CHAPITRE VI

PNEUMOGRAPHIE.

Études graphiques sur les mouvements de la respiration : Vierordt et G. Ludwig. — Application des instruments, signification des tracés. — Pneumographe à transmission. — Courbes des mouvements du thorax. — Rapport des mouvements respiratoires du thorax avec ceux de l'abdomen. — Rapport des mouvements respiratoires avec ceux de l'air respiré. — Des volumes de l'air inspiré et expiré évalués par la méthode graphique. — Fréquence et rhythme de la respiration à l'état normal. — Influences qui modifient les caractères de la respiration: influence de l'étroitesse des voies respiratoires, obstacle au passage de l'air dans l'inspiration ou dans l'expiration.

Étude graphique des mouvements respiratoires et des influences qui les modifient.

Lorsque K. Vierordt eut publié, en 1855, ses recherches sur la forme du pouls étudié d'après la méthode graphique, le savant physiologiste de Tubingen comprit que l'on pouvait étendre davantage l'emploi des appareils inscripteurs. Bientôt, en effet, il fit paraître, avec la collaboration de G. Ludwig, un travail sur les mouvements respiratoires *. Les auteurs de ce mémoire recueillirent les tracés des mouvements du thorax pendant la respiration; ils expérimentèrent sur eux-mêmes et sur plusieurs sujets de différents âges.

Nous avons voulu étudier également les caractères graphiques des mouvements respiratoires; mais nous avons cherché surtout à déterminer les influences qui font varier le rhythme, la fréquence et l'amplitude de ces mouvements à l'état sain, afin d'avoir, dans

1. Vierordt et G. Ludwig, Beitràge ziir Lehre von der den Aihcmbewegimgen (Arch. fur physiologische Heilkunde, 18.35, t. XIV, p. 2.i3).

ces notions physiologiques, un guide qui nous permît de saisir la cause des perturbations que la respiration présente dans les maladies. Pour bien faire comprendre la tendance de nos études nous commencerons par exposer brièvement ce qui avait été fait par les auteurs qui viennent d'être cités.

Ces physiologistes ont employé dans leurs recherches le sphygmographe de Vierordt. Le sujet mis en expérience était couché sur le dos, et l'on appuyait sur son sternum le bouton qui, dans l'exploration du pouls artériel, repose sur le vaisseau. La grande branche du sphygmographe traçait sur le cylindre d'un kymographion la courbe des mouvements respiratoires. On analysait cette courbe de la manière suivante : on appréciait la fréquence des respirations en évaluant leur nombre pour une durée connue et toujours la même; cette durée correspondait à un tour complet du cylindre, par exemple.

D'autre part, on mesurait exactement la durée des inspirations, des expirations et des pauses qui les séparent. Pour cela, on projetait chacun de ces éléments d'une courbe respiratoire sur la ligne des abscisses, c'est-à-dire sur la ligne horizontale qui représente la circonférence du cylindre. Enfin, l'amplitude des mouvements s'évaluait en mesurant la hauteur verticale qui séparait le maximum du minimum de chaque courbe, autrement dit par la projection de cette courbe sur la ligne des ordonnées. Vierordt et G. Ludwig cherchèrent d'abord à déterminer la capacité vitale de chacun des sujets mis en expérience. Pour cela, il faisait faire une inspiration aussi profonde que possible, puis une expiration aussi complète qu'il se pouvait. Le cylindre étant immobile pendant ce temps, le levier du sphygmographe traçait un grand arc de cercle. Par les deux extrémités de cet arc, on menait deux lignes horizontales et par conséquent parallèles; l'écartement de ces deux lignes était la mesure graphique de la capacité vitale du poumon. Ces deux points de repère une fois établis, on pouvait, dans un tracé des mouvements respiratoires, savoir si la poitrine, en s'emplissant et en se vidant, se rapprochait plus ou moins des limites de sa capacité vitale.

Vierordt et G. Ludwig firent plus : ils voulurent déterminer la relation qui existe entre l'amplitude d'une courbe respiratoire et la quantité d'air mise en mouvement par la respiration au même moment. Ces auteurs employèrent le spiromètre à la mesure des volumes d'air, et conclurent de leurs expériences que la hauteur

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des courbes est sensiblemeyit proporlion7ielle à la quantité (Vair inspirée.

Enfin, comparant l'amplitude à la fréquence des mouvements respiratoires, ils tirèrent cette autre conclusion, que la poitrine se dilate d'autant moins que la respiration est plus fréquente.

Ce sont là les deux principales conclusions qui ressortent du travail des deux auteurs allemands ; le reste de ce mémoire consiste surtout en tableaux des durées et des amplitudes de chacune des inspirations et des expirations dont le trace a été pris; de ces mesures, il est difficile de tirer autre chose que des moyennes qui ont peu de valeur, car elles ne peuvent s'appliquer à aucun cas particulier. On va voir, en effet, qu'il n'y a rien d'absolu dans la durée relative des inspirations et des expirations, et que si, d'une manière générale, on doit admettre que l'inspiration est le temps le plus court, il peut arriver telle influence qui renverse complètement ces rapports de durées.

Application des instruments; signification des tracés.

Le premier explorateur des mouvements respiratoires dont je me sois servi était un cylindre élastique creux mis sur le trajet d'une ceinture. L'ampliation ou le resserrement de la poitrine, agissant sur ce cylindre à capacité variable, y appelaient ou en expulsaient de l'air; ces mouvements alternatifs actionnaient un tambour à levier. Cet appareil a été employé par Bert dans ses recherches sur les mouvements de la respiration*.

Une seconde disposition est représentée figure 276. Elle a été déjà décrite page 203; la fonction en est plus sûre que celle du cylindre; elle commence quand on met en prise la vis V avec la pièce qui agit sur le tambour; elle cesse quand on relève la vis.

En ce moment, je donne au pneumographe une disposition plus commode encore : toutes les pièces saillantes sont supprimées et l'instrument peut être porté sous les vêtements ou au lit sans qu'il y ait à craindre un dérangement.

Du reste, tous ces appareils donnent des tracés semblables.

Pour comprendre la signification de ces courbes, suivons par la pensée les mouvements qu'exécutent de proche en proche les dif-

1. Bert, Leçons sur la physiologie comparée de la respiration, 1870

férentes pièces de l'appareil pendant la respiration. Au moment de l'inspiration et pendant toute sa durée, la poitrine se dilatera, la ceinture s'allongera dans le seul point où elle soit élastique, c'est-à-dire en faisant diverger les branches de l'appareil; celui-ci aspirera, par le tube de transmission, l'air du tambour inscripteur ; dès lors, la membrane du tambour s'aiïaissera, et le levier qui repose sur elle descendra. — Dans l'expiration, la poitrine diminuant de diamètre, le cylindre se resserrera et, refoulant l'air dans le tambour, soulèvera le levier. Dans chaque courbe, l'ascension correspondra donc à l'expiration, la descente à l'inspiration. Les tracés se Hsent de gauche à droite comme dans l'écriture ordinaire ^

Fig'. 276. Pneumograplie, appareil exploraleur des niouveineals de la respiration.

Sur un même cylindre ;on peut adapter en même temps plusieurs leviers, dont chacun est en rapport avec un pneumographe particulier. Cette disposition permet de comparer, dans leurs formes et leurs rapports de synchronisme, les mouvements du thorax et ceux de l'abdomen.

Enfin, on peut inscrire à la fois les mouvements respiratoires et les battements du cœur, en appliquant sur celui-ci l'explorateur qui sera décrit page 589.

1. Nous signalons ce fait au lecteur, parce que dans la figure représentée par Vierordt les tracés se lisent de droite à gauche.

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Un appareil électrique pointe les secondes sur le papier, ce qui permet d'apprécier exactement les durées des phénomènes enregistrés. Cette précaution est superflue quand on a déterminé la vitesse de translation du cylindre et qu'on l'a réglée une fois pour toutes.

Avec ces dispositions, le sujet en expérience n'est plus forcé de se tenir couché sur le dos, comme dans les expériences de Yierordt et G. Ludwig; il peut prendre toutes les altitudes qu'il lui plaît, ce qui permet d'étudier l'influence de chacune d'elles. De plus, un expérimentateur peut, sans aide, recueillir sur lui-même des tracés des mouvements de la respiration, ce qui est un grand avantage. Du reste, l'appareil de Yierordt ne présentait aucune défectuosité capable d'altérer les résultats de l'expérience ^ Il était seulement d'un emploi peu commode.

La figure 277 représente des tracés des mouvements respiratoires avec indication des durées et des amplitudes de chacun de leurs éléments, ainsi que la fréquence des battements du cœur pendant le même temps.

Les deux premières lignes superposées sont produites par les mouvements respiratoires : la ligne T est fournie par les mouvements du thorax, la ligne A par ceux de l'abdomen.

La ligne G est donnée par les battements du cœur.

La ligne S est tracée par l'appareil qui pointe les secondes sur le papier. Nous avons réglé la translation de celui-ci de telle sorte que la seconde fût représentée par une fraction simple de l'unité de longueur. G'est le demi-centimètre qui représente la seconde dans les expériences faites sur la respiration.

Analysons maintenant les courbes représentées dans cette figure^

1. Les l'eproches que nous avons cru devoir faire au sphygmographe de cet auteur ne s'appliquaient qu'à son impuissance à signaler des mouvements très-rapides, comme le seraient ceux du pouls et des battements du cœur; mais nous ne doutons pas que cet appareil ne donne un tracé fidèle des mouvements, assez lents d'ordinaire, qu'éprouvent dans la respiration les parois du thorax ou de l'abdomen.

2. Dans la figure 277 on remarque des dentelures nombreuses, surtout pendant la période d'expiration. Ces saccades de la courbe sont produites par l'ébranlement que les battements du cœur amènent dans les parois du thorax et de l abdomen.

Courbe des mouvements du thorax.

Voici comment on détermine la durée de l'inspiration et celle de l'expiration dans chaque courbe.

Il est évident, d'après ce qui a été dit de la disposition de l'appareil, que l'inspiration ne peut se traduire que par une ligne descendante. La première inspiration de la courbe T se fera donc depuis le début jusqu'au point A, où la ligne cesse de s'abaisser. L'expiration se fera de A en E et ainsi de suite.

Sur l'une quelconque des lignes horizontales du réseau, plaçons des repères directement au-dessous des points qui correspondent aux limites des inspirations et des expirations. La ligne des temps sera partagée en longueurs proportionnelles à la durée de chacun des mouvements respiratoires exécutés. Au-dessous de la fm de l'expiration, c'est-à-dire au-dessous du summum de chaque courbe, on place une petite croix; au-dessous du minimum, on place un trait. Dès lors, en comptant de gauche à droite, tout intervalle entre un trait et une croix représentera une expiration, tout intervalle entre une croix et un trait correspondra à une inspiration. On pourra donc évaluer tout de suite la durée de chacune de ces périodes, d'après le nombre de divisions millimétriques qu'elles renferment. Un procédé plus facile et plus sûr dans l'appréciation des durées relatives de chacune des périodes de la respiration consiste à prendre leur durée moyenne pendant une minute. Pour cela, on ajoute sur une règle graduée toutes les longueurs correspondantes aux inspirations, et si un nombre entier de respirations y est contenu, on n'a qu'à retrancher la longueur trouvée de 30 centimètres (longueur qui correspond à une minute), et le reste exprime la durée horizontale des expirations. Il suffit ensuite de diviser chacune de ces durées horizontales par le nombre des respirations, et de pousser cette division jusqu'à la deuxième décimale, pour avoir la durée moyenne d'une inspiration ou d'une expiration avec une approximation bien suffisante. Cette recherche de la durée moyenne de chaque phase de la respiration peut se faire avec assez de rapidité, pour peu qu'on en ait un peu l'habitude.

Rhythme de la respiration. — L'inspiration et l'expiration sont les deux divisions vraiment naturelles du mouvement respira -

toire. Plusieurs auteurs ont admis, en outre, des pauses à la fin de chacun de ces deux temps : la plus longue succéderait à l'inspiration. Cette distinction est factice. S'il est vrai qu'à la fin de l'inspiration la poitrine semble s'arrêter un instant en dilatation, cependant l'immobilité des parois thoraciques n'est pas complète; on peut s'en convaincre à l'inspection des tracés qui ne présentent jamais de lignes horizontales, mais seulement un ralentissement dans l'ascension. Quant à la pause qui succéderait à l'inspiration, moins prononcée que la précédente, de l'aveu de tous les auteurs, l'examen des tracés montre qu'elle est encore moins réelle.

On comprend que l'amplitude de la respiration s'évalue par la hauteur verticale de l'inspiration ou de l'expiration qu'on veut mesurer. C'est du maximum au minimum d'une courbe que se mesure l'amplitude de l'inspiration; celle de l'expiration s'évalue du minimum au maximum de la même courbe. Ces amplitudes ne sont pas toujours les mêmes pour chaque respiration, mais leur inégalité finit par se compenser au bout de quelques instants, sans quoi la ligne d'ensemble s'élèverait ou s'abaisserait.

L'amplitude d'un tracé de respiration, comme celle d'un tracé du pouls, a peu de valeur par elle-même; elle peut varier solis différentes influences indépendantes de l'énergie des mouvements respiratoires observés. Ainsi le mode d'application de la ceinture, sa tension plus ou moins grande, la sensibilité de l'appareil à évier, etc., la font varier. Mais une fois que l'appareil est adapté sur le sujet mis en expérience, l'amplitude reste fixe si la respiration est régulière, et ne se modifie qu'autant que les mouvements respiratoires se modifient eux-mêmes. On peut donc, par la comparaison des amplitudes de différentes courbes d'un tracé, déduire l'amplitude comparative des divers mouvements qui les ont produits. Mais il n'y a rien d'absolu dans la signification de l'amplitude d'une courbe, tant qu'on n'a pas déterminé expérimentalement le volume d'air mis en jeu par la respiration correspondante.

La ligne d'ensemble du tracé peut, sous certaines influences, s'élever ou s'abaisser. Ces modifications portent sur l'altitude du tracé, elles ne nous occuperont pas ici ; disons toutefois que l'étude des changements d'altitude de la courbe respiratoire permet de constater que, dans certaines conditions, un sujet respire avec la poitrine presque toujours pleine d'air, tandis que dans d'autres cas son thorax est affaissé en expiration.