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Techniques & Mesures

Cette page répertorie les techniques et les mesures employées par le système flexiVent et utilisées principalement dans le domaine de la mesure de la mécanique respiratoire.

Technique d'oscillation forcée (FOT)

La technique d'oscillation forcée permet une évaluation très détaillée et reproductible de la fonction pulmonaire chez des sujets allant de la souris nouveau-née à l'homme. Cette technique consiste à appliquer une forme d'onde oscillatoire à l'ouverture des voies respiratoires du sujet et à mesurer les signaux de pression, de débit et de volume résultant de la réponse du sujet à la forme d'onde appliquée. Ces signaux peuvent ensuite être adaptés à divers modèles afin de mieux comprendre la mécanique pulmonaire du sujet.
Le saviez-vous?
Le flexiVent a été le premier appareil commercial à mesurer la mécanique respiratoire en utilisant la technique d'oscillation forcée chez les animaux.

FOT à fréquence unique
(résistance et conformité)

Dans une manœuvre d'oscillation forcée à fréquence unique, la réponse du sujet à une forme d'onde sinusoïdale est étudiée. Les signaux de pression, de débit et de volume résultants sont ajustés au modèle à compartiment unique à l'aide d'une régression linéaire et la résistance, l'élastance et la compliance du système respiratoire total sont obtenues.
Les résultats

Résistance (R): la résistance dynamique évalue quantitativement le niveau de constriction dans les poumons.
Élastance (E): l'élastance capte la raideur élastique du système respiratoire à la fréquence de ventilation. S'il est mesuré dans des conditions de thorax fermé, il comprend une contribution des poumons, des parois thoraciques et des voies respiratoires. L'élastance est l'inverse de la conformité et vice versa.
Compliance (C): la compliance (également connue sous le nom de compliance dynamique) décrit la facilité avec laquelle le système respiratoire peut être étendu. Chez un sujet dont les parois thoraciques sont intactes, il fournit une caractérisation des propriétés élastiques globales que le système respiratoire doit surmonter pendant la respiration des marées pour faire entrer et sortir l'air des poumons.
Coefficient de détermination (COD): paramètre de contrôle de la qualité mesurant la qualité de l'ajustement du modèle à un seul compartiment.

Le saviez-vous ?
La résistance et la compliance sont les résultats les plus fréquemment rapportés lors de l'évaluation de la fonction pulmonaire.

FOT large bande
(mécanique respiratoire cloisonnée)

Également appelée technique d'oscillation forcée à basse fréquence, une manœuvre d'oscillation forcée à large bande mesure la réponse du sujet à un signal contenant une large gamme de fréquences à la fois inférieures et supérieures à la fréquence respiratoire du sujet. Le résultat, l'impédance d'entrée du système respiratoire (Zrs), est l'évaluation la plus détaillée de la mécanique respiratoire actuellement disponible.

L'impédance d'entrée peut être analysée plus en détail à l'aide du modèle à phase constante (CPM), introduit par Hantos et al., pour obtenir une distinction paramétrique entre les voies respiratoires et la mécanique des tissus. Cette distinction est inestimable pour obtenir une compréhension précise de la façon dont les maladies affectent les poumons.

Les résultats

Impédance d'entrée (Zrs): les effets combinés de la résistance, de la compliance et de l'inertance en fonction de la fréquence.
Résistance newtonienne (Rn): paramètre du CPM qui représente la résistance des voies respiratoires centrales ou conductrices.
Amortissement des tissus (G): paramètre du CPM étroitement lié à la résistance tissulaire et reflète la dissipation d'énergie dans les alvéoles.
Élastance tissulaire (H): paramètre du CPM étroitement lié à l'élastance tissulaire et reflète la conservation de l'énergie dans les alvéoles.
Coefficient de détermination (COD): paramètre de contrôle qualité mesurant la qualité de l'ajustement du modèle à phase constante.

Le saviez-vous ?
Bien que la manœuvre d'oscillation forcée à large bande puisse ressembler à un bruit aléatoire pendant l'exécution, il s'agit en fait d'un signal construit avec précision qui contient des fréquences spécifiques pertinentes pour le sujet étudié.
Références

Recrutement par inflation profonde

L'inflation profonde gonfle progressivement les poumons du sujet jusqu'à un état de capacité pulmonaire totale, défini comme une pression de 30 cmH2O, puis se maintient pour permettre à la pression alvéolaire de s'équilibrer. La manœuvre est utile pour ouvrir les zones pulmonaires fermées, restaurer la perméabilité des voies respiratoires ou normaliser le volume dans les poumons. Les volumes initial et final sont utilisés dans le calcul de la capacité inspiratoire (CI).
Les résultats
Estimation de la capacité inspiratoire (CI) : quantité d'air qui peut être inhalée après la fin d'une expiration normale.
Le saviez-vous ?
Il y a une perte progressive de volume pulmonaire due à la fermeture des voies respiratoires pendant la ventilation mécanique, qui peut être récupérée grâce à des manœuvres d'inflation profonde.  
Références

Boucles pression-volume

Les boucles pression-volume (PV) capturent les propriétés mécaniques quasi-statiques du système respiratoire. L'équation de Salazar-Knowles (SKE) peut être ajustée à la branche expiratoire de la boucle PV, et les valeurs d'élastance et de compliance quasi-statiques peuvent être calculées.
Les résultats

A: estimation de la capacité inspiratoire. Le paramètre A du SKE est une estimation des limites supérieures de la différence entre la capacité pulmonaire totale et le volume zéro.

B: le paramètre B du SKE est une estimation de la différence entre le volume à capacité pulmonaire totale et le volume prévu à pression nulle.

Note: le volume à pression nulle ne peut être obtenu qu'en extrapolant l'ajustement du modèle SKE, car une mesure à pression nulle n'est possible que si les poumons sont entièrement dégazés. Alors que le SKE décrit la partie supérieure de la boucle PV, il dévie de manière significative à une pression nulle, donc B est un paramètre théorique et ne doit pas être interprété physiologiquement ou rapporté.

K: courbure de la partie supérieure de la branche de déflation de la courbe PV. Il a été démontré que ce paramètre de forme change avec différents modèles de maladies chroniques.

Gent: la compliance quasi-statique est un paramètre classique extrait d'une courbe PV. S'il est mesuré dans des conditions de thorax fermé, il reflète les propriétés élastiques intrinsèques du système respiratoire (c'est-à-dire poumon + paroi thoracique) au repos.

Région: la zone délimitée par la boucle de volume de pression fournit une estimation de la quantité d'atélectasie (fermeture de l'espace aérien) qui existait avant la manœuvre de la boucle PV.

Références

Manœuvre forcée de volume expiré

Les expirations forcées tentent d'imiter la spirométrie clinique dans la recherche préclinique. Ceci est réalisé en exposant rapidement l'ouverture des voies respiratoires du sujet à une pression négative et en mesurant le débit expiré.
Les résultats

Volume expiré forcé (FEVx): le volume expiré pendant les x premières secondes d'une expiration forcée indique une maladie obstructive des voies respiratoires et une limitation accrue du débit expiratoire.

Flux expiré forcé (FEFx): le débit expiratoire calculé à une heure ou fraction volumique spécifique dans une expiration forcée.

Capacité Vitale Forcée (CVF): est le volume total expiré lors d'une expiration forcée, est généralement réduit dans de nombreuses maladies pulmonaires.

Débit expiratoire de pointe (PEF): le débit expiratoire le plus élevé atteint lors d'une expiration forcée.

Le saviez-vous ?

Ce n'est là qu'un des résultats translationnels offerts par flexiVent pour aider à corréler la recherche clinique et préclinique.

En savoir plus sur la façon d'obtenir ces mesures avec l'extension FEV.

Références

Volume pulmonaire

Le flexiVent est désormais capable de fournir davantage de mesures des volumes pulmonaires. En plus de mesurer la capacité inspiratoire (IC) et la capacité vitale forcée (FVC), le flexiVent comprend désormais des mesures des volumes pulmonaires total et résiduel (TLC/RV). Comme avec d'autres techniques, cela se fait à l'aide d'une manœuvre automatisée contrôlée par ordinateur pour la normalisation et le contrôle des paramètres.

L'acquisition de ces nouveaux résultats ne nécessite pas l'utilisation d'un appareil séparé et peut facilement être précédée de mesures complètes de mécanique respiratoire généralement effectuées avec le flexiVent. Les modifications du volume pulmonaire sont sensibles aux modifications physiologiques ou physiopathologiques.

Veuillez contacter le support technique SCIREQ si vous souhaitez obtenir d'autres volumes pulmonaires.

Doses délivrées

Les défis dose-réponse délivrant un bronchoconstricteur sont couramment utilisés pour évaluer l'hyperréactivité des voies respiratoires. Généralement rapportées en fonction de la concentration, ces courbes dose-réponse sont fortement influencées par les variations du protocole. Afin de permettre des résultats comparables et reproductibles, le logiciel flexiWare génère désormais une estimation de la dose délivrée aux voies respiratoires du sujet lors d'un challenge inhalé. Cette caractérisation du nébuliseur offre une standardisation en tenant compte de la pluie, des modèles de ventilation, des taux d'aérosols et d'autres variables qui peuvent modifier la dose délivrée. Les chercheurs peuvent désormais comparer facilement et avec précision les résultats entre les sujets, les groupes, les études et même d'autres laboratoires.
Le saviez-vous ?
Pour une souris moyenne, seulement 10 % de l'aérosol généré est acheminé vers ses voies respiratoires.
Affiches

Administration de médicaments assistée par ventilateur

Ventilator-Assisted Aerosol Delivery (VAAD) est une nouvelle technique innovante utilisant le flexiVent, introduite pour améliorer in vivo administrations d'aérosols pour l'administration de médicaments et la modélisation de maladies. L'approche VAAD minimise la variabilité d'un sujet à l'autre et favorise un dépôt d'aérosol très homogène dans les poumons. Ce protocole d'aérosol optimisé est synchronisé avec la ventilation mécanique pour normaliser les caractéristiques du schéma respiratoire du sujet et pour mesurer la fonction pulmonaire avant et après l'administration.

Références