Mesure non invasive de l'effort respiratoire

L'apnée du sommeil est le trouble le plus couramment observé dans la pratique de la médecine du sommeil et est responsable de plus de morbidité et de mortalité que tout autre trouble du sommeil.(1) Bien que caractérisée il y a plus de 40 ans, l'apnée du sommeil n'a été reconnue que récemment comme l'un des troubles non diagnostiqués les plus répandus au monde. En raison de la morbidité et de la mortalité associées, l'apnée du sommeil a été identifiée comme un problème majeur de santé publique. Actuellement, l'apnée du sommeil est diagnostiquée en effectuant une étude du sommeil. Cela nécessite qu'un patient passe la nuit dans un laboratoire du sommeil tout en étant surveillé, ce qui est souvent peu pratique pour les patients et est relativement coûteux à réaliser. Le développement d'un dispositif permettant une surveillance simple à domicile des patients lors de l'évaluation de l'apnée du sommeil serait un développement significatif dans le domaine de la médecine du sommeil.

La différenciation de l'apnée obstructive du sommeil (AOS) de l'apnée centrale du sommeil est un aspect important du diagnostic et du traitement de l'AOS. Dans les apnées/hyponées centrales, le manque de débit d'air est dû au manque d'effort respiratoire. Dans l'AOS, l'effort respiratoire se poursuit, mais le flux d'air est empêché par une voie respiratoire obstruée. Plus récemment, des événements obstructifs subtils sans désaturation définie, caractérisés par des efforts respiratoires croissants contre une voie respiratoire partiellement fermée et terminés par un réveil, ont été décrits comme le syndrome de résistance des voies respiratoires supérieures (UARS). L'UARS peut entraîner une somnolence diurne en raison de ces éveils fréquents. Bien que le signal de pression nasale ait été utilisé comme substitut, par définition, distinguer l'UARS de l'OSA nécessite l'utilisation de la manométrie œsophagienne. Ce syndrome est caractérisé par une augmentation de la résistance des voies respiratoires supérieures (IUAR) définie par une pression oesophagienne inspiratoire de plus en plus négative. (2) Pour mieux comprendre la signification clinique de la manométrie oesophagienne, passons brièvement en revue quelques notions de physiologie de base. Respirer nécessite que les muscles inspiratoires génèrent une force suffisante pour surmonter le recul élastique de la paroi thoracique et des poumons, la résistance frictionnelle des tissus des poumons et de la paroi thoracique et la résistance frictionnelle du flux d'air dans les voies respiratoires. À la fin de l'inspiration, l'énergie potentielle stockée dans les tissus des poumons et de la paroi thoracique est disponible pour permettre une expiration passive rapide lorsque les muscles inspiratoires cessent de se contracter et que la force de distension disparaît. Toutes les structures intrathoraciques sont soumises aux pressions générées par la respiration. L'œsophage est un tube musculaire à paroi mince qui, du point de vue des physiologistes pulmonaires, est idéalement placé dans la cavité thoracique entre la surface pulmonaire et la paroi thoracique. La mesure des changements de pression différentielle dans la lumière de l'œsophage reflète avec précision les changements de pression intrathoracique. Ces changements de pression intrathoracique reflètent à leur tour l'effort inspiratoire et sont devenus l'étalon-or pour détecter et quantifier l'effort inspiratoire.

Malheureusement, la mesure de la manométrie œsophagienne nécessite la mise en place d'un cathéter œsophagien par le nez ou la bouche. Cette procédure est invasive, prend du temps et nécessite une formation spécialisée. Pour cette raison, la manométrie œsophagienne n'est pas systématiquement effectuée pendant les études sur le sommeil, bien qu'elle soit effectuée chez les patients du laboratoire du sommeil du WRAMC qui sont suspectés d'avoir un UARS. Au lieu de la manométrie œsophagienne, la méthode la plus fréquemment utilisée pour surveiller l'effort respiratoire consiste à enregistrer l'expansion de la cage thoracique. Dans cette procédure, des bandes sont placées autour de la cage thoracique et de l'abdomen. La variation de circonférence de ces deux compartiments avec la respiration est mesurée. Cette procédure produit un changement qualitatif du volume inspiratoire et un mouvement paradoxal de la cage thoracique ou de l'abdomen peut indiquer un effort contre une voie aérienne fermée ou partiellement effondrée. Ce dispositif est peu pratique pour une auto-application par les patients. Compte tenu des limites de cette dernière procédure et de la nature invasive de la manométrie œsophagienne, une méthode quantitative non invasive de mesure de l'effort respiratoire constituerait une avancée significative en médecine du sommeil.

Au cours des cinq dernières années, les chercheurs d'Advanced Brain Monitoring, Inc. ont développé et validé le système d'évaluation des risques d'apnée (ARES). Cet appareil a été initialement développé pour fournir une méthode très précise de diagnostic à domicile de l'AOS qui maximise le confort du patient et la facilité d'utilisation. L'ARES Unicorder a été conçu comme un système à site unique (front) pour acquérir la saturation en oxygène, le pouls, le ronflement, le débit d'air (pression nasale) et la position/le mouvement de la tête. Récemment, des chercheurs ont déterminé qu'un certain nombre de signaux acquis avec l'Unicorder pouvaient être utilisés pour mesurer la respiration.(1) Les pulsations observées dans les signaux optiques rouges et infrarouges utilisés pour calculer la saturation en oxygène et le signal de pression du capteur frontal semblent refléter les changements de pression veineuse centrale. Ces données ont été appelées mesure de la pression veineuse frontale/mouvement respiratoire (FVP/RM). Si les données FVP/RM s'avèrent corrélées avec les données de manométrie œsophagienne, la mesure quantitative non invasive longtemps recherchée de la pression intrathoracique et de l'effort respiratoire serait disponible. Cela représenterait une avancée significative dans l'évaluation diagnostique des troubles respiratoires du sommeil.

Pour mieux illustrer comment la pression veineuse frontale pourrait refléter la pression intrathoracique, revoyons à nouveau un peu de physiologie. Pendant l'inspiration, la pression veineuse centrale (CVP) diminue, facilitant le retour du sang vers le cœur. Les changements de pression pleurale et intrathoracique dus à la respiration sont reflétés par et peuvent être synchronisés avec les changements de pression veineuse centrale. En position couchée, les veines jugulaires interne et externe sont ouvertes et assurent le retour veineux primaire cérébral et superficiel du front. La communication entre la veine cave supérieure et les veines de la tête permet aux changements de pression intrathoracique d'être reflétés par les veines superficielles de la tête. Dans un sens, les veines frontales offrent un cathéter rempli de liquide direct dans la cavité thoracique, et lorsque la force de compression correcte est appliquée contre le crâne, les changements de pression veineuse liés à l'effort respiratoire peuvent être mesurés avec précision.

En résumé, l'évaluation actuelle de l'UARS nécessite des tests de manométrie œsophagienne, une procédure invasive et longue pour un diagnostic précis. Il n'existe actuellement aucun moyen quantitatif non invasif de mesure des variations de pression intrathoracique liées à l'effort respiratoire. Cette étude est un essai pilote d'une nouvelle méthode non invasive de détermination des pressions intrathoraciques. S'il s'avère que les données de pression intrathoracique de cet appareil sont en corrélation avec les données de manométrie œsophagienne, cela pourrait avoir des implications importantes sur la manière dont l'UARS est diagnostiqué. Cette technologie a également le potentiel de développer un moyen non invasif de mesurer la CVP.