Modélisation des échanges gazeux alvéolaires pour l'estimation non-invasive du débit cardiaque applicable à l'homme au repos et dans les conditions d'exercice

par Habib Benallal

Thèse de doctorat en Modélisation et instrumentation en médecine et biologie

Sous la direction de Thierry Busso.

Soutenue en 2001

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Le modèle de poumon fonctionnel est représenté par un modèle bi-compartimental caténaire. Il est formé d'un compartiment d'espace mort anatomique à volume constant connecté à un compartiment alvéolaire unique à volume variable avec le caractère cyclique de la ventilation. Le compartiment alvéolaire est perfusé par une série de capillaires pulmonaires à débit sanguin constant. Les simulations à l'aide du modèle ont montré que les différences PET,CO2-Pa,CO2 étaient compatibles avec les données publiées dans la littérature. De même, les simulations ont indiqué que les pressions partielles de gaz au niveau des capillaires pulmonaires étaient en accord avec les mesures mais que les données de fin d'expiration au niveau de l'espace mort anatomique étaient loin de la réalité. L'écart entre les mesures expérimentales et la sortie du modèle pourrait s'expliquer par les inhomogénéités de ventilation, de volume et de perfusion non prises en compte dans la modélisation. La modélisation des échanges gazeux alvéolaires a été utilisée pour mettre au point une nouvelle méthode d'estimation non-invasive du débit cardiaque applicable à l'Homme au repos et dans les conditions d'exercice. La comparaison entre les estimations du débit cardiaque et la méthode de réinspiration CO2 d'une part et la méthode de Fick directe d'autre part a montré cette méthode fournissait des résultats fiables et précis.


  • Résumé

    The model of functional lung is represented by a catenary two-compartment model. It consisted of an anatomical dead space compartment with constant volume connected to a single alveolar compartment where the volume is variable with the cyclic nature of the ventilation. The alveolar compartment is perfused by a lot of pulmonary capillaries where pulmonary blood flow is treated as constant. Model simulations showed that the PET,CO2-Pa,CO2 differences were in agreement with the data published in the literature. (. . . ) The gap between experimental data and model outputs could be explain by the inhomogeneities of ventilation, volume and perfusion not included in the modeling. The modeling of alveolar gas exchange has been used to propose a new method for estimating non-invasively cardiac output in man at rest and during exercise. The comparison between the estimates of cardiac output and the rebreathing CO2 method on the one hand and the direct Fick method on the other hand showed that this method gave reliable and accurate results.

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Informations

  • Détails : 190 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 106 réf.

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  • Cote : MFTH 474
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