EFR du nourrisson : le point sur les valeurs normales

Revue générale

EFR du nourrisson : le point sur les valeurs normales F. Amsallem1, 3, R. Gauthier2, M. Ramonatxo1, F. Counil3, M. Voisin3, A. Denjean4, S. Matecki1 et le groupe des EFR pédiatriques de la Société française de Physiologie*

Résumé

1 Service central de Physiologie clinique, Unité respiratoire, Hôpital Arnaud de Villeneuve, Montpellier, France. 2 Service d’EFR pédiatriques, CHU Amiens Nord, Amiens, France. 3 Service de Pédiatrie I, Hôpital Arnaud de Villeneuve, Montpellier, France. 4 Service de Physiologie, Explorations fonctionnelles, Hôpital Robert Debré, Paris, France.

Correspondance : S. Matecki Service central de Physiologie clinique, Hôpital Arnaud de Villeneuve, 34295 Montpellier Cedex 5.

Cet article, rédigé au nom du groupe des Explorations Fonctionnelles Respiratoires Pédiatriques de la Société Française de Physiologie a pour objectif, à partir des recommandations internationales les plus récentes, de présenter un guide des bonnes pratiques de laboratoire concernant l’évaluation de la fonction respiratoire du nourrisson. La première partie est un rappel de ces recommandations portant sur les caractéristiques techniques de l’appareil de mesure d’une part, les systèmes d’acquisition et de traitement des données d’autre part. La deuxième partie reprend les principes physiologiques des différentes méthodes employées et s’attache à décrire le déroulement pratique de l’exploration : calibration, conditionnement du nourrisson, mesure du régime ventilatoire, évaluation de la mécanique passive du système ventilatoire, mesures pléthysmographiques de la capacité résiduelle fonctionnelle et des résistances des voies aériennes, enfin mesure des débits forcés. La dernière partie aborde, dans une revue générale de la littérature le difficile problème des valeurs de référence, et en donne une synthèse à usage de pratique clinique. Ce guide trouvera ainsi toute son utilité lors de la mise en place de protocoles d’exploration fonctionnelle, en particulier dans le cadre d’études multicentriques. Il est clair qu’il nécessitera des actualisations en fonction des nouvelles connaissances sur ce sujet.

[email protected] Réception version princeps à la Revue : 19.06.2007. 1re demande de réponse aux auteurs : 26.06.2007. Réception de la réponse des auteurs : 07.10.2007. 2e demande de réponse aux auteurs : 07.10.2007. Réception de la réponse des auteurs : 07.11.2007. 3e demande de réponse aux auteurs : 07.02.2008. Réception de la réponse des auteurs : 26.02.2008. Acceptation définitive : 27.02.2008. * Les auteurs tiennent à remercier tous les membres du groupe des EFR pédiatriques, et plus particulièrement ceux qui ont participé à l’élaboration de ce projet, au cours de nos nombreuses réunions sur plusieurs années, à savoir : le Dr Muriel Le Bourgeois, le Dr Hervé Le Normand, le Dr Mireille Bellet Barthas, le Dr Nicole Beydon, le Dr Amèle Mouadil, le Dr Ludovic Moreau, le Dr Marie-Agnès GirouxMetges, le Dr Laure Couderc, le Pr Pierre Mauran, le Pr Michel Freville, le Dr Marie-Dominique Donnou, le Dr Dominique Crenesse, le Dr Marie-Luce Choukroun. Rev Mal Respir 2008 ; 25 : 405-32 Doi : 10.1019/200720249

Mots-clés : Évaluation fonctionnelle respiratoire du nourrisson • Standardisation • Valeurs de référence.

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Respiratory function testing in infants: recommandations on normal values

F. Amsallem, R. Gauthier, M. Ramonatxo, F. Counil, M. Voisin, A. Denjean, S. Matecki et le groupe des EFR pédiatriques de la Société française de Physiologie

Summary The present document is being produced on behalf of the French Society of the Physiology Task Force on standards for Infant Respiratory Function Testing whose aim is to provide guidelines for good laboratory practices according to the latest international recommendations. Application of such recommendations could be of particular value when attempting to develop standardized protocols in the scope of multi-centre trials. The first part resume these recommendations about apparatus, acquisition system and software for Infant Respiratory Function Testing. The second part focuses on physiological principles and practical considerations: calibration procedure, infant conditioning, tidal breathing measurements, and occlusion techniques for assessing passive respiratory mechanics, plethysmographic measurements of lung volume and airway resistance and forced expiratory flows measurements. The major problem when collecting lung function data is that of predicted values. Valid reference data, set up according to these recommendations, are, to date, still to be established. The last part of the document provides a review of the literature concerning infant respiratory function reference data and a resume of the most used of them. This document will clearly need to be updated regularly in response to advances in knowledge in this field. Key-words: Infant Respiratory Function • Testing • Standardisation.

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[email protected]

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Abréviations ATPS

:

BTPS CPT CRF CRFpleth

: : : :

Crs CVF dB DEM50% DEM25% DEM15% DEM25-75%

: : : : : : :

EEL FC fR GVA HBIR kPa L MOT P PA Pao PB Pboîte Pbucc Reff Pj

: : : : : : : : : : : : : : : :

Rrs RTC RVA RVRTC s SGVA SOT sReff sReff E/I

: : : : : : : : :

sReff HV sReff LV tE tI tPTEF ttot V’ Vboîte Veff VEM 0,4 VEM 0,5 VD,ins Vext VGTO VicH V’max, CRF Vocc VPTEF Vpleth VT VTBW

: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

ambient temperature, pressure, and saturated with water vapour pressure body temperature, pressure, and saturation capacité pulmonaire totale capacité résiduelle fonctionnelle capacité résiduelle fonctionnelle mesurée par méthode pléthysmographique compliance du système respiratoire capacité vitale forcée decibel débit expiré maximal à 50% de la CVF débit expiré maximal à 25% de la CVF débit expiré maximal à 15% de la CVF débit expiré maximal médian entre 25% et 75% de la CVF niveau de fin d’expiration calme facteur de calibration (pléthysmographique) fréquence respiratoire (min-1) conductance des voies aériennes réflexe d’inhibition de Hering-Breuer kilopascal litre technique des occlusions multiples pression pression alvéolaire pression dans les voies aériennes pression barométrique pression dans la cabine pléthysmographique pression buccale résistances effectives des voies aériennes pression dans la jaquette de compression thoracique résistance du système respiratoire rapid compression thoracic résistance des voies aériennes raised volume rapid compression thoracic seconde conductance spécifique des voies aériennes technique de l’occlusion unique résistances effectives spécifiques rapport des résistances spécifiques de fin d’expiration et de début d’inspiration résistances spécifiques à haut volume résistances spécifiques à bas volume durée du temps expiratoire durée du temps inspiratoire time to peak expiratory flow durée du temps total du cycle respiratoire debit volume cabine pléthysmographique partie moyenne du volume courant volume expiré maximal en 0,4 secondes volume expiré maximal en 0,5 secondes volume de l’espace mort instrumental volume extrapolé volume gazeux total occlus volume intercept débit maximal expiré à la CRF volume expiré au moment de l’occlusion volume at peak tidal expiratory flow volume pléthysmographique volume courant volume courant par kilo de poids corporel

EFR du nourrisson

Introduction

Recommandations techniques

L’exploration fonctionnelle respiratoire (EFR) du nourrisson suscite depuis quelques années un intérêt clinique grandissant. Elle permet en effet un meilleur suivi des nourrissons atteints d’affection respiratoire et une meilleure appréciation des effets des traitements. Cette évaluation représente un véritable défi, que les avancées techniques réalisées ces dernières années sur l’appareillage utilisé, sont en passe de relever. Elle est en effet soumise à des contraintes plus nombreuses que chez l’adulte, au premier rang desquelles l’absence de coopération qui confère à cette exploration toute sa spécificité. Parmi les autres, citons principalement la faiblesse du rapport de l’intensité du signal mesuré sur celle du bruit de fond, la fréquence respiratoire plus élevée des nourrissons, enfin, et ce n’est pas la moindre, l’absolue nécessité de réduire à son minimum l’espace mort de l’appareillage. Les méthodes les plus couramment utilisées pour réaliser cette EFR comportent la mesure du régime ventilatoire de repos, de la mécanique ventilatoire passive par la technique d’occlusion, du volume pulmonaire et des résistances des voies aériennes par la pléthysmographie corporelle totale (PCT) ainsi que des débits expiratoires forcés par la technique de compression thoracique rapide. La standardisation des équipements techniques et des méthodologies utilisées s’est imposée comme un préalable essentiel pour s’assurer de la qualité des examens réalisés chez le nourrisson. Elle est aussi le pré-requis obligé pour des échanges de données entre différents centres dans le cadre d’études multicentriques, de plus en plus nécessaires du fait du faible nombre d’examens réalisés par chaque centre lié au caractère chronophage de ces examens. Cet article est une mise au point actualisée des différents aspects de l’EFR du nourrisson, basée sur une synthèse des différents articles de recommandations internationales récemment publiés sous l’égide de l’ERS/ATS [1-9], ainsi que sur un travail de réflexion du groupe des EFR pédiatriques de la Société française de Physiologie. La première partie développe la partie technique de ces recommandations. La deuxième partie reprend les principes physiologiques des méthodologies utilisées et décrit les différentes séquences de cette évaluation fonctionnelle respiratoire. La dernière partie enfin, aborde, par une revue générale de la littérature, le problème épineux des valeurs de référence, certes indispensables à l’interprétation des résultats mais actuellement encore incomplètement établies et en propose une synthèse pour la pratique clinique quotidienne. Ainsi cet article représente un guide des bonnes pratiques permettant la réalisation d’une exploration satisfaisante de la fonction respiratoire du nourrisson.

Elles portent sur les caractéristiques techniques de l’appareillage et sur les systèmes d’acquisition et de traitement des données.

Caractéristiques de l’appareil de mesure Le cahier des charges technique des appareils de mesure permettant l’évaluation de la fonction respiratoire du nourrisson est lourd. Concernant la sécurité, tout appareil de mesure doit avoir son marquage de la Communauté Économique Européenne (CEE), garantissant ainsi la protection physique du nourrisson au moment des mesures. De même, après chaque mesure, l’ensemble du circuit patient doit passer par un protocole de décontamination clairement détaillé par le fabriquant. L’espace mort : circuit patient et masque facial

C’est une caractéristique importante que l’utilisateur doit vérifier auprès du fabriquant : il ne doit pas dépasser 1.5 à 2 ml.kg-1(kg : poids du nourrisson), volume du masque non compris. En effet, au delà, l’espace mort va, chez le nouveau-né, influencer de façon non négligeable le régime ventilatoire, du fait de l’inhalation de son propre CO2. Concernant les masques, ceux-ci doivent être transparents, afin de détecter tout corps étranger pouvant obstruer les voies aériennes supérieures et présenter le plus petit espace mort total qui doit être obligatoirement indiqué par le fabriquant. Le tableau I est à titre indicatif quant au choix du masque. En effet, l’utilisateur devra également adapter son choix en fonction de la physionomie de chaque enfant pour trouver le masque le mieux adapté tout en étant le plus petit possible. Il faudra diviser par deux les volumes des masques pour obtenir l’espace mort réel induit par le masque lorsqu’il est posé sur l’enfant [10]. Ainsi l’espace mort total, circuit patient et masque facial, devra toujours être une valeur à prendre en considération par l’utilisateur. Celui-ci devra bien vérifier que ce volume total est soustrait par l’algorithme à la valeur du volume pulmonaire mesuré par pléthysmographie.

Tableau I.

Type de masque à utiliser en fonction du poids du nourrisson [4]. Nouveau-né de 2-4 kg

Nourrisson de 4-6 kg

Nourrisson > 6 kg

Taille 0 V = 10 ml

Taille 1 V = 15 ml

Taille 2 V = 20 ml

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En effet la non prise en compte de ces volumes est à l’origine d’erreurs de mesure importantes. Résistance externe imposée par le circuit patient

L’impact sur le régime ventilatoire de la résistance additionnelle induite par le circuit patient est particulièrement important chez le nourrisson. Ainsi, même des résistances considérées comme faibles chez l’adulte, peuvent modifier le niveau de fin d’expiration, et donc les valeurs des différents volumes pulmonaires et des différents paramètres de mécanique ventilatoire. D’une manière générale, à un débit ventilatoire de repos, la résistance totale induite par l’appareil de mesure ne doit pas dépasser 20 % de la résistance intrinsèque du système respiratoire de l’enfant. Le tableau II présente ainsi ces valeurs seuils.

Tableau II.

Résistance maximale requise pour le circuit patient [4]. Prématuré

Nouveau né à terme

Nourrisson d’âge > 28 j

< 1,2 kPa.L-1.s à 50 mL.s-1

< 0,7 kPa.L-1.s à 100 mL.s-1

< 0,5 kPa.L-1.s à 300 mL.s-1

l’enceinte fermée de la cabine lors des mesures de capacité fonctionnelle respiratoire (CRF) pléthysmographique. De plus ces valves doivent assurer une étanchéité parfaite pour des pressions de ± 3 kPa. Enfin, toutes les mesures d’espace mort et de résistance du circuit patient doivent inclure ces valves de fermeture. Les capteurs de pression

Les caractéristiques des capteurs de pression utilisés pour la mesure de la fonction respiratoire du nourrisson sont bien codifiées, et doivent être respectées par le constructeur. Le coefficient de linéarité du capteur, doit être, dans la gamme d’utilisation, supérieur à 99 %. Les différentes gammes de pression d’utilisation sont présentées dans le tableau III à titre indicatif pour permettre à l’utilisateur un contrôle auprès du constructeur. Le pneumotachographe

Les exigences méthodologiques sont également sévères à ce niveau avec la nécessité d’une linéarité des mesures dans la gamme d’utilisation des débits (tableau IV), ainsi qu’un espace mort ne devant pas dépasser 1 ml.kg-1 de poids corporel. Les pneumotachographes basés sur l’induction d’un flux laminaire grâce à l’interposition d’une grille, doivent

Les valves de fermeture

Comme nous le verrons dans la deuxième partie de l’article consacré au principe et déroulement d’un examen de la fonction respiratoire du nourrisson, les valves de fermeture sont indispensables à la mesure du volume pulmonaire ainsi que des paramètres de la mécanique passive du système respiratoire. La validité des valves, au plan fonctionnel et sécuritaire, doit être attestée par le marquage Communauté Économique Européenne (CEE). Leur temps d’ouverture doit être inférieur à 75 ms [4]. Le temps nécessaire de fermeture pour la mesure de la capacité résiduelle fonctionnelle pléthysmographique est généralement inférieur à 8 secondes. Ainsi une occlusion de plus de 15 secondes doit automatiquement déclencher une alarme sonore au niveau du système d’acquisition. Avant chaque nouvelle mesure, il faut vérifier le bon fonctionnement de la valve de fermeture grâce à l’algorithme prévu à cet effet et par un contrôle visuel, indispensable pour s’assurer de la complète fermeture de la valve à l’occlusion. Au cours du test il est important de s’assurer du caractère silencieux de l’ouverture et de la fermeture des valves, condition indispensable pour ne pas perturber le sommeil de l’enfant. Il est également important de vérifier sur l’écran, au cours de la mesure, que la fermeture de la valve n’induit pas de modification visible de la courbe de pression à la bouche lors des mesures de mécanique passive, ou au niveau de 408

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Tableau III.

Gamme d’utilisation des différents capteurs de pression pour l’évaluation de la fonction ventilatoire du nourrisson [4]. Capteur de Pression

Gamme de pression (kPa)

Pression différentielle (pneumotachographe) Pression dans la cabine de pléthysmographie Pression à la bouche Pression dans la jaquette de compression

de -0,2 à + 0,2 de -0,1 à + 0,1 de -10 à + 10 de 0 à 15

Tableau IV.

Gamme des débits habituellement rencontrés au cours de la mesure de fonction ventilatoire chez le nourrisson [4]. Poids du nourrisson (kg)

Gamme de débit (mL.s-1)

<2

0-400

2-4

0-600

4-10

0-2 000

> 10

0-3 000

EFR du nourrisson

être chauffés à la température corporelle afin d’éviter toute condensation. Actuellement pour les nouveau-nés de petit poids, les limitations méthodologiques ne permettent pas d’atteindre cette valeur de 1 mL.kg-1, ce qui va entraîner une modification de leur régime ventilatoire. Ainsi, chez les prématurés, il est recommandé d’utiliser des techniques qui permettent de ventiler l’espace mort [11], ou des méthodes indirectes comme la pléthysmographie par variation d’inductance. Concernant la linéarité du débitmètre, elle ne peut être obtenue de façon satisfaisante qu’à l’aide d’un algorithme. La difficulté pour le constructeur est d’offrir un système qui reste linéaire sur une gamme étendue de débits qui peut être élevée du fait de l’utilisation de la technique de compression thoracique rapide. Cette gamme, en fonction du poids de l’enfant est reportée dans le tableau IV. Ainsi, il est capital de s’assurer que le pneumotachographe que l’on vous propose soit validé pour la gamme de débit souhaitée. Le système de compression thoracique

La mesure des débits expiratoires maximaux fait appel, chez le nourrisson, à la technique de la compression thoracique. Celle-ci nécessite un équipement spécifique comprenant une jaquette gonflable disposée autour du thorax et un réservoir d’air comprimé auquel elle est reliée par un système de valves. La compression thoracique peut intervenir soit au niveau du volume courant, c’est la rapid thoracoabdominal compression (RTC), soit à un niveau proche de la capacité pulmonaire totale, c’est la raised volume rapid thoracoabdominal compression (RVRTC). Des recommandations concernant les caractéristiques techniques de cet appareillage permettant la mesure selon ces deux méthodes ont été publiées [1, 8] La jaquette

Elle est composée de deux parties : l’une, interne et gonflable en contact avec le thorax et la partie supérieure de l’abdomen, l’autre externe non extensible. La jaquette doit être adaptée à la taille de l’enfant de façon à recouvrir la plus grande partie de ces zones : ainsi plusieurs modèles sont disponibles en fonction du poids du nourrisson (2-4 kg, 4-12 kg et > 12 kg). Elle est reliée au réservoir d’air comprimé par un tube rigide d’un diamètre interne minimal de 25 mm muni d’une valve dont le temps d’ouverture doit être bref, 10 ms idéalement et 20 ms au maximum, pour permettre son gonflage rapide. La transmission de la pression de la jaquette aux voies aériennes doit être elle aussi rapide, suffisamment pour qu’en 100 ms 95 % de la pression finale soit transmise. Cette vitesse de transmission est fonction de la vitesse de gonflage de la jaquette, de la compliance de la cage thoracique et de la manière dont la jaquette est serrée autour du thorax. Le réservoir d’air comprimé

Un réservoir de 50 litres d’air comprimé constitue la source de pression de la jaquette. Il doit être équipé d’un système de contrôle de pression de compression et muni d’une valve de sécu-

rité s’ouvrant lorsque la pression dans le réservoir dépasse la pression seuil de compression située entre 12 et 15 kPa. Système de valves

Plusieurs valves sont nécessaires pour la réalisation de cette technique : une pour l’occlusion des voies aériennes, une pour le remplissage et une pour la vidange de la jaquette, enfin une valve de remplissage du réservoir. Pour des raisons de sécurité les valves en contact avec les voies aériennes de l’enfant sont par défaut en position ouverte et celles en contact avec les sources de pression en position fermée. La méthode de la RVRTC nécessite en outre une source externe d’air pour permettre l’insufflation thoracique avant compression et un système de valves permettant une séparation des voies inspiratoires et expiratoires. La réponse en fréquence et performance du système de mesure

La réponse en fréquence représente l’aptitude de convertir des signaux physiologiques, provenant d’un évènement dynamique, en signaux électriques sur une fréquence d’échantillonnage donnée sans perte d’intensité ni de phase. Cette caractéristique doit être fournie par le constructeur, ainsi que la méthode de mesure employée. En effet, cette mesure doit être effectuée dans les mêmes conditions que celles de l’examen effectué chez l’enfant (avec l’ensemble du circuit patient). L’erreur maximale doit être de ± 0,5 dB à 10 Hertz. De plus, les réponses en fréquence du débit et de la pression du système d’acquisition doivent être similaires, ceci pour atténuer les erreurs de chacune des deux valeurs lors de la mesure des résistances, qui est le rapport d’une différence de pression (ΔP) sur un débit (V’) : ΔP/V’. Le constructeur doit également présenter les performances de son système de mesure sur l’ensemble des paramètres mesurés. Idéalement, l’ensemble de ces mesures devrait être effectué par un organisme expert indépendant, à l’aide d’un modèle mécanique validé de poumon de nourrisson. Les tests effectués devraient donner lieu à un compterendu type des résultats de performance obtenus, à la disposition de chaque utilisateur. Les marges d’erreurs maximales et précisions minimales acceptables pour chacun des paramètres sont indiquées dans le tableau V.

Système d’acquisition et traitement du signal Le système d’acquisition devra posséder une configuration technique telle que la fréquence d’échantillonnage soit de 200 Hertz et la carte d’interface (analogique/digitale) supérieure ou égale à 12 bits. De plus, un système de remise à zéro automatique en cas de saturation du signal doit exister. Enfin, la résolution minimale devra être inférieure ou égale à 0.1 % de la valeur maximale de la gamme d’utilisation. Tout système d’acquisition et de traitement du signal concernant la fonction respiratoire du nourrisson doit © 2008 SPLF. Édité par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés

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Tableau V.

Performances minimales requises d’un système de mesure de la fonction ventilatoire du nourrisson [4]. Gamme d’utilisation

Erreur maximale

Précision minimale

10-80

1

± 2,0

Volume courant (mL)

10-100

1

± 2,5

CRF (mL)

50-300

2

± 5,0

-1

Fréquence respiratoire (cycles.min )

-1

Compliance (mL.kPa )

2-200

0,5

± 2,5

-1

0,5-10

2

± 2,5

-1

0-3 000

0,01

± 5,0

Résistance (kPa.L .s) Débit forcé (mL.s )

permettre : a) la correction de la dérive du signal du volume inspiré et expiré, b) la correction nécessaire pour passer d’un volume en condition ATPS (ambient température pressure saturated) à BTPS (body temperature pressure saturated), c) la détection du début d’un cycle inspiratoire et du niveau de fin d’expiration, d) le monitorage du signal au moment de l’acquisition des données, e) le stockage des données. Correction de la dérive du signal du volume courant et du volume pléthysmographique

Nous allons présenter dans ce paragraphe les facteurs autres que le changement de condition de température et de pression de vapeur d’eau entre l’air inspiré et expiré pouvant rendre compte d’une dérive du signal de volume, qui eux seront présentés dans le paragraphe suivant. Volume courant

Les raisons de cette dérive sont multiples. Si la plupart sont d’ordre technique, il en est une d’ordre physiologique : le quotient respiratoire de repos est en effet de 0,8, ce qui va engendrer une différence entre le volume inspiré et le volume expiré, en dehors même de tout problème technique. Les autres sont donc d’ordre techniques, qu’elles soient liées à un défaut des algorithmes utilisés pour le traitement du signal (comme celui de l’intégration des débits en volume), ou secondaires à l’instabilité des capteurs particulièrement plus sensibles que ceux utilisés chez les adultes du fait de signaux mesurés d’amplitude plus faible. Le but de la correction de dérive est de conserver parfaitement stable le signal de zéro débit. Cette correction est particulièrement importante chez le nourrisson afin d’éviter les erreurs de mesure plus importantes chez eux du fait d’un signal mesuré plus faible que celui des adultes. Elle nécessite un système automatique de remise à zéro du débit qui peut être soit électronique soit prise en charge par un algorithme. De plus ce système doit être suffisamment sensible pour ne pas méconnaître le début d’une inspiration. 410

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Volume pléthysmographique

Dans une cabine de pléthysmographie fermée, les variations de volume de la cage thoracique qui sont inverses de celles du volume pléthysmographique (Vpleth) lors d’un cycle respiratoire, sont obtenues par la mesure des variations de pression correspondantes dans cette cabine. Au cours de la respiration courante, la dérive positive de ce signal de pression est due à la légère augmentation de température de la cabine. Au cours de la mesure de CRF avec l’occlusion nécessaire des voies aériennes, les algorithmes de correction sont basés sur la remise à zéro du signal de Vpleth lorsque la pression alvéolaire mesurée à la bouche est nulle. Lors des mesures de résistance, la remise à zéro s’effectue au début de l’inspiration et à la fin de l’expiration, détectée au niveau du pneumotachographe par un débit nul. En règle générale, il est également important d’avoir un système de correction qui soit stable avec le temps, automatisé et surtout facile à mettre en application. L’amplitude de la correction doit toujours être visualisée sur l’écran par l’opérateur, afin que celui-ci ne méconnaisse pas l’éventualité d’une fuite. Correction des volumes en condition BTPS

Il est important d’effectuer cette correction, puisqu’un volume expiré en conditions BTPS sera augmenté en moyenne de 5 % par rapport au volume inspiré en conditions ATPS. Volume courant

Tous les systèmes de mesure des débits ventilatoires disponibles sur le marché, doivent corriger la valeur du volume inspiré en fonction des modifications de température, de pression atmosphérique et d’humidité au niveau du capteur pour passer des conditions ATPS aux conditions BTPS. En effet cette correction est nécessaire pour prendre en compte le réchauffement et l’humidification de l’air au niveau de l’arbre bronchique [12]. En attendant de nouveaux systèmes précis de mesure de ces deux paramètres directement à la sor-

EFR du nourrisson

tie du pneumotachographe, une formule standard doit être appliquée par un algorithme : PB – P H20 273 + 37°C V BTPS = V ATPS × ------------------------------------ × ---------------------------PB – 47mmHg 273 + T°C

VBTPS = volume en condition BTPS VATPS = volume en condition ATPS PB = Pression air ambiant en mm Hg PH20 = Pression partielle d’H2O T = température ambiante en °C Résistances pléthysmographiques et capacité résiduelle fonctionnelle

Le problème des résistances pléthysmographiques sera envisagé au chapitre « principe et déroulement d’un examen de la fonction respiratoire du nourrisson ». Pour la CRF, sa mesure ne nécessite pas de correction, puisqu’elle s’effectue, au cours d’une occlusion des voies aériennes, sur un volume d’air déjà en condition BTPS. Détection du début du cycle inspiratoire et du niveau de fin d’expiration

Chez les nourrissons, les débits moyens mesurés étant faibles, le système de mesure utilisé doit être particulièrement sensible pour détecter efficacement le niveau de fin d’expiration et le début du cycle inspiratoire suivant. En effet, une confusion peut exister avec une simple dérive du signal à débit nul, source d’erreur qui peut être particulièrement importante chez le nouveau-né de petit poids. La détection du niveau de fin d’expiration est capitale pour l’étude de la fonction respiratoire du nourrisson. En effet, c’est à ce niveau que débute l’occlusion lors de la mesure de la CRF ou lors de la mesure des débits maximaux à la CRF par la compression thoracique rapide. Ainsi ce niveau de fin d’expiration doit être clairement représenté sur l’axe des temps pour permettre un contrôle visuel de sa détermination automatique par le système de traitement des données. En cours d’acquisition des données du régime ventilatoire, une dérive du niveau ventilatoire de repos engendrant une pente supérieure à 10 % doit être considérée comme synonyme de fuite ou d’anomalie d’acquisition du signal de base. Un système d’alerte automatique doit informer l’utilisateur de cette éventualité. L’absence de fuite doit également être confirmée par un test de fuite qui devrait être prévu par le système acquisition des données et effectué avant chaque nouvelle acquisition, et à chaque fois que l’enfant mobilise sa tête. Monitorage du signal au moment de l’acquisition des données

Cette visualisation est fondamentale, pour des raisons de sécurité et de contrôle des nombreux critères de qualité du signal à respecter au moment de l’acquisition et du trai-

tement des données. Pour des raisons évidentes de sécurité, en cours d’acquisition des données, le volume courant, les débits inspirés et expirés, ainsi que la pression à la bouche doivent être clairement représentés. De même dans le cadre général du contrôle de qualité, qui se situe à toutes les étapes de l’acquisition et du traitement des données, il est très important que ce système puisse fournir à l’utilisateur une représentation graphique claire lui permettant de valider ou d’invalider son signal d’acquisition. Ces différentes étapes seront abordées au cours des prochains paragraphes. Le stockage des données

Le stockage des données doit concerner les caractéristiques du patient, la calibration, l’ensemble des mesures de la fonction respiratoire associé à l’heure et la date de leur réalisation, mais également l’ensemble des données méthodologiques permettant de valider ou d’invalider l’examen lors de sa relecture. La condition essentielle à exiger dans le stockage des données est la possibilité de les importer ou de les exporter facilement. En effet il est capital, dans le cadre d’une étude multicentrique, qu’un autre centre puisse recevoir ces données, et soit en mesure de les traiter comme s’il avait luimême procédé à leur acquisition. Cette fonction est le pré requis indispensable à la mise en place d’études collaboratives sur la fonction respiratoire du nouveau-né. Présentation du rapport final et valeurs de référence

Le rapport final doit laisser la possibilité à l’utilisateur de choisir les graphes et les données qu’il désire voir représenter. Ainsi les données peuvent être présentées soit sous forme brute soit en pourcentage par rapport à des valeurs de référence issues de son propre laboratoire ou tirées de la littérature. En toute rigueur, en l’absence de normes établies en respect des actuelles recommandations techniques et méthodologiques, elles ne devraient être présentées que sous forme brute. Cependant le recours aux normes existantes paraît difficilement évitable. Insistons enfin sur la nécessité d’effectuer annuellement des vérifications de la performance globale du système de mesure. Actuellement elles ne peuvent se faire sur place, en l’absence d’un service technique après vente de proximité hautement développé et nécessiteraient le renvoi de l’appareil à l’usine, ce qui est rarement réalisable en pratique, du fait des coûts engendrés et de la durée d’indisponibilité de l’appareillage. Au total cette première partie, centrée sur les données techniques, peut paraître fastidieuse, elle est néanmoins fondamentale. Une bonne connaissance des caractéristiques techniques de l’équipement utilisé est en effet indispensable à tout futur acquéreur d’un appareil de mesure de la fonction respiratoire du nourrisson, lui permettant de s’aligner sur les recommandations techniques les plus récentes, garant de la validité © 2008 SPLF. Édité par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés

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des mesures qu’il obtiendra. Il est donc important de bien détailler avec le fournisseur l’ensemble des caractéristiques techniques indispensables à la bonne réalisation d’une EFR chez le nourrisson. Actuellement peu de systèmes de mesure sont proposés sur le marché et aucun n’offre une entière satisfaction. Il faut néanmoins relever, l’effort louable des industriels qui ont participé à cet effort de standardisation de l’EFR du nourrisson par un dialogue permanent avec les experts permettant ainsi de mettre à la disposition des utilisateurs des appareillages répondant aux critères énoncés. Ce partenariat a été le préalable indispensable pour permettre la réalisation d’études multicentriques et donner à l’EFR la place centrale qu’elle occupe chez l’adulte dans la prise en charge des pathologies respiratoires.

Déroulement pratique de l’EFR Dans cette partie sont repris les principes physiologiques sur lesquels s’appuie l’EFR du nourrisson et sont décrites les différentes séquences méthodologiques.

Les procédures de calibration Cette étape est indispensable avant toute réalisation d’un examen de la fonction respiratoire. Elle débute par la mesure et l’enregistrement des conditions de l’air ambiant en termes de pression atmosphérique, de température et d’hygrométrie. Calibration des débits

D’une manière générale, une nouvelle calibration doit être systématiquement effectuée avec l’ensemble du circuit patient qui est changé à chaque nouvel examen (débitmètre, valve et masque). Celle-ci ne doit pas être électronique, car elle ne prend pas en compte les conditions de l’air ambiant et ne permet pas de vérifier d’éventuelles fuites du circuit machine ou patient. De plus cette calibration doit être effectuée sur l’ensemble de la gamme d’utilisation du débitmètre pour s’assurer de la linéarité entre le débit et la différence de pression générée par le débit ventilatoire. Dans l’idéal elle devrait s’effectuer avec des débits connus, générés par un rotamètre. L’utilisation manuelle d’une seringue d’un volume connu de 100 cc permet une calibration acceptable. Cette calibration doit s’effectuer sur un grand nombre de points et doit être acceptée si la marge d’erreur entre le volume injecté et le volume mesuré est inférieure à 5 %. En cas de valeur supérieure, la procédure de calibration devra être recommencée. Calibration de la pression cabine

Cette calibration, le plus souvent automatique, n’est nécessaire qu’une seule fois par jour du fait de la stabilité du capteur de pression. Chaque calibration doit pouvoir être visualisée sur 412

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l’écran de contrôle et être enregistrée avec les données du patient. Elle est associée à un test d’étanchéité de la cabine. Ce test permet dans un premier temps d’obtenir une constante de temps à l’équilibre qui doit se situer entre 10 et 14 secondes, après injection d’un volume d’air connu pressurisant la cabine fermée. Puis, grâce à une pompe automatique qui induit de façon sinusoïdale des variations de volume dans la cabine, un facteur de calibration (FC) sera obtenu, qui permettra de transformer les variations de pression cabine en variation de volume. Ce facteur sera indispensable à la mesure de la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF), cf. Mesures pléthysmographiques : capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) et résistances des voies aériennes (RVA). Idéalement cette pompe devrait faire varier aussi bien le volume que la fréquence de l’air injecté pour obtenir une calibration optimale sur une large gamme de pression.

Conditionnement du nourrisson L’examen commencera toujours par un interrogatoire. Le diagnostic, les antécédents néonataux, l’exposition tabagique et la présence d’allergie dans la famille devront être notés. L’examen clinique qui suivra s’assurera de l’absence de signe de détresse respiratoire. Il sera complété par une mesure de la saturation en oxygène à l’oxymètre de pouls et d’une prise de température systématique. En effet, l’examen devra être reporté dans les cas suivants : • saturation préalable à l’endormissement < 94 % ; • température > 38 °C ; • signes de détresse respiratoire. Il est également conseillé de reporter l’examen en cas d’exacerbation bronchopulmonaire dans les trois semaines précédentes [13] pour éviter les erreurs d’appréciation. Enfin, en cas d’encombrement des voies aériennes, une séance de drainage bronchique ainsi qu’une aspiration des fosses nasales est également indispensable. En effet, le nourrisson respirant par le nez, un encombrement de celles-ci va augmenter artificiellement la mesure des résistances. La taille et le poids devront être également mesurés de façon précise. Ces mesures se feront une fois l’enfant déshabillé. En effet les mesures de volume sont rapportées par kg de poids ce qui peut engendrer de grandes variations de résultats. Ainsi dans le stockage des données, le poids en kg doit apparaître avec deux décimales, la taille en centimètre avec 1 décimale. Pour les nouveau-nés, l’âge doit apparaître en jour, et pour les nourrissons de 1 à 24 mois en mois et en année avec une décimale pour les enfants plus âgés. De plus, les balances utilisées devront être des balances de précision et surtout vérifiées et calibrées une fois par an. La pièce d’examen doit être calme, à l’abri de la lumière et à température de confort pour faciliter l’endormissement du nourrisson. L’examen nécessite la présence pendant toute la durée de l’examen de deux opérateurs dont un médecin responsa-

EFR du nourrisson

ble de la surveillance de l’enfant et apte aux gestes de réanimation respiratoire de base. Ainsi, la salle d’examen doit posséder un chariot d’urgence prêt à l’emploi, et doit également posséder un téléphone avec le numéro d’un service d’urgence affiché (réanimation pédiatrique, SAMU…). Chez le nourrisson jusqu’à l’âge de 8 semaines, les mesures peuvent être réalisées en sommeil spontané après une tétée ou un biberon. Au delà, le sommeil pourra être induit par l’hydrate de chloral, qui est un sédatif non dépresseur respiratoire. À ce moment-là, l’enfant devra être à jeun depuis au moins une heure. Le délai d’obtention du sommeil est généralement de 20 à 30 minutes, mais une période plus longue est parfois nécessaire. La durée totale de l’exploration fonctionnelle respiratoire est, une fois l’endormissement obtenu, en règle générale de 45 minutes, ce qui correspond à la durée habituelle de la sédation obtenue. Concernant le chloral, en mars 2000, l’Afssaps a demandé aux titulaires d’AMM concernés, de retirer l’hydrate de chloral de la composition des spécialités pharmaceutiques commercialisées à cette date, en raison d’un rapport bénéfice/risque jugé défavorable dans les indications qu’elles avaient. Actuellement l’Afssaps a admis que ce rapport bénéfice/risque reste favorable, lorsque l’hydrate de chloral est administré en dose unique dans le but d’obtenir une sédation, dans les conditions décrites ci-après : l’utilisation de l’hydrate de chloral est restreinte aux nourrissons de plus de 8 semaines pour les explorations fonctionnelles respiratoires. La fréquence d’administration ne doit pas dépasser une à deux fois par an. La posologie recommandée par l’Afssaps d’après l’ordonnance du 7 septembre 2001 est de 50 à 75 mg/kg en une seule dose per os ou par voie intrarectale. Néanmoins, les recommandations internationales des sociétés savantes respiratoires européennes et américaines préconisent une dose selon l’âge gestationnel pouvant aller jusqu’à 100 mg/kg [14-17] ce qui est en accord avec la position du groupe des EFR pédiatriques de la Société Française de Physiologie. En revanche pour les nouveau-nés prématurés la dose départ d’hydrate de chloral doit se situer entre 30 et 50 mg/kg, du fait d’un risque d’apnée. Il est possible, si

l’enfant ne dort pas après la première prise de redonner une nouvelle dose de 50 % de la dose initiale 1 heure après, sans dépasser une dose cumulative de 120 mg/kg. Dans la mesure où le chloral peut être utilisé au cours d’autres investigations (imagerie) il est souhaitable que la dose utilisée et la date soient reportées dans le carnet de santé de l’enfant, dans le compte rendu de l’examen et dans celui de son hospitalisation. Enfin, les contre-indications au chloral sont présentées dans le tableau VI. Après endormissement, l’enfant sera allongé sur le dos dans le pléthysmographe, la tête en légère extension en ligne avec le reste du corps. Une surveillance continue clinique et de l’oxygénation au moyen d’une saturation transcutanée et de la fréquence cardiaque devra être instaurée. Toutes les mesures se feront en respiration calme. Un masque souple transparent, de taille adaptée la plus petite possible et connecté à l’appareillage de mesure (débitmètre et obturateur) sera placé sur le visage de l’enfant en englobant le nez et la bouche. Afin d’éviter toute fuite, une pâte hypoallergénique est moulée sur le rebord du masque afin d’obtenir une bonne étanchéité avec la morphologie du visage. Une fois le masque en place, un test d’occlusion permettra de s’assurer de l’absence de fuite. Il consiste à réaliser manuellement une courte occlusion (1 seconde) au niveau de l’extrémité libre du circuit patient en fin d’inspiration et de mesurer sur les 6 cycles respiratoires post-occlusion le nouveau volume de fin d’expiration, qui ne doit pas dépasser de plus de 10 % le niveau ventilatoire d’avant l’occlusion. Il sera renouvelé à chaque changement de position de la tête. Toutes les mesures se feront avec le masque en place en commençant par la mesure du régime ventilatoire de repos et en terminant par l’expiration forcée au cours de la compression thoracique.

Mesure du régime ventilatoire Toute évaluation de fonction ventilatoire du nouveauné par pléthysmographie débute par une mesure du régime

Tableau VI.

Contre indication à l’administration du chloral. Prise chronique Fièvre > 38 °C Risque d’apnée centrale ou périphérique – obstruction aiguë des voies aériennes supérieures. – hypertension intracrânienne. – pathologie du tronc cérébral. Insuffisance respiratoire (tcSaO2 < 94 % et/ou PaO2 < à la fourchette physiologique pour l’âge de l’enfant), Insuffisance rénale, Insuffisance cardiaque, troubles connus du rythme cardiaque, Insuffisance hépatique, Hypersensibilité connue à l’hydrate de chloral. D’après document de l’Affssap (http://agmed.sante.gouv.fr/htm/10/filltrpsc/lp010901.htm)

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ventilatoire de repos. Elle consiste en la mesure de la courbe débit-volume au repos, ce qui permet d’obtenir la fréquence respiratoire (fR), le volume courant(VT), la durée des temps inspiratoire (tI), expiratoire (tE) et total (ttot) ainsi que le pourcentage du volume expiré (VPTEF) ou du temps expiratoire (tPTEF) auquel on observe le débit expiratoire maximal (fig. 1). Cette mesure simple à réaliser, puisqu’elle nécessite un pneumotachographe et un masque facial, reste une mesure très importante qui va conditionner les mesures suivantes. En effet, c’est au cours de la mesure du régime ventilatoire de repos que l’opérateur doit s’assurer du caractère calme de la ventilation du nouveau-né et de l’absence de fuite permettant une mesure satisfaisante du niveau de fin d’expiration (EEL). Une fois le masque bien en place et le test de fuite effectué, il est important de respecter un temps d’adaptation d’au moins 2 minutes. En effet, la zone de contact du masque peut stimuler la ventilation induisant une diminution du temps expiratoire et donc une augmentation du niveau de fin d’expiration [18]. En cas de ronflement, il est conseillé de repositionner la tête de l’enfant pour en diminuer l’intensité. À l’aide de la représentation graphique instantanée du volume courant en fonction du temps et de la courbe débit-volume,

l’opérateur doit s’assurer de l’absence de dérive de la ligne de base du signal de débit, de l’absence d’artéfact sur la courbe et du caractère reproductible de celle-ci. La stabilité du niveau expiratoire de repos est affirmée lorsque celui-ci varie de moins de 3 % du VT (EELSD % ≤ 3%) ou de 0,3 mL.kg-1 (EELSD ≤ 0,3 mL.kg-1) sur les 5 à 10 cycles analysés. Afin d’éviter de grandes variations du niveau ventilatoire de repos [19], l’opérateur doit s’assurer du caractère non paradoxal du sommeil de l’enfant, c’est-à-dire de l’absence de mouvements oculaires rapides. Chaque période d’enregistrement, une fois ces critères obtenus, doit durer entre 30 et 60 secondes. Avant de passer aux mesures suivantes, une analyse de l’enregistrement devra être effectuée pour s’assurer d’avoir au moins 20 cycles respiratoires enregistrés avec un coefficient de variation inférieur à 10 % [2].

Évaluation de la mécanique passive du système ventilatoire Principe de la mesure

Elle peut être effectuée de façon non invasive par la technique de la simple occlusion. Elle permet la mesure de

A C B

Fig. 1.

Régime ventilatoire de base. A) Évolution du volume en fonction du temps au cours d’un cycle respiratoire. B) Évolution du débit en fonction du temps. Par définition l’inspiration engendre des débits négatifs qui correspondent à une augmentation du volume inspiré. C) Évolution du débit en fonction du volume.

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EFR du nourrisson

Débit (V’)

la compliance et de la résistance du système respiratoire (Crs, Rrs respectivement). Cette approche considère que ce système peut être étudié comme un modèle à un seul compartiment. Cette mesure est basée sur la présence du réflexe de Hering Breuer (HBIR) qui, déclenché par une brève occlusion des voies aériennes (400 à 1 200 ms), va induire une inhibition de la commande centrale vers les muscles respiratoires [20, 21]. Celle-ci va se traduire par un front de montée rapide de la pression buccale à l’occlusion suivie d’un plateau qui se maintient pendant toute la durée de l’occlusion. À la levée de l’occlusion les muscles inspiratoires vont se relâcher et induire une expiration passive par un retour à l’équilibre du système respiratoire. Le relâchement total des muscles respiratoires est attesté par la linéarité de la relation V/V’ pendant l’expiration suivant la levée d’occlusion (fig. 2). L’obtention d’un plateau de pression buccale à l’occlusion et d’un débit linéairement décroissant à la levée de l’occlusion sont donc les deux critères fondamentaux sur lesquels repose cette méthode et sur lesquels porteront les critères de qualité. Le rapport du volume expiré passivement jusqu’au retour à l’équilibre (Vext) sur la pression mesurée à la bouche lors de l’occlusion des voies aériennes (Pao), reflet de la somme des forces de rétraction élastique du poumon et du thorax, permet d’apprécier la compliance totale du système respiratoire [6]. Le temps expiratoire est souvent insuffisant pour permettre au système respiratoire de retourner à l’équilibre, ainsi Vext doit se calculer par extrapolation de la droite de régression du débit expiratoire en fonction du

volume (fig. 2). La différence entre ce volume extrapolé et le volume expiré lors du cycle précédent définit le volume intercept ou Vic qui représente ainsi l’élévation dynamique active du niveau expiratoire de repos au-dessus de l’état d’équilibre. La mesure de la Crs est une mesure dépendante du volume pulmonaire et doit de ce fait être exprimée par kilogramme de poids total (mL·kPa-1·kg-1). Son intérêt tient autant à la facilité de sa mesure qu’à sa bonne reproductibilité. De même, la pression mesurée à la bouche lors de l’occlusion, rapportée au débit (V’) au moment de la levée de l’occlusion et obtenu par extrapolation de la droite de régression du débit expiratoire en fonction du volume expiré (fig. 2), permet d’évaluer les résistances totales du système respiratoire (Rrs) exprimées en kPa·L-1. Elles peuvent être aussi déterminées à partir de la Crs et de la constante de temps de la courbe débit-volume de levée d’occlusion. C’est cependant une mesure moins reproductible que celle de la compliance qui reflète plus la perméabilité des voies aériennes supérieures que l’état bronchique. Déroulement pratique de l’étude de la mécanique passive

Les mesures ne doivent débuter qu’après l’obtention d’un minimum de 30 cycles respiratoires de repos réguliers, avec un niveau ventilatoire de repos (EEL) stable. Il est important de vérifier la stabilité du EEL au cours de la totalité de la

Levée de l’occlusion

Débit expiratoire su ivant la levée de l’occlusion Droite de régression

Volume A

Fin de l’expirat ion du cycle d’occlusion Volume B Volume extrapolé

Débit inspiratoire avant occlusion

Fin de l’expiration du cycle précédent

Volume Volume intercept

Fig. 2.

Mécanique passive : courbe débit volume de levée d’occlusion lors de l’induction d’un réflexe de Hering-Breuer.

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mesure, garant d’une absence de fuite. Celle-ci est définie par une différence de volume qui ne doit pas dépasser 10 % du Vt ou 1 mL.kg-1. En cas de fuite, le circuit patient doit être vérifié et le masque ajusté à nouveau. Le EEL doit être graphiquement représenté au cours de l’acquisition pour permettre un contrôle visuel par l’opérateur. L’occlusion doit être automatiquement levée dans différentes conditions [6, 22] : • dès qu’un plateau de pression de 100 ms est obtenu. • dès qu’une inspiration est détectée par le capteur de pression à la bouche. • après une durée de 1 500 ms d’occlusion. Entre chaque nouvelle mesure il est important de vérifier la validité technique de celle-ci. En effet il faudra continuer les mesures jusqu’à l’obtention de valeurs présentant plusieurs critères de qualité décrits ci-dessous, qui doivent tous être clairement identifiés sur l’écran de contrôle du système d’acquisition. Ces critères sont au nombre de 6 [6]. 1) La durée de l’occlusion doit être comprise entre 400 et 1 500 ms. 2) L’occlusion doit survenir en début d’expiration, c’est-à-dire avant que l’enfant ait expiré plus de 5 % de son Vt : Volume expiré au moment de l’occlusion : (Vocc < 5 % du Vt ou < 3 mL). 3) L’occlusion est maintenue jusqu’à l’obtention d’un plateau de pression ou au maximum 1 500 ms. Le plateau est une période de temps de 100 ms pendant laquelle la pression est stable. Deux critères définissent cette stabilité : une dérive maximale de 20 Pa entre le début et la fin du plateau d’une part et une variabilité de la pression tout au long du plateau inférieur à 10 Pa d’autre part. Sa visualisation sur l’écran, est en outre indispensable pour en apprécier la morphologie, et ainsi éliminer une expiration active se traduisant par une augmentation tardive de la pression. 4) la dérive de la pression au plateau doit représenter moins de 3 % de la hauteur du plateau. 5)La droite de corrélation obtenue sur la courbe débit volume de levée d’occlusion doit avoir un coefficient de corrélation r2 ≥ 0.99. C’est le critère clé qui permet d’affirmer la passivité de l’expiration à la levée de l’occlusion Le calcul de ce coefficient doit porter sur une portion qui doit dépasser 40 % du volume expiré, entre deux points correspondant à 65 % au maximum (Volume A) et 15 % au minimum (Volume B) du volume total expiré (fig. 1), ces limites pouvant être portées à 5 et 55 % [6]. 6) Le Vic doit rester inférieur à 3 mL.kg-1 (fig. 1). Son augmentation au-delà, correspond en effet soit à un freinage expiratoire soit à une ré-inspiration précoce, compromettant dans les deux cas la passivité de l’expiration. Entre chaque nouvelle occlusion, un délai de 30 secondes doit être respecté jusqu’à l’obtention de trois valeurs respectant les critères mentionnés et avec un coefficient de variation < 10 %. La moyenne devra être prise en compte dans le résultat final. 416

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Mesures pléthysmographiques : capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) et résistances des voies aériennes (RVA) Ces mesures se font dans une enceinte fermée par un heaume en plexiglas, dont l’ouverture peut s’effectuer en moins de deux secondes. Cette enceinte d’un volume entre 70 et 100 litres doit pouvoir contenir sans difficulté un enfant de 85 cm [22]. L’utilisation de matelas en mousse, ainsi que de tout autre matériel compressible doit être évité, du fait d’une possible atténuation du signal de pression dans la cabine. Dès que l’enfant est branché sur l’appareil, cabine fermée, un monitorage en direct du volume pléthysmographique, de la pression buccale et des débits ventilatoires mesurés par le pneumotachographe doit apparaître, indépendamment de toute acquisition des données. Mesure de la CRF Principe de la mesure

La mesure de la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) par pléthysmographie est une méthode rapide et non invasive. Elle est basée sur la loi de Boyle et Mariotte : un gaz soumis, en conditions isothermes, à des variations de pression dans une enceinte fermée voit son volume varier en sens inverse de sorte que leur produit, pression (P) et volume (V), demeure constant, ce qui peut s’écrire : PV = constant ou P1V1 = P2V2 Ce principe peut s’appliquer à un nourrisson respirant contre occlusion, donc sans échanges thermiques, dans la cabine fermée du pléthysmographe. En fin d’expiration le volume pulmonaire (V1) est ainsi égal à la CRF et la pression alvéolaire (P1) à la pression barométrique (PB). Lors d’un cycle respiratoire contre l’occlusion, il se produit à l’effort inspiratoire une diminution de la pression alvéolaire (P2 = PB-ΔP) et une augmentation correspondante du volume pulmonaire (V2 = CRF+ΔV) et inversement lors de l’expiration. L’équation précédente peut alors s’écrire : PB × CRF = (PB + ΔP) × (CRF + ΔV) Soit en développant cette équation : ΔV CRF = – ------- × ( PB – Δ P ) ΔP

En considérant ΔP négligeable par rapport à PB (< 2 %) : l’équation précédente peut s’écrire : ΔV CRF = – ------- × PB ΔP

Équation 1

Durant cette manœuvre respiratoire l’air est supposé rester saturé en vapeur d’eau et de ce fait la vapeur d’eau se comporte comme si elle était incompressible :

EFR du nourrisson

ΔV CRF = – ------- × ( PB – P H20 ) ΔP

Ainsi pour mesurer la CRF il suffit de connaître : • PB : c’est la pression barométrique. • ΔP : ce sont les variations de la pression alvéolaire déterminées par la mesure de la pression buccale qui égale, en l’absence de débit à l’occlusion, la pression alvéolaire. • ΔV : ce sont les variations du volume pulmonaire obtenues dans un pléthysmographe barométrique à partir des variations de la pression dans la cabine (ΔPboîte) et du facteur de calibration FC, déterminé par une calibration préalable qui permet de transformer les variations de pression dans la cabine en variations de volume (ΔV= -FC ΔPboîte). En pratique l’occlusion des voies aériennes n’est pas réalisée à la fin de l’expiration mais, pour prévenir les phénomènes de fermeture glottique, en fin d’inspiration. Le volume occlus comprend de ce fait la CRF plus le volume situé au-dessus du niveau respiratoire de repos (Vocc) et le volume mort instrumental (VD,ins.) qui doivent donc être soustraits du volume mesuré. Ainsi à partir de la mesure effectuée : CRF = VGTO – Vocc – VD,ins Déroulement pratique de la mesure de la CRF

Une fois le masque posé sur l’enfant endormi, la cabine doit être refermée. Il est important de laisser respirer l’enfant sans effectuer d’acquisition pendant 2 à 3 minutes pour permettre un équilibre thermique et une correction optimale de la dérive du volume pléthysmographique. Cette correction ne doit pas dépasser 50 % de la valeur de volume mesurée. Ainsi l’acquisition des données ne doit commencer que si le régime ventilatoire de l’enfant est régulier et en situation d’équilibre thermique objectivé par l’absence de dérive du signal de pression boîte. Puis, une fois l’obtention d’une dizaine de cycles respiratoires avec un EEL stable, une interruption automatique du débit aérien à l’orifice des voies aériennes sera déclenchée en fin d’inspiration pendant 2 cycles respiratoires complets. L’occlusion ne devra pas dépasser 6 secondes. Pendant celleci, il est important de bien contrôler l’étanchéité du ballon d’occlusion. Celle-ci sera objectivée par une variation sinusoïdale de la pression buccale accompagnée d’un débit nul au niveau du pneumotachographe. À la levée de l’occlusion il est également important de vérifier l’absence de fuite au niveau du masque engendrée par l’occlusion et qui donnerait des valeurs de CRF erronées. L’absence de fuite est définie par une variation inférieure à 10 % entre le EEL avant et après l’occlusion calculée sur la courbe du volume en fonction du temps mesuré par le pneumotachographe. Le EEL devra être calculé sur les 6 cycles respiratoires pré et post-occlusion, en évitant de prendre en compte le cycle respiratoire interrompu par l’occlusion.

La valeur moyenne de CRF retenue sera calculée sur trois mesures valides techniquement avec un coefficient de variation inférieur ou égal à 5 %. Mesure des RVA Principe de la mesure

La mesure de la résistance des voies aériennes (RVA) par pléthysmographie est un moyen direct, rapide et non invasif d’appréciation du calibre bronchique et donc de détection d’une obstruction des voies aériennes. Elle occupe de ce fait une place importante chez le nourrisson qu’elle n’a pas chez l’adulte. En effet l’analyse des débits expirés au cours d’une expiration forcée volontaire irréalisable chez le nourrisson, est une mesure plus sensible pour détecter une obstruction des voies aériennes. Les résistances des voies aériennes (RVA) se calculent en faisant le rapport entre la différence de pression dans les voies aériennes entre l’alvéole (PA) et la pression à la bouche (Pbucc) et le débit (V’) qui en résulte : PA – Pbucc RVA = ----------------------------V'

Au cours du cycle respiratoire Pbucc reste égale à la pression atmosphérique et il existe une variation de PA (ΔPA) qui va engendrer une variation de débit (ΔV’) mesurée au niveau du pneumotachographe. Les RVA peuvent donc être calculées tout au long du cycle respiratoire par le rapport : Δ PA Équation 2 RVA = ---------Δ V'

PA n’étant pas directement mesurable pourra s’obtenir indirectement par la pléthysmographie. Si la température et l’hygrométrie sont maintenues constantes, la pression de la cabine varie de façon inversement proportionnelle à la pression alvéolaire : ΔPA = ΔPboîte × k k est le facteur dépendant de la mécanique passive du système respiratoire permettant de passer des variations de la pression cabine (ΔPboîte) aux variations de pression alvéolaire (ΔPA). Il peut être calculé de façon indirecte uniquement lors de la mesure de la CRF (cf. équation 1). En effet, lors de l’occlusion des voies aériennes, PA est directement accessible par la mesure de Pbucc : Δ Pbucc k = -------------------Δ Pboîte

L’équation 2 devient donc : Δ Pboîte Δ Pboîte Δ Pbucc RVA = -------------------- × k = -------------------- × -------------------Δ V' Δ V' Δ Pboîte

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Ainsi la pente de la droite de corrélation entre le débit et la pression boîte permet d’obtenir les RVA (fig. 3). Ceci n’est vrai qu’en conditions isothermes et le vrai défi de la mesure pléthysmographique des résistances est le maintien de ces conditions dans la mesure où les modifications du signal boîte induites par la différence de température entre l’air inspiré et l’air expiré peuvent représenter jusqu’à 10 fois celles induites par les variations de la pression alvéolaire [23]. Le halètement est un moyen d’obtenir ces conditions isothermes chez l’adulte mais n’est pas possible chez le nourrisson chez lequel il faut donc recourir à des artifices techniques. Le premier de ces artifices consiste à faire respirer le nourrisson, pendant l’acquisition de la mesure, dans un sac contenant de l’air saturé d’humidité et à 37 °C [24] ce qui implique un appareillage spécifique et une manœuvre qui peut présenter un risque d’hypercapnie. C’est la méthode décrite dans les dernières recommandations [22] La compensation électronique de la dérive thermique est une autre méthode élégante et séduisante parce qu’elle

ne nécessite aucune manœuvre chez le nourrisson. Cette compensation électronique, utilisée initialement chez l’adulte pour éviter le halètement a été adaptée avec succès chez l’enfant [25]. C’est le procédé utilisé dans le système Jaeger. Il offre des avantages appréciables : a) confort pour le nourrisson qui ventile librement dans le caisson, b) absence de manipulations en cours d’acquisition pour le technicien, c) absence de modifications respiratoires liées à l’hypercapnie induite. Malheureusement, son utilisation, ces 3 dernières années, dans les services experts a montré une trop grande variabilité intra et inter sujets et une incapacité à séparer les nourrissons normaux des obstructifs. Ainsi, actuellement, son utilisation n’est donc pas recommandée par les experts qui avaient participé à son implémentation dans le système Jaeger [26] Expression des RVA

Les résistances des voies aériennes dépendent de nombreux facteurs dont le volume, le débit et la phase respiratoire auxquels elles sont mesurées : on peut donc les formuler

Volume Respiration courante Inspiration Occlusion

temps

Expiration

Résistances

CRF Pression buccale

Débit (mL/s)

expiration

Inspiration 100

1

0

0

-100

-1 inspiration

expiration -4

04

Pression boîte

A B

Volume boîte

Fig. 3.

Mesures pléthysmographiques. A) Évolution de la pression dans la cabine de pléthysmographie en fonction du débit ventilatoire au cours d’un cycle respiratoire (mesure des résistances). B) Évolution de la pression buccale en fonction du volume pléthysmographique au cours de plusieurs cycles respiratoires lors d’une occlusion des voies aériennes (mesure de la CRF).

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en fonction de ces facteurs mais il n’y a pas actuellement de consensus sur la manière de les exprimer. • Notion de résistance spécifique : l’expression des résistances en terme de résistances spécifiques (sRVA), produit des RVA par la CRF, permet de se passer du calcul du facteur k Ainsi, sRVA (kPa.s) = RVA (kPa.L– 1.s) × CRF (L) Selon l’équation 2 : Δ Pboîte Δ Pbucc sRVA = -------------------- × -------------------- ( CRF ) Δ V' Δ Pboîte

comme selon l’équation 1 : Δ Pboîte CRF = -------------------- × PB Δ Pbucc

On en déduit :

Ceci nécessite donc une occlusion des voies aériennes pour la mesure de la CRF. Certains systèmes d’acquisition comme celui commercialisé par la société Jaeger, donnent une valeur de RVA à partir des sRVA même si la mesure de la CRF n’est pas faite, en prenant une CRF dérivant d’une équation normative, qui ne reflète pas forcément le véritable volume auquel a été faite la mesure, et donc avec un risque de résultats faux. • Notion de résistances effectives : les résistances effectives (Reff) sont dérivées de l’équation des résistances spécifiques en utilisant le volume moyen pendant le cycle (Veff) à la place de la CRF, qui semble plus proche de la réalité, puisque les résistances sont évaluées sur l’ensemble du cycle respiratoire. Ainsi, Veff est obtenu en ajoutant à la CRF moyenne la moitié du volume courant (VT) utilisé dans l’analyse des résistances : Veff = CRF + 1/2VT Ce qui donne:

Δ Pboîte sRVA = -------------------- × PB Δ V'

Reff = sRVA -------------Veff

Ainsi les résistances spécifiques sont obtenues à partir de la pente de la droite représentant la variation de signal Pboîte en fonction du débit et exprimées en kPa.s Elles peuvent être obtenues de façon équivalente en rapportant la surface de la boucle du travail respiratoire (ΔPboîte/ΔV) sur celle de la boucle débit volume (ΔV’/ΔV) : ce sont ces boucles de résistances spécifiques qui sont établies et affichées sur la plupart des appareils. Ces mesures doivent s’effectuer sur une gamme de débit qui va de – 50 % à + 50 % des débits maximaux mesurés. Les résistances spécifiques sont donc mesurées sans nécessité d’occlusion des voies aériennes ni mesure préalable de la CRF : elles tirent de là tout leur intérêt, tout en sachant qu’elles sont dépendantes du volume auquel elles ont été mesurées. Ainsi une augmentation des sRVA peut être secondaire à une hyperinflation alvéolaire seule. Pour s’affranchir de cette influence du volume, à partir des sRVA et de la CRF mesurées, les résistances des voies aériennes sont calculées :

Ce sont ces résistances qui représentent le mieux les résistances des voies aériennes évaluées par plethysmographie, et pour lesquelles nous proposerons des normes dans un chapitre ultérieur. • Notion de résistances partielles : à côté d’une valeur moyenne de sReff évaluée au cours du cycle respiratoire dans sa totalité, il est possible de décrire les résistances effectives en terme de résistances partielles selon la phase du cycle respiratoire prise en compte. Ainsi on peut décrire des résistances à haut et à bas volume pulmonaire. En effet, à bas volume, ce sont les sReff LV qui représentent les résistances calculées à partir de la pente de la courbe ΔPboîte/ΔV’ en fin d’expiration et début d’inspiration. Par contre, à haut volume pulmonaire, ce sont les sReff HV qui représentent les résistances calculées à partir de la pente de la courbe ΔPboîte/ΔV’ en fin d’inspiration et début d’expiration Bien qu’il existe très peu de données actuellement sur l’intérêt de ces résistances, celles-ci semblent prometteuses puisqu’une augmentation des résistances à bas volume pulmonaire pourrait être en faveur d’une obstruction des petites voies aériennes. De futures études sont cependant nécessaires pour confirmer cette hypothèse. Enfin, il est possible d’évaluer le rapport des résistances mesurées en fin d’expiration et début d’inspiration (sReff E/I). Ainsi, les résistances expiratoires reflétant la perméabilité du compartiment bronchique, un rapport > 1 permettra donc de s’orienter vers une obstruction bronchique distale alors qu’une obstruction des voies aériennes supérieures donnera une élévation plutôt inspiratoire des résistances et un rapport < 1.

RVA = sRVA -------------CRF

On en déduit aussi la conductance des voies aériennes, GVA et la conductance spécifique sGVA : 1 sGVA = ------------sRVA 1 GVA = ---------RVA

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F. Amsallem et coll.

Déroulement pratique des mesures des résistances

La mesure des résistances s’effectue dans la même séquence que celle de la CRF, de préférence avant toute mesure d’occlusion. Dès le début de l’acquisition des données, cabine fermée, la courbe en cycle à cycle du débit ventilatoire en fonction du volume pléthysmographique doit être visualisée. Une moyenne de 20 cycles avec un coefficient de variation inférieur à 30 % et une stabilité du niveau ventilatoire de repos doit être obtenue. Si un sac de réinhalation, avec un air préalablement chauffé et humidifié pour effectuer la correction des volumes en condition BTPS est utilisé, celui-ci devra être installé en dérivation par rapport à l’air ambiant, à la sortie du pneumotachographe grâce à une valve à deux voies. Ainsi au début de l’acquisition, la valve sera automatiquement ouverte sur le ballon permettant à l’enfant de passer de l’air ambiant à l’air du ballon. L’acquisition ne devra pas dépasser 30 secondes pour limiter l’inhalation du CO2. En cas de système utilisant la correction électronique, celle-ci ne s’effectuera qu’au moment du traitement des données.

La mesure des débits forcés Elle fait appel à la technique de compression thoracique par la méthode de la jaquette gonflable. Principe de la mesure

Le principe de base est simple : provoquer chez le nourrisson une expiration forcée par la compression de son thorax. Elle est obtenue en gonflant rapidement une jaquette de compression disposée autour du thorax, la pression de la jaquette transmise aux voies aériennes générant un débit expiratoire forcé. La compression thoracique peut intervenir soit au niveau du volume courant, c’est la rapid thoracoabdominal compression (RTC), soit après insufflation pulmonaire à un niveau proche de la capacité pulmonaire totale, c’est la raised volume rapid thoracoabdominal compression (RVRTC). Déroulement pratique Technique de compression au niveau du volume courant [8]

Le premier temps consiste à ajuster correctement la jaquette autour du thorax de l’enfant, de façon à transmettre efficacement lors de son gonflage la pression aux voies aériennes mais sans gêner la respiration de repos, les bras étant laissés en dehors. L’absence de compression active à ce stade est attestée par la nullité de la pression dans la jaquette (Pj). Il est conseillé de positionner la jaquette sous le nourrisson dès que celui-ci est endormi, avant toute mesure, afin d’éviter par la suite de le réveiller. Lors de la mesure des débits forcés, l’opérateur n’aura qu’à rabattre les pans de la jaquette autour du thorax. Il devra, avant la phase de gon420

Rev Mal Respir 2008 ; 25 : 405-32

flage de la jaquette, valider les conditions de la ventilation de repos sur 30 secondes au minimum, avec les mêmes critères que ceux décrits dans le chapitre Évaluation de la mécanique passive du système ventilatoire. Ainsi, la phase de gonflage ne pourra s’effectuer que si la ventilation avant la compression est similaire à la mesure du régime ventilatoire faite en début de test. Les conditions de ventilation validées, la jaquette est gonflée en fin d’inspiration et maintenue gonflée pendant toute la durée de l’expiration (2 secondes au maximum si aucune inspiration ne réapparaît spontanément) et le débit forcé généré est mesuré exprimé en fonction du volume (courbe débit-volume). Le débit présent au niveau expiratoire de repos définit V’max, CRF (fig. 4A, B). La pression de compression initiale est de 2 à 3 kPa et est ensuite augmentée par palier de 1 à 2 kPa jusqu’à ce que V’max, CRF n’augmente plus, sans jamais dépasser 12 à 15 kPa. La pression la plus basse qui permet d’obtenir cette valeur de V’max, CRF est la pression optimale. 3 à 5 mesures techniquement acceptables sont nécessaires pour sa détermination et la meilleure valeur ne différant pas de plus de 10 % de la seconde est retenue, exprimée en mL/s [8]. La variabilité spontanée du niveau expiratoire de repos chez le nourrisson impose de plus d’en rapporter la moyenne et le coefficient de variation [8]. Les critères d’acceptabilité à ce niveau sont définis par la survenue aussi précoce que possible du débit expiratoire de pointe (dans les premiers 30 % du volume expiré), et par une courbe débit-volume régulièrement descendante sans réinspiration ni fermeture glottique et par une transmission suffisante de la pression de la jaquette aux voies aériennes [8]. L’efficacité de cette transmission peut être appréciée de façon simple par une mesure à la bouche de la pression en amont d’une occlusion réalisée en fin d’inspiration juste avant puis juste après le gonflage de la jaquette à la pression optimale. La différence des pressions mesurées représente alors la partie de la pression de la jaquette transmise aux structures intrathoraciques qui doit être d’au moins 2 kPa. Il n’existe pas actuellement de critère permettant de définir si l’expiration a été complète jusqu’au volume résiduel. Ainsi, il est logique de considérer la visualisation d’un plateau de fin d’expiration en fonction du temps, objectivant une période de débit expiratoire nul comme critère à prendre en compte actuellement. Automatisée, la mesure du V’max, CRF est relativement simple à réaliser lorsque l’endormissement est bien maintenu et les critères de qualité respectés. Ces critères obtenus, le facteur essentiel conditionnant le résultat est le niveau expiratoire de repos dont on connaît la variabilité spontanée chez le nourrisson. C’est ce qui explique la variabilité du résultat obtenu et c’est bien là le talon d’Achille de la RTC. Technique de compression après insufflation pulmonaire [1]

Pour s’affranchir de ce problème de variabilité du niveau expiratoire de repos, une technique a été ensuite déve-

EFR du nourrisson

loppée, qui par une augmentation préalable du volume pulmonaire, réalise la compression thoracique au niveau proche de la CPT, imitant ainsi au plus près la manœuvre forcée du grand enfant et de l’adulte (fig. 4C, D). L’augmentation du volume pulmonaire est obtenue en soumettant les voies aériennes à une pression de 30 cm H2O, à l’inspiration. Plusieurs insufflations, 2 à 5, sont nécessaires jusqu’à ce que ni le volume ni la pression n’augmentent plus. L’obtention de plateaux de pression et de volume permet d’affirmer le caractère complet de l’insufflation. Une variation maximale de 2 % sur 100 ms de chacun des deux paramètres est requise pour affirmer la présence de tels plateaux. La jaquette est alors gonflée jusqu’à l’expiration complète au niveau du volume résiduel. Le temps maximal de compression ne doit pas dépasser 5 secondes. La pression de compression est augmentée progressivement comme précédemment jusqu’à obtention de la pression optimale. Plusieurs paramètres sont alors mesurés, il s’agit de la capacité vitale forcée (CVF), du volume expiré maximal en 0,5 secondes (VEM 0,5), des débits maximaux instantanés à 50 % (DEM50), 25 % (DEM25) et 15 %(DEM15 %) de la CVF ainsi que du débit médian entre 25 et 75 % de la CVF (DEM25-75) et du rapport VEM 0,5/CVF. Il est à noter que ces débits instantanés sont rapportés, dans la convention américaine, en fonction du pourcentage de volume expiré et non restant

comme conventionnellement en Europe. Chez les nourrissons de moins de 3 mois doit être rapporté également le volume expiré maximal en 0,4 s (VEM 0,4) du fait d’un temps de vidange pulmonaire plus court à cet âge. Par contre le V’max, CRF ne doit pas être mesuré lors de cette manœuvre : en effet le niveau expiratoire de repos n’est plus, du fait de l’insufflation pulmonaire, représentatif du niveau expiratoire de repos spontané du nourrisson. Les critères d’acceptabilité des courbes sont ceux de la technique de compression à volume courant auxquels s’ajoute un critère de début de courbe, à savoir la survenue du débit de pointe avant que ne soit expiré 10 % du volume depuis la capacité pulmonaire totale (autrement dit 10 % de la capacité vitale forcée) [1]. Le critère de fin de la courbe des débits en fonction du temps, indiquant le caractère complet de l’expiration forcée, est comme pour la RTC, la survenue d’un plateau expiratoire. Deux courbes techniquement acceptables dont la CVF, le VEM 0,5 et le DEM25-75 ne différent pas de plus de 10 % sont nécessaires pour qu’un résultat puisse être donné. Les débits et volumes maximaux retenus sont ceux de la meilleure courbe, définie par celle ayant la somme CVF et VEM 0,5 la plus élevée [1]. Au total outre un équipement standardisé, la réalisation d’une EFR du nourrisson exige une connaissance approfondie

Débit (mL.s-1) Débit (mL.s-1) Volume (mL) Volume (mL) Inflation jaquette

Inflation Inflation jaquette jaquette

Pj(kPa)

Pj(kPa) Pao(kPa) Débit (mL.s-1)

Débit (mL.s-1)

Vmax FRC Volume (mL) Volume (mL)

A B C D Fig. 4.

Mesure des débits maximaux forcés au cours de la manœuvre de compression thoracique. A-B) compression à volume courant : A : tracé des débits, volume et pression d’insufflation de la jaquette (Pj) en fonction du temps. B : Courbe débit volume. C-D) compression après insufflation pulmonaire. C : tracé des débits, volume et pression d’insufflation de la jaquette (Pj) et de la pression buccale (Pao) en fonction du temps. D : Courbe débit volume.

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des principes méthodologiques utilisés et une rigueur dans les procédures de mesure et dans la validation des critères de qualité. Le tableau VII résume les principaux critères de validité à respecter pour les méthodologies envisagées.

Valeurs de référence L’interprétation des données colligées repose sur la comparaison à des valeurs de référence, ce qui pose problème puisqu’il n’existe pas, en effet, de normes établies en respect des recommandations internationales les plus récemment publiées [1, 2, 6, 8, 22, 27]. Celles qui sont actuellement disponibles ont été réalisées au cours des précédentes décennies par des équipements différents et des méthodologies non standardisées. Faut-il alors s’interdire leur utilisation et se contenter de la seule analyse descriptive des mesures ? Il nous semble que non, d’une part parce qu’elles demeurent malgré tout une approche tangible de la réalité, d’autre part parce que, aussi précise soit elle, une analyse seulement descriptive de la fonction respiratoire ne peut constituer une

information facilement exploitable pour le clinicien. Les normes publiées avant les recommandations ARS/ETS ne sont donc pas à rejeter [9] et peuvent être utilisées pour interpréter les résultats des EFR. Se pose alors la question du choix entre toutes celles existantes et l’objet de cet article est de tenter d’en faire une synthèse afin de proposer des repères validés utilisables en pratique clinique quotidienne. Pour cela nous avons analysé, pour chacun des principaux paramètres, les données publiées issues de 4 principales sources : les recommandations ATS/ERS 1989 [28], celles de l’ATS 1993 [29], le manuel de fonction respiratoire du nourrisson de J. Stocks et coll., référence en la matière [13] et les dernières recommandations du groupe de travail ATS/ERS sur la standardisation des EFR du nourrisson [1, 2, 6, 8, 22].

Le régime ventilatoire La mesure des paramètres du régime ventilatoire (fR, VT, tI/ttot, tPTEF /tE) permet d’évaluer l’adaptation de la commande ventilatoire centrale face aux contraintes mécaniques imposées aux muscles respiratoires par le système respiratoire.

Tableau VII.

Principaux critères de validation méthodologique d’une EFR du nourrisson. Conditionnement de l’enfant Enfant

Tête position neutre, sommeil non paradoxal

Test de fuite

ΔVT < 10 % ou < 1 mL.kg-1 sur 6 cycles après occlusion

Stabilité du EEL pendant toutes les mesures

ΔVT < 3 ou < 0,3 mL.kg-1 sur au moins 30 secondes Volume courant

Nombre minimum d’acquisition de cycle

20 cycles avec aspect régulier de la courbe débit-volume

Reproductibilité du VT (VTCV)

< 10 % Mécanique passive

Régime ventilatoire

Comparable à celui mesuré pour le VT

Linéarité de la courbe débit volume

R2‘ ≥ 0.99

Limite de la régression linéaire : Vol %A -Vol %B

≥ 40%, Volume A < 65 % (55 %), Volume B > 15 % (5 %)

Vic

< 3 mL.kg-1

Durée de l’occlusion

400 - 1 500 ms

Dérive maximale de la pression au plateau

20 Pa et ou 3 % de la pression au plateau

Variabilité maximale de la pression au plateau

≤ 10 Pa sur 0,1 seconde

Nb minimum d’acquisition

3 avec une variation < 10 % Mesure pléthysmographique

Nb minimum d’acquisition pour la CRF

3 avec une variation < 5 %

Nb minimum d’acquisition de boucles de résistance

20 avec une variation des valeurs < 30 % Mesures des débits forcés

Durée maximale de compression

422

RTC < 2s, RVRT < 5s

Insufflation complète pour la RVRTC

dV et dP < 2 % sur 100 ms en fin d’inspiration

Précocité du DEP sur la courbe des débits expiratoires

VDEP < 30 % CV pour RCT et < 10 % pour RVRCT

Critère de qualité de l’expiration

Courbe régulière avec plateau de fin d’expiration

Rev Mal Respir 2008 ; 25 : 405-32

EFR du nourrisson

Cependant, d’autres facteurs, extrinsèques, sont également susceptibles de modifier ce régime ventilatoire : en tout premier lieu l’appareillage par son inévitable espace mort et l’application d’un masque bucco-facial, en second lieu la nécessité d’une sédation, encore que les effets respiratoires induits par l’hydrate de chloral soient admis comme minimes [15, 17]. Malgré les réserves qu’on peut à juste titre lui opposer, elle n’en demeure pas moins une mesure importante et de plus indispensable au contrôle de qualité de toutes les autres mesures qui vont suivre. La fréquence respiratoire (fR)

Parce qu’elle est un indice clinique fiable de gravité de l’atteinte de la fonction respiratoire [30], la fréquence respiratoire est un paramètre important à mesurer, ce d’autant que les conditions de l’EFR du nourrisson, par la sédation imposée, en facilitent et d’une certaine manière en standardisent la mesure. Les recommandations ATS/ERS de 1993 à partir de 3 études [31-33] regroupant 203 nourrissons proposent des valeurs normales selon l’âge. Stocks et coll. [13], couplant les données de ces études à celles de 3 autres études [34-36] donnent des zones de normalité selon l’âge. Dans le tableau VIII est regroupé l’ensemble de ces données, permettant de constater leur relative homogénéité. On constate ainsi dans toutes les études sauf celle de Taussig et coll. [32] une décroissance régulière de la fréquence respiratoire dans la première année de vie. Au cours de cette période, la diminution physiologique du métabolisme de base, qui conduit à une diminution de la production de CO2, serait le facteur susceptible de participer à la diminution de la fréquence respiratoire, la ventilation minute s’adaptant ainsi aux besoins métaboliques de base [32]. Par ailleurs, il est utile de noter qu’au-delà des 3 premiers mois une fréquence supérieure à 45 cycles/minute est toujours anormale. Enfin, il est très étonnant de constater que l’ensemble des études proposant des normes de fR sont anciennes (20 ans pour la plus récente et 40 ans pour la plus ancienne) ce qui peut expliquer en partie la position adoptée dans les dernières recommanda-

tions qui les récuse mais n’en propose pas d’autres [37]. C’est de notre point de vue une lacune pour un paramètre de cette importance, ce d’autant que, en pratique clinique quotidienne, les normes recommandées par Stocks et coll. [13] s’avèrent utiles et fiables. Aussi, dans l’attente de nouvelles normes, ce sont ces dernières que nous préconisons d’utiliser, présentées dans le tableau VIII. Le volume courant (VT)

De façon très schématique le volume courant est déterminé par 2 facteurs : le débit inspiratoire sous la dépendance de chémorécepteurs centraux et périphériques et la durée de l’inspiration sous la dépendance des mécanorécepteurs pulmonaires et thoraciques. La propriété la plus remarquable de ce paramètre est sa constance, quel que soit l’âge, lorsqu’il est rapporté au poids corporel avec une valeur moyenne (VT BW), de 8 à 10 mL.kg-1, témoignant de l’effet de la masse musculaire sur ce paramètre. Comme pour la fréquence respiratoire, les études proposant des normes chez le nourrisson sont peu nombreuses et relativement anciennes. Les recommandations ATS/ERS de 1993, à partir de 4 études, les 3 retenues pour la fréquence [31-33] plus celle de Hanrahan et coll. [37] regroupant ainsi un total de 364 enfants, proposent des valeurs de référence de VT qui oscillent entre 8,9 à 9 mL.kg-1. Plus récemment, Stocks et coll. [13] proposent des normes de VT plus larges, entre 8,3 à 10,6 mL.kg-1, en associant aux études précédentes celles de Haddad et de Goldberger et coll. [34, 38]. Elles sont résumées dans le tableau IX. Le régime ventilatoire du nouveauné se différencie de celui du nourrisson par un VT diminué, entre 6,6 à 7,4 mL.kg-1 et une fréquence respiratoire plus élevée [13, 29]. Cette différence relève autant des processus d’adaptation ventilatoire caractéristiques de la période néonatale que des conditions de la mesure. Ainsi, la simple application du masque sur son visage par la stimulation trigéminée qu’elle entraîne ou l’importance de l’espace mort du circuit patient par rapport à son poids sont autant de facteurs de modulation du régime ventilatoire du nouveau-né conduisant à une augmentation de la fR et une diminution du VT.

Tableau VIII.

Fréquence respiratoire (fR) : valeurs de référence dans la première année.

fR (mn-1)

Nouveau-né

3 mois

6 mois

9 mois

12 mois

48

44

39

34

29

Gaultier et coll. [31]

47

38

31

27

24

Tepper et coll. [89]

31

31

31

31

Taussig et coll. [32]

31-44

31-39

47-54

26-31

Références

Stocks et coll. [13]

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F. Amsallem et coll.

Tableau IX.

Volume courant (VT BW) : valeurs de référence dans la première année. Nouveau-né VT BW (mL.kg-1)

3 mois

6 mois

9 mois

12 mois

9

8,9

7,4

8,9

9

6,6-7,4

8,7-9,3

8,6-10

Le rapport tI/ttot

Le rapport du temps inspiratoire à la durée totale du cycle respiratoire exprime le temps de contraction des muscles inspiratoires en pourcentage du temps total du cycle. C’est un reflet de l’adaptation de la commande ventilatoire centrale aux contraintes mécaniques imposées aux muscles respiratoires. Ce rapport augmente, essentiellement par allongement du tI, lorsqu’augmente la charge inspiratoire comme c’est le cas dans les obstructions des voies aériennes supérieures [39]. Il diminue, essentiellement par raccourcissement du tI,, en cas d’obstruction bronchique, permettant d’allonger le temps expiratoire, de diminuer l’hyperinflation [40]. Afin de maintenir une ventilation alvéolaire satisfaisante malgré la diminution du tI, l’augmentation de la commande ventilatoire centrale favorisera une augmentation du Vt par rapport à la fréquence respiratoire. Ce processus adaptatif présent chez l’adulte [41] et le grand enfant [42] n’est cependant pas retrouvé chez le nourrisson, qui, dans ces mêmes conditions, adoptera une ventilation caractérisée par une fréquence augmentée et un volume courant diminué [43, 44]. Un tel choix, moins favorable aux échanges, parce qu’augmentant l’espace mort physiologique, mais plus « économique » pour les muscles respiratoires, pourrait s’expliquer par leur plus grande susceptibilité à la fatigue [45]. Les études normatives concernant ce paramètre sont parcellaires et critiquables, expliquant peut-être le silence des dernières recommandations sur ce paramètre. Celles de l’ATS/ ERS de 1993 ne reposent en effet que sur l’abstract de Morgan et coll. en 1984 qui chez 103 nourrissons de 4 mois uniquement, propose 0,43 ± 0,04 [54]. Une autre étude est retenue [37] qui donne des valeurs plus basses, mais à partir de 15 nourrissons seulement et de moins de 4 mois. Stocks et coll.

8,3-10,6

Références ATS/ERS 93 [29] Stocks et coll. [13]

[29] proposent des normes dans leur manuel à partir des études de Stick et coll., Lodrup-Carlsen et coll., et de Clarke et coll. [46-49]. Elles sont tout aussi parcellaires, les valeurs proposées au-delà de 6 mois étant extrapolées (tableau X). Il est de ce fait difficile de proposer des repères normatifs fiables pour ce paramètre. Toutefois, pourrait être retenue pour limite supérieure, la valeur de 0,47, au-delà de laquelle existe un risque supplémentaire de survenue d’une fatigue des muscles respiratoires. Le rapport tPTEF / tE

Il situe le moment de survenue du pic de débit lors de l’expiration. Son intérêt tient à sa capacité à détecter l’obstruction bronchique. Sa diminution a en effet été retrouvée associée aux syndromes obstructifs chez l’adulte [50] et le nourrisson [51]. Cependant il semble bien que sa grande variabilité et sa faible sensibilité en limitent l’intérêt en pratique [52]. Associées à cette diminution du rapport tPTEF / tE ont été décrites des modifications caractéristiques de la morphologie de la courbe débit-volume qui perd alors, dans sa partie expiratoire, sa convexité habituelle et prend un aspect concave [53]. Une obstruction sévère des voies aériennes est cependant nécessaire pour que soit observée cette limitation des débits dans la zone du volume courant. Concernant les valeurs normales de ce paramètre, les recommandations ATS/ERS de 1993 ne retiennent que l’étude de Morgan et coll. qui rapportent une valeur de 0,27 ± 0,08 chez 103 nourrissons de 3,5 mois [54]. Stocks et coll. [13] rapportent dans leur manuel des normes pour les nourrissons de 0 à 3 mois à partir de 4 études [46-49] et pour ceux de 6 et 12 mois à partir d’une source additionnelle non publiée, ce qui limite considérablement sa prise en compte.

Tableau X.

Rapport tI/ttot : valeurs de référence dans la première année. Nouveau-né tI/ttot

424

3 mois

6 mois

9 mois

12 mois

0,43 ± 0,04 0,32 ± 0,07

0,32 ± 0,07

0,32-0,43

0,32-0,43

Rev Mal Respir 2008 ; 25 : 405-32

Références Morgan et coll. [83] Hanrahan et coll. [37]

0,42

0,42

0,42

Stocks et coll. [13]

EFR du nourrisson

données de 8 études [55-61] : 1 à 1,6 mL.kg-1.cmH2O-1 (9,8 à 15,7 mL.kPa-1.kg-1). 5 de ces études font appel la MOT [56, 57, 59-61], 1 à la SOT [58] et les 2 autres à des techniques moins utilisées telles que la spirométrie lestée (WS) [62] et le clampage du volume expiratoire [55] (EVC). Les bornes de la zone de normalité proposée correspondent donc aux valeurs extrêmes de Crs de ces 8 études. Par la suite Stocks et coll. [13] retiennent 13 études, 5 provenant des 8 précédentes [55, 58, 60-62] et 8 autres pour la plupart, plus récentes [21, 63-69]. Les valeurs normatives de ces études sont données sans que ne soit établie de zone de normalité. Enfin, de ces 13 études, les recommandations 2001 [6] ne vont retenir que celles établies par les méthodes de la SOT et de la MOT pour définir les zones normales actuelles. Ainsi à l’étude de Masters et al [58] sont associées les études de Gappa et coll. et de Gutkowski et coll. [64, 65] pour la SOT et aux travaux de Olinsky et Thomson [60, 61] sont associés ceux de Rabbette, Fletcher, Stocks et Gappa [21, 63, 64, 68]. Les valeurs extrêmes de ces études définissent les bornes de la zone de normalité, la population donnée correspondant à la somme des patients inclus dans les études retenues, 283 sujets pour la MOT et 54 pour la SOT. Un échantillonnage d’une telle étendue ne doit cependant pas masquer le fait que les nourrissons n’en constituent qu’une petite partie, l’autre étant représentée par les nouveau-nés, peu représentatifs au demeurant, du fait de leurs particularités au plan fonctionnel respiratoire . Les nourrissons ne constituent ainsi que 30 des 54 sujets pour la SOT et 50 des 283 pour la MOT, ce qui est excessivement faible et appelle sans doute au renforcement des normes existantes par des études normatives complémentaires. Le tableau XII montre cependant que les valeurs proposées par les différentes recommandations sont très proches.

Les valeurs sont rapportées dans le tableau XI. Au vu de celui-ci, on remarquera que sauf pour le nouveau-né dont la valeur est plus variable et supérieure, le rapport tPTEF / tE est constant autour de 0,29. À partir de ces données il est difficile de définir la limite en dessous de laquelle ce rapport témoigne d’une obstruction des voies aériennes mais à partir de notre expérience clinique, un rapport tPTEF / tE inférieur à 0,20 paraît significatif.

La mécanique passive par la méthode d’occlusion La méthode d’occlusion, basée sur la persistance chez le nourrisson du réflexe de Héring-Breuer permet une évaluation de la mécanique ventilatoire par la détermination de 2 paramètres : la compliance du système respiratoire (Crs) et la résistance du système respiratoire (Rrs). Les deux principales méthodes utilisées sont la technique des occlusions multiples ou MOT et celle de l’occlusion unique ou SOT, dont la méthodologie a été développée dans la partie précédente de l’article. La compliance du système respiratoire (Crs)

La Crs évalue l’élasticité thoraco-pulmonaire et a été particulièrement étudiée chez le nouveau-né et le prématuré. Elle est aussi utile chez le nourrisson : dans la mesure où elle dépend aussi du volume pulmonaire, elle peut aider au diagnostic des syndromes restrictifs, qu’ils soient liés à une augmentation de la force de rétraction pulmonaire (bronchodysplasie pulmonaire, maladies de l’interstitium pulmonaire) ou à un petit volume (hypoplasie pulmonaire, hernie diaphragmatique). C’est un des rares paramètres pour lesquels les dernières recommandations internationales ERS/ATS proposent une valeur de référence [6]. C’est plus exactement une zone de normalité qui est proposée, différente pour chacune des 2 principales méthodes : 12,2 -15,9 mL.kPa-1.kg-1 pour la technique de l’occlusion unique (SOT) et 9,1- 16,2 mL.kPa-1.kg-1 pour la technique des occlusions multiples (MOT). Ces intervalles de normalité ne résultent pas de données issues d’une seule étude mais de la combinaison de plusieurs. Initialement les recommandations ATS/ERS de 1993 [28] proposent une zone de normalité construite à partir des

Les résistances du système respiratoire (Rrs)

Les résistances mesurées par la technique d’occlusion souffrent d’une moindre reproductibilité et d’une dépendance à la perméabilité des voies aériennes supérieures qui en limitent quelque peu l’intérêt. Ceci explique le faible nombre d’études proposant des normes chez les nourrissons, qui de

Tableau XI.

Rapport tPTEF / tE : valeurs de référence dans la première année. Nouveau-né tPTEF / tE

6 mois

9-12 mois

*

*

0,27 ± 0,08 0,40-0,43

*

3 mois

0,29

Références ATS/ERS 93 [83]

0,26 -0,29

0,26 -0,29

Stocks et coll. [13]

: Young S (données non publiées)

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F. Amsallem et coll.

La CRF

Tableau XII.

Compliance du système respiratoire (Crs) : valeurs de référence dans la première année. Méthodes SOT MOT EVC WS

Crs (mL. kPa-1.kg-1.)

Références

9,8 – 15,7

ATS/ERS 1993 [28]

9,1 – 16,1

Stocks et coll. [29]

MOT

9,1 – 16,2

ATS/ERS 2001 [6]

SOT

12,2 – 15,9

ATS/ERS 2001 [6]

SOT MOT WS

SOT : single occlusion technique ; MOT : multiple occlusion technique ; EVC : expiratory volume clamping ; WS : weighted spirometry.

l’avis des dernières recommandations, restent à établir [1]. Ne sont en effet retenues que l’étude de Masters [58] par les recommandations de 1993, celles de Gappa et de Gutkowski [64, 65] par Stocks et coll. dans leur manuel, les recommandations 2001 n’en proposant aucune. Ce ne sont finalement que 30 nourrissons et 24 nouveau-nés qui au total définissent les seules normes disponibles, réunies dans le tableau XIII. Au total cette analyse des normes de mécanique ventilatoire passive met en évidence leur caractère imparfait ou parcellaire et de ce fait souligne clairement la nécessité de mettre en place des études normatives, obligatoirement multicentriques, que les efforts de standardisation des équipements et des méthodologies rendent désormais possibles.

Les mesures pléthysmographiques La méthode pléthysmographique permet la mesure chez le nourrisson de la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) et des résistances des voies aériennes.

Définie par le volume d’air présent dans les poumons à la fin d’une expiration normale, soit la somme du volume résiduel et du volume de réserve expiratoire, c’est un paramètre fonctionnel respiratoire de première importance. Chez le nourrisson sain elle est en effet un reflet de la croissance alvéolaire, événement fondamental du développement pulmonaire dans les premiers mois de vie. Chez le nourrisson atteint d’affection respiratoire, elle est augmentée dans les syndromes obstructifs avec distension et est diminuée dans les syndromes restrictifs. Sa mesure par la méthode pléthysmographique (CRFpleth) est rapide, facile et bien tolérée et de ce fait peut être répétée aisément. Les résultats obtenus sont de plus hautement reproductibles, habituellement exprimés en mL par kg de poids corporel. 3 déterminations avec un coefficient de variation < 5 % sont exigées pour valider sa mesure Dès 1995, une équation normative prédictive tenant compte de la taille (T) et du poids (P) a été proposée, sous l’égide de l’ERS et de l’ATS : CRFpleth = 2.36 T0.75 × PO.63 [70]. C’est en fait la résultante de données issues de 6 études, dont certaines anciennes, réunissant au total 299 nourrissons [24, 71-74]. Elle situait la valeur moyenne de la CRFpleth de référence aux alentours de 25 mL.kg– 1 chez le nourrisson et de 30 mL.kg– 1 chez le nouveau-né, norme longtemps admise et utilisée par tous. Par la suite les études normatives ont revu à la baisse cette valeur de référence pour la situer aux alentours de 20 mL.kg– 1 [75, 76]. Enfin l’étude la plus récente, la seule réalisée avec un équipement et une méthodologie conformes aux dernières recommandations internationales, a confirmé cette tendance à la baisse, donnant pour valeur de référence : 19, 6 mL.kg– 1 ± 3,4 [77]. Les raisons essentielles de cette tendance à la baisse de la CRFpleth chez les nourrissons normaux sont d’ordre essentiellement technique et méthodologique et non d’ordre physiologique [77]. La miniaturisation de l’appareillage et la réduction de l’espace mort instrumental ainsi que sa meilleure estimation sont susceptibles en effet de rendre

Tableau XIII.

Résistances du système respiratoire (Rrs) : valeurs de référence. Nouveau-né

1 mois

4 mois

6-24 mois

7,4 ± 2 (n = 17) Rrs (kPa .L-1.s) n = effectif

Gappa et coll. [78]

3,8 ± 0,3 (n = 7)

3,9 ± 0,3 (n = 6)

Masters et coll. [58] 2,9 ± 0,3 (n = 24)

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Références

Gutowski et coll. [65]

EFR du nourrisson

compte d’une surestimation dans les études antérieures allant jusqu’à 3 mL.kg-1. Le choix du moment d’occlusion en fin d’inspiration et l’application de la correction BTPS au volume occlus participent quant à eux à la surestimation jusqu’à 1,3 mL.kg-1 pour l’un et 1 mL.kg-1 pour l’autre. La CRFpleth, qui excédait dans les études comparatives antérieures de 15 % environ la CRF mesurée par méthode de dilution (CRFdil) [76, 78] tend, par ce réajustement d’au moins 20 % à l’égaler, comme c’est le cas chez le grand enfant et l’adulte. Ainsi les études normatives récentes remettent en question le concept classiquement admis de la présence physiologique de gaz piégés chez le nourrisson sain, attribué à une augmentation du volume de fermeture par augmentation de la compliance de sa cage thoracique [79]. De fait, en pratique clinique quotidienne, cette tendance à la baisse est importante à considérer : on ne peut manifestement plus utiliser les équations de prédiction antérieures, en particulier la valeur de 25-30 mL.kg-1 pour interpréter le volume pulmonaire pléthysmographique mesuré avec l’appareillage actuel. Dans l’attente de la validation de cette norme sur une plus large population de nourrissons sains et en fonction de l’expérience acquise l’interprétation de la CRFpleth doit se baser, à notre sens, sur l’estimation de Huskamp [66] de 20 ± 4 mL.kg-1. Les RVA

La mesure de la résistance des voies aériennes par pléthysmographie est un moyen direct, rapide et non invasif d’appréciation du calibre bronchique et donc de détection d’une obstruction des voies aériennes. Peu utilisée chez l’adulte chez lequel la manœuvre d’expiration forcée apporte des renseignements supérieurs en terme de sensibilité et de reproductibilité, elle garde toute son importance en EFR du nourrisson où elle est largement utilisée que ce soit à des fins cliniques ou épidémiologiques. Toutes les études normatives, peu nombreuses au demeurant, font appel à la méthode du sac de rebreathing, décrite dans la deuxième partie de l’article. Ce n’est cependant pas la méthode implémentée dans le seul équipement actuellement disponible, qui utilise la méthode de compensation électronique de la dérive thermique. Cette méthode

élégante et séduisante présente cependant des limitations méthodologiques importantes et n’est pas pour l’heure validée chez le nourrisson [26]. L’analyse comparative des études normatives est difficile du fait de leur manque d’homogénéité, de l’implication de nombreux facteurs tels l’utilisation ou non d’une prémédication, les modalités du calcul de la résistance ou encore l’expression des résultats. Nous avons présenté malgré ces écueils, les différentes normes proposées, quitte à modifier dans certains cas leurs modalités d’expression afin d’en donner une réelle lisibilité et une approche utilisable en pratique clinique (tableau XIV). Les études proposant des normes sont peu nombreuses conduisant les auteurs à compiler les données. Pour le nouveau-né, il n’existe pas d’équation prédictive mais seulement des valeurs référence de RVA comprises entre 1,9 à 2,3 kPa.L-1.s-1 [80, 81]. Chez le nourrisson, les normes disponibles ne reposent que sur 3 études, celles de Stocks et coll. chez 69 nourrissons de 1 semaine à 6 mois [82], celles de Gutkowski et coll. chez 50 nourrissons de 3 à 17 mois et celles de Lindemann chez 153 sujets de 2 semaines à 24 mois [28]. Le tableau VI présente les valeurs normales issues de ces équations pour des nourrissons de 0 à 24 mois, de taille et de poids situés au 50e percentile. Une zone de normalité est proposée, établie à partir des valeurs les plus hautes et les plus basses de chaque tranche d’âge. Une diminution progressive des résistances dans les 2 premières années est ainsi observée. Une telle modalité d’expression des normes de résistances, certes imparfaite puisque procédant d’une construction, se révèle cependant éminemment précieuse en pratique pour l’interprétation de nos mesures, trouvant là sa pleine justification.

La technique de compression thoracique La RCT

Les conditions de limitation du débit sont dans ces techniques satisfaites et de ce fait, les débits à bas volume mesurés par cette méthode sont effort indépendants et même représentatifs du calibre bronchique [83]. Parmi eux, le seul

Tableau XIV.

Résistances des voies aériennes(RVA) : valeurs de référence dans les deux premières années. 0-1 mois 3 mois 6 mois 9 mois 12 mois 18 mois 24 mois 3,03 RVA (kPa.L– 1.s) n = effectif

2,07 3-2,1

2,04

1,75

2,37

2,20

2,03

1,86

1,62

1,4

1,79

1,65

1,51

1,37

1,17

1

2-1,5

1,8-1,4

1,2-1,6

1,4-1

2,4-1,8 2,2-1,7

Références (effectif) Stocks et coll. [84] (n = 69) Gutkowski cité par Stocks et coll. [13] (n = 50) Lindemann cité par Stocks et coll. [13] (n = 153) Zone de normalité

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débit facilement exploitable est le V’max, CRF. Sa mesure a été largement utilisée depuis le début des années 1980 chez les nourrissons, sains [33, 38, 84-86] ou atteints d’affections respiratoires telles que asthme [87], mucoviscidose [88] ou bronchodysplasie [89]. Elle a également été utilisée lors de tests d’hyperréactivité bronchique [90]. Les normes pour ce paramètre sont issues de 2 études récentes qui ont proposé des équations prédictives par compilations d’études antérieures augmentant ainsi la population sur laquelle elles reposent : 279 nourrissons pour celles de Sly et coll.[8] regroupant les résultats de Tepper et coll. [86] de HOO et coll. [84] et de Stocks et coll. [85], 459 pour celles proposées par HOO et coll. [91], associant aux données des 3 précédentes celles de Tepper et coll. [89] et de Hanrahan et coll. [37]. Les données en sont regroupées dans le tableau XV. Ces nombreuses études, normatives et cliniques ne doivent cependant pas empêcher les réserves que l’on se doit d’émettre à l’encontre de ce paramètre. La critique majeure concerne sa variabilité, liée à sa dépendance par rapport au niveau expiratoire de repos. Contrairement à l’adulte ou au grand enfant, ce niveau est variable d’un nourrisson à l’autre et d’un moment à l’autre chez un même sujet. Il ne dépend pas en effet chez le nourrisson des seules propriétés élastiques du système thoraco-pulmonaire mais également de la commande ventilatoire centrale. Ainsi le volume comprimé au niveau expiratoire de repos est de ce fait variable donnant des débits maximaux différents. Ceci se traduit par des coefficients de variation des valeurs normales de l’ordre de 70 % pour Sly et coll. [8], 11 à 36 % pour Morgan et coll. [54] ce qui rend difficile voire impossible l’utilisation de ce paramètre pour interpréter des mesures chez le nourrisson. C’est ce qui explique qu’il soit recommandé de le rapporter en valeur absolue ou en Z-score et non en % des valeurs normales [8]. C’est ce qui a conduit à développer d’autres techniques.

La RVRCT

La RVRTC, techniquement dérivée de la RTC, tend à la supplanter, même si sa réalisation technique est plus délicate. Mesurant les débits forcés sur une gamme de volume plus étendue que le volume courant grâce à une insufflation pulmonaire préalable, elle apporte des informations plus riches que la RTC mais surtout une meilleure reproductibilité. Elle a été de ce fait largement utilisée, aussi bien chez les nourrissons sains [92] que chez ceux atteints d’affections respiratoires, bronchiolites [93], mucoviscidose [94]. Une seule publication relate chez 155 sujets âgés de 3 à 149 semaines des valeurs normales, sous forme de régressions alinéaires en fonction de la taille pour l’ensemble des paramètres étudiés [92]. Ces équations prédictives sont de ce fait exprimées en coordonnées logarithmiques (tableau XVI). La question de la validité de ces valeurs nor-

Tableau XVI.

Équations de régression normatives pour les paramètres de la technique d’insufflation [91]. Paramètres

Équations

ln(CVF)

– 8,746 + 3,424 x ln(T)

ln(VEM0.5)

– 6,713 + 2,893 x ln(T)

ln(DEM50)

– 1,548 + 1,878 x ln(T)

ln(DEM25)

– 4,938 + 2,505 x ln(T)

ln(DEM15)

– 5,549 + 2,524 x ln(T)

ln(DEM25-75)

– 2,323 + 2,035 x ln(T)

Ln : logarithme népérien ; T = taille en cm ; CVF : capacité vitale forcée ; VEM0,5 : volume expiré maximal en 0,5 secondes (mL) ; VEM0,4 : volume expiré maximal en 0,4secondes (mL) ; DEM50 : débit expiré maximal à 50% de la capacité vitale (mL.s-1) ; DEM25 : débit expiré maximal à 25% de la capacité vitale (mL.s-1) ; DEM15 : débit expiré maximal à 15% de la capacité vitale(mL.s-1) ; DEM25-75 : débit expiré maximal entre 25 et 75% de la capacité vitale (mL.s-1).

Tableau XV.

V’max, CRF (mL.s-1) : valeurs normales chez le nourrisson. Références

Effectif

Âge (semaines)

Equations prédictives

Sly et coll. [8]

279 (G = 130 F = 149)

1-139

Garçons = 114 ± 7,1 + âge corrigé x 3,4 ± 0,19 Filles = 136 ± 7 + âge corrigé x 2,9 ± 0,19

Hoo et coll. [91]

459 (G = 226 F = 223)

1-139

Garçons : (V’maxCRF)0.5 = 4,22 + 0,0021 x taille2 ou (V’maxCRF)0.5 = 9,94 + 0,119 x âge corrigé + 0,24 x Z-score taille Filles : (V’maxCRF)0.5 = - 1,23 + 0,242 x taille ou (V’maxCRF)0.5 = 7,26 + [1,19 x (âge corrigé + 10)0.5 ] + 0,37 x Z-score taille

Âge corrigé : en semaines ; taille : en cm ; G : garçon ; F : fille.

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EFR du nourrisson

Tableau XVII.

Valeurs de référence des principaux paramètres de fonction respiratoire du nourrisson dans la première année (synthèse). 1 mois

3 mois

6-9 mois

12 mois

fR (mn-1)

47-54

31-44

31-39

26-31

VT (mL.kg-1)

6,6-7,4

8,7-9,3

8,6-10

8,3-10

0,40-0,43

0,29

0,26-0,29

0,29

3,6-4,2

2,5-3,2

1,4 -2,3

1,3-1,8

tPTEF/tE (%) Crs (mL.kg-1.kPa-1) Rrs (kPa.L-1.s)

12,2 – 15,1 3,5-4,1

3,5-4,2

CRFpleth (mL.kg-1) RVA (kPa. L-1. s)

20 ± 4 2,1-3,3

matives est cependant posée par les dernières recommandations internationales [1]. En effet une surreprésentation des antécédents familiaux d’asthme (56,8 %), de tabagisme maternel (26,5 %) et d’exposition à un tabagisme passif après la naissance (49 %) étaient retrouvés dans cette population dite « normale ». Pour minimiser les effets de ces biais, un travail est en cours qui associe aux résultats de ces 155 nourrissons ceux obtenus chez 253 nourrissons étudiés à Londres et ceux de 25 autres au Brésil. Les premiers résultats confirment la forte corrélation de la CVF et du VEM 0,5 avec la taille, son alinéarité ainsi que la diminution significative du DEM15 % chez les garçons par rapport à celui des filles. La publication des résultats définitifs de cette étude permettra donc de disposer de valeurs normatives mises à jour et utilisables [1]. Pour conclure, cette revue de la littérature fait parfaitement prendre conscience du caractère actuellement incomplet des études normatives disponibles chez le nourrisson. L’interprétation des résultats de nos mesures doit cependant s’appuyer sur un référentiel et donc faire appel à celles existantes. C’est dans ce but que cette revue propose, dans le tableau XVII, une synthèse des valeurs de référence qui nous ont semblé les plus satisfaisantes. Elles ont fait l’objet d’une acceptation consensuelle au sein du groupe des EFR pédiatriques de la Société Française de Physiologie du fait de leur utilité en pratique quotidienne. Bien entendu ces valeurs du fait du faible nombre des études normatives se veulent avant tout un appui à la pratique quotidienne. En effet, dans l’attente de normes validées, elles devraient permettre, en standardisant l’interprétation des mesures, d’apporter à la question clinique posée une réponse intelligible et utile au prescripteur.

1,8-2,4

Conclusion La réalisation d’une EFR chez un nourrisson, d’un point de vue pratique peut paraître simple, puisqu’une fois l’enfant endormi avec son masque connecté à un appareil de mesure techniquement conforme, l’acquisition de données peut commencer et s’effectue de façon presque entièrement automatique. Cette apparente simplicité ne doit cependant pas masquer les difficultés de l’entreprise, liées aux contraintes techniques d’un examen réalisé sous sommeil induit et à la spécificité des méthodologies utilisées : elle exige de ce fait de la part du fonctionnaliste des qualités qui ne s’acquièrent qu’avec le temps associant patience, compétence et rigueur. Les équipements et les méthodologies ont bénéficié ces dernières années d’un travail de standardisation ouvrant la voie à la réalisation d’indispensables études multicentriques. Cependant, l’interprétation des données obtenues restera un problème incomplètement résolu tant que des études normatives respectant l’ensemble de ces recommandations ne seront pas réalisées. Nous ne doutons pas qu‘elles verront le jour dans les années futures permettant d’apporter au clinicien une information de qualité.

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