Noninvasive study of cardiorespiratory, hemodynamic and muscular reserves during the effort in patients with respiratory disability

La capacité musculaire et la performance à l’effort des patients sont devenues des enjeux prioritaires dans la prise en soins des pathologies respiratoires aigües ou chroniques. Il est maintenant bien établi que dans les secteurs de réanimation ou de l’insuffisance respiratoire chronique obstructive, la fonction musculaire est un facteur indépendamment associé au pronostic vital des patients. Les investigations pour l’étude des réserves cardio-respiratoires et musculaires sont primordiales pour optimiser la prise en soins des patients. Dans le cadre de cette thèse, nous avons recherché à explorer de façon non invasive les capacités des patients à déployer leur réserve cardio-circulatoire et respiratoire au cours de différentes situations d’effort (du sevrage de la ventilation mécanique au réentraînement à l’effort). Dans la première partie nous avons observé sur 124 patients intubés en cours de sevrage de la ventilation mécanique leur force musculaire inspiratoire. Nous avons défini la faiblesse des muscles respiratoires par une pression inspiratoire maximale inférieure à 30 cmH2O. Nous avons observé que la faiblesse musculaire inspiratoire était un facteur indépendamment associé à la mortalité à un an de l’extubation. Ensuite nous avons montré sur 90 patients que la mesure des pressions respiratoires maximales effectuée via une sonde d’intubation étaient fiables. Pour finir nous avons différenciés l’atteinte musculaire inspiratoire et l’atteinte musculaire périphérique sur 99 patients et nous avons observés qu’une atteinte combinée était associée à une augmentation de la mortalité à court terme. Dans la seconde partie nous avons évaluer la réponse cardio-vasculaire et la microcirculation musculaire de 20 patients intubés et sédatés au cours de 4 techniques de réhabilitation précoce. Nous avons constaté que 3 techniques sur 4 augmentaient peu le métabolisme à l’effort. Seule une technique combinant mouvement et contraction musculaire induite par stimulation électrique (FES-Cycling) induisait une réponse physiologique suggérant une activité musculaire plus intense. Dans la dernière partie, nous avons étudié la FES-Cycling dans le cadre d’une séance de réentrainement à l’effort d’intensité modérée (50% de la VO2pic) sur 25 patients BPCO. Comparativement à un placebo, la FES-Cycling entrainait une augmentation de la VO2 au cours de l’effort sans augmentation de la dyspnée ressentie, suggérant une intensité de travail atteinte plus importante. Ainsi, nous avons utilisé plusieurs méthodes non invasives pour étudier et optimiser la condition musculaire des patients handicapés respiratoire au cours de l’effort.Muscular and exercise capacities of patients have become priority issues in taking care in acute or chronic respiratory disease. It is now well established in Intensive Care Unit or Chronic Obstructive Pulmonary Disease that muscle function is an independently factor associated with the prognosis of patients. Investigations for the study of cardiorespiratory and muscle reserves are essential to optimize the taking care of patients. As part of this thesis, we sought to explore by non-invasive ways the ability of patients to deploy their cardiopulmonary reserve during different conditions (to weaning from mechanical ventilation to pulmonary rehabilitation). In the first part we observed the inspiratory muscle strength on 124 intubated patients during weaning from mechanical ventilation. We have defined the weakness of the respiratory muscles by a maximum inspiratory pressure less than 30 cmH2O. We observed that the inspiratory muscle weakness at extubation was an independently factor associated with one year-mortality. Then we have shown on 90 patients that the maximum respiratory pressure measurement via a tube were reliable. Finally we have differentiated the inspiratory muscle damage and peripheral muscle weakness on 99 patients and we have seen that an overlap weakness was associated with an increase in the short term mortality. In the second part we evaluated the cardiovascular response and muscle microcirculation of 20 sedated patients and under mechanical ventilation during 4 early rehabilitation techniques. We have found that 3 techniques on 4 did not alter metabolism to the effort. Only one technique combining movement and muscle contraction induced by functional electrical stimulation (FES-Cycling) induced a physiological response suggesting efficient muscle activity. In the last part, we studied on 25 COPD patients the FES-Cycling in a single session of pulmonary rehabilitation at a moderate intensity (50% of the VO2peak). Compared to placebo, the FES-Cycling training increased VO2 during exercise without increased the perceived dyspnoea, suggesting an intensity reached more important. Thereby, we used several non-invasive methods to study and optimize the muscle condition during exerise of respiratory disabled patients