Imagerie fonctionnelle de la ventilation et de

Nous avons ensuite décrit et validé une technique robuste pour obtenir le volume aéré et la ventilation spécifique en TEP sans prélèvement invasif. TROISIÈME PARTIE : VALIDATION D'UN NOUVEAU MODÈLE MATHÉMATIQUE POUR MESURER LA VENTILATION ET LE VOLUME PULMONAIRE CHEZ LES ANIMAUX DE COMPAGNIE.

LISTE DES TABLEAUX

LISTE DES ABREVIATIONS

PaO2 Pression partielle d'oxygène dans le sang artériel systémique PAPM Pression artérielle pulmonaire moyenne. PvO2 Pression partielle d'oxygène dans le sang veineux mixte SDRA Syndrome de détresse respiratoire aiguë.

INTRODUCTION

La PEP et la DV sont deux techniques qui entraînent des modifications dans la répartition de la ventilation pulmonaire et de la perfusion. La TEP permet l’étude de la ventilation pulmonaire, de la perfusion et de l’inflammation grâce à l’utilisation de divers traceurs radioactifs.

P REMIERE PARTIE

R APPEL DES CONNAISSANCES

B ASES THEORIQUES

• LE SYNDROME DE DETRESSE RESPIRATOIRE AIGUE
• La définition de 1994 et ses limites
• Prévalence
• Physiopathologie
• La ventilation mécanique dans le SDRA
• La tomographie par impédance électrique
• Bases physiques de la TIE
• Acquisition et reconstruction des images de ventilation
• Intérêt de la de la ventila

Deux méta-analyses ont été menées sur la base d'études cliniques sur les effets de la PPE [47, 48]. La portion expiratoire semble plus adaptée à la détermination de la PEP que la portion inspiratoire.

A ce jour, plusieurs travaux mesurent les volumes pulmonaires administrés par un sup CT scan les mesures en TIE étaient excellentes deux travaux ont effectivement mesuré la ventilation re monophoton (SPECT) [89 la technique de référence (sem sans correction pour la scintigraphie d'atténuation [ 89] met en évidence le mesure, avec une tendance vers les régions à faible niveau de ventilation. Elle n'est pas dans la méthode méthodologique du TIE ou elle peut être utilisée dans le cadre d'études dynamiques.

• Limites de la TIE
• La tomographie par émission de positons
• Bases physiques de la TEP
• Facteurs entravant la fiabilité des mesures de la TEP
• Acquisition et traitement des images d’atténuation
• Acquisition

La faible résolution spatiale du TIE est contrebalancée par sa haute résolution temporelle (0,08 seconde), permettant de suivre en temps réel les modifications du parenchyme pulmonaire au cours du cycle respiratoire [90]. La valeur attribuée à chaque pixel dépend de la radioactivité du tissu au sein du volume représenté par le voxel.

• Acquisition et traitement des images de H 2 15
• Acquisition et traitement des images de [ 18 F]FDG
• Etude du modèle expérimental
• Instillation intra-trachéale d’acide chlorhydrique
• Agression pulmonaire produite par la ventilation mécanique

L'analyse quantitative de la cinétique v du [13N]-N2 lors de la modélisation permet de décrire (la fonction d'entrée) et le paramètre radio à l'intérieur. Modé Méthode de mesure du rapport mécanique avec microsphères de rad [104], en h Cinétique de H215. Dans le poumon, λ est sujet à des variations régionales, en fonction du niveau d'inflation pulmonaire et donc de la densité régionale.

Pour toutes ces raisons, des méthodes non invasives ont été développées pour déterminer la fonction d'entrée. La phase initiale est caractérisée par des lésions épithéliales alvéolaires directement provoquées par l'attaque caustique, provoquant une augmentation de la perméabilité capillaire et a. La gravité de l'attaque pulmonaire dépend de la stratégie respiratoire, principalement de la TV délivrée et de la présence ou non de PEP.

D EUXIEME PARTIE

C OMPARAISON DE LA VENTILATION PULMONAIRE MESUREE

EN TIE ET EN TEP

• Rationnel
• Matériel et méthodes
• Préparation animale
• Equipement
• Protocole expérimental
• Acquisition des images
• Analyses des données
• Analyse stat

Le TIE est une technique d'imagerie médicale qui fournit des informations en temps réel sur la répartition régionale de la ventilation pulmonaire. Par ailleurs, aucune étude n’est disponible pour comparer le TIE et le PET, qui peuvent être considérés comme la méthode de référence pour déterminer la ventilation pulmonaire. Le logiciel Acgknowledge® (Biopac MP100 System, Santa Barbara, CA, USA) est utilisé pour surveiller et enregistrer SBP et Pao.

Les données TIE et PET ont été analysées par deux personnes différentes, indépendamment et en aveugle des conditions expérimentales. À partir des images d’atténuation TEP, les IR sont tracés autour des poumons droit et gauche dans sept coupes tomographiques préalablement identifiées. Une zone pulmonaire d'environ 5 cm de hauteur est couverte par 16 électrodes TIE [130].

• Résultats
• Effet du changement de VT à PEP0 sur la ventilation
• Effets de la PEP sur le volume pulmonaire
• Discussion
• Intérêts
• Forces de l’étude
• Limites de l’étude
• Conclusion

La droite de régression inclut à la fois les porcs attaqués et la différence entre la durée de vie moyenne en impédance électrique (VTTIE prédite) et dans la première partie de l'expérience. Le TIE peut devenir un outil intéressant en réanimation, car il permet la surveillance au chevet d'un patient traité par VM de ventilation régionale et de volume pulmonaire. Hinz et coll. ont comparé SPECT et TIE [89] pour mesurer la ventilation pulmonaire dans un modèle porcin d'ALI induite par injection d'acide oléique.

Une hétérogénéité de la ventilation à la PEEP0 entre les quadrants est attendue en raison d'une atélectasie induite par l'anesthésie. De plus, l’étude de la ventilation et du volume ventilé en TEP présente plusieurs limites méthodologiques. Cependant, la TEP est une méthode fiable pour quantifier la ventilation alvéolaire et le volume pulmonaire aéré [6].

T ROISIEME PARTIE

V ALIDATION D ’ UN NOUVEAU MODELE

MATHEMATIQUE DE MESURE DE LA VENTILATION ET

DU VOLUME PULMONAIRES EN TEP

• Introduction
• Groupes expérimentaux
• Agression pulmonaire
• Analyse des données
• Analyse de sensibilité des 2 modèles
• Statistiques
• Comparaiso

La fonction invasive d'entrée d'azote ([13N]-N2) est obtenue en prélevant des échantillons de gaz au niveau de la pièce en T du respirateur. La courbe PV est réalisée à la fin de la période de stabilisation, sauf dans le groupe témoin. Le volume aéré VAatten est déterminé à partir des images d'atténuation comme décrit dans la section III.C.3 de la première partie.

Durant la période de lessivage à l'azote, l'évolution du traceur peut être décrite comme suit. La concentration du traceur déterminée par PET dans le RI (CTEP) pour chaque trame i obtenue entre le temps ti et le temps ti+Δtimg(i) peut être modélisée comme suit. Où CTEP (i) est la concentration en traceur dans l'IR mesurée en PET pour chaque trame i, VRI est le volume de l'IR, VA est le volume du compartiment aéré et Δtimg(i) correspond à la durée d'acquisition de la trame i .

Simulation e

Conclusion

Cette technique permet de limiter les erreurs de mesure liées au temps d'échantillonnage et d'acquisition des images et est moins sensible au bruit de la fonction d'entrée et du CAT. L’utilisation de cette technique est privilégiée tant en clinique que lors d’études expérimentales.

Q UATRIEME PARTIE

E FFETS DE LA PEP ET DE LA POSTURE SUR L ’ INFLAMMATION PULMONAIRE AU

COURS DU SDRA EXPERIMENTAL

• Protocole expérimental
• Mesures physiologiques
• Agression pulmonaire
• Acquisition et traitement des images TEP
• Analyse des données
• Analyse statistique
• Mesures hémodynamiques et de mécanique respiratoire
• Inflammatio

Les mesures de pression d'occlusion capillaire pulmonaire (PAPO) sont obtenues à partir du cathéter Swan-Ganz via des transducteurs (Gabarith 682002, Becton Dickinson, Sandy, UT, USA) calibrés au milieu du thorax et connectés à une carte A/D (MP 100 ; Biopac Systems), Santa Barbara, Californie, États-Unis). PEEPt,sr, PEEPt,pt et PEEPt,tp = pression expiratoire positive du système respiratoire, de la paroi thoracique et des poumons. Pplat,sr, Pplat,pt et Pplat,tp = pression plateau du système respiratoire, de la paroi thoracique et des poumons.

Est,sr, Est,pt et Est,tp = Élasticité statique du système respiratoire, de la paroi thoracique et des poumons ; DD = couché sur le dos ; DV = position couchée ; ND = données non disponibles. Est,sr, Est,pt et Est,tp = Élasticité statique du système respiratoire, de la paroi thoracique et des poumons ; DD = couché sur le dos ; DV = position couchée. Est,sr, Est,pt et Est,tp = Élasticité statique du système respiratoire, de la paroi thoracique et des poumons ; DD = couché sur le dos ; DV = position couchée ; ND : données non disponibles.

• Analyse univariée des mesures régionales en TEP
• Cytokines
• Effets du décubitus ventral
• Effets de la PEP

La répartition antéro-postérieure de la fraction gazeuse est également plus importante dans les régions antérieures du groupe DD c+2 et significativement différente par rapport au groupe DV c+2, dans lequel la répartition est homogène le long de l'axe antéro-postérieur. Ceci se retrouve dans la redistribution antéro-postérieure de la fraction gazeuse entre les groupes DD c+2 et DV c+2 (Fig. 37). Cependant, cet effet serait probablement lié à une réduction de la ventilation alvéolaire dans les régions les plus ventrales du groupe ventilé à PEP élevée (Pmcd+2) (correspondant aux régions avec la fraction ventilée la plus élevée, vraisemblablement hypergonflées).

De plus, l’intérêt principal de ce travail réside dans l’étude de la répartition de l’inflammation pulmonaire. Cette étude est basée sur la validité de la détermination de l'inflammation pulmonaire dans la TEP en utilisant le [18F]FDG comme marqueur. Cela confirme l’intérêt de la TEP pour la détection non invasive de l’inflammation pulmonaire.

CONCLUSION ET PERSPECTIVES

La première série d'expériences a permis de valider le TIE pour mesurer la ventilation pulmonaire et le volume pulmonaire ventilé en utilisant la TEP comme méthode de référence. Ce modèle est très intéressant car il permettra une application clinique plus facile de la TEP. Enfin, la TEP a été utilisée pour étudier la répartition de la ventilation, de la perfusion et de l'inflammation pulmonaire au cours de différentes stratégies de ventilation.

Dans ce modèle, les changements de PEP et de posture produisent des changements significatifs dans la distribution de la ventilation pulmonaire et de la perfusion sans conséquences majeures sur l'inflammation pulmonaire. La faible résolution spatiale du TIE nous a permis d'étudier uniquement la ventilation régionale dans quatre régions pulmonaires. Une étude pixel par pixel actuellement en cours permettra d'étudier la répartition ventro-dorsale de la ventilation.

BIBLIOGRAPHIE

Allardet-Servent, J., et al., FIO2 and the definition of acute respiratory distress syndrome during lung protective ventilation. Terragni, P.P., et al., Tidal hyperinflation during low tidal volume ventilation in acute respiratory distress syndrome. Richard, J.C., et al., Ventilatory management of acute respiratory distress syndrome in adult and pediatric patients (excluding neonates).

Phoenix, S.I., et al., Does higher positive end-expiratory pressure reduce mortality in acute respiratory distress syndrome. Mancebo, J., et al., A multicenter study of long-term abdominal ventilation in severe acute respiratory distress syndrome. Chiumello, D., et al., Pulmonary stress and strain during mechanical ventilation for acute respiratory distress syndrome.

PUBLICATIONS

Electrical impedance tomography compared to positron emission tomography for the measurement of regional lung ventilation: an

The horizontal solid line and the horizontal dashed lines are the mean and upper (mean + 2 standard deviations) and lower (mean - 2 standard deviations) values ​​of the difference, respectively. a) Relationship of regional lung ventilation measured by electrical impedance tomography (predicted VTEIT) and positron emission tomography (VPET) in the first part of the experiment. The horizontal solid line and the horizontal dashed lines are the mean and upper (mean + 2 standard deviations) and lower (mean - 2 standard deviations) values ​​of the difference, respectively. Intermethod variability was lower in direct than indirect ALI. a) Relationship of global lung volume measured with electrical impedance tomography (predicted VLEIT) and positron emission tomography (VAatten) in the second part of the experiment.

The regression line was drawn over all experimental points relating to normal conditions (open circles) and acute lung injury (closed circles). b) The relationship of the difference with the mean of the global lung volume measured by electrical impedance tomography (predicted VLEIT) and positron emission tomography (VAatten) in the second part of the experiment. JCR participated in the design of the study and all experiments, analyzed the PET data and drafted the paper. Plots of waste in predicted values. a) Regional ventilation (VTEIT) and (b) volume (VL EIT).

Where the Future Goes: What do we Need to Know in the ARDS and how Lung Imaging Can Deal with this?

Comparative diagnostic performance of auscultation, chest radiography and lung ultrasound in acute respiratory distress syndrome. Positive end-expiratory pressure setting in adults with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial. Prone positioning in patients with moderate and severe acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial.

An early PEEP/FIO2 study identifies varying degrees of lung damage in patients with acute respiratory distress. Higher versus lower positive end-expiratory pressure in patients with acute respiratory distress syndrome. Ventilation strategy using low tidal volumes, recruitment maneuvers and high positive end-expiratory pressure for acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial.