MÉCANIQUE RESPIRATOIRE
Procédés. — A. Mensurations. — Les mensuratious, soit avec le ruban métrique, soit avec le coiupa.^ d'épaisseur, ne peuvent donner de renseignements sur les mouvements de la cage thoracique. Elles ne peuvent que donner la circonférence ou les diamètres du thorax à un moment donné. A ce point de vue, le meilleur instrument est le cirtomèlre de Wotllez; c'est un ruban métrique constitué par l'assemblage de pièces so-
Fig. 291. — Tambour pour recueillir les , Fi g. 292. — Tambour monté sur un compas mouvements du thorax (Bert). (Bert) (*).
lides articulées entre elles et qui conservent, après leur application, la forme de la cii conférence thoracif|ue.
B. Procédés d'enregistrement des mouvements du thorax. Pneumogra-
clop. anat., 18'i.'5). — Giraud-Teulon : Principes de mécanique animale, 18,'>8. — Duchennç : Physiol. des mouvements, 1867. — Marey : De la locomotion terrestre, etc. (J. de l'anat., 1873). — Id. : La machine animale, 1879. — Carlet : Et. sur la locomotion humaine, 1872. — G. H. Meyer : Die Statik und Mechanik des menschl. Knochengerûstes, 1873. — Petligrew : La locomotion chez les animaux, 1874.
(*) A, tambour. — B, plateau. — C, tube de communication avec le levier enregistreur. — D, élasti({iie tendu à volontA pour ramener l'appareil au contact. — E, vis permettant de fixer l'appareil dans une position déterminée. — en', tiges qu'on peut allonger et raccourcir ù volonté.
PHYSIOLOGIE DU MOUVEMENT. 271
phie. — Los appareils imaginés pour enregistrer les mouvements respiratoires du thorax sont très nombreux et il est impossible de les décrire tous ici. Ces instruments se divisent en trois classes : les uns s'appliquent aux deux extrémités opposées d'un diamètre du thorax, les autres sur toute la circonférence thoracique, les derniers enfiQ au diaphragme; les premiers enregistrent l'expansion diamétrale du thorax, les seconds l'expansion circonférentielle, les derniers l'expansion verticile.
1° Instruments enregistrant Texpansion diamétrale du thorax. — Ces instruments, auxquels on a donné le nom de Ihoracomètres, stctfmnètres, sléthogrnphes, etc., sont très nombreux. Ils sont tous en général construits sur le principe du compas d'épaisseur. Les deux branches de l'instrument s'appliquent aux deux extrémités (l'un diamètre quelconque du thorax (transversal ou antéro-postérieur) ; une des deux branches est mobile et transmet le mouvement du point avec lequel elle est eu contact à un levier enregistreur. Le mode de transmission du mouvement peut varier ainsi que le mode de fixation de l'appareil et la disposition des différentes pièces. Je ne donnerai ici que quelques-uns de ces instruments comme types.
Tambour pour recueillir les mouvements du thorax. — Pour les petits animaux, comme les oiseaux, on peut se servir de la disposition représentée dans la figure '2i)1 ; pour les grands animaux, il vaut mieux donner à l'appareil la forme suivante (Bert) ; un pied solide (fig. 291) supporte une capsule de cuivre qui communique par le tube C avec le tambour du polygraphe; cette capsule est fermée par une membrane élastique A sur laquelle s'élève, appuyée sur une plaque d'aluminium a', une tige verticale terminée par un plateau a et qui traverse sans frottement un pont de cuivre qui la maintient. A ce pont s'attache un fil élastique qui ramène les plateaux a et a' quand ils ont été enfoncés du côté de la capsule. Pour enregistrer le mouvement d'un point du thorax, il sullit d'approcher le plateau a de ce point ; quand le thorax se dilate, il repousse le plateau a, déprime la membi-ane élastique A, l'air de la capsule est comprimé, la compression se transmet à l'air du tambour du polygi'aphe dont le levier s'élève. La figure 292 repré-
Fig. 293. — Graphique de la respiration d'un canard (P. Bert) [').
sente le tambour monté sur une sorte de compas d'épaisseur. La figure 293 donne la respiration d'un oiseau prise avec le tambour de la figure 291. Le slétlwmètre de Burdon- Sauderson est construit sur le même principe. Seulement, pour assurer la fixité de l'appareil et du sujet en expérience, le tambour est porté par une sorte de charpente en fer. Le pneumograp/ie de Fick peut rentrer aussi dans la même catégorie. Il en est de même du pansphygmographe de Brondgeest. Chez les petits animaux on peut employer aussi, pour enregistrer la respiration, le cardiographe à doufjle tambour de Marey (voir : Cardiographie); mais, dans ce cas, les graphiques sont renversés, l'inspiration correspondant a la ligne d'ascension, l'expiration à la ligne de descente.
Le stéthomclre de Rnnsome est construit sur un principe un peu différent et donne les excursions d un point déterminé du thorax suivant trois directions (plan antéro-postericur, plan transversal, plan horizontal), excursions qui s'inscrivent sur trois feuilles diBerentes par un mécanisme analogue à celui du thoracoinètre de Sibson (voir nlus loin). ^ ^
Les appareils employés par Vierordt et Ludwig utilisent un autre mode de transmission. Ils se composent essentiellement d'un levier à deux bras inégaux; l'un des bras le plus court, s'applique sur le thorax, l'autre sert de tige écrivante. ' '
Stéthogrnphc double rff/îie.^e/.-Hi 'gel a imaginé un appareil qui permet d enreeistror simultanément les mouvements des deux côtés de la poitrine, ce qui peut être utile dans
dri?te'^' transversal du fhorax. - 2, tracé vertical ou sferno-vertébral (le grapi.ique se lit de gauche à
— PHYSIOLOGIE SPÉCIALE
certaines circonstances et surtout dans les cas pathologiques. Je renvoie pour sa description à Touvrage de l'autour.
2° Appareils pour enregistrer rexpansion circonférentielle du thorax. — Pneumographes. — Le plus ancien est le pneumographe de Marey. 11 se compose d'un cyliudro élastique constitué par un ressort à boudin enveloppé d'une couche de caoutchouc mince; aux deux extrémités du cylindre se trouvent deux rondelles métalliques terminées par un crochet, de façon à pouvoir y adapter une ceinture qu'on place autour du thorax à la hauteur à laquelle on veut étudier ses mouvements. La cavité du cylindre communique par un tube en caoutchouc avec le tambour à levier enregistreur.
Fig. 294. — Pneumographe modifié de Bert.
Le pneumographe de Marey a été modifié par Bert de la façon suivante (flg. 294) : le cylindre est métallique et les deux bases du cylindre, au contraire, sont formées par dos plaques de caoutchouc, ce qui donne plus de sensibilité à l'appareil. Quoi qu'il en soit, dans les deux appareils le résultat est toujours le même : dans l'inspiration, l'air du cylindre se raréfie, la pression diminue dans l'air du tambour du polygraphe et le levier
Fig. 295. — Graphique de la respiration {homme) obtenu par le pneumographe (Marey).
de ce tambour s'abaisse ; dans l'expiration, c'est l'inverse. La figure 29,S représente, d'après Marey, le tracé obtenu avec le pneumographe; le graphique se lit de gauche à droite; l'ascension de la courbe correspond à l'expiration, sa desconte à l'inspiration.
Depuis Marey a modifié son pneumographe et lui a donné la forme représentée dans la figure 296. L'appareil s'attache autour du thorax par une ceinture inextensible fixée aux deux branches divergentes. Au moment de la dilatation du thorax (inspiration), ces branches s'écartent grâce à la tlexion d'une lame intermédiaire d'acier II, qui fait ressort. Cet écartement des deux branches produit une traction sur la membrane d'uu tambour qui est relié par un tube à air a avec un tambo\ir inscripteur ; la courbe s'abaisse dans l'inspiration, s'élève dans l'expiration. Les tracés de cet appareil sont du reste idontiques à ceux de la figure 29.'>.
30 Appareils enregistrant les mouvements du diaphragme. — Phrénographe de P,osenthal. — Cet instrument ne peut rire employé que sur les animaux. 11 se compose d'un levier qu'on introduit par une ouverture de la paroi abdominale et qui vient s'appliquer à la face inférieure du muscle dont il suit les mouvements. La bran-
Fig. 29G. — Pneumogvaphe de Marey.
plonient dans le diaphragme, à travers l'appendice xiphoïde, une aiguille dont l'extrémité libre est rattachée à un levier enregistreur.
C. Procédés d'enregistrement du volume de l'air inspiré et expiré. —
Une partie de ces appareils ont été étudiés page 134 {spironuHre de Panum, spirométrographe de Tschiriew, anapnographe de Bergeon et Kastus, etc.). Gad a récemment décrit un appareil, auquel il donne le nom à.'aéroplétJnjsmograpIie, dans lequel l'inscription se fait par une pièce mobile dont les déplacements sont proportionnels aux quantités d'air inspiré et expiré.
D. Procédés d'enregistrement de la pression de l'air dans les voies aériennes. — On peut utiliser les variations de pression de l'air des voies aériennes pour enregistrer les mouvements respiratoires. — 1° Chez les animaux, on peut introduire directement un tube dans la trachée et on fait communiquer ce tube avec un
Fig. 297. — Enregistrement direct des mouvemenls de l'air respiré (Bert).
tambour inscripteur, comme dans la figure 297. Mais, pour éviter une trop grande amplitude d'oscillation du levier, et empêcher l'asphyxie, on interpose entre le tube trachéal et le tambour un récipient d'une certaine capacité. Au moment de l'expiration, la pression augmente dans les voies pulmonaires et dans l'appareil et soulève le levier' du Beaums. — Physiologie, 3" édit. II. — ig
tambour; c'est le contraire dans l'inspiration. La figure 298 représente le graphique de la pression intra-pulmonaire chez le lapin, graphique pris dans ces conditions; chaque respiration a une durée de 1 seconde environ. Le tracé, dont la cx'oix indique le début se lit de droite à gauche ; l'ascension de la courbe correspond à l'expiration, la descente à l'inspiration. En général, l'amplitude de la courbe correspond à l'intensité de la pression, mais seulement quand on reste dans les pressions moyennes. J'ai constaté récem-
Fig. 298. — Graphique respiratoire [lapin).
ment dans une série d'expériences que les courbes prises dans ces conditions sont notablement modifiées par l'interposition d'une masse gazeuse élastique aussi considérable et qu'elles sont loin de correspondre aux courbes normales. Il en est de même du procédé dans lequel le tambour est relié directement à la trachée par un tube sur lequel on embranche un tube latéral à robinet de façon à le faire communiquer par une étroite ouverture avec l'air extérieur. Quand on ne veut pas sacrifier l'animal et ouvrir la trachée, on peut se contenter d'appliquer une muselière de caoutchouc qui embrasse étroitement le museau et communique par un tube en caoutchouc avec un tambour à levier
Fig. 299. — Poche de caoutchouc pour Fig. 300. — Muselière de bois et caoutchouc coiffer les animaux de petite taille. {ouverte).
(fig. 299 et 300). Les graphiques des figures 301, 302, 303 ont été pris par ce procédé. — 2° Chez l'homme, il suffit de mettre le tambour inscripteur en rapport par un tube de caoutchouc avec un embout qu'on adapte soit à l'orifice buccal, soit à une narine. On obtient ainsi des courbes tout à fait analogues à celles de la figure 298, courbes sur les-
ja
Fig. 301. — Graphique de la respiration chez une grenouille (Bert).
quelles je ferai du reste les mêmes réserves que celles qui ont été mentionnées plus haut. Bloch a décrit sous le nom de pneumographe buccal ou aérogxaphe un appareil en forme d'entonnoir et dans lequel les mouvements de la colonne d'air agissent sur une membrane de caoutchouc qui recouvre l'ouverture évasée de l'entonnoir. Ces mouvements sont transmis par un tube à un tambour inscripteur. Je ne ferai que rappeler ici
PHYSIOLOGIE DU MOUVEMENT
•anapnographe de Bergeon et Kastus, décrit page 134. Les différentes espèces de spur, mètres peuvent aussi être facilement transformés en appareds euregisticuit, de la rtspi
Fig. 302. — Graphique de la respiration d'un lézard (Bert).
ration - Procédé mdircc/. - On peut aussi, chez les petits animaux, enregistrer .indirectement les changements de pression intra-pulmouaire, en plaçant l'animal sous une
Fig. 303. — Graphique de la respiration d'un canard (Bert).
floche hermétiquement fermée, et en enregistrant les changements dépression de l'air (le la cloche; quand l'air est raréfié dans les poumons de l'animal (inspiration), û est
Fig. 304.
Enregistrement des modifications de la pressio7i inlra-thoraciquc par la respiration (Bert) (').
comprimé dans la cloche et vice versa (Bert). C'est par ce procédé qu'ont été pris les tracés de la figure 304.
E. Procédé d'enregistrement de la pression intra-pleurale. — On peut enregistrer la pression intra-pleurale en introduisant dans la plèvre par une petite houtonnière intercostale une sonde en gonune, munie d'reillets latéraux et mise en rapport avec un tambour à levier; si les courbes présentent une trop grande amplitude on les réduit par l'interposition d'un manomètre en V contenant de l'eau. Ou peut aussi appliquer sur une côte une couronne de trépan et introduire dans l'orifice un tube communiquant avec un tambour à levier. — Procédé œsophagien. Ceradini, Luciani, Rosenthal ont employé une ampoule introduite dans l'œsophage, et transmettant par un tube les variations de pression intra-thoracique à un appareil inscripteur. Mais ce procédé présente des causes d'erreur à cause des contractions possibles de l'œsophage. — Procédé péricardique. Adamkiewicz, Jacobson ont utilisé de la même façon la cavité du péricarde.
F. Pneumatométrie. — La pneumatométric consiste à mesurer la force maximrim d'inspiration et d'expiration (Valentin, Waldenburg). Le pneumatomèlre consiste en un
(*) 1. Chien. — ii. Lapin. — 3. Canard. — 4. Pigeon. - îi. Cochon d'Inde. — 6. Rat. — 7. Moineau.
— PHYSIOLOGIE SPÉCIALE
manomètre à mercure, de 250 millimètres de graduation, le zéro correspondant au milieu de la graduation. Une des branches du manomètre communique avec l'air extérieur; l'autre o^t mise en rapport par im tube et un embout avec les voies aériennes. L'embout peut être nasal, buccal, ou constitué par un masque qui s'applique hermétiquement sur la face et embrasse la bouche et le nez. Il est nécessaire que rapplicatiou de l'embout soit parfaitement hermétique et que les voies aériennes ne communiquent qu'avec la branche respiratoire du manomètre. La force d'inspiration s'obtient en aspirant profondément, la force d'expiration en expirant aussi fort que possible dans la branche respiratoire du i)neumatomètre. La hauteur du mercure au-dessous ou audessus du zéro indique la valeur de ces deux forces. Il faut éviter dans cette expérience es contractions des nmsclcs des joues et ne se servir que des muscles respirateurs.
G. Thoracomètres. — Le thovacomètre de Sibson est le plus connu de ces instruments. Les mouvements d'un point du thorax se comnmniquent à une tige qui s'engrène avec une roue dentée et fait marcher une aiguille dont la direction indique l'étendue du mouvement; cet appareil permet de mesurer des déplacements de 1/10*' de ligne. Le thoracomètre de Wmtrich, le sléthomètre de Quain sont construits sur le même principe. Ces appareils sont moins commodes que les appareils enregistreurs, mais dans cei'tains cas ils peuvent donner des indications plus précises.
Pour les pi'océdés de respiration artificielle^ voir ; Technique physiologique.
Bibliog^raphie. — J. Rosenthal : Neue S Indien ilber Athembewegungen (Arch. f. Physiol 1880; suppl.). — II). : Ueber den intrathoracalen Druck (Arch. f. Physiol., 1882). — V. Suss : Elecfr. Respiralionsapparat (Electro-Zeitsch., 1883). — Curt. Lehmann : Ueber zirei Apparate zur kiinstlichen Respiration der Thiere{Arch. f. Physiol., 1883). — Bloch : Et. graphique de la respiration à l'aide d'un nouveau pneumographe (Soc. de biol., 1883). — Id. : Nouv. expér, sur la respiration à l'aide d'un nouveau pneumographe (id.). — J. R. EwAi.D : Apparate zur kiinstlichen Athmung (A. de Pfl., t. XXXI, 1883). — J. Rosenthal : Apparat zur kiinstlichen Athmung (Arch. f. Physiol., 1885).
On a vu plus haut, à propos des phénomènes physiques de la respiration la nécessité d'une ventilation pulmonaire : c'est le mécanisme de cette ventilation qu'il nous reste à étudier, autrement dit ce qu'on appelle ordinairement les phénomènes mécaniques de la respiration. Les conditions de cette ventilation concernent d'une part le thorax, de l'autre les poumons.
