cidelec outils pour la polygraphie [mode de compatibilité] (1)

L’écoute des sons trachéaux pendant le sommeil

CIDELEC, polygraphie ventilatoire

Présentation généraleLe capteur son trachéalComplémentarités avec les autres capteurs

Plan

• Présentation générale– Capteurs, analyse des mesures en polygraphie ventilatoire

• Les capteurs et leurs tracés en fonction des évènements respiratoires– Capteur son trachéal– Complémentarité du capteur son trachéal avec les autres capteurs :

• lunette nasale, • sangles thoraco-abdominales, • EMG diaphragmatique, …

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Présentation générale des capteurs

lunette nasale

capteur son trachéal

position

sanglesEMG

diaphragmatique

oxymètre

Principaux capteurs utilisés en polygraphie

VNDP, PPC

pneumotachographe

Mesure de TcPco2

ModuleCID

ToscaSentec

Contrôle sous traitement PPC, VDNP :- Pneumotachographe

- Mesure du débit

- Moniteur transcutané- Mesure de la TCPco2

3

Présentation générale


Généralités : de l’acquisition au résumé

visualisation locale

Courbes de tendance

Résumé

Traces : - les mesures- les évènements (apnées, ..)

Visualisation permettant l’analyse et la modification des évènements

Compte rendu du dossier : - Nb apnées, désaturation, - Informations sur le patient : (IMC, …), - Conclusion du praticien

Visualisation globale - de mesures - des évènements

Permet de visualiser les tendances du dossier et de vérifier la cohérence des données

transfert

Logiciel d’analyse automatique des

données :détection apnées, …

apnée

Acquisition des données

Traitementautomatique

2 minutes

8 heures

Analyse du dossier

4

Présentation générale


Plan

• Présentation générale– Capteurs, Analyse des mesures en polygraphie ventilatoire

• Les capteurs et leurs tracés en fonction des évènements respiratoires– Capteur son trachéal– Complémentarité du capteur son trachéal avec les autres capteurs

(sangles thoraco-abdominales, EMG diaphragmatique, …)

5


Capteur son trachéal

• Comparable à un stéthoscope• Positionné au dessus de la fourchette sternale• Composition

• Sortie du capteur : un signal brut– exemples d’acquisition

Extractionde

l’information

capteur de pressionchambre acoustique

[exemple 1 : respiration calme]

informations sur : le débit, les apnées, les ronflements et résistances des VAS

Représentation de l’information en

visualisation

6

[exemple 3 : ronflements inspiratoires]

[exemple 2 : assoupissement]

Le capteur son trachéal

• Comment ces informations sont extraites du signal brut et retranscrites en visualisation ?


Traces du capteur son trachéal

• Schématisation : que mesure le capteur son ?

Son du débit

Ronflements

variations de pression dues aux efforts respiratoires

7


le capteur mesure les variations de pression induites par• l’émission sonore du débit (son aigus)• l’émission sonore des ronflements (sons graves)• les variations de pression dues aux efforts respiratoires



• Signal brut du capteur : extraction de l’information selon trois bandes de fréquence– Filtres passe-bandes

débit

Son du débitRonflements

variations de pression

dues aux efforts respiratoires

schématisation

les ronflements

Les efforts respiratoires

le débit sonoreInformations sur : Intensité 1

Energie son 1

Ei / Ee

Energie son 2

Pression susternale

Intensité 2

8

gain

Hz

2000200

Hz

Hz

20020

100.1

gain

gain



Informations relatives au débit sonore

• L’intensité acoustique est en relation avec le débit

• sur un cycle respiratoire :

insp.

exp.insp.

exp.

débitdébit nul

apnée

Intensité acoustique

Débit

Intensité 1

Energie1

9

intensités

Energie

Énergie ~ somme des intensités

• 1ère application : détection des apnées

Intensité 1

Energie1

Énergie sonorede l’inspiration

inspiration expiration

absence de débit bucco-nasal


chute des sons trachéaux

Débit


Informations relatives au débit sonore

2ème application : évaluation des variations des résista nces VAS

le débitles frottements (résistance VAS)

10

L’intensité acoustiqueaugmente avec

même volumecourant

Energie sonore

résistances VAS

Schématisation des résistances des VAS

le volume courant

les résistances des VASL’énergie acoustique

augmente avec

Sur une phase respiratoire (inspiration, expiration) :



Rapport Ei/Ee

Rapport Ei/Ee : variable de diagnostic informant sur la résistance des VAS

11

Schématisations résistances des VAS

inspiration

Ei/Ee

Ei Ee

Ei/Ee > 1

Energie son 1

Ei / Ee

Exemple : Assoupissement (augmentation des résistan ces des VAS à l’inspiration)

Ei/Ee informe sur les variations des résistances dans le cycle respiratoire

Energie sonore

résistances

expiration

volume inspiré = volume expiréPremière hypothèse : sur un cycle respiratoire


insp. exp. insp.exp.

Exemple : augmentation des résistances à l’inspiration


Rapport Ei/Ee

Deuxième hypothèse : les résistances des VAS sont rétablies à l’expiration (similaires)

12

Exemple : augmentation des résistances des VAS à l’ inspiration sur les cycles consécutifs

Ei/Ee ~ 1

débit laminaire

débitlaminaire

débitturbulent

Ei/Ee > 1Ei/Ee >> 1

Ei/Ee informe sur les variations des résistances sur des cycles successifs

schématisations résistances

des VAS

inspiration

Ei/Ee

énergie sonore

expiration inspiration expiration inspiration expiration

Energie son 1

Ei / Ee

Intensité 1

Rexp Rexp Rexp

Exemple : Episode de haute résistance (augmentation des résistances des VAS)

résistance à l’expiration ~ similairessur des cycles consécutifs :


insp.exp.


Utilisation du rapport Ei/Ee : exemple 1

• Hypopnée avec un caractère obstructif– Éléments :

• (lunette nasale) : diminution de plus de 30 %• (oxymètre) : désaturation >= 3%

• (Rapport Ei/Ee) importante augmentation• Nature obstructive confirmée par le plateau sur le flux nasal

Intensité 1

Energie son 1

Ei / Ee

Flux nasal

Saturation

désaturation 3%

diminution de la ventilation > 30 %

Augmentation de la résistance des VAS à l’inspiration

hypopnée

augmentation des résistances des VAS

13

aspect obstructif



Rapport Ei/Ee : exemple 2

• Relation : augmentation des résistances – augmentation des efforts– Éléments :

• (lunette nasale) diminution de la ventilation • (oxymétrie) désaturation < 3 %

• (Rapport Ei/Ee) importante augmentation des résistances des VAS

Augmentation des résistances des VASPlateau inspiratoire

Intensité 1

Energie son 1

Ei / Ee

Flux nasal

Saturation

Polygraphie : évènement non comptabilisé en hypopnée (rec. RPC)

SUSPICION de MELER* (objectivé en

polysomnographie)

Pour maintenir la saturation, malgré l’importante augmentation des résistances, les efforts respiratoires du patient ont augmentés

- Diminution de la ventilation - Augmentation importante du rapport Ei/Ee avec un retour soudain à l’équilibre

14

augmentation des efforts respiratoires

- Augmentation des efforts respiratoires- Suspicion de micro-éveil

*micro-éveils liées à des efforts respiratoires




• Signal brut du capteur : Extraction de l’information selon trois bandes de fréquence– Filtres passe bande

Intensité 1

Energie son 1

Ei / Ee

Energie son 2

Pression susternale

Intensité 2

15

débit




schématisation

les ronflements

le débit sonoreInformations sur :

gain

Hz

2000200

Hz

Hz

20020

100.1

gain

gain



Informations relatives au ronflement

• Intensité 2 : intensité sonore du ronflement• Son 2 : énergie du ronflement, détectée pour une intensité 2 > 78 dB

• Exemple : entrée dans un épisode de ronflement

insp.exp. insp.exp. insp.exp. insp.exp.

Bruit fort expiratoireRonflement inspiratoire

insp.exp. insp. exp.

Pas de ronflements

78 dB

Intensité 2

Energie son 1

Ei / Ee

Energie son 2

Flux nasal

Oscillationsdues aux ronflements

16


Intensité 2

Energie son 2


Ronflements : courbes de tendance

• Exemple 1 : courbe de tendance d’un patient ronfleur– Index de ronflements : 384 ronflements/heure

• Exemple 2 : courbe de tendance d’un patient non ronfleur– Index de ronflements : 7 ronflements/heure– SAS sévère de type centrale, respiration périodique

Ronflements

Ronfl. Insp

Apnées obs.Apnées cent.

Ronfl. Exp.

obstructives : 276, mixtes : 75, centrales : 29

17


Ronflements

Ronfl. Insp

Apnées obs.Apnées cent.

Ronfl. Exp.

obstructives : 0, mixtes : 0, centrales : 351



• Signal brut du capteur : extraction de l’information selon trois bandes de fréquence– Filtres passe bande

Intensité 1

Energie son 1

Ei / Ee

Energie son 2

Pression susternale

Intensité 2

18

débit




schématisation

les ronflements

le débit sonoreInformations sur :

gain

Hz

2000200

Hz

Hz

20020

100.1

gain

gain



Pression susternale

• Permet la classification des apnées*• indique la présence ou non d’efforts respiratoires

– Principe : Les efforts respiratoires du patient font varier la pression laryngée, laquelle induit une variation de pression dans la chambre du capteur

* Référence : « Validation of a Suprasternal Pressure Transducer for Apnea Classification During Sleep”, Nicole Meslier and Al., Sleep Journal 2002

Variation de pression dans la chambre

du capteur

Efforts respiratoires

Variation de la

pression laryngée

1er cas : AVEC efforts respiratoires

vChute significative des variations de la pression

(subsistentparfois des

oscillations rapides dues aux battements cardiaques) Efforts respiratoires

Absents

Chute des variations

de la pression laryngée

2ème cas : SANS efforts respiratoires

19


Pression susternale

Flux nasal

Pression susternale

Flux nasal


Apnée N°2Apnée N°1

• Apnée obstructive

• Éléments :• Chute de l’intensité 1 et de énergie son 1

• Signal de pression susternale persistant• Présences de ronflements

apnée

caractère obstructif

Energie 1

Pression susternale

Intensité 1

Ei/Ee

Ronflements

20

Pression susternale : exemple 1Le capteur son trachéal


• Apnée centrale

• Éléments :• Chute de l’intensité 1 et de l’énergie son 1

• Chute du signal de pression susternale

apnée

caractère centrale

Energie son 1

Pression susternale

Intensité 1

Ronflements

21

Chute de l’amplitude

Le capteur son trachéal Pression susternale : exemple 2

Absence d’efforts respiratoires


• Apnée mixte

• Éléments :• Chute de l’intensité 1 et de énergie son 1• Signal de pression susternale :

• chute • puis reprise des efforts

apnée

caractère obstructif

caractère central

Energie 1

Pression susternale

Intensité 1

Ei/Ee

Ronflements

22

Pression susternale : exemple 3Le capteur son trachéal

apnée


Capteur son trachéal : récapitulatif

• Récapitulatif : du capteur aux tracés

Intensité 1

Energie son 1

Ei / Ee

Energie son 2

Pression susternale

Intensité 2

Son du débit

Ronflements


dues aux efforts

respiratoires

ronflements

efforts respiratoires

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classification des apnées

détection des

apnéesdébit

frottements augmentation des

résistances des VAS


Plan

• Présentation générale– Capteurs, analyse des mesures en polygraphie ventilatoire



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La lunette nasale

• Informe sur le flux nasal– Mesure d’une pression– Flux nasal : Inverse du signal de pression

• Complémentaire au capteur son pour :– La détection des respirations buccales

– La classification des apnées• Caractérisation avec la pression susternale

inspiration expiration

Flux nasal

Intensité 1

Apnée

Pression susternale

10 secondes

25

Flux nasal

Intensité 1

insp. exp. insp. exp.

débit nasal nul : expiration buccale

Apnée centrale

Flux nasal

Sangle abdominale

Pression nasale

Complémentarités avecles autres capteurs


La lunette nasale

• Complémentarité – lunette nasale/capteur son – Hypopnée avec un caractère obstructif (au capteur son : augmentation des résistances

des VAS - rapport Ei/Ee, ronflements)

Flux nasal

Son 2 (énergie ronflement)

Hypopnée

Ei/Ee

saturation

désaturation liée à l’hypopnée

26



Les sangles thoracique et abdominale

• Le mouvement des sangles indique la présence d’efforts respiratoires• Complémentarité sangle/capteur son

• les sons confirment la classification par les sangles

Intensité 1

Flux nasal

Ei / Ee

Energie Ronflement

Pression susternale

Bande thoracique

Bande abdominale

Oscillations cardiaques

Zoom27

1er exemple : apnée centrale

Eléments : - Pression susternale chute- Ei/Ee faible autour de l’apnée




Intensité 1

Flux nasal

Ei / Ee

saturation

Pression susternale

Bande thoracique

Bande abdominale

Energie Ronflement Suite d’apnées centrales : respiration périodique

Aspect en fuseau

• Même dossier, avec une échelle de temps de dix minutes

28




Flux nasal

Ei / Ee

Energie Ronflement

Pression susternale

Bande thoracique

Bande abdominale

• 2ème exemple : apnée obstructive, • les sons confirment la classification par les sangles

• Éléments : pression susternale persistante

mouvements sur les sangles

29


signal de pression susternale persistant


Bande thoracique

Bande abdominale

Flux nasal

Intensité 1

Les sangles thoracique et abdominaleComparaison de classifications d’apnées : - avec sonde oesophagienne, - avec sangles thoraco-abdominales

• 3ème exemple : apnée centrale ou obstructive ?

Zoom sanglesinformations

Ei / Ee

Energie Ronflement

Pression susternale

Bande thoracique

Bande abdominale

Flux nasal

Intensité 1Intensité 1

Flux nasal

Le signal nécessite d’une sensibilité suffisante afin de percevoir les mouvements des sangles et ainsi, d’en déduire le caractère obstructif de l’apnée

Traces capteur Son

30

37% des apnées scorées comme centrales sur les sangles sont reclassifiées comme obstructives ou mixtes avec la pression oesophagienne

Importantes erreurs de classification

les sons améliorent la certitude de la

classification



Sangles thoracique et abdominale

31


Les sangles thoracique et abdominale nécessitent le complément d’un autre capteur

informant sur les efforts respiratoires (pression susternale, …)

Comparaison de classifications d’apnées : - avec sangles thoraco-abdominales- avec sonde oesophagienne plus EMG diaphragmatique



• Etude des mouvements thoraco-abdominaux • sangles inductives

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Total : 54 patients Apnées classées obstructives avec la pression œsophagienne

49 patients Sangles en opposition de phase

5 patients Sangles en phase (2 avec efforts inspiratoires faibles et 3 avec efforts inspiratoires normaux)


L’EMG Diaphragmatique

EMG diaphragmatique (électromyogramme) - informe sur la présence ou non d’efforts respiratoires

- commande respiratoire

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EnergieDiaphragm.

Flux nasal

Bande thoracique

Bande abdominale

EMG Diaph.

La qualité du signal dépend fortement de la morphologie du patient

Recueille également l’activité électrique des autres muscles

Nécessite le complément d’un autre capteur informant sur les efforts respiratoires

(pression susternale, …)



Exemple 1 : apnée centrale.Chute de l’énergie de l’EMG Diaphragmatique

Absenced’efforts respiratoires

EnergieEMG

Diaphragm.

Pression susternale

Flux nasal

EnergieSon 1

34




Exemple 2 : apnée obstructive.Signal persistant de l’énergie de l’EMG Diaphragmatique

Présence d’efforts respiratoires

EnergieEMG

Diaphragm.

Pression susternale

Flux nasal

EnergieSon 1

35



Le capteur de position

Le capteur position- quatre positions : latérale droit, latérale gauche, ventrale, dorsale

Courbe de tendance- Exemple : Apnées positionnelles

Position

Ronfl.

Apnées

Position dorsale

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Luminosité et actimétrie

Le capteur de luminosité- intégré sur le module d’acquisition

L’actimètre- accéléromètre intégré sur le module d’acquisition

- Exemple : - Repérage des périodes d’éveil- Dévalidation de périodes de l’enregistrement :

-Modifie les indexes calculés relativement à la période validée de l’enregistrement (IAH, …)

(luminosité)

lumière changements de position

mouvements

zone d’analyse dévalidée

PositionActimétrie

Luminosité

37



Plan

• Présentation générale– Capteurs, Analyse des mesures en polygraphie ventilatoire



– Exemples

38


Pression susternale

Bandes tho. abd.

Ei/Ee

Intensité 1

Son 1

Son 2

Saturation

Pression nasale

Fréquence pouls

Pléthysmo-gramme

suite d’apnées centralesQuels sont les évènements ?

Exemple


Pression susternale

Bandes tho. abd.

Ei/Ee

Son 1

Son 2

Saturation

Pression nasale

Fréquence pouls

Son brut

Etat


Exemple

apnée obstructive puis apnée mixteQuels sont les évènements ?

41

Pression susternale

Pression nasale

Ei/Ee

Intensité 1

Son 1

Son 2

saturation


Energie 1

Pression susternale

Intensité 1

Ei/Ee

Ronflements

42

Exemple

Quels sont les évènements respiratoires ? Apnée mixte


Quels est l’évènement ? une déglutition

43

Ei/Ee

Pression susternale

Energie son1

BandesTho. et abd.

Ronfl. Son 2

Pression nasale

Saturation

Présentation généraleLe capteur son trachéalComplémentarités avec les autres capteurs REMERCIEMENTS

Nous remercions particulièrement :

Le Laboratoire de Recherche sur le Sommeil du CHU d’ANGERSLes professeurs et docteurs Frédéric GAGNADOUX, Nicole MESLIER, Christine PERSON et Jean Louis RACINEUX

Les Centres de Sommeil:SAINT ANTOINE, ANTOINE BECLERE, LA SALPETRIERE, CLEMENCEAN-CAEN, LE BOCAGE, …

Tous les utilisateurs du CID pour leurs observations et leurs apports sur l’analyse des Sons Trachéaux pendant le Sommeil.


L’oxymètre

• Ce capteur optique fournit les mesures de : – La saturation en oxygène (SpO2), – de la fréquence du pouls,– du photo-pléthysmogramme de pouls

• Exemple 1

désaturation

apnée

Vasoconstriction

* variation de l’oxyhémoglobine ** vasoconstriction : réduction du calibre des vaisseaux.

Flux nasal

Oxymètre

Fréquence du pouls

Plethysmogramme

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cidelec outils pour la polygraphie [mode de compatibilité] (1)

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