La mécanique ventilatoire dépend de nombreux mécanismes et structures agissant les uns avec les autres. Toute modification du fonctionnement d’un ou plusieurs éléments
entraîne des mouvements non physiologiques que nous pouvons qualifier d’anormaux.
Dans une grande majorité des cas, ces mouvements anormaux se traduisent par
une diminution de l’ampliation thoraco-abdominale, donc une restriction fonctionnelle
des volumes mobilisés.
Les causes, aiguës ou chroniques, de dysfonctionnement sont multiples. Elles peuvent toucher une ou plusieurs structures impliquées dans le fonctionnement de la ventilation : gril costal, plèvre, système musculaire, poumon, commande et contrôle de la ventilation.
I - Diminution de l’ampliation thoracique globale
Elle se caractérise par une impression d’immobilité du thorax lors de l’inspection du patient. Cette diminution peut être effective pour une respiration de repos et/ou lors d’une respiration forcée. La diminution des volumes aux EFR peut l’évoquer. Cette diminution de l’ampliation thoracique peut être la conséquence d’une défaillance d’un ou plusieurs facteurs de la ventilation.
1 - Défaillances du gril costal
L’altération d’un ou plusieurs éléments du gril costal peut entraîner une modification de sa mobilité.
Une atteinte des articulations costo-vertébrales peut en réduire le mouvement. C’est le cas des pathologies rhumatologiques comme l’arthrose chez les personnes âgées qui entraîne une perte d’élasticité des ligaments costo-vertébraux, ou des pathologies plus graves comme la spondylarthrite ankylosante ou la maladie de Scheuermann. En outre, et cela se rencontre plutôt chez les personnes âgées, les cartilages costosternaux peuvent s’ossifier ce qui limite le déplacement antérieur du sternum lors de l’inspiration.
Enfin, certains gestes opératoires peuvent créer un dysfonctionnement transitoire des articulations costo-vertébrales. C’est le cas après une intervention chirurgicale ayant nécessité sternotomie ou thoracotomie avec écartement important de la voie d’abord.
L’entorse ou la luxation de ces articulations occasionne une contracture musculaire des spinaux qui en bloquent le mouvement et ne permettent pas une ampliation correcte [1, 2].
2 - Défaillance des feuillets pleuraux
Lien entre le gril costal et le parenchyme, les feuillets pleuraux peuvent être considérés comme une véritable articulation entre ces deux éléments. Une modification des possibilités de glissement entre ces deux feuillets va empêcher une mobilisation correcte des poumons et donc une baisse de la mobilité globale du thorax. Nous pouvons retrouver ce type d’atteinte dans les pleurésies bilatérales quelle qu’en soit l’origine [3].
3 - Défaillances musculaires
Certaines myopathies atteignent les muscles respiratoires comme dans la maladie de Duchenne de Boulogne [4]. Cependant, il est important de noter qu’en dehors d’une myopathie, les muscles respiratoires peuvent voir leur contractilité diminuée en présence de troubles métaboliques et/ou immunologiques. Nous pouvons, ainsi, retrouver une baisse de la mobilité de la cage thoracique chez des personnes présentant :
– une hypophosphorémie, ou d’autres troubles métaboliques;
– une dermatomyosite ou d’autres connectivites.
4 - Défaillance de la commande
Il s’agit des atteintes des voies efférentes conduisant à un trouble de commande bilatérale. La dépolarisation le long de ces voies nerveuses peut être stoppée ou ralentie à divers niveaux. Pour mémoire, nous ne citerons que quelques-unes des pathologies dans lesquelles des troubles respiratoires peuvent apparaître.
Atteinte du système nerveux central
L’influx nerveux envoyé à partir des centres de la respiration est arrêté par une solution de continuité de la moelle épinière. Suivant l’étage de l’atteinte, les muscles respiratoires peuvent voir leur commande atteinte ou non. C’est le cas chez les personnes ayant eu un traumatisme rachidien paralysant [4].
Atteintes du système nerveux périphérique
Le motoneurone ne permet pas la conduction de l’influx nerveux jusqu’à l’effecteur. Nous pouvons rencontrer ce type d’atteinte dans les formes graves de scléroses laté- rales amyotrophiques (Maladie de Charcot) et de syndrome de Guillain Barré. Dans ce dernier cas, les troubles peuvent régresser en même temps que le syndrome [4].
5 - Défaillance du système de contrôle de la respiration
Les informations recueillies par les récepteurs sensitifs sont mal analysées ou bien ignorées par le centre de la commande.
Dans le cas de la maladie de Parkinson, un dérèglement de la commande supérieure s’effectue amenant à des phases d’apnées importantes suivies par des phases d’hyperventilation. Ce type de respiration est appelé respiration de Cheynes-Stock [5]. D’autres atteintes cérébrales peuvent entraîner ce type de respiration.
Mais un des mécanismes principaux influant sur le contrôle de la respiration est la présence de douleurs lors de la ventilation notamment après une chirurgie abdominale. Ce phénomène peut entraîner de sévères hypoventilations conduisant à l’utilisation d’une assistance respiratoire [6].
II - Diminution de l’ampliation abdominale globale
Elle se caractérise par une baisse des mouvements du caisson abdominal lors de la respiration. Elle est marquée par une absence de protrusion abdominale lors de l’inspiration. Cette baisse de mobilité est, dans la majorité des cas, due à une atteinte de l’intégrité de la sangle abdominale. Après une chirurgie abdominale, la présence d’une hernie de la ligne blanche ou d’une hypotonie de la sangle en sont les meilleurs exemples [6]. Certaines situations particulières comme la grossesse ou la présence d’un liquide dans le péritoine (ascite par exemple), peuvent conduire également à une absence de mouvements du caisson abdominal du fait de la distension et de l’augmentation de la pression intra-abdominale.
Cependant, il existe également des baisses de mouvement de ce compartiment dans les atteintes médullaires traumatiques et lors de l’apparition de douleurs abdominales à l’inspiration. C’est ainsi qu’après une chirurgie abdominale, la diminution de l’ampliation du caisson abdominal est due, non seulement, à une atteinte de l’intégrité des muscles mais, également, au réflexe inhibiteur de la contraction diaphragmatique d’origine péritonéale et viscérale [1, 6].
Asymétrie thoracique et abdominale
Elle se caractérise par des mouvements asymétriques entre la droite et la gauche soit de la cage thoracique soit du caisson abdominal. Comme il s’agit de repérer une différence d’amplitude entre deux éléments, la difficulté consiste à savoir quel est le côté pathologique. Si, par exemple, l’hémithorax droit est mobilisé dans des amplitudes beaucoup plus grandes que le gauche, cela peut provenir d’un manque de commande à gauche, mais cela peut provenir également d’une trop grande mobilisation de l’hémithorax droit. Cette détermination s’appuiera sur le diagnostic médical, et l’interprétation des examens complémentaires en particulier des épreuves radiologiques.
* Atteintes du gril costal
Deux structures du gril costal peuvent être atteintes et conduire à des asymétries ventilatoires :
– les articulations costo-vertébrales. En cas de cyphoscolioses dorsales, la rotation et l’inclinaison des corps vertébraux apportent une modification de l’orientation des surfaces articulaires. L’hémithorax du côté de la concavité se voit complètement affaissé avec peu de possibilité d’expansion, alors que le côté opposé se trouve dans des conditions d’ouverture beaucoup plus grandes. Cependant cela ne veut pas dire obligatoirement que, du côté de la convexité, les côtes possèdent une ampliation beaucoup plus importante (côtes fixées en position inspiratoire);
– les côtes, elles-mêmes. Leur intégrité peut être atteinte de deux manières :
- traumatique : les volets costaux se traduisent cliniquement lors de l’inspiration par une rentrée de la zone fracturée. Ce phénomène, associé à la douleur, conduit à une diminution de la mobilité du côté atteint [7],
- chirurgicale : les thoracoplasties sont encore utilisées lors de certaines lobectomies ou pneumonectomies. Elles consistent en la résection d’une ou de plusieurs côtes entraînant une diminution de la mobilité [1, 2].
* Atteintes des feuillets pleuraux [3, 8]
Les mouvements d’un hémithorax peuvent se voir amoindris soit par un manque de
cohésion entre le gril costal et le poumon (présence d’air ou de liquide entre les feuillets), soit par une diminution des possibilités de glissement des feuillets pleuraux (séquelles fibrosantes de pleurésies). Ces atteintes se traduisent cliniquement :
– soit par une diminution de l’ampliation expiratoire : l’hémithorax atteint semble « bloqué » en inspiration, ce qui s’observe en cas de pneumothorax important. En effet, la présence d’air entre les feuillets pleuraux ne permet plus à la force élastique de rétraction du poumon (Pel) de s’exercer sur le gril costal;
– soit par des volumes pulmonaires assez bas (CRF ou VRE) : cela s’explique par la présence de brides ou d’adhérences entre les deux feuillets. Ces derniers ne remplissant plus leur rôle d’articulation, la force motrice inspiratoire se voit inefficace pour lutter contre la Pel.
* Atteinte des poumons
Une asymétrie respiratoire se remarque après réduction chirurgicale pulmonaire : lobectomie ou pneumonectomie. Dans ce dernier cas, une diminution des mouvements du caisson abdominal, du côté opéré, est possible, du fait de la sidération et de l’engrènement de la coupole diaphragmatique par des résidus fibrineux postopératoires [1, 2, 9].
Certaines séquelles unilatérales de tuberculose transforment les fibres élastiques du parenchyme pulmonaire en un tissu fibreux inextensible. Lors de l’inspiration, en regard de ces zones, généralement apicales, l’ampliation du gril costal est diminuée.
* Atteinte de la commande
En premier lieu, la défaillance peut provenir des centres respiratoires. En cas d’accident vasculaire cérébral (AVC), l’atteinte sera unilatérale. Il faut distinguer deux cas :
– AVC situé dans le cortex cérébral, mais laissant le tronc cérébral intact. Dans ce cas,
lors de la respiration de repos, aucun trouble de l’ampliation n’est visible. Par contre, aucune possibilité d’adaptation à l’effort n’est possible. Ainsi, lors des exercices kinésithérapiques, un manque d’ampliation thoraco-abdominal peut être visible [10];
– AVC situé dans le cortex cérébral et touchant également le tronc cérébral. Dans ce cas, même au repos, aucun mouvement thoraco-abdominal n’est possible.
Le trouble de la commande peut également se porter sur le motoneurone créant une paralysie ou une parésie unilatérale du diaphragme. Cela se produit quelquefois à la suite d’une intervention chirurgicale thoracique, qu’elle soit pulmonaire ou cardiaque. Le mécanisme semble être une atteinte a frigore du nerf phrénique due à l’intervention
* Atteinte du contrôle
L’unique atteinte du contrôle conduisant à une asymétrie de la respiration est consé-cutive à l’apparition d’une douleur lors des mouvements. Les informations nociceptives peuvent engendrer des blocages des centres de la commande. Cela se traduit par un manque, voire une absence de contraction d’une hémicoupole diaphragmatique. Par conséquent, nous pouvons remarquer une diminution ou une absence de mouvement thoracique et/ou abdominal homolatéral. Ainsi, les pleurésies avec le processus inflammatoire qu’elles engendrent créent des douleurs incitant les patients à trouver des positions antalgiques en fermeture de l’hémithorax atteint. Il en va de même pour les patients dont la pathologie nécessite la pose de drains pleuraux. C’est ainsi qu’à la suite de la pose d’un drain aspiratif pour le traitement d’un pneumothorax important, une atélectasie en bande peut apparaître sur la radiographie. Cette atélectasie correspond à la mobilisation douloureuse des côtes en regard du point d’entrée du drain. Enfin, il est à noter que lors de toute intervention chirurgicale abdominale, des répercussions respiratoires sont possibles. Dans le cas des asymé- tries de ventilation, nous noterons que des interventions abdominales sus ombilicales et unilatérales, peuvent créer de très importants troubles du contrôle de la respiration dus à des afférences inhibitrices réflexes viscérales nociceptives [6, 11].
Les causes, aiguës ou chroniques, de dysfonctionnement sont multiples. Elles peuvent toucher une ou plusieurs structures impliquées dans le fonctionnement de la ventilation : gril costal, plèvre, système musculaire, poumon, commande et contrôle de la ventilation.
I - Diminution de l’ampliation thoracique globale
Elle se caractérise par une impression d’immobilité du thorax lors de l’inspection du patient. Cette diminution peut être effective pour une respiration de repos et/ou lors d’une respiration forcée. La diminution des volumes aux EFR peut l’évoquer. Cette diminution de l’ampliation thoracique peut être la conséquence d’une défaillance d’un ou plusieurs facteurs de la ventilation.
1 - Défaillances du gril costal
L’altération d’un ou plusieurs éléments du gril costal peut entraîner une modification de sa mobilité.
Une atteinte des articulations costo-vertébrales peut en réduire le mouvement. C’est le cas des pathologies rhumatologiques comme l’arthrose chez les personnes âgées qui entraîne une perte d’élasticité des ligaments costo-vertébraux, ou des pathologies plus graves comme la spondylarthrite ankylosante ou la maladie de Scheuermann. En outre, et cela se rencontre plutôt chez les personnes âgées, les cartilages costosternaux peuvent s’ossifier ce qui limite le déplacement antérieur du sternum lors de l’inspiration.
Enfin, certains gestes opératoires peuvent créer un dysfonctionnement transitoire des articulations costo-vertébrales. C’est le cas après une intervention chirurgicale ayant nécessité sternotomie ou thoracotomie avec écartement important de la voie d’abord.
L’entorse ou la luxation de ces articulations occasionne une contracture musculaire des spinaux qui en bloquent le mouvement et ne permettent pas une ampliation correcte [1, 2].
2 - Défaillance des feuillets pleuraux
Lien entre le gril costal et le parenchyme, les feuillets pleuraux peuvent être considérés comme une véritable articulation entre ces deux éléments. Une modification des possibilités de glissement entre ces deux feuillets va empêcher une mobilisation correcte des poumons et donc une baisse de la mobilité globale du thorax. Nous pouvons retrouver ce type d’atteinte dans les pleurésies bilatérales quelle qu’en soit l’origine [3].
3 - Défaillances musculaires
Certaines myopathies atteignent les muscles respiratoires comme dans la maladie de Duchenne de Boulogne [4]. Cependant, il est important de noter qu’en dehors d’une myopathie, les muscles respiratoires peuvent voir leur contractilité diminuée en présence de troubles métaboliques et/ou immunologiques. Nous pouvons, ainsi, retrouver une baisse de la mobilité de la cage thoracique chez des personnes présentant :
– une hypophosphorémie, ou d’autres troubles métaboliques;
– une dermatomyosite ou d’autres connectivites.
4 - Défaillance de la commande
Il s’agit des atteintes des voies efférentes conduisant à un trouble de commande bilatérale. La dépolarisation le long de ces voies nerveuses peut être stoppée ou ralentie à divers niveaux. Pour mémoire, nous ne citerons que quelques-unes des pathologies dans lesquelles des troubles respiratoires peuvent apparaître.
Atteinte du système nerveux central
L’influx nerveux envoyé à partir des centres de la respiration est arrêté par une solution de continuité de la moelle épinière. Suivant l’étage de l’atteinte, les muscles respiratoires peuvent voir leur commande atteinte ou non. C’est le cas chez les personnes ayant eu un traumatisme rachidien paralysant [4].
Atteintes du système nerveux périphérique
Le motoneurone ne permet pas la conduction de l’influx nerveux jusqu’à l’effecteur. Nous pouvons rencontrer ce type d’atteinte dans les formes graves de scléroses laté- rales amyotrophiques (Maladie de Charcot) et de syndrome de Guillain Barré. Dans ce dernier cas, les troubles peuvent régresser en même temps que le syndrome [4].
5 - Défaillance du système de contrôle de la respiration
Les informations recueillies par les récepteurs sensitifs sont mal analysées ou bien ignorées par le centre de la commande.
Dans le cas de la maladie de Parkinson, un dérèglement de la commande supérieure s’effectue amenant à des phases d’apnées importantes suivies par des phases d’hyperventilation. Ce type de respiration est appelé respiration de Cheynes-Stock [5]. D’autres atteintes cérébrales peuvent entraîner ce type de respiration.
Mais un des mécanismes principaux influant sur le contrôle de la respiration est la présence de douleurs lors de la ventilation notamment après une chirurgie abdominale. Ce phénomène peut entraîner de sévères hypoventilations conduisant à l’utilisation d’une assistance respiratoire [6].
II - Diminution de l’ampliation abdominale globale
Elle se caractérise par une baisse des mouvements du caisson abdominal lors de la respiration. Elle est marquée par une absence de protrusion abdominale lors de l’inspiration. Cette baisse de mobilité est, dans la majorité des cas, due à une atteinte de l’intégrité de la sangle abdominale. Après une chirurgie abdominale, la présence d’une hernie de la ligne blanche ou d’une hypotonie de la sangle en sont les meilleurs exemples [6]. Certaines situations particulières comme la grossesse ou la présence d’un liquide dans le péritoine (ascite par exemple), peuvent conduire également à une absence de mouvements du caisson abdominal du fait de la distension et de l’augmentation de la pression intra-abdominale.
Cependant, il existe également des baisses de mouvement de ce compartiment dans les atteintes médullaires traumatiques et lors de l’apparition de douleurs abdominales à l’inspiration. C’est ainsi qu’après une chirurgie abdominale, la diminution de l’ampliation du caisson abdominal est due, non seulement, à une atteinte de l’intégrité des muscles mais, également, au réflexe inhibiteur de la contraction diaphragmatique d’origine péritonéale et viscérale [1, 6].
Asymétrie thoracique et abdominale
Elle se caractérise par des mouvements asymétriques entre la droite et la gauche soit de la cage thoracique soit du caisson abdominal. Comme il s’agit de repérer une différence d’amplitude entre deux éléments, la difficulté consiste à savoir quel est le côté pathologique. Si, par exemple, l’hémithorax droit est mobilisé dans des amplitudes beaucoup plus grandes que le gauche, cela peut provenir d’un manque de commande à gauche, mais cela peut provenir également d’une trop grande mobilisation de l’hémithorax droit. Cette détermination s’appuiera sur le diagnostic médical, et l’interprétation des examens complémentaires en particulier des épreuves radiologiques.
* Atteintes du gril costal
Deux structures du gril costal peuvent être atteintes et conduire à des asymétries ventilatoires :
– les articulations costo-vertébrales. En cas de cyphoscolioses dorsales, la rotation et l’inclinaison des corps vertébraux apportent une modification de l’orientation des surfaces articulaires. L’hémithorax du côté de la concavité se voit complètement affaissé avec peu de possibilité d’expansion, alors que le côté opposé se trouve dans des conditions d’ouverture beaucoup plus grandes. Cependant cela ne veut pas dire obligatoirement que, du côté de la convexité, les côtes possèdent une ampliation beaucoup plus importante (côtes fixées en position inspiratoire);
– les côtes, elles-mêmes. Leur intégrité peut être atteinte de deux manières :
- traumatique : les volets costaux se traduisent cliniquement lors de l’inspiration par une rentrée de la zone fracturée. Ce phénomène, associé à la douleur, conduit à une diminution de la mobilité du côté atteint [7],
- chirurgicale : les thoracoplasties sont encore utilisées lors de certaines lobectomies ou pneumonectomies. Elles consistent en la résection d’une ou de plusieurs côtes entraînant une diminution de la mobilité [1, 2].
* Atteintes des feuillets pleuraux [3, 8]
Les mouvements d’un hémithorax peuvent se voir amoindris soit par un manque de
cohésion entre le gril costal et le poumon (présence d’air ou de liquide entre les feuillets), soit par une diminution des possibilités de glissement des feuillets pleuraux (séquelles fibrosantes de pleurésies). Ces atteintes se traduisent cliniquement :
– soit par une diminution de l’ampliation expiratoire : l’hémithorax atteint semble « bloqué » en inspiration, ce qui s’observe en cas de pneumothorax important. En effet, la présence d’air entre les feuillets pleuraux ne permet plus à la force élastique de rétraction du poumon (Pel) de s’exercer sur le gril costal;
– soit par des volumes pulmonaires assez bas (CRF ou VRE) : cela s’explique par la présence de brides ou d’adhérences entre les deux feuillets. Ces derniers ne remplissant plus leur rôle d’articulation, la force motrice inspiratoire se voit inefficace pour lutter contre la Pel.
* Atteinte des poumons
Une asymétrie respiratoire se remarque après réduction chirurgicale pulmonaire : lobectomie ou pneumonectomie. Dans ce dernier cas, une diminution des mouvements du caisson abdominal, du côté opéré, est possible, du fait de la sidération et de l’engrènement de la coupole diaphragmatique par des résidus fibrineux postopératoires [1, 2, 9].
Certaines séquelles unilatérales de tuberculose transforment les fibres élastiques du parenchyme pulmonaire en un tissu fibreux inextensible. Lors de l’inspiration, en regard de ces zones, généralement apicales, l’ampliation du gril costal est diminuée.
* Atteinte de la commande
En premier lieu, la défaillance peut provenir des centres respiratoires. En cas d’accident vasculaire cérébral (AVC), l’atteinte sera unilatérale. Il faut distinguer deux cas :
– AVC situé dans le cortex cérébral, mais laissant le tronc cérébral intact. Dans ce cas,
lors de la respiration de repos, aucun trouble de l’ampliation n’est visible. Par contre, aucune possibilité d’adaptation à l’effort n’est possible. Ainsi, lors des exercices kinésithérapiques, un manque d’ampliation thoraco-abdominal peut être visible [10];
– AVC situé dans le cortex cérébral et touchant également le tronc cérébral. Dans ce cas, même au repos, aucun mouvement thoraco-abdominal n’est possible.
Le trouble de la commande peut également se porter sur le motoneurone créant une paralysie ou une parésie unilatérale du diaphragme. Cela se produit quelquefois à la suite d’une intervention chirurgicale thoracique, qu’elle soit pulmonaire ou cardiaque. Le mécanisme semble être une atteinte a frigore du nerf phrénique due à l’intervention
* Atteinte du contrôle
L’unique atteinte du contrôle conduisant à une asymétrie de la respiration est consé-cutive à l’apparition d’une douleur lors des mouvements. Les informations nociceptives peuvent engendrer des blocages des centres de la commande. Cela se traduit par un manque, voire une absence de contraction d’une hémicoupole diaphragmatique. Par conséquent, nous pouvons remarquer une diminution ou une absence de mouvement thoracique et/ou abdominal homolatéral. Ainsi, les pleurésies avec le processus inflammatoire qu’elles engendrent créent des douleurs incitant les patients à trouver des positions antalgiques en fermeture de l’hémithorax atteint. Il en va de même pour les patients dont la pathologie nécessite la pose de drains pleuraux. C’est ainsi qu’à la suite de la pose d’un drain aspiratif pour le traitement d’un pneumothorax important, une atélectasie en bande peut apparaître sur la radiographie. Cette atélectasie correspond à la mobilisation douloureuse des côtes en regard du point d’entrée du drain. Enfin, il est à noter que lors de toute intervention chirurgicale abdominale, des répercussions respiratoires sont possibles. Dans le cas des asymé- tries de ventilation, nous noterons que des interventions abdominales sus ombilicales et unilatérales, peuvent créer de très importants troubles du contrôle de la respiration dus à des afférences inhibitrices réflexes viscérales nociceptives [6, 11].
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