............................................................................... 18
II-1 Synthèse de la littérature, problématique, objectifs de l’étude et hypothèses ............... 18
II-2 Méthode ......................................................................................................................... 19
II-2-1 La population étudiée ............................................................................................. 19
II-2-2 Protocole ................................................................................................................. 19
II-2-4 Modalités de traitement des données ...................................................................... 23
II-3 Présentation des résultats ............................................................................................... 24
Discussion ................................................................................................................................ 27
Conclusion ................................................................................................................................ 30
Bibliographie ............................................................................................................................ 31
Annexes .................................................................................................................................... 35
Table des illustrations :
Figure 1 : L’inspiration .............................................................................................................. 5
Figure 2 : L’expiration ............................................................................................................... 5
Figure 3 : Tracé de l’impédance lors de l’application de pressions expiratoires positives
continues ..................................................................................................................................... 8
Figure 4 : Compression dynamique des VA sans PEP (à gauche) et avec PEP (à droite) ......... 9
Figure 5 : Comparaison de la ventilation chez un sujet sain et chez un sujet en hypoventilation
sans PEP puis avec PEP ........................................................................................................... 11
Figure 6 : Illustration et description schématique du Flutter ................................................... 14
Figure 7 : Méthodologie simplifiée du protocole mis en place ................................................ 20
Figure 8 : Courbe de l’impédance par rapport au temps, chez le sujet n°3 .............................. 22
Figure 9 : Les différents niveaux de PEP et leur influence sur l’impédance minimale et sur la
variation d’impédance à l’inspiration ....................................................................................... 25
Figure 10 : L’impédance minimale et la variation d’impédance à l’inspiration lors des 5 cycles
respiratoires Post-PEP .............................................................................................................. 26
Figure 11 : Comparaison de l’impédance minimale avec la PEP selon l’IMC des sujets ....... 28
Tableau 1: Comparaison de l’influence des différents niveaux de PEP sur l’impédance
minimale et les variations d’impédance à l’inspiration ............................................................ 24
Tableau 2 : Comparaison de l’augmentation de l’impédance minimale par rapport à
l’impédance de Pref et du nombre de cycles où un recrutement est objectivable, selon les
différents niveaux de PEP ........................................................................................................ 25
Tableau 3 : Comparaison de l’impédance minimale et de la variation d’impédance durant
l’inspiration lors des 5 cycles Post-PEP, après chaque niveau de PEP .................................... 26
Tableau 4 : Comparaison du nombre de cycles respiratoires où s’effectue un recrutement
pendant les cycles respiratoires Post PEP ................................................................................ 26
Photo 1 : Le Pulmovista® 500 ................................................................................................. 21
Table des abréviations :
CPT : Capacité Pulmonaire Totale
CRF : Capacité Résiduelle Fonctionnelle
CV : Capacité Vitale
CVF : Capacité Vitale Forcée
DEM : Débit Expiratoire Maximal
DEM 25-75 : Débit Expiratoire Maximal moyen entre 25 et 75 % de la CV
FR : Fréquence Respiratoire
IMC : Indice de Masse Corporelle
Iref : Impédance de référence
MK : Masseur-Kinésithérapeute
MR : Manœuvre de Recrutement
PaO2 : Pression artérielle en oxygène
PaCO2 : Pression artérielle en dioxyde de carbone
Patm : Pression atmosphérique
PEP : Pression Expiratoire Positive
PIP : Pression Inspiratoire Positive
SpO2 : Saturation pulsée en Oxygène
TIE : Tomographie par Impédance Electrique
TVM : Trouble Ventilatoire Mixte
TVO : Trouble Ventilatoire Obstructif
TVR : Trouble Ventilatoire Restrictif
VA : Voies Aériennes
VEMS : Volume d’Expiration Maximale Seconde
VR : Volume Résiduel
VRE : Volume de Réserve Expiratoire
VRI : Volume de Réserve Inspiratoire
Vt : Volume courant
Résumé
Contexte : La Pression Expiratoire Positive (PEP) est une manœuvre thérapeutique
instrumentale dont le but est de recruter des unités pulmonaires peu ou non ventilées. Elle est
la plupart du temps utilisée à visée de désencombrement bronchique. Cependant, les études
ayant analysé son impact sur la fonction pulmonaire ne sont pas toujours concordantes
puisqu’elles ne concluent pas sur un niveau de pression optimal pour l’amélioration des
paramètres respiratoires.
Objectif de l’étude : Déterminer un niveau de PEP qui serait le plus bénéfique vis-à-vis du
recrutement alvéolaire, pour tous les sujets.
Matériel et méthode : Nous avons mis en place un protocole expérimental incluant 14 sujets
sains. Grâce à la Tomographie par Impédance Electrique (TIE), nous avons suivi directement
les modifications de la ventilation lors de l’application de 4 niveaux de PEP différents. Les
niveaux de PEP étaient de : 5 cmH2O, 10 cmH2O, 15 cmH2O et 20 cmH2O, et ont été
appliqués à l’aide d’un Threshold PEP. Le recrutement alvéolaire a été objectivé par
l’augmentation de l’impédance minimale, qui représente une augmentation de la Capacité
Résiduelle Fonctionnelle (CRF), ou du Volume Résiduel (VR) lors d’une expiration totale.
Résultats : Lors des expirations contre les différentes pressions, aucun niveau de pression ne
semble procurer une impédance minimale significativement supérieure aux autres (p>0.05). Il
en est de même pour les 5 cycles respiratoires Post-PEP (p>0.05). Le recrutement peut
également influencer la ventilation en l’augmentant, mais les niveaux de PEP ne se
distinguent pas les uns des autres dans l’augmentation du volume inspiré.
Discussion : Au regard des résultats obtenus, il ne ressort pas un niveau de PEP, commun à
tous les participants, qui permettrait d’avoir un meilleur recrutement alvéolaire comparé aux
autres niveaux. En analysant les différentes réponses des participants à l’application de la
PEP, on se rend compte que les caractéristiques individuelles peuvent jouer un rôle dans le
potentiel de recrutement individuel.
Conclusion : Cette étude n’a pas permis d’identifier un niveau de PEP qui serait bénéfique
pour tous les sujets. En revanche, la place des caractéristiques individuelles dans le
recrutement permettrait d’individualiser chaque prise en charge de manière optimale.
Mots-clés : Recrutement alvéolaire, Pression Expiratoire Positive, Tomographie par
Impédance Electrique
Abstract
Context : Positive Expiratory Pressure (PEP) is an instrumental therapeutic maneuver which
aims to recruit non or poorly aerated pulmonary areas. It is often used as an airway clearance
therapy. However, studies that have analyzed its incidence on pulmonary function rarely
match because they do not conclude on an optimal pressure level for the improvement of
respiratory parameters.
Aim of the study : To identify one pressure level which would be most beneficial regarding
alveolar recruitment, applicable to everyone.
Materials and methods : We have set up an experimental protocol including 14 healthy
participants. Using Electrical Impedance Tomography (EIT), we directly followed changes in
ventilation during the application of 4 different PEP levels. PEP levels were : 5 cmH20, 10
cmH2O, 15 cmH2O and 20 cmH2O and were applied with a Threshold PEP. Alveolar
recruitment was objectified by the increase of minimum impedance. This rise constitutes an
increase of the Functional Residual Capacity (FRC) or Residual Volume (RV) during a
complete expiration.
Results : No level seems to provide a minimum impedance significantly better than the others,
during expirations against PEP levels (p>0.05). We can observe the same results during the 5
respiratory cycles Post-PEP (p>0.05). Alveolar recruitment can also improve ventilation, but
the different PEP levels do not differ in the rising of inspired volume.
Discussion : Considering the results, there is not a single PEP level shared by all participants,
which improves alveolar recruitment, better than the others. We have analyzed participants’
responses during the application of PEP levels, so we can notice that individual characteristics
can influence individual recruitment potential.
Conclusion : This study do not identify a single PEP level most beneficial for the whole
participants. Nevertheless, individual characteristics may be important in recruitment in order
to optimize each patient care.
Key words : Alveolar recruitment, Positive Expiratory Pressure, Electrical Impedance
Tomography
1
Introduction
Lors de mes stages en service de pneumologie, je me suis intéressée aux divers moyens
masso-kinésithérapiques mis en œuvre chez les patients présentant des troubles respiratoires
et à leurs modalités d’application.
Le Masseur-Kinésithérapeute (MK) occupe une grande place dans un service de pneumologie,
ses différents rôles étant de faciliter la ventilation du patient, de désencombrer ses voies
respiratoires, de réadapter le patient à l’effort, ou réaliser l’éducation thérapeutique du patient.
« La kinésithérapie à visée respiratoire rencontre plusieurs objectifs, à savoir l’amélioration
de la ventilation, de la clairance mucociliaire et des échanges gazeux, la diminution de la
résistance des voies aériennes et de l’obstruction bronchique, et le ralentissement de
l’évolution de la maladie. » (Zach, 1987)
Les manœuvres thérapeutiques peuvent être divisées en manœuvres non instrumentales, ou
manuelles, et en manœuvres instrumentales.
Je me suis plus particulièrement intéressée à l’application de la Pression Expiratoire Positive
(PEP). D’après un sondage, la plupart des MK utilise la PEP dans leur pratique clinique. La
quasi totalité d’entre eux s’en sert lorsque les patients présentent un excès de sécrétions au
niveau de leurs Voies Aériennes (VA), beaucoup l’utilisent lors de la présence de collapsus
alvéolaire et enfin quelques uns à visée de prévention de complications respiratoires (Johnston
et al. 2009). Les modalités de la thérapie par PEP varient cependant beaucoup selon chaque
thérapeute. J’ai effectivement remarqué que le réglage manuel de la pression était fait de
manière empirique, et non adapté à chaque patient, puisqu’il était appliqué un même niveau
de pression chez des patients aux caractéristiques individuelles différentes.
Selon les recommandations des Journées Internationales de Kinésithérapie Respiratoire
Instrumentales (JIKRI) (Barthe 2001), la PEP, associée à une Technique d’Expiration Forcée
(TEF), a fait la preuve de son efficacité dans le désencombrement bronchique, lorsqu’elle était
réglée de sorte que la pression à la mi-expiration soit comprise entre 10 et 20 cmH2O. Il
existerait donc une fourchette de pressions à appliquer qui serait efficace dans l’amélioration
de la fonction pulmonaire.
Il est attribué à la PEP diverses indications thérapeutiques. Beaucoup d’études ont étudié
l’impact de différents niveaux de PEP sur le désencombrement bronchique, et diverses
conclusions émergent des résultats observés. La plupart des études s’intéresse à la fourchette
2
de pression comprise entre 10 et 20 cmH2O, alors que certains articles montrent des niveaux
de PEP plus efficaces que d’autres.
Des conclusions opposées ressortent quant aux modalités d’utilisation de la PEP sur le plan
clinique. Et malgré son utilisation répandue, les explications physiologiques sous-jacentes,
justifiant ses différentes modalités d’application, ne sont pas totalement explicitées.
Je me suis alors questionnée sur l’existence d’un niveau de PEP optimal, qui permettrait
d’obtenir le meilleur recrutement alvéolaire possible et donc une augmentation des bénéfices
thérapeutiques.
Existe-t-il un même niveau de PEP qui permettrait de recruter des unités pulmonaires peu ou
non ventilées, chez des individus sains présentant des caractéristiques individuelles diverses?
La problématique de recherche est :
En quoi un niveau de PEP commun améliorerait le recrutement alvéolaire chez des sujets
sains aux caractéristiques individuelles différentes?
Afin de répondre à cette problématique, une étude expérimentale a été mise en place incluant
14 sujets sains, où différents niveaux de PEP sont appliqués et durant laquelle une
objectivation de la ventilation est réalisée par Tomographie par Impédance Electrique (TIE).
L’objectif de ce travail est de rechercher s’il existe un niveau de pression expiratoire, commun
aux différents sujets, qui permette d’optimiser le recrutement alvéolaire pour chacun d’entre
eux.
Nous présenterons en premier lieu le contexte dans lequel s’inscrit mon étude, en rappelant la
notion de « recrutement alvéolaire » et les pathologies liées à un déficit de ce dernier, puis
nous détaillerons l’application clinique de la Pression Expiratoire Positive grâce à une étude
de la littérature scientifique. Dans un second temps, nous traiterons de la méthodologie du
protocole mis en place lors de l’essai clinique et nous analyserons les résultats obtenus pour
aboutir enfin à une analyse critique de l’étude.
3
Partie I : Contexte de l’étude
I-1 Le recrutement alvéolaire
I-1-1 Définition
Anatomiquement, il s’agit d’une réaération dynamique de territoires pulmonaires qui étaient
peu ou pas aérés, par augmentation de la pression transpulmonaire (Richard et al. 2003). La
pression transpulmonaire correspond à la résultante des forces s’exerçant en dehors et à
l’intérieur des voies aériennes. Afin d’ouvrir les zones fermées du poumon et donc les
recruter, il faut une pression d’ouverture supérieure à celle ouvrant les zones saines (Gattinoni
et al. 2010).
On parle souvent de recrutement « alvéolaire » plutôt que de recrutement « pulmonaire »
global car les alvéoles sont situées dans les lobules pulmonaires, qui constituent l’élément
fonctionnel du poumon, et sont responsables de l’oxygénation du sang. Mais le recrutement
s’effectue également au niveau bronchique.
« L’objectif du recrutement alvéolaire est double : d’une part, stabiliser les alvéoles
instables afin de limiter les phénomènes de fermeture-réouverture et d’autre part recruter les
territoires collabés dans le but de rendre plus homogène la ventilation. » (Aboab et al. 2002).
I-1-2 Objectivation physiologique
Fonctionnellement, le recrutement est corrélé à des changements des variables physiologiques
respiratoires. D’après une revue de littérature (Lu, 2013), on assiste à une augmentation de la
pression artérielle en oxygène (PaO2), une diminution de la pression artérielle en dioxyde de
carbone (PaCO2) et une augmentation de la compliance respiratoire, résultant d’un
recrutement d’alvéoles responsables des échanges gazeux avec les capillaires sanguins.
On assiste cependant à une divergence quant aux effets du recrutement sur l’hématose et la
fonction pulmonaire. Lu (2013) conclut sur une amélioration de la PaO2 et de la Capacité
Résiduelle Fonctionnelle (CRF) induite par le recrutement alvéolaire alors que pour d’autres,
ces modifications ne permettent pas de distinguer si c'est une augmentation du nombre
d'alvéoles aérées fonctionnelles ou une augmentation du volume du poumon du à une
distension de zones déjà saines. De plus, l'oxygénation artérielle (PaO2) n'est pas spécifique
4
pour juger du recrutement alvéolaire, car elle dépend également de l'état métabolique et de la
fréquence cardiaque du sujet (Gattinoni, 2010).
En effet, les capacités de diffusion de l’O2 et du CO2 augmentent durant l’exercice physique,
la pression transcutanée en O2 peut augmenter à cause de l’effort produit lors de la manœuvre
thérapeutique instaurée, et non forcément à cause d’ouverture de territoires alvéolaires
(Lagerkvist et al. 2005). Il faut donc prendre du recul vis-à-vis de l’impact du recrutement sur
l’hématose.
Il faut préciser qu’il existerait un potentiel de recrutement du poumon propre à chacun
(Gattinoni et al. 2006).
I-1-3 Pathologies respiratoires en déficit de recrutement
a) Rappel sur la mécanique ventilatoire chez le sujet sain
D’après Antonello & Delplanque (2004), l’appareil respiratoire peut s’apparenter à un soufflet
déformable, à l’origine de l’entrée et de la sortie des flux gazeux. La cage thoracique et le
poumon exercent naturellement des forces de sens opposés, mais sont solidarisés par la plèvre
formée de deux feuillets, entre lesquels règne une pression intrapleurale négative (5 sur les
figures 1 et 2).
Avec les muscles respiratoires, ils composent la mécanique ventilatoire externe.
Lors de l’inspiration, l’augmentation du diamètre vertical, antéro-postérieur et transversal du
thorax, par la contraction du diaphragme et des intercostaux externes, permet l’expansion
thoracique. L’augmentation du volume pulmonaire provoque une diminution de la pression
intrapulmonaire (6 sur les figures 1 et 2) qui devient inférieure à la pression atmosphérique
(Patm). (Figure 1)
L’air se déplaçant des zones de haute pression vers celles de basse pression, par le phénomène
de diffusion, la dépression créée provoque l’entrée d’air dans les poumons.
Lors d’un cycle respiratoire spontané, le volume d’air mobilisé est appelé volume courant
(Vt). Les différents volumes pulmonaires sont présentés en Annexe 1.
5
1: Recul pulmonaire
2: Recul thoracique
3: Force musculaire
4: Thorax et poumon augmentent de volume
5: Pression intrapleurale
6: Pression intrapulmonaire
7: L’air entre dans les poumons
Figure 1 : L’inspiration1
Durant l’inspiration, la pression péribronchique (dénommée pression pleurale), exercée sur les
bronches, est inférieure à la pression intrabronchique et continue à diminuer. On a donc une
pression transpulmonaire (P.intrabronchique – P.pleurale) positive et les VA vont augmenter
de calibre.
A l’expiration, le relâchement des muscles inspiratoires et la force de rétraction élastique du
poumon permettent une diminution du volume du système thoraco-pulmonaire et une
augmentation de la pression intrapleurale. D’après la loi de Boyle-Mariotte, à température
constante, le volume d’une masse gazeuse est inversement proportionnel à la pression qu’il
reçoit. Autrement dit, lorsque le volume du système thoraco-pulmonaire diminue, la pression
alvéolaire et intrabronchique augmente. La pression intrapulmonaire devient supérieure à
Patm et l’air quitte les alvéoles pour se diriger à l’extérieur des poumons. (Figure 2)
1: Recul pulmonaire
2: Recul thoracique (1 2)
3: Force musculaire (nulle)
4: Pression intrapleurale (moins négative)
5: Volumes du thorax et du poumon
6: Pression intrapulmonaire devient positive
7: L’air quitte les poumons
Figure 2 : L’expiration1
1 D’après Delguste, P., Reychler, G. & Roeseler, J., 2014. Kinésithérapie respiratoire. 3e ed., Issy-les
Moulineaux: Masson, pp 26-27.
6
Durant l’expiration normale, la pression pleurale augmente, sans pour autant dépasser la
pression intrabronchique. La pression transpulmonaire reste donc positive et permet de
maintenir l’ouverture des bronches.
L’état de « repos » du système thoraco-pulmonaire correspond à la Capacité Résiduelle
Fonctionnelle (CRF), lorsque les forces d’expansion thoracique et de recul pulmonaire sont
équivalentes et opposées.
b) Les troubles ventilatoires et leurs répercussions sur cette mécanique
Trouble Ventilatoire Obstructif (TVO)
Selon Antonello & Delplanque (2004), un TVO correspond à un dysfonctionnement de la
mécanique ventilatoire interne (caractérisée par les propriétés élastiques et résistives du
système respiratoire). Il est défini par « la limitation du débit gazeux dans les voies aériennes
et, à terme, une diminution de l’aptitude à ventiler les poumons ». Il est caractérisé par un
rapport de Tiffeneau : Volume d’Expiration Maximale Seconde (VEMS) / Capacité Vitale
(CV) < 70%.
Celui-ci peut être causé par une diminution de la pression d’expansion du thorax, qui diminue
la traction des VA et entraine un calibre bronchique inférieur à la normale. Il peut être
également d’origine anatomo-physiologique, et créé par une inflammation bronchique, un
bronchospasme ou un encombrement de la bronche par une accumulation de mucus. Cette
obstruction aérienne rend des zones pulmonaires non accessibles à la ventilation et entraine
ainsi un dérecrutement alvéolaire.
Cette obstruction est donc à l’origine d’une augmentation de la résistance des VA et donc de
la diminution du débit expiratoire car :
Débit expiratoire = (Pression intra-alvéolaire – Pression buccale) / Résistances bronchiques
Cette limitation du débit expiratoire provoque un « déplacement du volume télé-expiratoire
au-dessus du volume de relaxation du système respiratoire (CRF) » (Antonello &
Delplanque, 2004). De plus, les résistances augmentent au fur et à mesure que le volume
pulmonaire diminue : « A mesure que l’expiration se poursuit, le point d’égale pression se
déplace en aval, en profondeur dans le parenchyme. Ceci se produit parce que la résistance
des voies aériennes augmente pendant que le volume pulmonaire diminue, et, de ce fait, la
7
pression à l’intérieur des voies aériennes décroît plus rapidement avec la distance aux
alvéoles. » West (2003). Les sujets ventilent donc généralement à haut volume pulmonaire
(déplacement du Volume courant (Vt) dans le Volume de Réserve Inspiratoire (VRI)), afin
d’augmenter la pression intrabronchique et de limiter le collapsus bronchique présent pendant
l’expiration. Il se produit une adaptation de la mécanique ventilatoire interne qui permet de
recruter d’avantage de territoire pulmonaire afin d’assurer les besoins ventilatoires nécessaires
à l’oxygénation du corps.
La mucoviscidose est un TVO dans lequel il y a une rétention de mucus, une diminution de la
capacité physique et une dyspnée (Bradley et al. 2006). L’objectif thérapeutique sera alors
principalement de désencombrer les VA. La Broncho Pneumopathie Chronique Obstructive
(BPCO) fait aussi partie de ces troubles, selon les stades de la pathologie les objectifs seront
alors d’augmenter le volume pulmonaire ou de limiter l’hyperinflation.
Trouble Ventilatoire Restrictif (TVR)
C’est une atteinte de la mécanique ventilatoire externe, pouvant être causée par une atteinte
anatomique de la paroi thoracique, de la commande neuromusculaire ventilatoire, ou du
parenchyme (Mal & Thabut 2000), qui provoque une diminution des volumes mobilisés. On
observe alors un abaissement de la capacité pulmonaire totale (CPT) et de la CV.
On assiste à une hypoventilation, qui peut être due par exemple à un enraidissement de la
cage thoracique, provoquant un déplacement de la ventilation dans le Volume de Réserve
Expiratoire (VRE) et la formation d’atélectasies à l’origine d’un défaut de recrutement
alvéolaire.
Trouble Ventilatoire Mixte (TVM)
Le TVM est une association du TVO et du TVR. On obtient donc une diminution de la CPT
et un abaissement du rapport de Tiffeneau synonyme d’une obstruction des VA.
I-1-4 L’objectivation par Tomographie par Impédance Electrique (TIE)
La TIE est un procédé d’imagerie en temps réel non invasif et sans rayonnement, fournissant
une coupe transversale de la ventilation pulmonaire. (Lu, 2013). L’impédance reflète la
résistance d’un circuit électrique en présence d’un courant alternatif, son unité est l’Ohm Ω.
Elle se base sur la variation de la conductivité électrique au sein du tissu pulmonaire. Une
ceinture de 16 électrodes est placée autour du thorax au niveau du 6ème
espace intercostal, et
8
une électrode de référence sur l’abdomen. Deux électrodes sont à l’origine de l’application
d’un courant électrique de faible amplitude au niveau thoracique et la ceinture mesure les
variations d’impédance (Wierzejski et al. 2012). Le tracé obtenu par le tomographe donne une
courbe de l’impédance en fonction du temps. Le tissu étant un tissu biologique, on parle ici de
« bio-impédance » représentant la résistance de la cage thoracique au passage du courant.
La résistance du tissu pulmonaire à l’impulsion électrique augmente avec son aération.
D’après (Cammarata 2013), « la ventilation pulmonaire, même dans des conditions
pathologiques, provoque une variation dans le temps de la distribution de la conductivité
électrique : l’introduction d’air (excellent isolant électrique) au cours de l’inspiration
provoque une diminution de la conductivité alors que son évacuation au cours de l’expiration
produit l’effet inverse. » La ventilation est donc responsable d’un changement de la bio-
impédance : durant l’inspiration l’augmentation du volume thoraco-pulmonaire mène à une
augmentation de l’impédance qui serait proportionnelle au volume d’air inspiré (Riera et al.
2011). On peut ainsi objectiver des changements de ventilation pulmonaire grâce aux
variations d’impédance mesurées.
Ainsi, l’augmentation de la variation d’impédance entre l’inspiration et l’expiration reflète
une augmentation du volume courant. Cette
augmentation de volume pulmonaire peut
être due à un recrutement alvéolaire, ou à
une distension d’unités pulmonaires déjà
ouvertes (Kunst et al. 1999). Le recrutement
peut également être évalué par
l’augmentation de l’impédance minimale
(c'est-à-dire de l’impédance en fin
d’expiration). La diminution de la pente
suggère un dérecrutement, alors que son augmentation montre un recrutement alvéolaire
(Erlandsson et al. 2006) (Figure 3).
I-2 L’application clinique de la pression expiratoire positive
I-2-1 Définition de la PEP
La Pression Expiratoire Positive (PEP) consiste à respirer contre une résistance expiratoire,
apposée au niveau de la bouche ou du nez. Le sujet doit expirer contre la résistance, aussi
Figure 3 : Tracé de l’impédance lors de
l’application de pressions expiratoires positives
continues
9
nommée PEP, afin de réussir à faire sortir l’air inspiré préalablement. Pour réussir
l’expiration, la pression alvéolaire doit donc être supérieure à la pression buccale.
La PEP permet une augmentation de la pression alvéolaire et intrabronchique, à l’origine d’un
accroissement du calibre des bronches par augmentation de la pression transpulmonaire. Les
résistances des VA, dépendant grandement du diamètre des bronches, diminuent donc.
I-2-2 Impacts de la PEP sur la mécanique ventilatoire
Selon Constantin, et al. (2004), «La PEP agit essentiellement en s’opposant aux forces de
compression extrinsèques qui s’exercent sur les bronchioles. Elle est d’autant plus efficace
que cette pression est faible, c’est-à-dire dans les régions non dépendantes et céphaliques du
parenchyme pulmonaire.» Il faut donc être prudent durant l’application de cette pression qui
peut être à l’origine d’une distension des territoires normalement aérés avant de commencer à
ouvrir les zones mal voire non aérées du poumon.
a) Déplacement du point d’égale pression :
L’application d’une PEP est responsable d’un déplacement du point d’égale pression au
niveau de la bouche. Le point d’égale pression est l’endroit où la pression pleurale est égale à
la pression intrabronchique. Lorsque la
pression pleurale dépasse celle à l’intérieur
des bronches, on observe une compression
dynamique des VA. La théorie du point
d’égale pression est à l’origine du
désencombrement bronchique. Effectivement,
lorsque des sécrétions se trouvent juste en amont de ce point, un phénomène d’aspiration, crée
par la compression bronchique, permet alors leur migration vers les VA proximales facilitant
ensuite l’élimination du mucus (McIlwaine 2007).
Selon certains auteurs : « En cas d’obstruction bronchique, l’augmentation de la résistance à
l’écoulement des gaz respiratoires a pour conséquence de faire chuter la pression à
l’intérieur des VA » (Delguste et al. 2014), ce qui déplace le point d’égale pression vers les
voies aériennes distales et provoquent plus rapidement leur fermeture.
La théorie du déplacement du point d’égale pression vers la bouche grâce à la PEP, limite
ainsi le collapsus des VA (Figure 4). De plus, le flux expiratoire, plus lent lors de la PEP,
diminuerait la chute de pression dans les bronches, réduisant la fermeture précoce de celles-ci.
Figure 4 : Compression dynamique des VA
sans PEP (à gauche) et avec PEP (à droite)3
10
Le maintien des VA, qui se seraient naturellement fermées sans intervention thérapeutique,
est à l’origine d’un recrutement.
b) Stimulation de la ventilation collatérale
En présence d’une pathologie respiratoire, la résistance des VA est augmentée par
l’accumulation de sécrétions ou par les collapsus bronchiques. Cependant, les résistances
présentes au niveau des voies inter-alvéolaires n’augmentent pas, l’air a donc davantage
tendance à emprunter cette issue. On observe alors une augmentation de la ventilation
collatérale via les pores de Kohn et canaux de Lambert. La PEP permet à davantage d’air
d’entrer durant l’inspiration, par ces voies. On assiste donc à un recrutement alvéolaire par
l’augmentation du volume d’air en amont des sécrétions facilitant leur mobilisation ensuite
(Rogers & Doull 2005) (Annexe 2).
I-2-3 Indications cliniques de la PEP
Par le maintien des VA ouvertes, la PEP est reconnue comme une manœuvre thérapeutique
permettant de recruter des zones pulmonaires peu aérées.
a) La Pep dans l’augmentation du volume pulmonaire
Dans le cas de TVR à l’origine d’une hypoventilation tels que des pathologies
neuromusculaires, des dysfonctionnements de la ventilation post-opératoires, ou durant un
alitement, on observe une diminution des volumes pulmonaires.
Une des indications de la PEP est l’augmentation du volume pulmonaire, par l’augmentation
du Vt et de la CRF (Fagevik Olsén et al. 2014).
Dans plusieurs études, la PEP a montré une augmentation du Vt et une diminution de la
Fréquence Respiratoire (FR) par une augmentation de l’activité des muscles inspiratoires et
expiratoires. Ce changement de mécanique respiratoire, accompagnée d’une diminution du
flux expiratoire et d’une augmentation du temps expiratoire, conduit à un plus petit volume
expiré, qui induit l’augmentation de la CRF (Figure 5). L’autre explication physiologique est,
que pour vaincre la PEP, l’organisme répond naturellement en augmentant le volume inspiré
jusqu’à un volume pulmonaire auquel la pression élastique de recul est augmentée et est
suffisante pour vaincre la résistance. De plus, le rôle des voies collatérales présenté
précédemment (cf. I-2-2-b) expliquerait également la ré-inflation de zones collapsées.
11
Figure 5 : Comparaison de la ventilation chez un sujet sain et chez un sujet en hypoventilation
sans PEP puis avec PEP2
Cependant, chez certains sujets, cette indication reste controversée puisque la PEP nécessite
une certaine force expiratoire dont ne disposent pas les patients restrictifs sévères et parait peu
adaptée à des pathologies neuromusculaires (Delguste et al. 2014).
Elle s’applique également lorsqu’un sujet est ventilé de manière mécanique, par exemple lors
d’un syndrome de détresse respiratoire aigue ou suite à une anesthésie générale. En effet,
l’anesthésie et l’alitement peuvent être responsables de complications de la fonction
respiratoire (Amorim et al. 2014). D’après diverses études dont celle de Lu (2013), la PEP
permet de lutter contre les atélectasies, en maintenant les alvéoles ouvertes afin également
d’améliorer la ventilation et la perfusion.
b) La PEP dans la réduction de l’hyperinflation pulmonaire
L’hyperinflation ou distension pulmonaire correspond à un volume de gaz excessif dans le
poumon (Perez & Guenard 2009).
Elle peut être due initialement à des obstructions responsables d’augmentation des résistances
à l’écoulement du gaz, diminuant le diamètre de la lumière des VA et provoquant leur
collapsus lorsqu’est atteint le niveau de CRF normal. Ceci provoque une diminution du flux
expiratoire, un volume expiré insuffisant et l’apparition d’air « piégé » à l’origine de
l’hyperinflation. Elle peut aussi être due à une réduction de la pression de recul élastique du
poumon suite à une destruction du parenchyme. On retrouve fréquemment ce phénomène
chez des sujets atteints de BPCO.
2 D’après Fagevik Olsén, M., Lannefors, L. & Westerdahl, E., 2014. Positive expiratory pressure -
Common clinical applications and physiological effects. Respiratory medicine, p3.
12
Dans ce cas, le rôle de la PEP est le maintien des bronches et alvéoles ouvertes, afin de
diminuer le volume d’air piégé et par conséquent de diminuer la CRF. Par le déplacement du
point d’égale pression en aval, il y aurait alors une augmentation du volume expiré, et le
retour à une CRF tendant vers la normalité. Ainsi la PEP permettrait d’améliorer la
distribution de la ventilation et les échanges gazeux (Annexe 3).
c) La PEP dans le désencombrement des voies respiratoires
Pour désencombrer les voies respiratoires, l’objectif de la PEP est d’augmenter
temporairement la CRF par déplacement du Vt dans le VRI grâce à l’ouverture des VA, afin
d’amener de l’air en amont des sécrétions. Il est conseillé d’ajouter à la PEP une manœuvre
d’expiration forcée ou de toux. En effet cette expiration forcée permet à l’air présent derrière
les sécrétions de mobiliser ces dernières, par le phénomène de compression dynamique des
voies aériennes, afin d’expectorer efficacement. Par une augmentation du débit lors de la fin
d’expiration, la PEP empêche le collapsus et permet d’évacuer le mucus présent dans les
voies respiratoires auparavant collabées (Annexe 4).
Suite à des manœuvres de désencombrement bronchique, à l’origine de recrutement
alvéolaire, on observe une augmentation significative de la Capacité Vitale Forcée (CVF) et
du VEMS. Cette augmentation peut être due à une diminution de l’air piégé et/ou à une
diminution de l’obstruction des voies aériennes (McIlwaine et al. 1997).
Intervient également un autre concept : l’High PEP. C’est une modification de la thérapie par
PEP en ventilation spontanée puisqu’il s’agit d’effectuer une expiration forcée et totale contre
une résistance prédéterminée. La pression expiratoire peut alors atteindre des valeurs allant de
40 à 100 cmH2O.
I-2-4 Les différentes formes de PEP
Elle peut s’appliquer par masque buccal ou nasal, et par embout buccal.
a) La PEP instrumentale
Elle est essentiellement utilisée chez des patients présentant des pathologies pulmonaires
obstructives qui sont responsables d’un excès de sécrétion de mucus. Mais elle peut être
également utilisée chez des patients alités en pré-opératoire comme éducation thérapeutique
pour préparer au post-opératoire où elle sera encore utilisée afin de prévenir les atélectasies
(Westerdahl, 2013).
13
La PEP continue
Le Pep masque a été développé dans les années 1970. Ce système est constitué d’un masque
facial et d’une valve unidirectionnelle sur laquelle est placée une résistance (Annexe 5). La
pression expiratoire est déterminée par le flux expiratoire du patient et par la résistance
appliquée au niveau de la valve du masque. Si le patient augmente son débit expiratoire, la
pression expiratoire positive augmentera et inversement, on parle d’une résistance au débit.
La pression est objectivable par un manomètre de pression. La respiration à travers le masque
s’effectue généralement de manière spontanée avec une expiration légèrement active.
La « Pep bottle » est un système constitué d’une bouteille remplie d’un certain volume d’eau
et d’un tube inséré à l’intérieur. Pour obtenir un débit expiratoire, le sujet doit expirer dans le
tube, avec une pression régnant dans ses VA qui soit supérieure à celle présente dans la
colonne d’eau. On parle d’une résistance seuil. La pression produite est dépendante du niveau
d’eau, du diamètre et de la longueur du tube ainsi que de la manière d’expirer et de l’effort
expiratoire (Fagevik, 2014).
Ce système revient à l’application d’un autre instrument nommé le « Threshold PEP », où
l’expiration est effectuée contre un ressort. Ainsi une certaine pression, déterminée par la
tension du ressort, doit être créée pour ouvrir la valve, laquelle se refermera aussitôt que la
pression expiratoire sera inférieure à celle de la résistance.
Avec le PEP masque, l’expiration débute immédiatement mais la pression à atteindre n’est
obtenue qu’après un certain temps de l’expiration et la pression au volume télé-expiratoire est
nulle. Avec le système comprenant une colonne d’eau à mobiliser, la pression expiratoire
atteint directement une valeur seuil et cette pression vaut celle présente dans la bouteille à la
fin de l’expiration (Sehlin et al. 2007). D’après Westerdahl, (2013) et Johnston et al., (2009),
c’est par le système de résistance seuil que la PEP est la plus souvent utilisée par les MK.
La PEP discontinue
La PEP oscillante ou « OPEP » telle que le Flutter ou l’Acapella contient une résistance qui
est respectivement une bille ou un clapet (Figure 6). Lors de l’expiration, la bille ou le clapet
va se lever et s’abaisser créant une pression expiratoire positive allant de 5 à 35 cm H2O, et
qui engendre des vibrations d’une fréquence de 2 à 35 Hz qui se répercutent dans l’arbre
bronchique. Les vibrations diminueraient les propriétés visco-élastiques du mucus et
faciliteraient la mobilisation des sécrétions (Button & Holland 2012).
14
Figure 6 : Illustration et description schématique du Flutter3
b) La PEP dans la ventilation mécanique
Elle est généralement mise en place lors de Syndrome de Détresse Respiratoire Aiguë
(SDRA), d’atélectasies faisant suite à une opération sous anesthésie générale, d’alitement
prolongé, ou d’apnée du sommeil.
Dans la ventilation assistée : on retrouve une PEP continue dans le mode de
Ventilation Spontanée avec PEP (VS-PEP) ou pour la Continue Positive Airway Pressure
(CPAP) lors de laquelle le sujet respire spontanément avec un niveau constant de pression
positive préréglée au cours de l’inspiration et de l’expiration.
Dans la ventilation contrôlée : on parle alors de « Positive End-Expiratory Pressure »
(PEEP) qui correspond à la pression positive régnant dans les VA à la fin de l’expiration, ce
qui diffère de la PEP qui est une pression continue durant l’expiration, cédant à la fin de celle-
ci. Selon Maisch, et al. (2008), « La PEEP optimale peut être définie comme la pression
expiratoire positive qui empêche le collapsus suite à une manœuvre de recrutement, qui évite
une distension et qui par conséquent induit une optimisation de la mécanique ventilatoire
avec un volume d’espace mort minimum. »
Durant la ventilation mécanique, des Manœuvres de Recrutement (MR) sont mises en œuvre.
Elles correspondent à une augmentation de pression menant à une augmentation de volume
du poumon, même si celle-ci ne conduit pas toujours à un recrutement effectif des alvéoles.
Elles suivent le principe de l’«open lung concept». Ce principe est né à partir de la loi de
Laplace, qui précise que la pression nécessaire à stabiliser une alvéole est inversement
proportionnelle à son rayon. Il faut donc une pression plus importante pour ouvrir une alvéole
collabée que pour maintenir une alvéole déjà ouverte. Les manœuvres consistent donc en
l’application de courte durée d’une pression très élevée pour ouvrir le poumon, suivie d’une
PEEP suffisante pour maintenir les unités pulmonaires ouvertes (Constantin et al. 2004).
3 D’après Reychler, G. et al., 2012. [Cystic fibrosis: instrumental airway clearance techniques]. Revue
des maladies respiratoires, 29(2), p133.
1 : couvercle perforé
2 : bille en acier
3 : réceptacle conique
4 : embout buccal
15
I-2-5 Les modalités d’application de la PEP
Les modalités d’application de cette résistance varient en fonction de l’objectif thérapeutique
à atteindre, elles sont donc dépendantes des maladies rencontrées.
Elle est le plus couramment employée afin d’augmenter le volume pulmonaire courant et la
capacité résiduelle fonctionnelle, de réduire l’hyperinflation, et dans le cadre de
désobstruction des VA (Fagevik, 2014) (Annexe 6).
Il n’existe actuellement aucun consensus quant aux explications physiologiques expliquant
comment la PEP atteint ses objectifs ni concernant le nombre de cycles respiratoires à
effectuer avec la PEP, ou sur la durée du traitement.
a) La PEP dans la diminution de l’hyperinflation
Pour réduire l’hyperinflation, il est souvent demandé aux sujets de respirer calmement et
d’expirer contre la PEP jusqu’à maintenir une pression expiratoire de 5 à 10 cmH2O
(Fagevik, 2014). En effet, dans une étude sur des patients atteints de BPCO, une PEP de 5 à
10 cmH2O a permis une diminution du volume d’air présent dans les poumons en fin
d’expiration et une amélioration de la capacité inspiratoire (Monteiro et al. 2012).
De plus, l’application de la PEP à des niveaux supérieurs à 10 cmH2O chez des sujets aux VA
obstruées augmente la FR (Gualdi et al, 2014). Sachant qu’une FR élevée rend la distribution
de la ventilation moins homogène et est susceptible d’aggraver l’hyperdistension pulmonaire
(Delguste et al. 2014), elle peut être un élément susceptible de privilégier un niveau de PEP
vis-à-vis d’un autre.
b) La PEP dans l’augmentation du volume pulmonaire
La technique varie puisqu’il peut leur être demandé de respirer à un volume courant ou
davantage, jusqu’à prendre des grandes inspirations. La plupart des études expliquent que les
patients doivent atteindre une pression expiratoire comprise entre 10 et 20 cmH2O (Fagevik,
2014).
Gualdi et al. 2014, ont étudié l’impact de différents niveaux de PEP sur la mécanique
ventilatoire de sujets atteints de mucoviscidose et de sujets sains du même âge. Les trois
niveaux de 10, 15 et 20 cmH2O augmentent le Vt chez les deux groupes. Chez les sujets
sains, la PEP à 20 cmH2O semble être la plus bénéfique. Concernant la CRF, une PEP à
16
15 cmH2O augmenterait la CPT et la CRF de façon supérieure à une PEP à 5 cmH2O (Van
der Schans et al., 1991) (Annexe 7).
Différentes études ont montré qu’une PEP entre 10 et 15 cmH2O permettait, en post-
opératoire, de maintenir une CVF supérieure à un groupe témoin sans PEP (Ricksten et al.
1986), et limiterait la diminution de la CPT. Selon Maisch, et al. (2008) et Nespoulet et al.
(2013), la PEEP à 10 cmH2O, permettrait une augmentation du Vt et de la CRF comparé à la
ventilation sous 0 ou 5 cmH2O de PEEP.
Mais l’augmentation du Vt ou de la CRF n’est pas toujours prouvée de manière significative
(p>0.05) (Westerdahl, et al. 2001).
c) La PEP dans le désencombrement des voies aériennes
Une revue de littérature (Hristara-Papadopoulou et al. 2008) s’est inspirée de nombreux
articles pour rédiger un protocole d’utilisation du PEP masque chez des sujets atteints de
pathologies respiratoires chroniques. Il faudrait lentement inspirer jusqu’à sa CV et retenir
alors sa respiration durant 3 secondes. Puis expirer lentement contre la pression qui a été fixée
entre 10 et 20 cmH2O. Cette manœuvre doit être répétée 10 à 20 fois et être ensuite suivie
d’une expiration active forcée afin d’évacuer les sécrétions. Le patient doit faire ceci durant
15 à 20 minutes, avec des pauses de 1 à 2 minutes entre les séries, cela 2 fois par jour.
Beaucoup d’études s’inspirent de ce protocole. Mais, comme dit précédemment, aucun
consensus sur le nombre de cycles respiratoires ou de durée du traitement n’a été admis.
Le protocole mis en place par Placidi et al. (2006) ressemble fortement à celui conseillé par la
revue d’Hristara. Mais, exceptée une augmentation significative du poids humide des
sécrétions, on n’observe aucune amélioration de la fonction pulmonaire.
Dans l’étude de Tyrrell et al. (1986), l’application de pressions allant de 10 à 15 cmH2O
durant 1 mois comparé à un traitement habituel de drainage postural et de percussions s’est
également montré inefficace au regard de l’amélioration des paramètres respiratoires, l’autre
groupe ayant, quant à lui, été bénéfique.
De nombreuses autres études impliquant une pression résistive fixée entre 10 et 20 cmH2O
montrent, quant à elles, une amélioration des paramètres respiratoires.
Une PEP fixée entre 10 et 20 cmH2O a montré une amélioration de la CV, du VEMS, de la
Saturation pulsée en Oxygène (SpO2) et des débits expiratoires maximum (25-75), chez des
sujets présentant la mucoviscidose. Ceci montre une diminution de l’obstruction bronchique à
tous les niveaux bronchiques (Darbee, et al. 2004), (McIlwaine et al. 1997). Mais l’influence
17
sur les débits expiratoires reste très variable d’un essai clinique à l’autre. En effet, une même
fourchette de PEP, mise en œuvre sur des sujets atteints de la même pathologie, n’a montré
aucun impact significatif sur ces débits (Darbee et al. 2005). L’augmentation de la SpO2 ou
de la pression transcutanée d’oxygène est bien corrélée à la PaO2 (Lagerkvist et al. 2005) et
va dans le sens d’un recrutement alvéolaire effectif, mais peut être induite par d’autres
facteurs (voir Partie I-1-2).
Après avoir inspiré un large volume d’air, expirer ensuite contre une résistance située entre 20
et 35 cmH2O semble aussi être bénéfique puisqu’il y a une amélioration des mêmes
paramètres pulmonaires. De plus, ce gain perdure dans le temps : 45 minutes après, il y a une
amélioration restante de la CV de +13%, un DEM augmenté de +22% ainsi qu’une
diminution du VR de -30%, comparé respectivement à +9%, +1% et -20% pour une PEP de
10 à 20 cmH2O. L’augmentation de la CV montre que le gaz qui faisait partie du VR, et qui
était resté dans les poumons a la fin de l'expiration maximale, a été évacué des poumons avant
que la fermeture des VA ne se produise (Darbee et al. 2004).
D’autres essais cliniques ont été réalisés avec des niveaux de pression expiratoire inférieurs à
ceux recommandés par les JIKRI. On retrouve par exemple celui de van Winden et al. (1998)
dans lequel une résistance comprise entre 8 et 12 cmH2O ne montre aucun effet significatif
sur la fonction pulmonaire.
Concernant l’OPEP, aucune différence sur la fonction pulmonaire entre la PEP et la PEP
oscillante n’est observée, mis à part une amélioration des échanges gazeux immédiate après
l’OPEP, que la PEP ne révèle que plus tard (Myers 2007).
En 1984, a été abordé le concept d’un niveau de PEP adapté aux capacités physiques de
chaque sujet (Falk et al. 1984). Il correspondait au niveau durant lequel les patients arrivaient
à respirer à travers le PEP masque durant 2 minutes, en maintenant ce même niveau de
pression à l’expiration sans fatiguer. La moyenne du niveau de PEP appliqué et toléré était
finalement de 17 cmH2O, avec des PEP allant de 15 à 30 cmH2O. Il y avait donc une
diversité des PEP à appliquer selon chaque individu, sachant qu’il existait entre les
participants une grande variabilité inter-individuelle. Mais peu d’études ont abordé ce concept
d’individualisation du niveau de PEP.
Les bénéfices des divers niveaux de PEP diffèrent selon chaque étude, et aucun n’a montré à
l’unanimité un bénéfice supérieur vis-à-vis des autres.
18
Partie II : Méthode, Résultats, Discussion
II-1 Synthèse de la littérature, problématique, objectifs de l’étude et hypothèses
Le recrutement alvéolaire, ou l’ouverture des voies aériennes, est responsable d’une
homogénéisation de la ventilation et du maintien de l’hématose. Un défaut de recrutement
provoque des déficiences de ces deux paramètres, retrouvées chez les patients atteints de
TVO, TVR ou TVM.
En permettant un recrutement alvéolaire, la PEP s’est montrée utile dans le traitement
des dysfonctionnements respiratoires. Cependant, les études analysées ne permettent pas de
conclure sur un niveau de PEP optimal à régler, en fonction de l’objectif thérapeutique à
atteindre. Il n’existe actuellement pas de consensus concernant ses modalités d’application qui
varient d’un thérapeute à un autre, et qui ne tiennent pas compte des caractéristiques
individuelles des patients. Peu d’études ont analysé l’effet de différents niveaux de PEP bien
définis sur la fonction pulmonaire car la majorité des essais cliniques utilisent le PEP masque
et une « fourchette » de pression.
Ma problématique de recherche s’est orientée vers les modalités d’usage de la PEP :
En quoi un niveau de PEP commun améliorerait le recrutement alvéolaire chez des sujets
sains aux caractéristiques individuelles différentes ?
L’objectif de cette étude est de rechercher s’il existe un niveau de PEP commun à
appliquer qui permette d’optimiser le recrutement alvéolaire, objectivé par la TIE, pour tous
les sujets.
Mes hypothèses de recherche sont :
- La PEP permet un recrutement alvéolaire objectivable par TIE, chez tous les sujets sains.
- Il existe un niveau de PEP commun où le recrutement serait plus important chez tous les
sujets.
- Le niveau de PEP permettant le plus fort recrutement est également le plus durable durant
les cinq cycles respiratoires Post PEP.
19
II-2 Méthode
II-2-1 La population étudiée
L’étude expérimentale a été mise en place à la Clinique Universitaire de Saint-Luc, à
Bruxelles. Chaque participant a été informé, avant l’expérience, des modalités de celle-ci, et
du fait qu’elle s’appliquait dans le cadre de mon Travail Ecrit de Fin d’Etude (TEFE). Les
participants à l’étude ont été sélectionnés selon plusieurs critères d’inclusion :
- Age > 18 ans
- Vt > ou égal à 80% de sa valeur théorique,
- VEMS > ou égal à 80% de sa valeur théorique,
- CV > ou égal à 80% de sa valeur théorique.
En effet une valeur de CV et Vt égale à 80% de la valeur théorique est considérée
« normale ».
Les critères d’exclusion étaient :
- Un encombrement des voies aériennes au moment de l’expérience
- Trouble ventilatoire obstructif avec un rapport de Tiffeneau < 70%
- Incompréhension des consignes
- Antécédent de pneumothorax
L’étude a été effectuée sur 14 participants sains, 7 hommes et 7 femmes, tous étant des
stagiaires kinésithérapeutes au sein de l’établissement, âgés de 20 à 26 ans.
II-2-2 Protocole
Les sujets étaient installés sur un siège avec dossier. La ceinture d’électrodes connectées au
tomographe était située sous la poitrine, au niveau du sixième espace intercostal.
Il était au préalable demandé aux sujets de rester bien assis au fond du siège durant toute
l’expérience afin que les électrodes captent correctement, et de ne pas parler durant celle-ci.
Les participants devaient expirer contre quatre résistances de valeurs différentes, déterminées
par la tension du ressort, de 5, 10, 15 et 20 cmH2O. L’ordre des niveaux de PEP appliqués,
réglés par l’examinateur, était randomisé grâce au logiciel Randomizer.org, et variait d’un
sujet à l’autre. Ceci afin de limiter l’effet de fatigabilité qui aurait pu être un biais de
l’expérience, si les PEP avaient été appliquées de manière croissante.
20
Suite au lancement de l’enregistrement de l’expérience sur le Pulmovista, il était demandé aux
sujets de respirer calmement, à leur ventilation de repos (Vt), durant une minute, objectivée
par un chronomètre. Ensuite, ils devaient inspirer au maximum de leur volume de réserve
inspiratoire en dehors de la PEP, et expirer de manière légèrement active dans la résistance
imposée par le Threshold PEP, jusqu’à la fin de leur volume de réserve expiratoire. Il leur
était donc demander de vider leur poumon au maximum.
Ils répétaient cette inspiration maximale et expiration contre la pression résistive 5 fois. Puis,
les sujets ventilaient de manière spontanée, afin de retrouver une ventilation de repos, durant
1 minute. Une autre pression résistive était apposée au niveau de leur bouche, et 5 nouvelles
répétitions d’expiration contre celle-ci, suite à une inspiration maximale, leur étaient
demandées.
Il y eu ainsi durant l’expérience, une minute de ventilation spontanée de repos suivie de 4
séries de 5 répétitions d’inspiration maximale et d’expiration totale contre la PEP,
entrecoupées chacune d’une minute de repos, et enfin une minute de repos après la quatrième
série (Figure 8).
Figure 7 : Méthodologie simplifiée du protocole mis en place
A la fin de l’expérience, il était demandé aux participants leur ressenti vis-à-vis de la PEP,
s’ils avaient été gênés par des effets indésirables induits par la résistance.
II-2-3 Matériel utilisé et mesures effectuées
a) Spirométrie
Une spirométrie forcée et simple a été effectuée au préalable de l’expérience afin de
déterminer si les sujets remplissaient tous les critères d’inclusion, grâce à un spiromètre
1 minute
ventilation
spontanée
PEP 1
1 minute
ventilation
spontanée
1 minute
ventilation
spontanée
PEP 3 PEP 2
1 minute
ventilation
spontanée
PEP 4
1 minute
ventilation
spontanée
Recueil des données sur le Pulmovista
Consi
gnes
et
random
isat
ion
21
portatif USB branché sur un ordinateur. La spirométrie a été effectuée avec un pince-nez, qui
sera gardé tout au long de l’expérience.
b) Mesures effectuées par le TIE
La mesure du recrutement alvéolaire durant mon expérience a été
effectuée par un tomographe par impédance électrique : le
PulmoVista® 500 (Photo 1)4. La ceinture comprenant les 16
électrodes et reliée au tomographe était placée autour du thorax,
sous la poitrine.
La comparaison de la valeur absolue de l’impédance ne montre pas d’intérêt pratique car elle
dépend de la position de la région étudiée par rapport aux électrodes de surface et de la
résistance cutanée de chaque sujet. Les valeurs d’impédance doivent être exprimées en
variation relative par rapport à leur niveau de référence. (Richard & Guérin 2005)
Les mesures d’impédance seront alors exprimées en pourcentage d’une Impédance de
Référence (Iref), afin de pouvoir comparer les sujets entre eux.
Suite à une transposition des fichiers du Pulmovista sur Microsoft Excel, nous obtenons une
courbe de l’impédance par rapport au temps.
Le tomographe fournit un grand nombre de mesures enregistrées par seconde. Pour l’analyse
de ces mesures, je n’ai retenu que les points correspondants aux sommets inférieurs de la
courbe (-1) qui représentent l’impédance au volume télé-expiratoire (impédance minimale), et
supérieurs de la courbe (+1) qui représentent l’impédance au volume de fin d’inspiration.
Les variables mesurées sont :
L’impédance minimale pendant la PEP et Post-PEP sur 5 cycles respiratoires.
Comme décrit dans la première partie, il est possible d’objectiver le recrutement alvéolaire
lorsque l’on observe une augmentation de la CRF, soit une augmentation du VRE et du VR.
De plus, les participants à l’étude ne présentent pas de troubles respiratoires, et donc
théoriquement pas d’encombrement bronchique ni d’hyperinflation pulmonaire. Le
recrutement alvéolaire induit par la PEP sera alors bien objectivable par l’augmentation du
volume pulmonaire, c’est-à-dire l’augmentation de la CRF et du Vt. Ainsi, grâce aux points -1
4 Source : http://campaigns.draeger.com/pulmovista500/fr/
Photo 1 : Le
Pulmovista® 500
22
de la courbe (point de fin d’expiration) de l’impédance par rapport au temps, il est possible
d’observer un recrutement alvéolaire lors d’une augmentation de leur valeur.
La moyenne des points -1 durant la première minute de l’expérience a été calculée de telle
sorte qu’elle serve d’impédance minimale de référence (Iref). (Figure 8, p.22)
La comparaison de l’impédance minimale entre les différents niveaux de PEP est exprimée en
pourcentage de l’Iref pour chaque sujet. (Tableau 1 et Figure 9, p.24-25)
L’impédance minimale Post-PEP a été mesurée sur 5 cycles respiratoires suivant la PEP. Elle
est exprimée en pourcentage de l’Iref. (Tableau 3 et Figure 10, p.26)
Figure 8 : Courbe de l’impédance par rapport au temps, chez le sujet n°3
Légende de la Figure 8 :
Iref : moyenne de l’impédance des points -1 avant la respiration avec la PEP 1, colorés en
bleu ciel
Impédance minimale pendant les PEP : moyenne de l’impédance des points -1 colorés en noir
Impédance minimale post PEP : moyenne de l’impédance des points -1 colorés en rouge
Pref PEP 1 : Point de référence d’impédance minimale pour la PEP 1, qui permettra le calcul
de l’augmentation du recrutement alvéolaire et du nombre de cycles où s’effectue un
recrutement visible pendant la PEP.
23
Les variations d’impédance globale permettant d’objectiver l’impédance durant
l’inspiration
Le recrutement peut également être objectivé lors d’une augmentation du Vt, j’ai donc mesuré
les variations d’impédance durant l’inspiration (correspondant à la différence entre les points
+1 et -1). Ces variations sont exprimées en pourcentage (%) des variations d’impédance
durant l’inspiration de repos. (Tableau 1 et Figure 9)
Le nombre de cycles respiratoires où il se produirait un recrutement alvéolaire
Selon la méthode se basant sur l’augmentation ou la diminution de l’impédance minimale,
représentant ou non un recrutement alvéolaire, il est possible d’objectiver le nombre de cycles
respiratoires où s’effectue un recrutement effectif (Erlandsson, 2006). On peut parler de
recrutement pendant la PEP lorsque l’on observe une augmentation de l’impédance minimale
par rapport à Pref. Ce qui représenterait une augmentation du VR au niveau respiratoire.
L’évolution de l’impédance pendant la PEP a été mesurée en calculant la différence entre les
valeurs d’impédance minimale suite à l’expiration et le point -1 faisant suite à la première
expiration contre PEP (Pref). La différence peut être positive ou négative, et l’augmentation
ou la diminution vis-à-vis de Pref est exprimée en % de Pref (Tableau 2, p.25).
Lorsque cette différence est positive, on a un recrutement objectivable directement par le TIE.
En Post-PEP, un recrutement s’effectue lorsque la valeur de l’impédance minimale est
supérieure à celle de repos Iref, ce qui signifie que la CRF a augmenté.
La Fréquence Respiratoire
Elle a été calculée durant la minute de repos succédant chaque PEP. Le récapitulatif des FR
après chaque niveau de PEP est présenté en Annexe 8 (Tableau 5).
c) Le type de PEP utilisé
Dans le cadre de mon étude, j’ai utilisé un Threshold PEP (cf. I-2-4-a), afin que la pression
expiratoire ait la même valeur durant toute l’expiration, comme décrit précédemment.
II-2-4 Modalités de traitement des données
Les résultats sont exprimés sous forme de moyennes et d’écarts-types (x̄ ± SD).
24
La comparaison des moyennes a été réalisée grâce à une analyse de la variance (ANOVA)
pour mesures répétées lorsque les résultats suivaient une loi normale, sinon un test non
paramétrique (Test de Friedman) a été utilisé. En effet, nous sommes dans le cadre d’une
expérience où une même grandeur a été mesurée plusieurs fois sur les mêmes sujets, afin de
suivre son évolution lors des différentes situations, notamment lors des différents niveaux de
PEP.
Le seuil de signification statistique retenu est p < 0.05.
II-3 Présentation des résultats
En raison de défauts de captage de la ceinture d’électrodes lors des expirations maximales, les
données d’un sujet n’étaient pas analysables. Les données de treize participants ont donc été
analysées, le tableau de leurs caractéristiques individuelles est présenté en Annexe 9. Chez ces
treize participants, certaines données aberrantes, liées à la ceinture d’électrodes, ont été
exclues ; ceci est indiqué lorsque le n (nombre de participants) est diminué.
Résultats obtenus pendant les cycles respiratoires effectués avec la PEP
PEP 5 cmH2O PEP 10 cmH2O PEP
15cmH2O
PEP
20cmH2O p
n 12 12 12 12
Impédance minimale
(% Iref)
x̄ ± SD
71,1 ± 56,6 72,2 ± 55,3 63,9 ± 50,0 68,4 ± 55,0 NS5
n 10 10 10 10
Variation
d'impédance (%)
x̄ ± SD
620,6 ± 232,2 630,5 ± 255,1 621,3 ± 263,4 627,7 ± 224,9 NS
Tableau 1: Comparaison de l’influence des différents niveaux de PEP sur l’impédance
minimale et les variations d’impédance à l’inspiration
Aucune différence significative entre les différents niveaux de PEP n’a été montrée sur
l’impédance minimale et sur la variation d’impédance durant l’inspiration.
5 NS signifie Non statistiquement Significatif
25
Figure 9 : Les différents niveaux de PEP et leur influence sur l’impédance minimale et sur la
variation d’impédance à l’inspiration
PEP 5 cm
H2O
PEP 10
cmH2O
PEP 15
cmH2O
PEP 20
cmH2O p
n 8 8 8 8
Augmentation de
l'impédance (% Pref) 41,8 ± 59,3 0,1 ± 22,2 -8,6 ± 17,8 -0,8 ± 30,5 0.036
x̄ ± SD
n 10 10 10 10
Nb de cycles recrutement
(%) 78 ± 30 55 ± 39 60 ± 36 55 ± 40 NS
x̄ ± SD
Tableau 2 : Comparaison de l’augmentation de l’impédance minimale par rapport à
l’impédance de Pref et du nombre de cycles où un recrutement est objectivable, selon les
différents niveaux de PEP
Nous obtenons des différences significatives concernant l’augmentation de l’impédance lors
de la respiration contre les quatre niveaux de pression.
Il n’y a pas de différence significative entre les niveaux de PEP dans le nombre de cycles
respiratoires où s’effectue un recrutement alvéolaire objectivable directement.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
PEP 5 cmH2O PEP 10 cmH2O PEP 15cmH2O PEP 20cmH2O
%
Impédance
minimale
Variation
d'impédance
26
Résultats obtenus lors des 5 cycles respiratoires Post-PEP
Post PEP 5
cmH2O
Post PEP 10
cmH2O
Post PEP 15
cmH2O
Post PEP 20
cmH2O p
n 12 12 12 12
Impédance
minimale (% Iref)
x̄ ± SD
105,5 ± 45,2 118,6 ± 62,4 94,6 ± 22,2 96,9 ± 28,9 NS
n 13 13 13 13
Variation
d'impédance (%)
x̄ ± SD
137,1 ± 66,3 147,5 ± 55,4 160,6 ± 92,4 146,4 ± 60,8 NS
Tableau 3 : Comparaison de l’impédance minimale et de la variation d’impédance durant
l’inspiration lors des 5 cycles Post-PEP, après chaque niveau de PEP
Aucune différence significative après les différents niveaux de PEP n’a été montrée sur
l’impédance minimale ou sur la variation d’impédance durant l’inspiration, ni sur le nombre
de cycles respiratoires Post-PEP où s’effectue un recrutement alvéolaire.
Figure 10 : L’impédance minimale et la variation d’impédance à l’inspiration lors des 5 cycles
respiratoires Post-PEP
Post PEP 5
cm H2O
Post PEP 10
cmH2O
Post PEP 15
cmH2O
Post PEP 20
cmH2O p
n= 12 12 12 12
Nb de cycles recrutement (%)
x̄ ± SD 33 ± 39 35 ± 41 22 ± 27 28 ± 39 NS
Tableau 4 : Comparaison du nombre de cycles respiratoires où s’effectue un recrutement
pendant les cycles respiratoires Post PEP
0
50
100
150
200
250
Post PEP 5
cmH2O
Post PEP 10
cmH2O
Post PEP 15
cmH2O
Post PEP 20
cmH2O
%
Impédance
minimale
Variation
d'impédance
27
Discussion
Analyse des résultats
Aucun niveau de PEP ne montre un effet significativement supérieur aux autres. En effet, au
vu de mes résultats, je ne peux conclure sur un niveau de PEP qui permettrait d’augmenter la
CRF ou le volume inspiré pour tous les sujets, de façon supérieure aux autres.
Il était demandé aux sujets d’expirer contre le Threshold PEP jusqu’à la fin de leur VRE, il est
donc normal que l’impédance télé-expiratoire soit inférieure à l’Iref où les sujets respiraient à
leur volume courant. On remarque cependant que les PEP à 5 cmH2O et à 10 cmH2O
donnent une impédance minimale supérieure aux deux autres et de ce fait, induiraient un
volume résiduel supérieur aux autres PEP ; mais ceci de manière non significative.
Aucune conclusion n’est possible quant à l’évolution du recrutement durant la PEP (Tableau
2). En effet certains sujets montrent une augmentation linéaire de l’impédance minimale au fil
des répétitions des expirations, et donc augmentent leur VR. Alors que d’autres tendent plutôt
à dérecruter, en diminuant leur VR. Ceci varie selon chaque sujet et chaque niveau de PEP
(Annexe 10). Le recrutement alvéolaire n’est donc pas objectivable directement par TIE chez
tous les sujets, lors d’une expiration complète. Une de nos hypothèses n’est pas vérifiée.
On note cependant que la PEP à 5 cmH2O présente une augmentation du recrutement très
disparate pouvant aller jusqu’à plus de 100% de la valeur de Pref. De plus, c’est avec ce
niveau que l’on observe le plus grand nombre de cycles où s’effectue un recrutement
alvéolaire objectivable par une impédance minimale supérieure à celle de Pref (Tableau 2).
Sur les 5 cycles respiratoires Post-PEP, les comparaisons des moyennes (Tableaux 3 et 4) ne
permettent pas de ressortir un niveau de pression davantage bénéfique. Certes les moyennes
d’impédance minimale sont supérieures pour les pressions de 5 et 10 cmH2O, mais les écarts-
type le sont également. L’objectif de ce travail est de trouver un niveau commun de PEP qui
optimiserait le recrutement en l’augmentant dans sa valeur et dans sa durée, pour tous les
sujets. Les écarts-types, représentant la dispersion des valeurs autour de leur moyenne et donc
la différence de réponse des sujets face à chaque niveau de PEP, jouent donc un rôle
important dans l’interprétation des résultats.
En comparant ensemble tous les participants à l’étude, on remarque qu’on ne peut tirer de
résultats significatifs. L’étude réalisée ne permet pas de valider les hypothèses émises. Les
niveaux de PEP de 5 et 10 cmH2O semblent être les pressions où la majorité des sujets
28
recrute, mais on ne peut parler de pertinence clinique car certains sujets vont décaler leur
ventilation dans leur VRE pour ces mêmes niveaux, ce qui serait contraire à l’objectif clinique
d’ouvrir les VA.
Cependant, au vu des courbes des sujets lors de leur ventilation avec PEP, il est possible de
les regrouper en deux groupes : un où l’impédance minimale reste très élevée même lors de
l’expiration totale (> 90% Iref), et un où l’impédance reste nettement plus basse.
En recherchant une relation entre les caractéristiques individuelles des sujets et l’impédance
mesurée témoignant du recrutement alvéolaire, on remarque que chez les sujets dont l’IMC
est inférieur à 22, l’impédance minimale est nettement supérieure en fin d’expiration à celle
des autres sujets pour n’importe quel niveau de PEP (Figure 11).
Figure 11 : Comparaison de l’impédance minimale avec la PEP selon l’IMC des sujets
L’IMC aurait une influence sur le potentiel de recrutement individuel. Mais afin de confirmer
cette nouvelle hypothèse, il faudrait mener une étude avec davantage de participants pour tirer
une quelconque conclusion de ces observations.
Points positifs et négatifs de l’étude expérimentale :
Concernant la méthodologie, je me suis rendue compte, qu’il aurait été plus judicieux de
réaliser des inspirations et expirations à volume courant pendant que la PEP était appliquée.
En effet, les courbes obtenues auraient immédiatement évalué le recrutement pendant la PEP
par supériorité ou non de l’impédance minimale par rapport à l’Iref. On aurait directement vu
l’évolution de la CRF, et non uniquement celle du VR que l’on peut observer dans mon
expérience lors de l’application de la PEP. Nous aurions aussi directement vu l’augmentation
du volume inspiré, par rapport à celui de repos, si les sujets ventilaient à volume courant.
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
180,0
200,0
19,00 21,00 23,00 25,00 27,00 29,00
Impéd
ance
en %
de
l'Ire
f
IMC
PEP 5
PEP 10
PEP 15
PEP 20
29
Les consignes d’inspiration maximale et expiration jusqu’à la fin de leur VRE étaient des
consignes claires, qui permettaient aux participants de réaliser les cycles respiratoires contre
la PEP de manière répétable. Cependant, en calculant les variations d’impédance entre la fin
d’expiration et la fin d’inspiration, nous nous rendons compte que certains sujets répétaient
des expirations quasi-similaires mais que d’autres expiraient jusqu’à 31,6% de moins que les
expirations effectuées contre la première PEP mise en place. Ceci peut être dû à
l’augmentation de la difficulté lorsque le niveau de PEP est élevé mais peut également être
considéré comme un biais de suivi.
Des biais d’attrition sont également présents dans mon étude. En effet, les électrodes ne
captaient pas toujours correctement lors de l’expiration contre la PEP. Cela m’a contraint à
exclure parfois certains sujets (n diminué) et est responsable de données manquantes.
La TIE est reconnue comme un outil de mesure validé et constitue un point fort de
l’expérimentation (Putensen et al. 2007). Cependant, elle ne permet pas de distinguer un
recrutement d’une hyperinflation pulmonaire.
La randomisation de l’ordre des niveaux de PEP appliqués a permis à mon étude de
positionner les participants en aveugle vis-à-vis du traitement reçu, et le choix du Threshold
PEP permettait aux sujets d’expirer contre le même niveau de PEP, non dépendant de leur
débit expiratoire (Christensen EF. et al. 1995).
Cette étude est limitée car les sujets inclus ne sont pas représentatifs de la population
concernée par l’utilisation de la PEP. Mais elle constitue une étude préliminaire à une
prochaine étude qui inclurait des sujets atteints de pathologies respiratoires.
Comme dit précédemment, les études ayant comparé précisément plusieurs niveaux de
pression à l’aide d’une résistance seuil sont peu nombreuses. Et lorsqu’elles montrent un
niveau plus bénéfique que les autres, on s’aperçoit de leurs faiblesses méthodologiques (van
der Schans, 1991).
Cette expérimentation se rapproche de celle de Gualdi, L et al. (2014) qui ont étudié l’impact
de différents niveaux de PEP, à l’aide d’un Threshold PEP, sur la mécanique ventilatoire de
sujets atteints de mucoviscidose et de sujets sains du même âge. Ils en ont conclu que la PEP
permettait aux deux groupes une augmentation du Vt mais de manière moindre chez les sujets
atteints. Les résultats obtenus chez les sujets sains de mon étude seraient donc surement
diminués chez des sujets malades. Lors d’une application clinique, la pression à appliquer
devra être supérieure chez des sujets atteints car les pressions d’ouverture d’alvéoles sont
supérieures quand celles-ci sont affaissées, comme décrit par Gattitoni et al. (2010).
30
Conclusion
La problématique de mon étude était :
En quoi un niveau de PEP commun améliorerait le recrutement alvéolaire chez des sujets
sains aux caractéristiques individuelles différentes?
L’étude de la littérature m’a permis de me rendre compte qu’il n’existait aucun consensus sur
la manière dont la PEP devait être utilisée. Afin de montrer les effets de différents niveaux de
PEP sur la fonction respiratoire, un protocole expérimental où 4 niveaux différents étaient
testés a été mis en place. La TIE a permis d’analyser le recrutement alvéolaire par
augmentation de la CRF ou du VR ainsi que du Vt. L’analyse des résultats ne montre pas de
niveau de PEP commun à tous les sujets qui induirait un recrutement alvéolaire plus fort que
les autres.
Cette étude constitue une étude préliminaire qui permet d’observer les adaptations de la
fonction respiratoire, en fonction des niveaux de pression appliqués, chez chaque participant.
L’intérêt de cette étude était de déterminer un niveau de PEP bénéfique chez tous les
participants sains, qui aurait ensuite été mis en place chez des sujets atteints d’une pathologie
respiratoire. L’objectif clinique serait d’optimiser l’utilisation de cette technique
instrumentale en connaissant le niveau de PEP adapté au patient.
Chaque participant a réagi différemment aux niveaux de PEP, mais en comparant les réponses
de la fonction pulmonaire, on remarque que les caractéristiques individuelles peuvent
influencer le recrutement alvéolaire, quelque soit le niveau de résistance appliqué (Figure 11).
Il serait intéressant de rechercher, sur un échantillon plus important et avec plusieurs groupes
de participants à faible variabilité inter-individuelle, s’il existe une corrélation entre les
caractéristiques individuelles et le potentiel de recrutement alvéolaire. Ceci permettrait
d’optimiser la prise en charge en l’adaptant au sujet qui se trouve devant nous.
Ce travail m’a permis d’avoir un regard critique au vu de ce qui se fait dans la pratique
professionnelle. En étudiant la littérature, et en tenant compte de la qualité méthodologique
des études, j’ai su prendre du recul quant aux conclusions qui émanent des essais cliniques.
Grâce à ce travail de recherche, je m’aperçois qu’actualiser régulièrement ses connaissances à
l’aide de recherches scientifiques, tout en gardant un esprit critique sur ce qui se dit, est la
meilleure façon d’optimiser sa pratique professionnelle.
31
Bibliographie
Aboab, J., Rouen, D. & Care, I., 2002. Le recrutement alveolaire au cours du syndrome de
detresse respiratoire aigue. Mapar, pp.437–441.
Amorim, E.D.F. et al., 2014. Alveolar recruitment manoeuvre is safe in children prone to
pulmonary hypertensive crises following open heart surgery: a pilot study. Interactive
cardiovascular and thoracic surgery, 18(5), pp.602–6. Available at:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24480822.
Antonello, M. & Delplanque, D., 2004. Comprendre la kinésithérapie respiratoire : du
diagnostic au projet thérapeutique., Paris: Masson.
Barthe, J., 2001. Recommandations Recommandations des Journées Internationales de
Kinésithérapie Respiratoire Instrumentale ( JIKRI ). Cahier de kinésithérapie, pp.11–25.
Bradley, J.M., Moran, F.M. & Elborn, J.S., 2006. Evidence for physical therapies (airway
clearance and physical training) in cystic fibrosis: an overview of five Cochrane systematic
reviews. Respiratory medicine, 100(2), pp.191–201. Available at:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16412951 [Accessed November 2, 2014].
Button, B. & Holland, A., 2012. Physiotherapy for Cystic Fibrosis in Australia: A Consensus
Statement, Available at:
http://www.thoracic.org.au/imagesDB/wysiwyg/PhysiotherapyforCysticFibrosisinAustralia_1
.pdf.
Cammarata, S., 2013. Techniques d’imagerie fonctionnelle du système respiratoire par
tomographie d'impédance électrique., Montreal. Available at:
http://publications.polymtl.ca/1093/1/2013_SergioCammarata.pdf.
Constantin, J. et al., 2004. Les manœuvres de recrutement alvéolaire au cours du syndrome de
détresse respiratoire aiguëRecruitment maneuvers in acute respiratory distress syndrome.
Réanimation, 13(1), pp.29–36. Available at:
http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S162406930300241X [Accessed January 19,
2015].
Darbee, J.C. et al., 2004. Physiologic evidence for the efficacy of positive expiratory pressure
as an airway clearance technique in patients with cystic fibrosis. Physical therapy, 84,
pp.524–537.
Darbee, J.C., Kanga, J.F. & Ohtake, P.J., 2005. Physiologic evidence for high-frequency chest
wall oscillation and positive expiratory pressure breathing in hospitalized subjects with cystic
fibrosis. Physical therapy, 85, pp.1278–1289.
Delguste, P., Reychler, G. & Roeseler, J., 2014. Kinésithérapie respiratoire. 3e ed., Issy-les-
Moulineaux: Masson.
Erlandsson, K. et al., 2006. Positive end-expiratory pressure optimization using electric
impedance tomography in morbidly obese patients during laparoscopic gastric bypass
surgery. Acta Anaesthesiologica Scandinavica, 50, pp.833–839.
32
Fagevik Olsén, M., Lannefors, L. & Westerdahl, E., 2014. Positive expiratory pressure -
Common clinical applications and physiological effects. Respiratory medicine, pp.1–11.
Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25573419 [Accessed January 19, 2015].
Falk, M. et al., 1984. Improving the ketchup bottle method with positive expiratory pressure,
PEP, in cystic fibrosis. European journal of respiratory diseases, 65(6), pp.423–432.
Gattinoni, L. et al., 2006. Lung recruitment in patients with the acute respiratory distress
syndrome. The New England journal of medicine, 354, pp.1775–1786.
Gattinoni, L. et al., 2010. Positive end-expiratory pressure. Current opinion in critical care,
16(1), pp.39–44. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19996966 [Accessed
December 30, 2014].
Hristara-Papadopoulou, A. et al., 2008. Current devices of respiratory physiotherapy.
Hippokratia, 12, pp.211–220.
Johnston, C.L., James, R. & Hons, B., 2009. The current use of positive expiratory pressure (
PEP ) therapy by public hospital physiotherapists in New South Wales. New Zealand Journal
of Physiotherapy, 41(3), pp.88–93.
Kharfi, F., 2013. Instrumentations d’exploration fonctionnelle. Available at: http://cte.univ-
setif.dz/coursenligne/kharfi/partie2chap3.html.
Kunst, P.W. et al., 1999. Evaluation of electrical impedance tomography in the measurement
of PEEP-induced changes in lung volume. Chest, 115, pp.1102–1106.
Lagerkvist, A.-L. et al., 2005. Positive expiratory pressure (PEP) treatment in children with
multiple severe disabilities. Acta paediatrica (Oslo, Norway : 1992), 94(5), pp.538–42.
Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16188740 [Accessed November 15,
2014].
Lu, Q., 2013. How to assess positive end-expiratory pressure-induced alveolar recruitment?
Minerva Anestesiologica, 79(1), pp.83–91.
Maisch, S. et al., 2008. Compliance and dead space fraction indicate an optimal level of
positive end-expiratory pressure after recruitment in anesthetized patients. Anesthesia and
analgesia, 106(1), pp.175–81. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18165575
[Accessed November 7, 2014].
Mal, H. & Thabut, G., 2000. Troubles ventilatoires restrictifs. Pneumologie.
McIlwaine, M., 2007. Chest physical therapy, breathing techniques and exercise in children
with CF. Paediatric respiratory reviews, 8(1), pp.8–16. Available at:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17419973 [Accessed October 11, 2014].
McIlwaine, P.M. et al., 1997. Long-term comparative trial of conventional postural drainage
and percussion versus positive expiratory pressure physiotherapy in the treatment of cystic
fibrosis. Journal of Pediatrics, 131, pp.570–574.
33
Monteiro, M.B. et al., 2012. Effects of expiratory positive airway pressure on dynamic
hyperinflation during exercise in patients with COPD. Respiratory care, 57, pp.1405–12.
Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22348429.
Myers, T.R., 2007. Positive expiratory pressure and oscillatory positive expiratory pressure
therapies. Respiratory care, 52, pp.1308–1326.
Perez, T. & Guenard, H., 2009. Comment mesurer et suivre la distension pulmonaire au cours
de la BPCO. Revue des Maladies Respiratoires, 26, pp.381–393.
Placidi, G. et al., 2006. Chest physiotherapy with positive airway pressure: a pilot study of
short-term effects on sputum clearance in patients with cystic fibrosis and severe airway
obstruction. Respiratory care, 51, pp.1145–1153.
Putensen, C., Zinserling, J. & Wrigge, H., 2007. Electrical impedance tomography for
monitoring of regional ventilation in critically III patients. Intensive Care Medicine: Annual
Update 2006, pp.448–457.
Richard, J.-C. & Guérin, C., 2005. Nouvelles méthodes d’imagerie de la ventilation.
Réanimation, 14, pp.70–78. Available at:
http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1624069304001938.
Richard, J.-C., Maggiore, S. & Mercat, A., 2003. Where are we with recruitment maneuvers
in patients with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome? Current Opinion in
Critical Care, 9(1), pp.22–27. Available at:
http://content.wkhealth.com/linkback/openurl?sid=WKPTLP:landingpage&an=00075198-
200302000-00005.
Ricksten, S.E. et al., 1986. Effects of periodic positive airway pressure by mask on
postoperative pulmonary function. Chest, 89, pp.774–781.
Riera, J. et al., 2011. [Electrical impedance tomography in acute lung injury]. Medicina
intensiva / Sociedad Española de Medicina Intensiva y Unidades Coronarias, 35(8), pp.509–
17. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21680060.
Rogers, D. & Doull, I.J.M., 2005. Physiological principles of airway clearance techniques
used in the physiotherapy management of cystic fibrosis. Current Paediatrics, 15(3), pp.233–
238. Available at: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0957583905000084 [Accessed
November 19, 2014].
Van der Schans, C.P. et al., 1991. Effect of positive expiratory pressure breathing in patients
with cystic fibrosis. Thorax, 46, pp.252–256.
Sehlin, M. et al., 2007. Physiological responses to positive expiratory pressure breathing: a
comparison of the PEP bottle and the PEP mask. Respiratory care, 52, pp.1000–1005.
Tyrrell, J.C., Hiller, E.J. & Martin, J., 1986. Face mask physiotherapy in cystic fibrosis.
Archives of disease in childhood, 61, pp.598–600.
West, J.B., 2003. La physiologie respiratoire. 6e ed., Maloine.
34
Westerdahl, E., 2013. Breathing Exercises with Positive Expiratory Pressure after Abdominal
Surgery–The Current Physical Therapy Practice in Sweden. Journal of Anesthesia & Clinical
Research, 4(6), pp.4–7. Available at: http://www.omicsonline.org/2155-6148/2155-6148-4-
325.digital/2155-6148-4-325.html [Accessed October 29, 2014].
Westerdahl, E. et al., 2001. Chest physiotherapy after coronary artery bypass graft surgery--a
comparison of three different deep breathing techniques. Journal of rehabilitation medicine :
official journal of the UEMS European Board of Physical and Rehabilitation Medicine, 33,
pp.79–84.
Wierzejski, W. et al., 2012. Modern methods of assessment of lung aeration during
mechanical ventilation. Anaesthesiology Intensive Therapy, 44(4), pp.226–231. Available at:
http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-84878567658&partnerID=tZOtx3y1.
Van Winden, C.M.Q. et al., 1998. Effects of flutter and PEP mask physiotherapy on
symptoms and lung function in children with cystic fibrosis. European Respiratory Journal,
12(1), pp.143–147. Available at: http://erj.ersjournals.com/content/12/1/143 [Accessed
October 26, 2014].
Zach MS, Oberwaldner B. 1987. Chest physiotherapy: the mechanical approach to
antiinfective therapy in cystic fibrosis. Infection,15, 381-384.
Annexes
Annexe 1 : Les volumes pulmonaires
Annexe 2 : Fiche de lecture 1
Annexe 3 : La PEP dans la diminution de l’hyperinflation
Annexe 4 : La PEP dans le désencombrement des voies aériennes
Annexe 5 : Description schématique du pression expiratoire positive (PEP) masque et
illustration des différents modèles de PEP continue
Annexe 6 : Fiche de lecture 2
Annexe 7 : Fiche de lecture 3
Annexe 8 : Tableau de la Fréquence Respiratoire (FR) après les différentes PEP
Annexe 9 : Tableau des caractéristiques individuelles des participants à l’étude
Annexe 10 : Différentes évolutions du recrutement pendant les divers niveaux de PEP
Annexe 1 : Les volumes pulmonaires6
Vt : Volume courant : il représente le volume d’air mobilisé lors d’une inspiration ou
expiration de repos.
VRI : Volume de Réserve Inspiratoire : volume d’air supplémentaire qui peut être inspiré
après une inspiration normale
VRE : Volume de Réserve Expiratoire : volume d’air supplémentaire qui peut être exhalé
après une expiration normale
VR : Volume Résiduel : volume restant dans les poumons après une expiration maximale
CPT : Capacité Pulmonaire Totale : somme de tous les volumes pulmonaires
CV : Capacité Vitale : totalité des volumes mobilisables
CRF : Capacité Résiduelle Fonctionnelle : volume restant dans les poumons après une
expiration normale
CE : Capacité Expiratoire : volume d’air pouvant être exhalé après une inspiration normale
CI : Capacité Inspiratoire : volume d’air pouvant être inhalé après une expiration normale
6 Source : (Kharfi 2013)
Annexe 2 : Fiche de lecture 1
Référence : Rogers, D. & Doull, I.J.M., 2005. Physiological principles of airway clearance
techniques used in the physiotherapy management of cystic fibrosis. Current Paediatrics,
15(3), pp.233–238..
Localisation : Disponible sur internet grâce au lien suivant :
http://www.fundacionfibrosisquistica.org/guias_articulos/2005/Physiological%20principles%
20of%20airway%20clearance.pdf
Information sur les auteurs : Diane Rogers est une physiothérapeute travaillant à la clinique
universitaire de Wales, à Cardiff. Elle a écrit plusieurs articles concernant la kinésithérapie
respiratoire, plus particulièrement chez les enfants atteints de mucoviscidose. Elle s’est
également penchée sur la physiologie respiratoire et sur l’impact des manœuvres de
kinésithérapie sur cette physiologie.
Doull I.J.M est un docteur spécialisé en pneumologie travaillant dans la même clinique que D.
Rogers. Il a commencé à publier des articles en 1986, dont la majorité traite des pathologies
respiratoires chez les enfants.
Sources : http://www.physiotherapyjournal.com/article/S0031-9406%2805%2966432-
2/abstract et http://researchindex.net/author/Doull,_I.J.M./537132f026184448c561b9db
Sujet traité : L’article présente les différentes techniques de désencombrement bronchique les
plus souvent utilisées dans le cadre de patients atteints de mucoviscidose, et identifie les
principes physiologiques de chaque technique. L’objectif de cet article est de comprendre
l’impact des manœuvres sur la physiologie respiratoire.
Mots-clés : Mucoviscidose, Pédiatrie, Physiologie, Principes, Techniques de
désencombrement.
Résumé sélectif :
Introduction : La mucoviscidose est une pathologie se manifestant principalement par une
insuffisance pancréatique et une infection pulmonaire chronique, cette dernière étant la
majeure cause de la morbidité et mortalité de cette maladie. Avec l’antibiothérapie, la
kinésithérapie occupe une grande part du traitement des troubles respiratoires. Ce traitement
kinésithérapeute doit être individualisé pour chaque patient. Il peut se constituer de techniques
de désencombrement bronchique associées à une toux efficace, d’aérosolthérapie, d’éducation
thérapeutique, voire d’oxygénothérapie et de ventilation non invasive.
Méthode : Cet article nous présente une vue d’ensemble sur les techniques les plus
couramment utilisées chez les enfants atteints de mucoviscidose, et leurs effets sur la
physiologie respiratoire, grâce à une étude ciblée de la littérature.
Résultats : Concernant les techniques de désencombrement bronchique, différents principes
physiologiques sont à l’origine de leur application thérapeutique. Par exemple, l’aide de la
gravité pour l’évacuation du mucus retenu dans les voies aériennes explique l’intérêt que
possède le drainage postural.
Les dispositifs introduisant une pression positive et/ou des oscillations dans l’arbre
bronchique tels que le PEP masque, où PEP signifie : Pression Expiratoire Positive, et le
flutter font également partie de ces manœuvres de désencombrement.
La thérapie par PEP masque, avec une pression à mi-expiration comprise entre 10 et 20
cmH2O, est basée sur le principe de la ventilation collatérale. Celui-ci suggère que l’air peut
se déplacer entre deux alvéoles via divers canaux anatomiques. Chez des adultes atteints de
pathologies obstructives, la résistance des voies aériennes est augmentée mais pas celle des
canaux collatéraux. On observe une augmentation de la ventilation collatérale. En pratique
clinique, la PEP permet à davantage d’air d’entrer dans les poumons durant l’inspiration, et à
une augmentation de ce volume d’air en amont des sécrétions aidant à la mobilisation de
celles-ci. La High PEP, usant de pression atteignant 40 à 100 cmH2O, ajoute à ce principe le
fait qu’elle permette au patient d’expirer à un volume plus grand que sa capacité vitale forcée
habituelle.
La Capacité Vitale Forcée (CVF) correspond au « volume maximum d’air expulsé au cours
d’une expiration effectuée le plus rapidement et le plus complètement possible en partant de
la position d’une inspiration complète. ».
D’après une source externe : http://www.rirlorraine.org/rirlor/jsp/site/Portal.jsp?page_id=406
Enfin, les principes auxquels répondent les dispositifs à PEP oscillante se résument à :
l’augmentation du diamètre des voies aériennes, les vibrations provoquées facilitent la
mobilisation du mucus et provoquent des répétitions d’accélération du flux expiratoire
favorisant son évacuation vers les bronches proximales.
L’avantage de ces thérapies par PEP est l’autonomie du patient vis-à-vis de ces dispositifs,
suite à une éducation thérapeutique effectuée.
Pistes de lectures complémentaires :
Lannefors L, Wollmer P. Mucus clearance with three chest physiotherapy regimes in
cystic fibrosis: a comparison between postural drainage, PEP and physical exercise.
Eur Respir J 1992;5:748–53
Samuels S, Samuels M, Dinwiddie R, Prasad A. A survey of physiotherapy techniques
used in specialist clinics for cystic fibrosis in the UK. Physiotherapy 1995;82:279–83
Lannefors L, Button B, McIlwaine M. Physiotherapy in infants and young children
with cystic fibrosis: current practice and future developments. J Soc Med 2004;97
(Suppl. 44):8–25
Commentaire : Cet article a la qualité de nous justifier l’usage des techniques de
désencombrement chez des enfants atteints de mucoviscidose en se basant sur des principes
physiologiques. Il est synthétique quant à ces principes, il aurait fallu plus d’explications vis-
à-vis de la mécanique respiratoire pour vraiment visualiser les mécanismes exposés. De plus,
il nous liste les différents moyens d’évacuation du mucus sans pour autant les comparer, nous
ne pouvons donc tirer de conclusion quant à l’efficacité de celles-ci. Il faudrait rechercher
d’autres études qui compareraient ces techniques, comme la première référence présente dans
mes pistes de lectures complémentaires.
Annexe 3 : Figure 12 : La PEP dans la diminution de l’hyperinflation2
Annexe 4 : Figure 13 : La PEP dans le désencombrement des voies aériennes2
Annexe 5 : Figure 14 : Description schématique du PEP masque et illustration des différents
modèles de PEP continue3
De gauche à droite : PariPEP®, Threshold PEP®, TheraPEP® et PEPmask®
Annexe 6 : Fiche de lecture 2
Référence : Fagevik Olsén, M., Lannefors, L. & Westerdahl, E., 2014. Positive expiratory
pressure - Common clinical applications and physiological effects. Respiratory medicine,
pp.1–11. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25573419 [Accessed
January 19, 2015].
Localisation : Disponible sur internet grâce au lien suivant :
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25573419
Présentation de l’auteur : Monika Fagevik Olsén est une kinésithérapeute et enseignante à la
clinique universitaire Sahlgrenska, en Suède. Elle a publié divers articles traitant de
kinésithérapie respiratoire, de rééducation post-partum et d’autres sujets.
Sujet traité : L’objet de cet article est de décrire l’objectif, la performance et les modalités
d’application clinique de la Pression Expiratoire Positive (PEP) ainsi que l’impact
physiologique qui en découle, selon les différents buts fixés vis-à-vis de la ventilation.
Mots-clés : PEP, Volume pulmonaire, Hyperinflation, Désencombrement.
Résumé sélectif :
Introduction : La PEP est utilisée chez des personnes présentant des pathologies respiratoires,
neurologiques ou qui vont subir une opération chirurgicale. Les trois indications communes
de cette thérapie sont : l’augmentation du volume pulmonaire, plus particulièrement du
Volume courant (Vt) et de la Capacité Résiduelle Fonctionnelle (CRF), la réduction de
l’hyperinflation et l’amélioration du dégagement des voies respiratoires.
Méthode : Fagevik M. et al. se sont inspirés de nombreuses études et revues de littérature afin
de publier cet article traitant des objectifs de la PEP et des modalités d’usage en découlant.
Résultats : Les auteurs ont pu rédiger une revue de littérature décrivant les modalités
d’application clinique de la PEP.
Selon le patient et l’objectif à atteindre, les modalités d’application de la PEP diffèrent.
Lorsqu’il s’agit d’augmenter le volume pulmonaire, les instructions données aux patients
par les thérapeutes varient. Il peut leur être demandé de respirer spontanément, de prendre des
volumes supérieurs à ceux de repos ou encore d’inspirer profondément, puis d’expirer de
manière légèrement active contre la résistance. L’objectif est de maintenir une pression à mi-
expiration comprise entre 10 et 20 cmH2O. La durée du traitement et le nombre de cycles
respiratoires sont individualisés pour chaque patient. On observe alors une augmentation de la
CRF et du Vt. Les explications physiologiques de l’augmentation de la CRF sont : le fait de
diminuer le débit expiratoire par la PEP et d’augmenter le temps inspiratoire qui conduit à un
plus faible volume expiré, le rôle de la ventilation collatérale pourrait également expliquer la
ré-inflation des voies collabées.
Dans le cadre de l’hyperinflation, le but de la PEP est d’améliorer les échanges gazeux et
de diminuer le travail durant la respiration. L’hyperinflation pulmonaire ou distension
pulmonaire correspond à « un volume excessif de gaz intraparenchymateux » d’après
http://www.em-consulte.com/rmr/article/212445.
Les instructions données sont alors d’inspirer normalement et de prolonger chaque expiration
contre la PEP de façon, au fur et à mesure, à diminuer la CRF jusqu’à un niveau se
rapprochant d’une CRF normale. La PEP est alors réglée entre 5 et 10 cmH2O. Au niveau
physiologique, la PEP permettrait alors de diminuer le collapsus des voies aériennes et
d’augmenter le volume expiré et ainsi de diminuer la CRF. Réduire l’hyperinflation nous
mène ensuite à une amélioration de la distribution de la ventilation et des échanges gazeux.
La PEP peut également être utilisée à visée de désencombrement bronchique.
L’objectif est dans ce cas d’augmenter la CRF et le Vt dans le but de recruter des voies
respiratoires collabées afin d’amener de l’air en amont des sécrétions, puis d’effectuer des
techniques de fluctuation du flux expiratoire pour évacuer le surplus de mucus. Lors de la
présence de voies collabées, l’air reste piégé dans certaines parties du poumon. Trois
méthodes thérapeutiques utilisant la pression positive sont employées : La PEP, l’HiPEP et
l’OscPEP.
Une variante de la thérapie par PEP, nommée HiPEP, consiste à effectuer plusieurs cycles
respiratoires avec une expiration forcée contre la résistance puis d’effectuer deux à trois fois
des respirations jusqu’à la CVF contre cette même résistance. Le but de l’HiPEP est
d’augmenter la CRF afin de recruter des territoires pulmonaires collabés, comme la PEP.
Il existe également des PEP oscillantes (OscPEP). Les sujets doivent inspirer davantage qu’au
repos, retenir leur respiration brièvement puis expirer activement jusqu’à un niveau de CRF
inférieur à celui de repos. Les oscillations diminueraient les propriétés visco-élastiques du
mucus et aideraient à sa mobilisation.
Pistes de lectures complémentaires :
Elkins MR, Jones A, van der Schans C. Positive expiratory pressure physiotherapy for
airway clearance in people with cystic fibrosis. Cochrane Database Syst Rev 2006 Apr
19;2
Urell C, Emtner M, Hedenström H, Tenling A, Breidenskog M, Westerdahl E. Deep
breathing exercises with positive expi- ratory pressure at a higher rate improve
oxygenation in the early period after cardiac surgery e a randomised controlled trial.
Eur J Cardiothorac Surg 2011;40:162-7
Spahija JA, Grassino A. Effects of pursed-lips breathing and expiratory resistive
loading in healthy subjects. J Appl Physiol 1996;80:1772-84.
Commentaire :
Cette revue de littérature permet de rattacher les modalités d’usage de la thérapie par Pression
Expiratoire Positive à un objectif précis, du à un trouble ventilatoire identifié. Elle me parait
pertinente car elle justifie les objectifs de la PEP en fonction des dysfonctionnements de la
mécanique ventilatoire. Cependant, les pressions à appliquer ne sont pas précisées dans tous
les cas, comme lors de la description de l’application de la PEP dans le cadre du
désencombrement bronchique. De plus, lorsqu’une fourchette de pressions est proposée en
fonction du but à atteindre, les auteurs ne justifient pas le choix de telles pressions. La
justification des niveaux de pression à appliquer selon les objectifs à atteindre, par la
comparaison d’essais cliniques randomisés étudiant différents niveaux de PEP, serait à
rechercher pour compléter cette revue.
Annexe 7 : Fiche de lecture 3
Référence : van der Schans, C.P. et al., 1991. Effect of positive expiratory pressure breathing
in patients with cystic fibrosis. Thorax, 46, pp.252–256.
Localisation : Disponible sur internet au lien suivant :
http://thorax.bmj.com/content/46/4/252.long
Présentation de l’auteur : C.P. van der Schans est un physiothérapeute et un professeur au sein
de l’université de Groningen, aux Pays-Bas. Il a écrit de nombreux articles pour la base de
données du CIRRIE (Center for International Rehabilitation Research Information and
Exchange) traitant de divers sujets comme la kinésithérapie respiratoire, les lombalgies, les
paralysies cérébrales, …
Sources : http://cirrie.buffalo.edu/database/authors/6424 et
http://www.umcg.nl/EN/Research/Researchers/Faculty/Paginas/Schans,vanderCP.aspx
Sujet traité : Cet article est une étude expérimentale visant à comparer les effets d’un niveau
de PEP à 5 cmH2O, à ceux d’un niveau de PEP de 15 cmH2O, chez des sujets atteints de
mucoviscidose, sur le volume de gaz thoracique à la Capacité Résiduelle Fonctionnelle (CRF)
et à la Capacité Pulmonaire Totale (CPT).
Mots-clés : Mucoviscidose, Pression expiratoire positive, Toux, Volume de gaz thoracique,
Capacité pulmonaire totale, Capacité résiduelle fonctionnelle.
Résumé sélectif :
Introduction : Chez des sujets atteints de mucoviscidose, la rétention de mucus est
responsable d’infection bronchique à l’origine de la détérioration de la fonction respiratoire.
Les techniques de kinésithérapie telles que les expirations forcées et la toux ont pour but
d’améliorer le transport du mucus. La PEP vise à augmenter la pression intra-bronchique ce
qui va augmenter le gradient de pression entre les alvéoles ouvertes et fermées, et à augmenter
la CRF afin de diminuer les résistances dans les petites VA et voies collatérales. Cependant
les études sont contradictoires vis-à-vis de l’effet de la PEP sur la fonction pulmonaire et sur
l’hématose.
Méthode : van der Schans, C.P. et al. ont mis en place 3 protocoles chez 8 sujets atteints de
mucoviscidose. Le protocole A sert de protocole contrôle, où il est demandé aux patients de
tousser afin d’expectorer au mieux. Ses résultats serviront de référence aux deux autres car
c’est l’état de base du sujet. Dans le protocole B, les sujets doivent respirer à travers un PEP
masque Vital signs, relativement indépendant vis-à-vis du débit expiratoire, réglé à 5 cmH2O.
Ceci répété 5 fois, et suivi d’une consigne de tousser afin de dégager ses VA. Dans le
protocole C, les modalités sont identiques au protocole B, mis à part que la pression choisie
sur le masque est de 15 cmH2O. Le volume de gaz thoracique a été mesuré avant les
protocoles, durant, et après ces derniers.
Résultats : Durant la respiration contre la PEP fixée à 5 cmH2O (protocole B), nous
observons une augmentation significative du volume pulmonaire (de la CRF et de la CPT)
respectivement de +1 litre et +0.8 litre par rapport à l’état de référence mesuré lors du
protocole A. Durant le protocole C, nous notons également une augmentation de la CRF et de
la CPT de +1.8 litres pour les deux.
Après les deux protocoles B et C, les mesures montrent un retour à l’état de base similaire.
Les résultats de cette expérience montrent un bénéfice de la PEP dans l’augmentation du
volume gazeux du thorax, plus précisément dans l’augmentation de la CRF et de la CPT.
De plus, le niveau de PEP de 15 cmH2O montre une supériorité dans ses effets apportés
comparé à celui de 5 cmH2O.
Pistes de lectures complémentaires :
Falk M, Kelstrup M, Andersen JB, et al. 1984. Improving the ketchup bottle method
with positive expiratory pressure, PEP. A controlled study in patients with cystic
fibrosis. Eur J Respir Dis;65:57-66.
Groth S, Stafanger G, Dirksen H, Andersen JB, Falk M, Kelstrup M. 1985. Positive
expiratory pressure (PEP-mask) physiotherapy improves ventilation and reduces
volume of trapped gas in cystic fibrosis. Bull Eur Physiopathol Respir;21:339-43.
Oberwaldner B, Evans JC, Zach MS. 1986. Forced expirations against a variable
resistance: a new chest physiotherapy method in cystic fibrosis. Pediatr
Pulmonol;2:358-67.
Commentaire : Les résultats issus de cette étude sont statistiquement significatifs et pertinents
au regard de l’application clinique de la PEP. Seulement, la qualité méthodologique de l’étude
reste faible car le nombre de participants est limité et il n’y a pas de groupe témoin puisque
tous les sujets participent aux 3 protocoles. De plus les niveaux de PEP déterminés sont réglés
sur un masque « relativement » débit-indépendant, ce qui laisse à entendre qu’ils ne sont pas
toujours équivalents en fonction des cycles respiratoires et des sujets.
Annexe 8 : La Fréquence Respiratoire (FR) après les différentes PEP
Post PEP 5 cm
H2O
Post PEP 10
cmH2O
Post PEP 15
cmH2O
Post PEP 20
cmH2O p
n = 13 12 13 12
FR
x̄ ± SD 12,8 ± 2,5 12,4 ± 2,1 13,1 ± 2,6 12,3 ± 2,4 NS
Tableau 5 : Comparaison de la FR Post PEP selon les différents niveaux de PEP appliqués
Annexe 9 :
Identif Genre Age
(ans)
Poids
(kg)
Taille
(cm) IMC Sport
7
CV
(L)
CV
(% th8)
VEMS
(L)
VEMS
(% th)
Tiffeneau
(%)
Vt
(L)
1 M 23 89 182 26,9 4 5,92 108 4,71 102 82 0,64
2 M 24 85 181 25,9 3 5,79 107 4,59 100 79 0,73
3 M 26 76 184 22,4 2 5,89 106 4,27 92 72 0,54
4 M 24 75 170 26,0 2 4,15 87 3,38 83 81 1,24
5 M 21 75 181 22,9 3 5,24 96 4,46 98 85 0,96
6 M 22 75 178 23,7 5 5,13 97 3,73 84 73 0,72
7 F 23 55 169 19,3 1 3,91 99 3,46 100 88 0,39
8 F 20 55 166 20,0 6 3,97 104 3,34 100 84 0,39
9 F 22 67 170 23,2 4 4,22 106 3,75 108 89 0,68
10 F 20 57 168 20,2 1 4,14 88 3,3 82 80 0,41
11 F 22 54 159 21,4 2 3,73 107 2,8 92 75 0,44
12 F 21 69 171 23,6 2 4,31 105 3,48 99 81 0,47
13 F 22 58 167 20,8 1 3,79 98 3,09 92 82 0,45
x̄ 22,31 68,46 172,77 23 2,77 4,63 100,62 3,72 94,77 80,85 0,62
SD 1,7 11,89 7,63 2,4 1,59 0,84 7,15 0,61 8,05 5,21 0,25
Tableau 6 : Les caractéristiques individuelles des participants à l’étude
7 Sport : nombre d’heures de sport par semaine
8 % th : % de la valeur théorique
Annexe 10 :
Sujet n°2 : PEP 1 = 5 cmH2O, PEP 2 = 10 cmH2O, PEP 3 = 20 cmH2O, PEP 4 = 15 cmH2O
Sujet n°9 : PEP 1 = 10 cmH2O, PEP 2 = 20 cmH2O, PEP 3 = 5 cmH2O, PEP 4 = 15 cmH2O
Figure 15 : Différentes évolutions du recrutement pendant les divers niveaux de PEP
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
1 2 3 4
PEP1
PEP2
PEP3
PEP4
-2000
-1500
-1000
-500
0
1 2 3 4
PEP 1
PEP 2
PEP 3
PEP 4
