LA CAPNOGRAPHIE

LA CAPNOGRAPHIE

Comparaison PaCO2 et PETCO2

Selon les auteurs il existe normalement une différence entre les valeurs artérielles (PaCO2) et alvéolaires (PACO2) de la pression partielle en dioxyde de carbone de 2 à 3 mmHg (49) ou de 2 à 5 mmHg (7, 41) chez les humains et de 2 à 5 mmHg chez des chiens en bonne santé (42). La pression artérielle s’avère supérieure à la pression alvéolaire à cause de la dilution du gaz participant aux échanges respiratoires avec ceux des espaces morts anatomiques et alvéolaires (42). Il est cependant totalement impossible de prélever du véritable gaz alvéolaire car les alvéoles se vident à des taux et à des degrés variés (41). Dans des conditions normales d’échantillonnage, la pression partielle en fin d’expiration (PETCO2) est considérée comme étant égale à la pression partielle moyenne en dioxyde de carbone au niveau alvéolaire. PaCO2 est dans ces conditions normales peu différente de PETCO2.Cette différence peut être masquée par trois causes principales incluant la ventilation, une perfusion anormale et des conditions respiratoires inhibant la vidange complète des alvéoles, ainsi que des techniques de prélèvement pauvres (fuite dans le tube de prélèvement…). Physiologiquement, dans un poumon normal, on peut distinguer deux types d’alvéoles selon qu’ils soient plus ou moins perfusés et ventilés.Chez l’homme, les lobes pulmonaires des parties supérieures possèdent des alvéoles qui sont plus ventilés que perfusés (ne participant donc pas aux échanges respiratoires, constituant donc une partie de l’espace mort anatomique). Les lobes pulmonaires inférieurs contiennent des alvéoles plus perfusés que ventilés (phénomène appelé shunt). Les lobes de la portion intermédiaire sont considérés comme étant « idéaux » au plan des échanges respiratoires. Ces lobes sont en effet constitués d’alvéoles autant ventilés que perfusés, où le ratio ventilation/ perfusion (V/Q) est égal à 0.8.Chez nos carnivores domestiques, une telle partition causée par la gravité terrestre (49) doit aussi exister mais n’a jamais été étudiée. La ventilation de l’espace mort est caractérisée par un ratio V/Q élevé, et une proportion plus ou moins grande du volume courant total (VT) qui n’est pas impliquée dans les échanges de gaz. Cette fraction est appelée espace mort physiologique noté VD. Le rapport VD/VT représente la mesure de l’efficacité de l’élimination du dioxyde de carbone. Ainsi toutes conditions physiopathologiques qui créent des alvéoles ventilés mais non perfusés augmentent l’espace mort physiologique, et donc accroissent le ratio VD/VT. Cette accroissement du rapport majore la différence entre les pression partielles en dioxyde de carbone du secteur artériel et alvéolaire (41, 48, 49).Ainsi chez l’être humain, une augmentation importante du ratio VD/VT peut résulter d’un embolisme pulmonaire (48, 49), d’une pathologie pulmonaire (48), d’un arrêt cardiaque (VD/VT=0.7), d’une hypovolémie (42) ou d’un positionnement du patient en décubitus latéral (41, 49). Cette relation entre le rapport VD/VT et PETCO2 a conduit à penser qu’il y avait une relation suffisamment linéaire ou logarithmique qui permet d’utiliser PETCO2 pour suivre les changements du travail cardiaque. En effet, une baisse du travail cardiaque conduit à une élimination inadéquate du dioxyde de carbone et donc à des concentrations faibles en dioxyde de carbone en fin d’expiration (PETCO2) (41).

De plus, il a été démontré en médecine humaine, qu’une élévation de PETCO2 lors de tentative de réanimation suite à un arrêt cardiaque est associée avec une augmentation du travail cardiaque (41), indication beaucoup plus fiable que la palpation du pouls artériel. Après une réanimation suite à un arrêt cardiaque, il a été montré en outre que la valeur de PETCO2 pouvait être considérée comme un indicateur du pronostic vital du patient (41). De même, la différence entre les pressions partielles artérielle et alvéolaire a été utilisée en médecine humaine pour estimer l’espace mort lors de ventilation mécanique et non mécanique (49).

La méthode dite « sidestream »

Avec ce procédé, la cellule de lecture se trouve à distance du patient. Un échantillon des gaz respirés est aspiré en permanence à travers un petit tuyau placé le plus près possible des voies respiratoires du patient grâce à une pompe (12). Le tube de prélèvement est connecté à une pièce en T insérée sur l’extrémité de la sonde endotrachéale ou au niveau du masque d’anesthésie. Un des intérêts majeurs de ce type d’appareil est la légèreté de la chambre de prélèvement.En plus, en utilisant une canule nasale, on peut aussi l’utiliser chez des patients non intubés (1). Cependant, comme l’échantillon de gaz doit être amené jusqu’à l’appareil de mesure grâce à un tube de faible diamètre, ce tube est sujet aux obstructions causées par l’humidité de l’air expiré et les sécrétions du patient (1). Les gaz aspirés contiennent souvent des gaz anesthésiques et donc ces gaz, une fois analysés, doivent être stockés pour ne pas polluer l’air de la salle d’opération, ou doivent retourner dans le système respiratoire du patient notamment dans le cas de circuit fermé (7), ce qui peut éventuellement contaminer le circuit patient. En outre, le flux de gaz prélevé peut être élevé (plus de 400 mL/min), ce qui ne pose pas de problème chez les gros animaux tels que chez les équidés mais qui en pose chez les carnivores domestiques dont le volume courant est souvent inférieur ou proche de cette valeur (7).Cette remarque technique vaut aussi pour les capnomètres dits « microstream » dont le volume courant de 60 à 120 mL/min pose également des difficultés lors d’anesthésie de petits animaux. L’échantillon de gaz doit être véhiculé du lieu de prélèvement jusqu’à l’analyseur, ce qui est à l’origine d’un délai entre l’aspiration du prélèvement et l’affichage de la valeur mesurée. Cette disparité linéaire entre la courbe affichée et le moment où le prélèvement a eu lieu est fonction du temps de réponse de l’appareil, de la distance que le prélèvement doit parcourir jusqu’à la cellule de mesure et du flux du prélèvement (41). Ce délai n’a pas d’importance clinique chez les gros animaux tels que le cheval, mais peut être significatif chez de petits carnivores domestiques ou les animaux impubères qui ont une fréquence respiratoire rapide et un volume courant faible (41). Pour toutes ces considérations techniques et pratiques, on préfère utiliser chez ces animaux un dispositif capnographique dit « mainstream ».

La phase IV

Une remontée terminale est observée à la fin de la phase III dans certaines courbes SBTCO2 et certains tracés capnographiques temporels obtenus chez des patients obèses ou gravides. Cette remontée terminale observable sur un capnogramme temporel est connue sous le terme de phase IV car elle ressemble à la phase IV des courbes SBT-N2. Cependant, si la phase IV de ces courbes SBT-N2 est attribuée à la fermeture des voies aériennes en fin d’expiration, sur un capnogramme temporel, ce phénomène devrait théoriquement provoquer une baisse terminale à la fin de la phase III. Le mécanisme responsable de la phase IV d’un capnogramme temporel chez des patients obèses ou gravides est plus complexe. Il repose sur les caractéristiques expiratoires particulières des alvéoles de ces sujets (6).Ainsi, divers auteurs suggèrent que les patients obèses (6) ayant des poumons en bonne santé, aient deux compartiments pulmonaires aux propriétés mécaniques et à l’assortiment ventilation/ perfusion différent. On observerait une vidange initiale rapide des gaz issus du premier compartiment dit « rapide ». Le flux expiratoire initial élevé suppose que la plus grande partie du gaz quittant les alvéoles à ce moment présenterait une concentration constante en dioxyde de carbone, et serait responsable de la partie à peu près horizontale de la phase III du capnogramme. Au cours du temps le flux expiratoire diminue, la teneur en dioxyde de carbone de l’air expiré (du compartiment dit « lent ») augmenterait visiblement provoquant une augmentation terminale du capnogramme.La teneur en dioxyde de carbone plus élevée des gaz alvéolaires quittant les poumons vers la fin de l’expiration serait due à la libération continue de dioxyde de carbone durant toute l’expiration. Normalement, les gaz contenant un air très riche en dioxyde de carbone restent à l’intérieur des voies respiratoires du patient (espace mort anatomique) et ne sont donc pas analysés par les appareils de mesure se trouvant au niveau de la bouche du patient. Cependant, le volume courant élevé et la présence de fréquence respiratoire faible des patients obèses font que ces gaz atteignent la bouche et peuvent donc d’être analysés en fin d’expiration (6).L’effet combiné des caractéristiques de vidange des différents compartiments détermine la forme du plateau alvéolaire. En outre, la faible compliance thoracique des sujets obèses renforce le phénomène de vidange initiale des compartiments dits « rapides » et explique la forme du plateau alvéolaire avec une pente faible et une remontée terminale (phase IV). La capacité fonctionnelle résiduelle réduite et la faible compliance thoracique totale des patientes gravides expliquent l’obtention de tracés capnographiques identiques à ceux des patients obèses. Il faut aussi noter que lors de la grossesse, la production de dioxyde de carbone est augmentée, ce qui renforce la phase IV.La présence d’une phase IV explique que l’on peut obtenir chez des sujets obèses ou gravides des valeurs de pression partielle en dioxyde de carbone de l’air expiré supérieures aux valeurs de la pression partielle artérielle (6).

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Table des matières

LISTE DES ILLUSTRATIONS
LISTE DES ABREVIATIONS
INTRODUCTION
PARTIE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LA CAPNOGRAPHIE
CHAPITRE I : NOTIONS DE PHYSIOLOGIE UTILES EN CAPNOGRAPHIE
1.Le dioxyde de carbone
1.1. Origine
1.2. Aspect physico-chimique
1.3. Transport
1.4. Diffusion
2.Signification de la pression en CO2 en fin d’expiration (notée PETCO2
2.1. Définition
2.2. Mais que représente exactement PETCO2 ?
2.3. Comparaison PaCO2 et PETCO2
2.4. Adéquation ventilation/perfusion
2.4.1. Effet shunt (0.8>VA/Q>0)
2.4.1.1.Principales causes
2.4.1.2.Conséquences
2.4.2. Effet espace mort (­>VA/Q>0.8)
2.4.2.1.Principales causes
2.4.2.2.Conséquences
3.Notion d’espace mort3.1. Définition
3.2. Espace mort respiratoire
3.2.1. Définition0
3.2.2. Calcul de l’espace mort
Conclusion
CHAPITRE II : LES DIFFERENTES METHODES DE MESURE DE LA PRESSION PARTIELLE EN CO2
1.La spectrométrie de masse
1.1. Principes
1.1.1. Le spectromètre de masse à secteur magnétique et à détecteur fixés
1.1.2. La spectromètre de masse quadripôle
1.2. Avantages
1.3. Inconvénients
2.La spectrophotométrie et la spectrophotographie infra rouge5
2.1. Principe
2.2. Mode opératoire
2.3. Avantages
2.4. Inconvénients
3.D’autres méthodes de mesure moins utilisées
3.1. La spectrométrie de RAMAN
3.2. La spectrométrie photo-acoustique ou P.A.S.
3.3. La méthode F.E.F. ou méthode chimique
4.Procédé de mesure du gaz à analyser
4.1. La méthode dite « sidestream »
4.2. La méthode dite « mainstream »
Conclusion
CHAPITRE III : INTERPRETATION DES TRACES CAPNOGRAPHIQUES : LECTURE D’UN CAPNOGRAMME
1.Composants de la courbe SBT-CO2
2.Composants d’un capnogramme temporel
2.1. Le segment expiratoire
2.1.1. La phase I
2.1.2. La phase II
2.1.3. La phase III
2.1.4. PETCO2
2.1.5. La phase IV
2.1.6. L’angle alpha (á)
2.1.7. L’angle bêta (â)
2.2. Le segment inspiratoire
3.Capnogramme temporel ou courbe SBT-CO2 ?
Conclusion

CHAPITRE IV : FACTEURS INFLUENCANT L’EXACTITUDE DE LA MESURE DE LA CONCENTRATION EN DIOXYDE DE CARBONE
1.La pression atmosphérique
1.1. Effet direct de la pression atmosphérique
1.2. Effet indirect de la pression atmosphérique
2.La présence de protoxyde d’azote
3.Les agents anesthésiques halogénés
4.L’oxygène
5.La vapeur d’eau
6.Présence de mucus
7.Le temps de réponse de l’analyseur
7.1. Temps de transit
7.2. Temps de réaction
8.Signaux « bruyants »
PARTIE II : PARTIE EXPERIMENTALE

INTRODUCTION
CHAPITRE I : RAPPEL SUR LA LECTURE D’UN CAPNOGRAMME
1.Caractéristiques normales du segment expiratoire
2.Caractéristiques normales du segment inspiratoire
CHAPITRE II : MATERIELS ET METHODES
1.Populations
1.1. Population féline
1.2. Population canine
2.Matériels
3.Protocole expérimental
CHAPITRE III : ENREGISTREMENTS CAPNOGRAPHIQUES REALISEES
1.Fautes techniques
1.1. Intubation oesophagienne
1.1.1. Description
1.1.2. Hypothèses
1.1.3. Explication et situation
1.2. Valve expiratoire non fonctionnelle
1.2.1. Description
1.2.2. Hypothèses
1.2.3. Explication et situation
1.3. Réinhalation simple : défaut d’épuration des gaz expirés
1.3.1. Description
1.3.2. Hypothèses
1.3.3. Explication et situation
1.3.4. Evolution des anomalies après correction
1.4. Fuite entre la sonde et la chambre de lecture « mainstream »
1.4.1. Description
1.4.2. Hypothèses
1.4.3. Explication et situation
1.5. Surpression dans le circuit anesthésique
1.5.1. Description
1.5.2. Hypothèses
1.5.3. Explication et situation
2.Capnogrammes correspondant à des problèmes ventilatoires
2.1. Hypercapnie après apnée
2.1.1. Description
2.1.2. Hypothèses
2.1.3. Explication et situation
2.2. Encombrement trachéo-bronchique (par des sécrétion)
2.2.1. Description
2.2.2. Hypothèses
2.2.3. Explication et situation
2.2.4. Evolution des altérations observées
3.Situations cliniques particulières
3.1. Douleur
3.1.1. Description
3.1.2. Hypothèses
3.1.3. Explication et situation
3.2. Oscillations cardiogéniques
3.2.1. Description
3.2.2. Hypothèses
3.2.3. Explication et situation
3.3. Hernie diaphragmatique
3.3.1. Description
3.3.2. Hypothèses
3.3.3. Explication et situation
3.3.4. Evolution de ces altérations au cours de la correction
3.4. Curarisation
3.4.1. Description
3.4.2. Hypothèse
3.4.3. Evolution de la mise en place de la paralysie
3.4.4. Explication et situation
3.5. Reprise d’une respiration spontanée lors de décurarisation spontanée
3.5.1. Description
3.5.2. Hypothèses
3.5.3. Explication et situation
4.Tracés capnographiques relevés dans la littérature
CONCLUSION

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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