Brevet FR2462143A1 — publié le 19810213

La présente invention se rapporte d'une façon générale à la mesure des fonctions pulmonaires, et elle concerne plus par- ticulièrement un appareil pour la mesure de l'hypersensibilité des voies aérifères, ou respiratoires. On sait que l'origine des maladies pulmonaires chroniques telles en particulier que l'asthme bronchique est un rétrécis- sement des voies aérifères dû à une hypersensibilité de celles- ci. Il est par conséquent très important d'examiner l'hypersen- sibilité des voies aérifères pour établir le diagnostic et le traitement thérapeutique des maladies pulmonaires. Plusieurs procédés ont été mis au point dans le passé pour mesurer l'hypersensibilité des voies aérifères. L'un d'entre eux est de faire inhaler au sujet un antigène sous forme d'aérosol pour examiner les symptômes ou la réactivité. Un autre consiste à faire effectuer périodiquement une expiration forcée au sujet chaque fois qu'il a inhalé un aérosol de broncho-constricteur dont la concentration part d'une faible valeur afin de permettre de déterminer le seuil de réaction, re- présenté par exemple par une réduction de 15 ou 20% du débit d'expiration forcée en litres par seconde. Cependant, le premier de ces procédés, bien que commode à mettre en oeuvre, a le défaut inévitable de ne pas se prêter à l'analyse quantitative, tandis que le second, qui constitue un état de la technique dont relève directement la présente inven- tion, présente plusieurs inconvénients, énumérés ci-après: (1) La mesure prend beaucoup de temps en raison de ses modes opératoires compliqués et discontinus. (2) Le sujet doit elcercer un effort maximum d'expiration forcée qui donne naissance à la broncho-constriction et modifie le degré de broncho-constriction après inhalation. (3) Les voies aérifères ont tendance à réagir au stimulus lors de l'inhalation de l'aérosol et de la mesure du débit d'ex- piration forcée en litres par seconde. (4) Le procédé ne se prête pas aux examens de dépistage. L'examen de la technique antérieure donne à conclure que l'expiration forcée elle-même n'est pas souhaitable. Dans la mesure des fonctions pulmonaires, la résistance des voies aéri- fères, la résistance pulmonaire et la résistance respiratoire sont examinées et, pour mesurer l'hypersensibilité des voies aérifères, il est commode de ne mesurer que la variation de 2 2462143 résistance des voies aérifères. Toutefois, pour des raisons cliniques, la mesure de la résistance respiratoire est plus fa- cile que la mesure de la résistance des voies aérifères. Surtout, la résistance respiratoire se rapproche de la résistance des voies aérifères, et la mesure ne nécessite pas d'efforts de la part du sujet. Par conséquent, l'un des buts de la présente invention est de réaliser un appareil de mesure permettant de mesurer la résistance respiratoire en respiration de repos sans effort du sujet. Un autre but de l'invention est de réaliser un appareil de mesure grâce auquel l'examen s'effectue en peu de temps. Un autre but de l'invention est de réaliser un appareil de mesure dont le maniement est facile. L'invention a encore pour autre but de réaliser un appa- reil de mesure grâce auquel la variation de la résistance res- piratoire peut être identifiée instantanément. Un autre but de l'invention est de réaliser un appareil de mesure qui ne provoque pas d'asthme bronchique spasmodique. Un autre but encore de l'invention est de permettre d'ob- tenir une courbe de réponse stable. A l'effet d'atteindre ces buts, la caractéristique généra- le de l'invention réside dans le fait de faire inhaler au sujet des produits actifs sous forme d'aérosols de concentrations différentes avec une incrémentation par paliers en partant de la concentration la plus basse, de calculer de façon continue la résistance respiratoire par la méthode d'oscillation et, lorsque la résistance atteint deux fois la valeur initiale et que le sujet donne des signes de dyspnée, d'administrer un broncho-dilatateur à l'effet de mesurer le taux de rétablisse- ment de la résistance respiratoire. La présente invention propose à cet effet un appareil qui se caractérise en ce qu'il comprend des moyens propres à délivrer des produits actifs en aérosols sous différentes con- centrations, des moyens propres à fournir une pression sinusol- dale et des moyens propres à permettre de calculer de façon continue la résistance respiratoire en relevant la pression buccale et le débit. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu des vannes électromagnétiques associées à chaque générateur 224 62 1 4 d'aérosol et actionnées en succession, et chacun des générateurs d'aérosol débouche à distance égale du trajet de circulation. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de délivrance de produits actifs en aérosols comprennent un gé- nérateur de broncho-constricteur et de broncho-dilatateur. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront plus amplement de la description détaillée qui est donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif en référence aux des- sins annexés, sur lesquels: Fig.1 est une représentation schématique d'une forme de réalisation d'un appareil de mesure d'hypersensibilité des voies aérifères selon la présente invention; Fig.2 représente une forme de réalisation des moyens géné- rateurs d'aérosols; Fig.3 est un diagramme fonctionnel illustrant le fonction- nement de l'appareil de mesure selon l'invention; Fig.4 est une courbe de réponse de résistance respiratoi- re relevée au moyen de l'appareil selon l'invention; et Fig.5 et 6 sont des graphiques représentant des résultats cliniques obtenus au moyen de l'appareil selon l'invention. Selon la présente invention,-le sujet inhale des produits pharmaceutiques en aérosols de différentes concentrations avec croissance par paliers en partant de la concentration la plus basse, et la résistance respiratoire est calculée de façon con- tinue par la méthode d'oscillation et, lorsque la résistance atteint deux fois la valeur initiale et que le sujet manifeste des signes de dyspnée, un broncho-dilatateur est délivré afin de mesurer l'allure de rétablissement de la résistance respira- toire. Dans sa forme de réalisation représentée par la fig.1, l'appareil de mesure d'hypersensibilité selon la présente inven- tion comprend un ensemble générateur 10 de produits actifs en aérosols sous différentes concentrations, un moyen 12 de géné- ration de pression sinusoïdale à haut-parleur et un ensemble de calcul 14 destiné à calculer de façon continue la résistance respiratoire en relevant la pression buccale et le débit. L'ensemble générateur 10 d'aérosols de produits actifs comprend, comme représenté sur la fig.2, des générateurs d'aéro- sols de broncho-constricteur 16 sous différentes concentrations, , ainsi qu'un générateur d'aérosols de broncho-dilatateur 18. Des - 4 2462143 vannes électromagnétiques 20 sont associées à chacun des généra- teurs 16, 18, ces vannes 20 étant actionnées successivement en partant de celle correspondant aux concentrations les plus bas- ses par un circuit électrique non représenté. Chacun des géné- rateurs 16, 18 débouche à égale distance d'un trajet de circu- lation 24 qui relie le moyen générateur de pression sinusoïdale 12 à un embout buccal 22 afin de permettre aux produits sous forme d'aérosols d'atteindre la bouche du sujet 100 en même temps. Il existe différentes façons de produire des aérosols de produits actifs. Par exemple, on peut produire de tels aérosols à l'aide d'air comprimé ou d'ultrasons. Dans tous les cas, les générateurs d'aérosols 16, 18 devront déboucher à égale distance du trajet de circulation 24. Le repère numérique 26 désigne une dérivation pour l'évacuation du C02 rejeté par le sujet pendant l'examen. Le moyen générateur de pression sinusoïdale 12 fournit une sinusoïde à 3 Hz sur laquelle la respiration spontanée du sujet est sans influence. Il comprend un haut-parleur, un amplificateur et un générateur de pression. Le moyen 12 applique des pressions sinusoïdales sur les poumons et le thorax du sujet 100. Le dé- bit est mesuré par un pneumotachographe 28 à capteur différen- tiel qui est disposé entre l'ensemble générateur d'aérosols 10 et le moyen générateur de pression sinusoïdale 12. La pression buccale du sujet est mesurée au moyen d'un capteur manométrique 30 qui est disposé au voisinage de l'embout buccal 22. L'ensemble de calcul 14 comprend un amplificateur 52, un filtre 34, un calculateur 36 et un dispositif d'affichage 38. L'ensemble 14 enregistre les ondes associées à la respiration de repos et la pression sinusoïdale d'après le débit donné par le pneumotachographe 28 et la pression buccale donnée par le capteur manométrique 30. Les ondes associées sont ensuite sépa- rées par le filtre 34, et le quotient de l'amplitude de la sinusoïde à la valeur du débit, c'est-à-dire la résistance res- piratoire, apparaît sur le dispositif d'affichage 38. On va à présent décrire le fonctionnement de l'appareil en faisant référence à la fig.3. Le débit d'air à pression cons- tante fourni par le moyen générateur de pression sinusoïdale 12, après mesure du débit par le pneumotachographe 28 disposé dans le trajet de circulation 24, pénètre dans le trajet de circulation 24 dans lequel débouche l'ensemble générateur d'aérosols 10. Le débit d'air est alors inhalé par le sujet 100 avec l'aérosol de broncho-constricteur. Une fois que le volume d'expiration en respiration de repos est débarrassé du CO2 par la dérivation 26, sa pression est mesurée par le capteur mano- métrique 30. L'ensemble de calcul 14 calcule la résistance res- piratoire d'après le débit et la pression buccale, et la résis- tance respiratoire apparaît enfin sur le dispositif d'affichage 38. La fig.4 représente un exemple de courbe de réponse de ré- sistance respiratoire. Sur cette fig, un intervalle de l'axe des abscisses correspond à la concentration d'aérosol (métacholine) en dilutions successives avec un volume égal, et un intervalle de l'axe des ordonnées correspond à la résistance respiratoire du sujet qui a inhalé les aérosols pour chaque minute. Lorsque du broncho-constricteur est inhalé en partant de la concentra- tion la plus basse, la résistance respiratoire ne varie pas pendant un certain temps. Toutefois, à l'arrivé à une certaine concentration, la résistance croit rapidement. A ce moment, le générateur 18 d'aérosol de broncho-dilatateur est mis en servi- ce afin de rétablir la résistance respiratoire du sujet par in- halation du broncho-dilatateur. La courbe de réponse de résistance respiratoire est éva- luée en utilisant les paramètres suivants: (A) Valeur initiale de la résistance: valeur de la résis- tance pendant une inhalation d'aérosols de solution saline. (B) Seuil de réactivité: concentration à laquelle la ré- sistance commence à croître ou dose cumulée à concurrence de laquelle la résistance commence à croître. (C) Taux d'accroissement de la résistance: rapport de l'accroissement de résistance à la quantité de médication inha- lée, comptées à partir du moment o la résistance commence à croître, pendant deux minutes. (D) Taux de rétablissement: taux de rétablissement de la résistance respiratoire par le broncho-dilatateur. (E) Valeur finale de la résistance: valeur de la résis- tance lors du retour à la stabilité après rétablissement. Les fig.5 et 6 représentent des résultats cliniques d'hy- persensibilité des voies aurifères relatifs à diverses maladies pulmonaires obtenus par examen au moyen de l'appareil selon l'invention. Les sujets comprennent 8 sujets bien portants, 14 6 2452143 sujets atteints de bronchite aiguë, 16 sujets atteints de bron- chite chronique et 60 sujets atteints d'asthme bronchique. La distribution des valeurs initiales de la résistance est donnée en % par la fig.5. La fig.6 donne en % la distribution du taux d'accroissement de résistance. Pour les sujets bien portants, l'accroissement de résis- tance respiratoire n'est pas du tout décelable jusqu'à inhala- tion d'une dose cumulée de 50 unités. Par contre, l'accroisse- ment peut être identifié sur 50% des sujets atteints de bronchi- te aiguë, 65% des sujets-atteints de bronchite chronique et 100% des sujets atteints d'asthme bronchique. Sur la fig.6, le taux d'accroissement de résistance varie selon la classification des maladies pulmonaires. Comme décrit en détail, une distinction nette peut être opérée sur la base des paramètres d'évaluation d'hypersensibi- lité des voies aurifères entre les maladies pulmonaires telles qu'asthme bronchique, bronchite chronique et bronchite aiguë. Pour cette raison, l'appareil selon l'invention se prête à l'é- lucidation du mécanisme de l'hypersensibilité des voies aérifè- res. De plus, cet appareil permet de mesurer la résistance en respiration de repos et d'opérer l'examen en peu de temps. La description qui précède et les dessins qui l'accompa- gnent illustrent l'application des caractéristiques fondamenta- les de l'invention à une forme de réalisation préférée considé- rée à titre d'exemple, et il va de soi que diverses modifica- tions et variantes peuvent être apportées aux dispositions décrites et illustrées sans sortir pour autant du cadre de l'in- vention. 2I621'3 REVLNDICATIONS 1.- Appareil de mesure de l'hypersensibilité des voies aérifères, ou respiratoires, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens (10) de délivrance de produits sous forme d'aérosols sous différentes concentrations; des moyens générateurs (12) propres à développer une pression sinusoidale par effet de haut- parleur à l'effet d'appliquer constamment une pression à la bou- che d'un sujet (100) et des moyens de calcul (14) propres à calculer de façon continue la résistance respiratoire dudit sujet (100) en fonction du débit et de la pression buccale. 2.- Appareil de mesure selon la revendication 1, caracté- risé en ce que lesdits moyens (10) de délivrance comprennent des générateurs d'aérosols (16, 18) pourvus de vannes électro- magnétiques (20) actionnées successivement, lesdits générateurs d'aérosols (16) débouchant à égale distance du trajet de circu- lation (24). 3.- Appareil de mesure selon la revendication 2, caracté- risé en ce que lesdits moyens (16, 18) de délivrance comprennent des générateurs d'aérosols de broncho-constricteur et un généra- teur de broncho-dilatateur.