Introduction : intérêt de la spirométrie

• L’épreuve fonctionnelle respiratoire est un examen indispensable en pneumologie avec la clinique et la radiographie  pulmonaire.

Les objectifs

Bilan diagnostic initial devant des symptômes d’origine respiratoire :
dyspnée ou toux chronique ++
La spirométrie reste l’examen de référence pour définir l’existence d’un Trouble Ventilatoire Obstructif (TVO)
Évaluer la gravité, pronostic d’une maladie respiratoire.
Orienter les traitements et évaluer l’efficacité des traitements

Évaluation préopératoire d’une chirurgie thoracique.

Elle est indispensable au diagnostic de BPCO

Le TVO de la BPCO persiste après bronchodilatateurs*

*La spirométrie peut faire suspecter un trouble ventilatoire restrictif, mais sa confirmation nécessite la mesure des autres volumes pulmonaires

Rappels physiologiques & Explorations fonctionnelles respiratoires 
en quelques mots…



Mesure des volumes mobilisables 
et débits maximaux


Autres volumes mesurables
 volumes non mobilisables








Valeurs de références des débits et volumes mesurés
4 paramètres (variables) sont à relever avant la réalisation d’EFR:

Taille (H -  en m): volume du thorax dépend de la taille de l’individu
Sexe: à taille égale, le volume du thorax dépend directement de la taille de l’individu
Âge (A - ans): influence sur la mécanique ventilatoire
Ethnie: Caucasien – asiatique – origine africaine

Quelques exemples:
CVF:

5,76H – 0,026A – 4,34 (homme)  - ETR écart type résiduel:  0,61 – 1,64 RSD soit 1

VEMS:

3,95H – 0,025A – 2,49A – 2,60 (femme) – ETR: 0,38 – 1,64 RSD soit  0,62

La limite inférieure au-dessous de laquelle la valeur est considérée comme anormalement basse (borne 5 %) correspond à la moyenne prédite par la régression diminuée de 1,64 fois l'écart-type résiduel (limite inférieure = valeur prédite – 1,64 RSD).
On parle aussi  de LIN (Limite Inférieure de la Normale ou 95ème percentile)



Interaction entre les mesures VEMS et CV => authentification de trouble ventilatoire

VEMS /CV  LIN et valeurs normales => EFR normale
VEMS /CV  LIN et valeurs anormales => Syndrome restrictif probable

 A confirmer par pléthysmographie avec CPT < LIN (95ème percentile)

VEMS /CV < LIN => Syndrome obstructif

A compléter avec réversibilité (∆ VEMS ≥ 12% et > 200 ml)

Mesure des volumes et débits



Syndrome obstructif - réversibilité



Syndrome restrictif - Gravité



Syndrome ventilatoire mixte

Il y a association d’un trouble ventilatoire restrictif et d’un trouble ventilatoire obstructif.
La spirométrie du syndrome mixte montre à la fois les spécificités du syndrome obstructif et du syndrome restrictif.
La courbe débit-volume est donc concave avec un CVF en dessous de 80% des valeurs théoriques.

CPT < LIN
Tiffeneau < LIN

Si pas de syndrome obstructif : atteinte des petites voies aériennes ?

Si VEMS/CVF normal, évaluer encore 3 points :

Aspect concave de la courbe débit/volume, sous réserve de la discrète concavité liée à l’âge (cf diapo suivante)
DEM 25/75 < 60%
Air trapping dynamique isolé (cf supra)

Ces éléments suggèrent une atteinte obstructive des petites voies aériennes (ex : fumeurs asymptomatiques)

Autres mesures fonctionnelles complémentaires 
pour info…

Des mesures fonctionnelles complémentaires peuvent être utiles selon le contexte et la sévérité:

Diffusion (membrane alvéolo-capillaire)
Gazométrie artérielle
Exploration du sommeil (oxymétrie, polygraphie)
Exploration de l’exercice (test de marche, test maximal)

Conditions de la cotation de la spirométrie

Formation adéquate
Respect des critères de qualité et de reproductibilité
Mesure de la CVL et de la courbe débit volume
Interprétation
Signature
Stockage et impression des résultats
CCAM: GLQP012, 40,28 € en 2015

La spirométrie en pratique
Points essentiels

Bien connaître l’utilisation du spiromètre
Calibrage, sélection des essais, messages d’erreur…
Bien expliquer au patient le but de l’examen et les manœuvres
Stimuler vocalement le patient ++++
Obtenir au moins 3 essais acceptables et reproductibles
Choisir les valeurs adaptées
Maitriser l’interprétation des courbes et les limites de la spirométrie

Matériel

Capteur de débit

Pneumotachographe à grille classique (Fleisch ou Lilly)
Problème: nettoyage ultrasonique régulier
Turbine réutilisable ou à usage unique
Capteur ultrasonique à usage unique  

Calibrage quotidien impératif (ISO) sauf pour les matériels utilisant des capteurs à usage unique (selon données constructeur ou études)

Seringue étalon de 3 litres
Calibrage « biologique » (sujet sain) mensuel souhaitable quel que soit le capteur

Filtre antibactérien ou capteur-embout à usage unique (turbine ou filtrette à ultrasons)

Capteurs


Contre indications *

Anévrysme cérébral
Hypertension intra cranienne
Chirurgie ophtalmologique ou ORL récente
Anévrysme de l’aorte thoracique ascendante évolutif ou de grand diamètre
HTA sévère non contrôlée
Infarctus récent (< 7 jours), angor instable
Hémoptysie
Embolie pulmonaire
Pneumothorax récent (< 2 semaines)
Infection transmissible (tuberculose, hépatite B….)
Infection broncho-pulmonaire  active

* En cas de doute adresser le patient au pneumologue ou au laboratoire d’EFR

Peu de chance de succès si :

Douleur thoracique ou abdominale
Douleur faciale augmentée par l’embout buccal
Troubles cognitifs
Incontinence à l’effort

Conditions de réalisation de l’examen :

Idéalement le patient ne doit pas

Avoir fumé dans l’heure précédant l’examen
Avoir consommé de l’alcool dans les 4 heures précédant l’examen
Avoir fait un exercice intense
Avoir pris un repas copieux dans les 2 heures précédant l’examen
Porter des vêtements qui limitent l’expansion thoracique ou abdominale

Position assise, dos droit, sans flexion ni extension cervicale excessive
Obtenir une coopération maximale par une stimulation permanente (verbale, gestuelle…) durant tout le test

Attention: Un effort sous maximal en spirométrie forcée peut induire une surestimation des débits expiratoires et du VEMS chez l’obstructif (en diminuant la compression dynamique des voies aériennes)

Effectuer au minimum 3 manœuvres, au maximum 8

Déroulé de l’examen (1)

En 2 temps

1. Mesure de la capacité vitale lente (CVL)
2. Réalisation de la courbe débit volume au cours d’une expiration forcée : mesure du VEMS et de la Capacité Vitale Forcée (CVF)

Déroulé de l’examen (2)


CVF versus CVL

CVL = Capacité vitale lente (1)

Obtenir un mode ventilatoire stable

Pour être à la position de repos CRF (capacité résiduelle fonctionnelle, à la fin d’une expiration normale, calme)
Puis 2 manœuvres possibles:

CVL expiratoire: inspiration à la CPT puis expiration lente jusqu’au VR
CVL inspiratoire: expirer à fond jusqu’au VR puis inspirer à fond jusqu’à la CPT

Résultat souvent meilleur chez l’obstructif : moins de piégeage expiratoire

CVF 
Courbe débit volume

La manœuvre

Inspiration complète rapide

Pause courte avant l’expiration < 1 sec  (longue diminue les débits, élasticité)

Effort expiratoire d’emblée maximal et le restant jusqu’à la fin de l’expiration
STIMULATION +++

Bon départ

Débit de pointe précoce, délai < 120 ms

Expiration complète +++ :

Durée ≥ 6 sec (souvent bip à 6s)
ou sujet incapable de poursuivre l’expiration
Débit <25mL/s dans la dernière seconde

Pas de toux (surtout en début d’expiration) ni fermeture de glotte

Les points critiques

Inspiration complète
Pas de pause en fin d’inspiration
Bon début
Fin d’expiration correcte +++++++

Courbe débit volume

Les erreurs fréquentes (1) : inspiration

Inspiration incomplète

Pause télé inspiratoire trop importante
Diminue les débits expiratoires en réduisant la contribution de l’élasticité pulmonaire

Les meilleurs débits sont obtenus sans pause télé-inspiratoire
Accélération du débit insuffisante en début d’expiration

=> Refaire la courbe

Erreurs fréquentes (2) : expiration

Effort variable
Toux pendant l’expiration
Fermeture de glotte
Obstruction linguale

occlusion de l’embout buccal (langue)

Fuites péri buccales

=> Refaire la courbe

Erreurs fréquentes (3) : fin d’expiration

Expiration incomplète: la plus fréquente

Durée < 6 secondes
Ou débit en fin d’expiration trop élevé

=> Refaire la courbe

Avant d’interpréter les résultats

2 étapes

Evaluer l’acceptabilité des courbes
Vérifier la reproductibilité sur VEMS et CVF

Si les critères ne sont pas remplis ne pas interpréter les résultats ! (ou avec réserve …)

C’est le cas de 10% des courbes, même dans les laboratoires d’explorations fonctionnelles

1- Acceptabilité de la courbe débit volume

Bon départ

Débit de pointe précoce, délai < 120 ms
ou: extrapolation arrière du VEMS < 5 % de la CVF ou < 150 ml (donnée pas toujours disponible)

Absence de toux (surtout dans la première seconde de l’expiration) ou de fermeture de glotte
Expiration complète:

Durée expiration ≥ 6 secondes
ou plateau sur la courbe temps-volume
ou sujet incapable de poursuivre l’expiration

Acceptabilité 
: Contrôle visuel de la qualité de la courbe

Acceptabilité : 
Contrôle visuel de l’expiration

Composite CDV et temps-volume

Acceptabilité
 : Contrôle visuel de l’expiration : exemples expirations insuffisantes

Acceptabilité
 : Evaluer le départ de façon objective 
par le calcul du volume extrapolé

2- Reproductibilité

3 manœuvres techniquement satisfaisantes
Pour le VEMS et la CVF:

Écart < 150 ml pour les deux paramètres entre les deux meilleures valeurs

Sinon poursuivre jusqu’à :

Obtention de ces critères
Maximum de 8 tests
Ou sujet incapable de poursuivre

Sauvegarder les trois meilleurs tests

Les critères de reproductibilité sont stricts. Il est important de mentionner dans le compte rendu s’ils ont été obtenus.

Interprétation

 de courbes acceptables et reproductibles !

Choix des valeurs

A partir des 3 meilleures courbes reproductibles validées 
le spiromètre* retient automatiquement 
la meilleure CVF et le meilleur VEMS, 
même s’ils proviennent de courbes différentes
Courbe sélectionnée : 
courbe ayant la meilleure somme VEMS + CVF

* il convient de vérifier le paramétrage sur certains spiromètres

Trouble ventilatoire obstructif (TVO)

Réduction des débits par rapport aux volumes
Définition : VEMS/CVF < 70%
BPCO* : VEMS/CVF post bronchodilatateur < 70%

*Recommandations internationales GOLD

Trouble ventilatoire restrictif (TVR)

Définition: diminution de la CPT et de la CV

Nécessite une mesure de CRF pléthysmographique ou par dilution (hélium ou azote).

La diminution de la CV ne suffit pas pour porter le diagnostic de restriction

Ex: obstruction avec distension amputant la CV et la CI (figure)

Une baisse de la CV avec un rapport VEMS/CV normal ou élevé doit évoquer une restriction et nécessite une mesure de la CPT pour la confirmer

Algorithme 
d’interprétation de la courbe débit volume

Courbe débit volume  : 
exemples de TVO

Réversibilité du TVO ?

Le TVO est–il réversible?

Recherche d’une réversibilité après bronchodilatateur

Administration de 400 µg de salbutamol*

4 fois 1 bouffée en ADS (Ventoline®), bouffées administrées par l’intermédiaire d’une chambre d’inhalation
Ou 4 bouffées d’Airomir® en Autohaler®, ou Ventilastin ®
Ou autre beta2 agoniste d’action rapide et brève: terbutaline

2e test 15 min après l’administration du bronchodilatateur

Interprétation

Réversibilité significative: 
amélioration d’au moins 12% et au moins 200ml par rapport à la valeur initiale

VEMS/CV post bronchodilateur normal  : TVO complètement réversible
VEMS/CV post bronchodilatateur < normal : TVO partiellement réversible

Pas d’amélioration significative après bronchodilatateur

TVO  non réversible

*Recommandations ATS/ERS ERJ 2005

Réversibilité: limites

Le diagnostic de BPCO impose de disposer d’une mesure après bronchodilatateur montrant la persistance du TVO.
Si une première mesure est effectuée préalablement à l’administration de bronchodilatateur, cela permet de calculer le niveau de réversibilité.
A savoir sur BPCO et réversibilité :

Une réversibilité partielle n’exclut pas le diagnostic de BPCO
La réversibilité peut être variable d’un jour à l’autre chez le patient BPCO
Une réversibilité « importante » (400 ml ou plus, par exemple) doit faire suspecter un asthme :

diagnostic différentiel de la BPCO ou asthme associé à la BPCO

Mais il n’y a pas de seuil de réversibilité séparant clairement BPCO et asthme

Interprétation de la courbe débit volume 
suite

Aspects caractéristiques

Le compte rendu doit comporter

Nom, prénom, date de naissance du malade, taille, poids
Indication clinique incluant la symptomatologie et facteurs de risque respiratoires
Qualité de réalisation des manœuvres
Existence ou non d’un syndrome obstructif

Sévérité du syndrome obstructif si présent
En cas de syndrome obstructif, si un test de réversibilité est effectué :

Agent bronchodilatateur utilisé, dose administrée
Amplitude de changement du VEMS
Caractère significatif ou non de la réversibilité

Eventuels éléments évocateurs de syndrome restrictif
Nom et signature du praticien
Le CR doit être archivé

Quiz 
acceptabilité reproductibilité











Quiz 
Interprétation

Courbe débit volume inspiratoire

Plateau inspiratoire (figure dia suivante)

Correspond à une obstruction des voies aériennes centrales extra thoraciques

Laryngé: exemple dysfonction des cordes vocales
Trachéale haute

Associée ou non à un plateau expiratoire
La sensibilité de ce signe est cependant modérée

Obstruction des VAS

Take-home messages
Spirométrie => diagnostic d’un trouble mais pas forcément d’une maladie => examens complémentaires chez spécialiste si besoin
Quantification permet d’évaluer la gravité de la maladie
Réalisation en cabinet:

Nécessite un apprentissage mais faisable une fois acquis
Cotation GLQP012