Spirométrie et volumes pulmonaires

La spirométrie mesure la quantité d'air qu'une personne peut mobiliser et sa vitesse lors d'une manœuvre respiratoire maximale, tandis que la mesure des volumes pulmonaires évalue les compartiments statiques d'air contenus dans les poumons. Ensemble, elles constituent la base des tests de fonction pulmonaire, permettant de distinguer les profils obstructifs des profils restrictifs d'altération.

Definition

La spirométrie est la mesure du volume et du débit d'air inspiré et expiré en fonction du temps lors de manœuvres respiratoires forcées, permettant d'obtenir la capacité vitale forcée (CVF), le volume expiratoire maximal par seconde (VEMS) et leur rapport ; la mesure des volumes pulmonaires quantifie les volumes statiques – capacité pulmonaire totale, volume résiduel et capacité résiduelle fonctionnelle – que la spirométrie seule ne peut pas évaluer.

Scope

Ce sujet aborde la manœuvre expiratoire forcée et ses principaux indices (CVF, VEMS et le rapport VEMS/CVF), les volumes et capacités pulmonaires statiques (capacité pulmonaire totale, volume résiduel, capacité résiduelle fonctionnelle) ainsi que les méthodes utilisées pour les mesurer, et l'interprétation de ces valeurs par rapport à des équations de référence. Il s'agit d'une référence méthodologique, et non d'une directive clinique.

Core questions

• Que représentent physiologiquement le VEMS, la CVF et le rapport VEMS/CVF ?
• Comment les volumes pulmonaires statiques sont-ils mesurés lorsque le volume résiduel ne peut pas être expiré ?
• Comment les valeurs spirométriques sont-elles interprétées comme obstructives ou restrictives ?
• Comment les équations de référence et la limite inférieure de la normale définissent-elles les résultats anormaux ?

Key concepts

• Capacité vitale forcée (CVF)
• Volume expiratoire maximal par seconde (VEMS)
• Rapport VEMS/CVF
• Capacité pulmonaire totale (CPT) et volume résiduel (VR)
• Capacité résiduelle fonctionnelle (CRF)
• Pléthysmographie corporelle et méthodes de dilution de gaz
• Boucle débit-volume
• Limite inférieure de la normale et équations de référence

Mechanisms

Lors d'une expiration forcée, le débit expiratoire devient indépendant de l'effort une fois que les voies aériennes sont dynamiquement compressées ; ainsi, la relation débit-volume maximale reflète les propriétés mécaniques des voies aériennes et la rétraction pulmonaire plutôt que l'effort. Le VEMS et la CVF résument cette manœuvre ; un rapport VEMS/CVF réduit indique une obstruction des voies aériennes, tandis que des volumes proportionnellement réduits avec un rapport préservé suggèrent une restriction. Étant donné que le volume résiduel ne peut pas être expiré, les volumes statiques sont mesurés indirectement – par pléthysmographie corporelle (utilisant la loi de Boyle et les changements de pression-volume dans une cabine scellée) ou par dilution et lavage de gaz inerte. La capacité pulmonaire totale est nécessaire pour confirmer un véritable trouble restrictif, car la spirométrie seule ne peut que le suggérer (Miller 2005 ; Wanger 2005 ; Stanojevic 2022).

Clinical relevance

La spirométrie est l'examen de référence pour classer une altération ventilatoire comme obstructive ou restrictive et pour évaluer sa sévérité par rapport aux valeurs prédites. La mesure des volumes pulmonaires confirme la restriction et caractérise l'hyperinflation et le piégeage de l'air. L'interprétation de ces résultats dans leur contexte – par rapport à des équations de référence appropriées et à des critères de qualité – fait partie de l'évaluation des preuves en médecine respiratoire. Cette entrée décrit la mesure et l'interprétation en termes généraux et ne constitue pas une base pour un diagnostic ou un traitement individuel.

Evidence & guidelines

La technique et l'acceptabilité de la spirométrie sont régies par les déclarations de standardisation conjointes ATS/ERS, initialement la déclaration de 2005 (Miller 2005) et la mise à jour de 2019 (Graham 2019), avec des normes complémentaires pour la mesure des volumes pulmonaires (Wanger 2005). L'interprétation suit la norme de stratégies d'interprétation ATS/ERS de 2022 (Stanojevic 2022), utilisant les équations de référence de la Global Lung Function Initiative (Quanjer 2012) pour définir les valeurs prédites et la limite inférieure de la normale.

History

John Hutchinson a introduit le spiromètre et le concept de capacité vitale au milieu du XIXe siècle. Le volume expiratoire forcé et la courbe débit-volume ont été développés au milieu du XXe siècle, et à partir de 1979, l'American Thoracic Society, puis la European Respiratory Society, ont publié des déclarations de standardisation successives (notamment en 2005 et 2019) qui ont rendu la spirométrie reproductible entre les laboratoires, complétées par des équations de référence mondiales en 2012.

Debates

Rapport fixe versus limite inférieure de la normale pour la définition de l'obstruction

L'utilisation d'un seuil fixe pour le rapport VEMS/CVF est simple mais conduit à une mauvaise classification des personnes âgées et jeunes ; les limites inférieures de la normale dérivées statistiquement à partir d'équations de référence sont privilégiées dans les normes actuelles, bien que ce choix affecte toujours les estimations de prévalence.

Key figures

• Martin R. Miller
• Brian L. Graham
• Peter H. Quanjer
• Sanja Stanojevic

Seminal works

• miller-2005
• graham-2019
• wanger-2005
• quanjer-2012

Frequently asked questions

À quoi sert le rapport VEMS/CVF ?

C'est le principal indice spirométrique de l'obstruction des voies aériennes : un rapport inférieur à la limite inférieure de la normale indique que l'air quitte les poumons trop lentement par rapport au volume total expiré, ce qui est la caractéristique d'un profil obstructif.

Pourquoi la spirométrie seule ne peut-elle pas diagnostiquer un trouble restrictif ?

La spirométrie ne mesure que l'air qui peut être expiré, et non le volume résiduel restant dans les poumons ; un véritable trouble restrictif est confirmé par la mesure de la capacité pulmonaire totale à l'aide de la pléthysmographie ou des méthodes de dilution de gaz.