Soutenance mémoire
RESISTANCE PULMONAIRE CHEZ LE VEAU
ECOULEMENT DES FLUX D’AIR : NOTION DE RESISTANCE PULMONAIRE
Les paramètres de la fonction respiratoire
On définit plusieurs paramètres : la fréquence respiratoire (FR) : c’est le nombre de cycles respiratoires par unité de temps. Elle est de l’ordre de 30 par minute chez un veau, et de 15 à 25 par minute chez un bovin adulte.
le volume courant (V) : il est exprimé en litre et se définit comme le volume d’air inspiré et expiré au cours de chaque cycle respiratoire. Il correspond à l’amplitude du phénomène périodique ventilatoire.
Le débit (V’) : il se définit comme le volume d’air ventilé par unité de temps et est exprimé en litre par minute.
La compliance (C) : exprimée en litre par kilopascal, elle caractérise la distensibilité ou souplesse à la déformation du poumon. Elle est égale à la variation de volume par unité de variation de pression (dV/dP).
La résistance (R) : elle quantifie la perméabilité des voies aériennes au flux d’air (cf 2.2).
Le travail respiratoire (W) : il correspond à la somme des produits successifs des volumes déplacés (dv) par la pression P exercée sur ce volume à chaque moment du cycle. Il est calcilé sur une cycle.
Définition de la résistance pulmonaire
La résistance pulmonaire totale quantifie la perméabilité des voies aériennes au flux d’air. Elle est calculée comme la variation de pression pleurale par unité de flux, mesurée entre deux points de volume pulmonaire égaux pendant l’inspiration et l’expiration. Sous une autre forme, elle se définit comme la variation de pression provoquée par l’augmentation du débit aérien d’une unité (dP/dV’). De façon simple, la résistance est liée à l’effort pulmonaire ; en augmentant, elle augmente la pression à exercer pour permettre une circulation d’air suffisante, et donc augmente le « travail respiratoire » (efforts musculaires). Deux éléments agissent sur la circulation de l’air : la résistance « frictionnelle » entre les molécules d’air et les parois des voies aériennes (voies supérieures, inférieures et alvéoles), et les frottements entre les tissus (Lekeux, 1993).
Approche simple et géométrique et calcul théorique de la résistance
En modélisant de façon simple une bronche comme un cylindre, on peut calculer une résistance théorique, qui correspond à l’énergie nécessaire à la création d’un flux d’air dans ce conduit. La résistance (R) d’un conduit à la circulation d’un gaz dépend de son rayon (r), de sa longueur (L), ainsi que des propriétés physiques du gaz mis en mouvement (µ). Elle est donnée par : R= (8µL) / π r 4.La formule précédente traduit l’importance du rayon des voies aériennes : une division du rayon par deux entraîne une multiplication par 16 de la résistance. Ce modèle reste applicable et extrapolable à l’ensemble de l’arbre bronchique, mais ne tient compte que de la résistance frictionnelle de l’arbre respiratoire, et ignore la variation de type d’écoulement des gaz (Mauroy, 2004).
L’écoulement des fluides : modélisation et application à l’arbre trachébronchique
Afin d’expliquer les valeurs de la résistance des différents étages de l’arbre respiratoire, il convient d’étudier les caractéristiques de l’écoulement gazeux dans les voies aériennes. Pour ce faire il faut considérer deux cas (Mantan, Guénard, 2000) :
– L’écoulement laminaire:
Il est caractérisé par un déplacement linéaire des molécules dans le sens de l’écoulement. Le gaz possède une vitesse maximale au centre de l’écoulement, cette dernière diminuant jusqu’à s’annuler près des parois. L’écoulement est alors modélisable par la loi de Poiseuille, et est caractérisé par une relation de proportionnalité entre ∆P (variation entre les pressions d’entrée (Pe) et de sortie (Ps) dans un tube) et le débit (V’) résultant. Ce modèle linéaire nous donne la relation ∆P = (8µL/πr4) x V’ qui permet de déduire la valeur théorique de la résistance : R = ∆P/V’ = (8µL/πr4).
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
PREMIERE PARTIE : NOTION DE RESISTANCE PULMONAIRE CHEZ LE VEAU
1. ORGANISATION ANATOMIQUE ET PHYSIOLOGIE DU POUMON ET DES VOIES AERIENNES
1.1. La fonction première de l’appareil respiratoire : la diffusion des gaz respiratoires
1.2. Organisation anatomo-fonctionnelle de l’appareil respiratoire
1.2.1. Structure de l’arbre bronchique
1.2.2. Structure générale du poumon
1.2.2.2. La lobation
1.2.2.3. La lobulation et le type de poumons
1.2.3. Structure générale de la cage thoracique, actrice principale de la respiration
1.2.4. Spécificités de l’appareil respiratoire des bovins
2. ECOULEMENT DES FLUX D’AIR : NOTION DE RESISTANCE PULMONAIRE
2.1. Les paramètres de la fonction respiratoire
2.2. Définition de la résistance pulmonaire
2.2.1. Approche simple et géométrique et calcul théorique de la résistance
2.2.2. L’écoulement des fluides : modélisation et application à l’arbre traché-bronchique
2.2.3. Répartition de la résistance pulmonaire
2.3. Variations de la résistance pulmonaire
2.3.1. Variations physiologiques
2.3.1.1. Bronchoconstriction et bronchodilatation
2.3.1.2. Influence du volume pulmonaire sur la résistance pulmonaire
2.3.2. Influence de l’espèce sur la résistance pulmonaire
2.3.3. Influence de l’âge sur la résistance pulmonaire
2.3.4. Influence de l’exercice sur la résistance pulmonaire
2.3.5. Pathologie pulmonaire et résistance pulmonaire
2.3.5.1. Phénomènes pathologiques
2.3.5.2. Maladies respiratoires des bovins et résistances pulmonaires
2.3.6. Effet de l’anesthésie sur la fonction respiratoire
2.4. Signification et conséquence d’une augmentation de la résistance pulmonaire sur la fonction respiratoire
2.4.1. Traduction lésionnelle d’une augmentation de la résistance pulmonaire
2.4.2. Conséquences sur la physiologie respiratoire
DEUXIEME PARTIE : EXPLORATION FONCTIONNELLE DU POUMON : METHODE PAR INTERUPTION DE DEBIT
1. METHODOLOGIE DE L’ETUDE DE LA FONCTION RESPIRATOIRE CHEZ LES ANIMAUX
1.1. Mesure des échanges gazeux
1.2. Mesures des paramètres de la fonction ventilatoire
1.2.1. Etudes statiques et dynamiques
1.2.2. Les différents tests de la fonction pulmonaire
1.2.3. Les mesures de la résistance pulmonaire
1.3. Autres tests
2. LA METHODE PAR INTERRUPTION DE DEBIT ET SON APPLICATION CHEZ LE VEAU
2.1. Principe de la mesure
2.2. Matériel de mesure
2.3. Réalisation pratique des mesures pour l’exploration de la fonction pulmonaire du veau
2.4. Valeurs de la résistance pulmonaire chez le veau
PARTIE II : PARTIE EXPERIMENTALE
OBJECTIFS
1. MATERIEL ET METHODE
1.1. Population étudiée
1.2. Matériel de mesure
1.2.1. Réalisation d’un masque respiratoire
1.2.2. Appareil de mesure utilisé
1.2.3. Logiciel de mesure de résistances pulmonaires
1.3. Mode opératoire des tests
1.4. Calendrier expérimental
3 1.5. Enregistrement des données
1.5.1. Protection des animaux
2. RESULTATS
2.1. Analyse des courbes temps*pression et de la dispersion des mesures de résistance pulmonaire
2.1.1. Description des courbes
2.1.2. Description des dispersions
2.1.2.1. Définition
2.1.2.2. Répartition globale
2.1.2.3. Les tests exploitables
2.1.2.4. Influence des conditions de mesures sur la dispersion des tests
a. Résultats de l’analyse univariée
b. Résultats de l’analyse multivariée
2.1.3. Conclusions
2.2. Analyse des valeurs de résistance pulmonaire
2.2.1. Tests exploités
2.2.2. Description
2.2.3. Répartition par individu
2.2.4. Conclusion
2.3. Influence des facteurs individuels et environnementaux sur la résistance pulmonaire
2.3.1. Choix du modèle
2.3.2. Sélection des variables à effet significatif
2.3.3. Validation du modèle statistique
2.3.4. Effet des variables sur les autres algorithmes de calculs
2.3.5. Conclusions
DISCUSSION
1. MATERIEL ET METHODE
1.1. Appareil de mesure
1.2. Conditions expérimentales
1.2.1. L’échantillon étudié
1.2.2. La position et l’anesthésie
1.2.3. Résistance nasale versus résistance buccale
1.2.4. Le masque respiratoire
1.2.5. Ambiance
2. RESULTATS
2.1. La dispersion
2.2. Les valeurs de résistances pulmonaires
2.3. Les effets des différentes variables enregistrées
2.3.1. Variables corporelles
2.3.2. Variables physiologiques
CONCLUSION
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