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L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014
Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 1
L’Accord Cardio-Vasculaire
Mastère – UE Physiologie Intégrée et Homéostasie
Michel Dauzat
Montpellier-Nîmes, Février 2014
Organisation générale de l’appareil Cardio-Vasculaire
ArtèresVeines
Artérioles
Capillaires
Cœur
Respiration
Cellules
Diffusion 10 µm
Diffusion 0,5 µm
Retour
Distribution
Pression Sanguine
Vitesse Circulatoire
Aire Vasculaire
Volume Sanguin
0
10
100
1000
Air
e (
cm
2)
0
30
15
Vit
esse m
oyen
ne (
cm
/s)
0
50
100
Pre
ssio
n (
mm
Hg
)
Artères Art
éri
ole
s
Veinules VeinesPoumons
10% 10% 10% 5% 65%
VOLEMIE
Coeur
Grandeurs Physiques : L’activité Cardiaque dans l’espace (systémique)
Relation Pression - Débit
Rôle du Diamètre Vasculaire
Pression Artérielle
Débit
Etat basal
Relaxation,
Constriction
L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014
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Loi de Darcy
Pression – Résistance - Débit
cQRP
RPT
PA
RPT
PVCPAcQ
A. Carotide Interne
Vitesse circulatoire sanguine
A. Carotide Externe
A. Rénale Droite A. Fémorale Commune
Résistance Circulatoire (ou impédance)
10:04 7Carotide interne et carotide externe naissent toutes deux de la carotide
commune, mais présentent un tracé Doppler très dissemblable
Résistance Circulatoire d’Aval
8Apnée : Hypercapnie,
Acidose, Vasorelaxation
Repos Hyperpnée : Hypocapnie,
Alcalose, Vasoconstriction
Artère Carotide Interne
Le tracé de vitesses circulatoires de l’artère carotide interne montre une modification marquée lors de l’hyperventilation, avec réduction de vitesse, notamment en fin de diastole.
En apnée, les vitesses augmentent à nouveau, principalement en diastole
L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014
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Résistance circulatoire
10:04 9Repos Poing
serréHyperémie
Métabolique
Le tracé Doppler de l’artère radiale montre, lorsque le sujet serre le poing, une diminution marquée des vitesses circulatoires. Lorsqu’il relâche son effort, l’hyperémie réactionnelle provoque une augmentation importante des vitesses circulatoires, notamment en diastole.
Vitesse circulatoire sanguine
Artère Fémorale Commune
Repos
Effort
Lors d’un effort musculaire, la vitesse circulatoire dans les artères alimentant le territoire musculaire impliqué, augmente considérablement, notamment en diastole
Loi de Poiseuille
Résistance :Viscosité . Longueur Diamètre
4
8
r
LR
Résistance Circulatoire
Effet de la Résistance d’Aval sur le Tracé de Vitesse Circulatoire12
La modulation du tracé Doppler traduit donc
l’impédance circulatoire dans le territoire d’aval
L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014
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Résistance circulatoire
IR = Indice de Résistance(T Planiol, L Pourcelot)
v
t
D
S
v
D=0
S
t1 cycle cardiaque
1 cycle cardiaque
M M
P
IR = (S-D)/SIP = P/M
10:04 13
Indice de Pulsatilité
(R Gosling)
L’indice de résistance et l’indice de pulsatilité sont des grandeurs sans dimensions (rapports) reflétant l’impédance circulatoire d’aval. Ils augmentent donc en amont d’un territoire en vasoconstriction ou en amont d’une sténose, et
diminuent, par exemple, en cas de vasorelaxation dans le lit d’aval
Relation Pression - Débit
Auto-Régulation (ex: circulation cérébrale)
0 50 100 150 200
Pression Moyenne (mm Hg)
Débit
Relation Pression - Débit
Rôle du Diamètre Vasculaire
Pression Artérielle
Débit CirculationPulmonaire
CirculationRénale
Modalités d’écoulement
Vitesse, Débit, Diamètreau cours du cycle cardiaque (artère carotide commune normale)
L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014
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10:04 17
Théorème de Bernouilli
r : densité du sang; g : accélération de la pesanteur = 9,81 m.s-2; h : différence d’altitude (négligeable sur un court segment artériel);
V : vitesse d’écoulement sanguin
22V
hgPEmr
r
L’énergie totale, somme de la pression P, de la force gravitationnelle, et de l’énergie cinétique, reste constante. Dans une sténose, l’accélération circulatoire
entraîne une augmentation de l’énergie cinétique. La pression diminue donc.
Forcegravitationnelle
ÉnergiecinétiquePression
Énergietotale
10:04 18
Relation Vitesse-Pression
La vitesse circulatoire augmente et la pression diminue quand le diamètre diminue
P3
P2
d = 2 r
w
h
V1
V2
V3
P1
L
TurbulenceS
Profil d’écoulement sanguin
L’écoulement devient turbulent lorsque la vitesse et/ou le diamètreaugmente(nt), lorsque la viscosité sanguine diminue, et lorsque lasténose est irrégulière. Un flux turbulent “consomme” beaucoup
plus d’énergie qu’un flux laminaire (perte de charge)
Fux laminaire
P = R x Q
Fux turbulent
P ~ R x Q + V2
Nombre de
Reynolds
critique
Re ~ 2000
Re = V D r
La Circulation Veineuse
Facteur essentiel
Force motrice du
ventricule gauche
Facteurs adjuvants
• Pompe veino-musculaire
• Semelle plantaire
• Pompe abdomino-
diaphragmatique
• Aspiration atriale
+
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La Paroi veineuse
Force Gravitationnelle majorée
Pression veineuse forte
Section circulaire
+
Distension (élasticité minime)
La Fonction Veineuse
Effets de l’orthostatisme
rgh rgh
100 mm Hg10 mm Hg
= 110 mm Hg = 200 mm Hg
+ 100 mm Hg + 100 mm Hg
90 mm Hg
90 mm Hg
Retour Veineux
Relations Pression -Diamètre
Volume
Pression (cm H2O)-10 20 3010
Veino-
Relaxation
Veino-
Constriction
0
La Fonction VeineuseEffets de l’orthostatisme et de la marche
Relaxation Contraction
P ression V eineuse
à la cheville (m m Hg)
tem ps
S tation
debout
im m obile
P osition
allongée
M arche
100 -
10 -
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La Fonction Veineuse
Effets de l’orthodynamisme
rgh rgh
100 mm Hg10 mm Hg
= 20 mm Hg = 200 mm Hg
+ 10 mm Hg + 100 mm Hg
90 mm Hg
180 mm Hg
Contrôle de la force de contraction ventriculaire
Intrinsèque(précharge) :
Loi de Starling
Pression Veineuse Centrale
Extrinsèque
(inotropie) :
S.N. Sympathique
S.N. Parasympathique
Hormones, ions, médicaments
Force d’Éjection
Systolique
Contrôle Extrinsèque
INOTROPIE
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
Système Nerveux
Hormones Médicaments
Pression Veineuse
Centrale
Volémie 0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
TensionActive
Contractioniso-volumétrique
Relaxationiso-
volumétrique
RemplissageVentriculaire
EjectionSystolique
Ventricule Gauche
Force d’Éjection
Systolique
0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
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Force d’Éjection
Systolique
0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
Force d’Éjection
Systolique
0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
Remplissage
Ventriculaire
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
Force d’Éjection
Systolique
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
Remplissage
Ventriculaire
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
Force d’Éjection
Systolique
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
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Force d’Éjection
Systolique
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
Force d’EjectionSystolique
Contrôle IntrinsèqueLoi de STARLING
0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionActive
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
Force d’Éjection
Systolique
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
TensionActive
Remplissage
Ventriculaire
Ejection
Systolique
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
Force d’Éjection
Systolique
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
TensionActive
Contraction
iso-
volumétrique
Relaxation
iso-
volumétrique
Remplissage
Ventriculaire
Ejection
Systolique
Ventricule Gauche
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
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Force d’Ejection
Systolique
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
Pression Veineuse
Centrale
Volémie 0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
TensionActive
Contraction
iso-
volumétrique
Relaxation
iso-
volumétrique
Remplissage
Ventriculaire
Ejection
Systolique
Ventricule Gauche
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
Force d’Ejection
Systolique
Contrôle Extrinsèque
INOTROPIE
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
Pression Veineuse
Centrale
Volémie 0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
TensionActive
Contraction
iso-
volumétrique
Relaxation
iso-
volumétrique
Remplissage
Ventriculaire
Ejection
Systolique
Ventricule Gauche
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
Force d’Ejection
Systolique
Contrôle Extrinsèque
INOTROPIE
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
Pression Veineuse
Centrale
Volémie 0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
TensionActive
Contraction
iso-
volumétrique
Relaxation
iso-
volumétrique
Remplissage
Ventriculaire
Ejection
Systolique
Ventricule Gauche
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
Force d’Ejection
Systolique
Contrôle Extrinsèque
INOTROPIE
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
Pression Veineuse
Centrale
Volémie
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
TensionActive
Contraction
iso-
volumétrique
Relaxation
iso-
volumétrique
Remplissage
Ventriculaire
Ejection
Systolique
Ventricule Gauche
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Force d’Ejection
Systolique
Contrôle Extrinsèque
INOTROPIE
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
Pression Veineuse
Centrale
Volémie 0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
TensionActive
Contraction
iso-
volumétrique
Relaxation
iso-
volumétrique
Remplissage
Ventriculaire
Ejection
Systolique
Ventricule Gauche
Le Contrôle de l’activité cardiaque : l’éjection systolique
Force d’Ejection
Systolique
Contrôle Extrinsèque
INOTROPIE
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
Système Nerveux
Pression Veineuse
Centrale
Volémie 0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
TensionActive
Contraction
iso-
volumétrique
Relaxation
iso-
volumétrique
Remplissage
Ventriculaire
Ejection
Systolique
Ventricule Gauche
Hormones
Force d’Ejection
Systolique
Contrôle Extrinsèque
INOTROPIE
Contrôle Intrinsèque
Loi de STARLING
Système Nerveux
Médicaments
Pression Veineuse
Centrale
Volémie 0
50
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
TensionPassive
TensionActive
Contraction
iso-
volumétrique
Relaxation
iso-
volumétrique
Remplissage
Ventriculaire
Ejection
Systolique
Ventricule Gauche
Boucle
Pression -
Volume
Pression TéléDiastolique :
- VG 8 mm Hg
- VD 4 mm Hg
Fraction d’éjection 2/3
120
0
20
40
60
80
100
Ejection
Remplissage
Con
traction
Isovolu
métr
ique
Rela
xatio
n
Isovolu
métr
ique
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
FermetureV.Aortique
OuvertureV.Aortique
FermetureV. Mitrale
OuvertureV. Mitrale
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Graphique de Guyton
Fonction Vasculaire :
« effet de pompe »
Si le débit de la pompe augmente, la pression s’élève en aval
et diminue en amont
ArtèresVeines
Artérioles
Capillaires
Cœur
Respiration
Cellules
Diffusion 10 µm
Diffusion 0,5 µm
Retour
Distribution
ArtèresVeines
Artérioles
Capillaires
Cœur
Respiration
Cellules
Diffusion 10 µm
Diffusion 0,5 µm
Retour
Distribution
Débit Cardiaque (l/min)
Pre
ss
ion
Ve
ine
us
e C
en
tra
le (
mm
Hg
)
1070-2
0
7
Fonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire
Graphique de Guyton
Fonction Cardiaque
(Loi de Starling)
Si le débit de la pression de remplissage ventriculaire augmente,
le débit cardiaque augmente (Loi de Starling)
Dé
bit
Ca
rdia
qu
e (
l/m
in)
Pression Veineuse Centrale (mm Hg)
10
7
0-2 0 7
ArtèresVeines
Artérioles
Capillaires
Cœur
Respiration
Cellules
Diffusion 10 µm
Diffusion 0,5 µm
Retour
Distribution
ArtèresVeines
Artérioles
Capillaires
Cœur
Respiration
Cellules
Diffusion 10 µm
Diffusion 0,5 µm
Retour
Distribution
Fonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire
Graphique de
Guyton
Fonction Cardiaque
versus
Fonction Vasculaire
Le fonctionnement cardiaque
s’établit à l’équilibre entre ces
deux contraintes
Dé
bit
Ca
rdia
qu
e (
l/m
in)
Pression Veineuse Centrale (mm Hg)
10
7
0-2 0 7
Loi de Starling
Fonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire
Graphique de
Guyton
Fonction Cardiaque
versus
Fonction Vasculaire
Le fonctionnement cardiaque
S’établit à l’équilibre entre ces
deux contraintes
Débit Cardiaque (l/min)
Pre
ss
ion
Ve
ineu
se
Ce
ntr
ale
(m
m H
g)
1070-2
0
7
Courbe de Fonction Veineuse
Dé
bit
Ca
rdia
qu
e (
l/m
in)
Pression Veineuse Centrale (mm Hg)
10
7
0-2 0 7
Loi de StarlingFonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire
L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014
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Graphique de
Guyton
Fonction Cardiaque
versus
Fonction Vasculaire
Le fonctionnement cardiaque
s’établit à l’équilibre entre ces
deux contraintes
Courbe de Fonction Veineuse
Dé
bit
Ca
rdia
qu
e (
l/m
in)
Pression Veineuse Centrale (mm Hg)
10
7
0-2 0 7
Loi de StarlingFonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire
Débit Cardiaque (l/min)
Pre
ss
ion
Ve
ine
us
e C
en
tra
le (
mm
Hg
)
1070-2
0
7
Graphique de
Guyton
Fonction Cardiaque
versus
Fonction Vasculaire
Le fonctionnement cardiaque
s’établit à l’équilibre entre
ces deux contraintes
Courbe de Fonction Veineuse
Dé
bit
Ca
rdia
qu
e (
l/m
in)
Pression Veineuse Centrale (mm Hg)
10
7
0-2 0 7
Loi de StarlingFonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire
Dé
bit
Ca
rdia
qu
e (
l/m
in)
Pression Veineuse Centrale (mm Hg)
10
70
-207
Graphique de
Guyton
Fonction Cardiaque
versus
Fonction Vasculaire
Le fonctionnement cardiaque
s’établit à l’équilibre entre ces
deux contraintes
Courbe de Fonction Veineuse
Dé
bit
Ca
rdia
qu
e (
l/m
in)
Pression Veineuse Centrale (mm Hg)
10
7
0-2 0 7
Loi de StarlingFonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire
Graphique de
Guyton
Fonction Cardiaque
versus
Fonction Vasculaire
Le fonctionnement cardiaque
s’établit à un équilibre entre
ces
deux contraintes
Dé
bit
Ca
rdia
qu
e (
l/m
in)
Pression Veineuse Centrale (mm Hg)
10
7
0-2 0 7
Débit Cardiaque (l/min)
Pre
ss
ion
Ve
ineu
se
Ce
ntr
ale
(m
m H
g)
1070-2
0
7
Courbe de Fonction Veineuse
Dé
bit
Ca
rdia
qu
e (
l/m
in)
Pression Veineuse Centrale (mm Hg)
10
7
0-2 0 7
Loi de Starling
Graphique de Guyton
Fonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire
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Débit moindre, pression veineuse plus élevée
Dé
bit
Ca
rdia
qu
e (
l/m
in)
Pression Veineuse Centrale (mm Hg)
10
7
0-2 0 7
Dé
bit
Ca
rdia
qu
e (
l/m
in)
Pression Veineuse Centrale (mm Hg)
10
7
0-2 0 7
Effet d'une hémorragie Insuffisance Cardiaque
Fonction Cardiaque versus Fonction Vasculaire
Débit moindre, pression veineuse moindre
Perte de massecontractile
Insuffisance Cardiaque Ischémique
120
0
20
40
60
80
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
140
TensionActive
TensionPassive
Ischémie Aiguë
FE PTDVG
Perte de masseContractile + Fibrose
(↓ compliance)
Hypertrophie dumyocarde restant
120
0
20
40
60
80
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
140
TensionActive
TensionPassive
Ischémie Chronique : FE PTDVG
Insuffisance Cardiaque Ischémique Hypertension Artérielle
AugmentationdePostcharge
120
0
20
40
60
80
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
140
TensionActive
TensionPassive
Augmentation de la Postcharge
FE = PTDVG
120
0
20
40
60
80
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
140
TensionActive
TensionPassive
Hypertrophie Cardiaque FE = 71% PTDVG = 22 mm Hg
Hypertrophie
Concentrique
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HypertrophieVentriculaireConcentriqueetFibrose Cardiaque
120
0
20
40
60
80
100
40 120
Pression(mm Hg)
Volume (ml)
140
TensionActive
TensionPassive
Fibrose Cardiaque FE = 65%PTDVG = 28 mm Hg
Hypertension ArtérielleLa paroi vasculaire
Proportions variables en fibres élastiques, fibres musculaires, collagène
Artère1/4 mm
Artériole20/30 µm
Capillaire1/8 µm
Veinule2/20 µm
Veine0,5/5 mm
Veine Cave1,5/30 mm
Elastiques
Aorte2/25 mm
Musculairesde Collagène
Légende
Epaisseur de paroi / Diamètre
Fibres
Anatomie Fonctionnelle
• Paroi Artérielle Normale : Couches Échographiques
– Interne, grise:
sang / intima
– Intermédiaire, anéchogène
– Externe,hyperéchogène
média / adventice
10:04 59
Anatomie Fonctionnelle
A
B10:04 60
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Mesures multiples de l’épaisseur intima-média le long de la carotide commune
Epaisseur de la paroi artérielle
10:04 61
100
95
90
85
80
75
70
0 1 2 3 4 5 6 7
Années
Pro
po
rtio
n d
e p
ati
en
ts
ind
em
ne
s d
’ac
cid
en
ts
ca
rdio
va
sc
ula
ire
s (%
)
L’épaisseur de la paroi artérielle carotidienne :
Prédicteur précoce des évenements cardiovasculaires
1er Quintile EIM
2eme Quintile EIM
3eme Quintile EIM
4eme Quintile EIM
5eme Quintile EIM
Taux de patients indemnes (AVC et IDM) en fonction des quintiles d’EIM (n = 4476)
EIM = Epaisseur Intima-Media
O’Leary et al. N Engl J Med 1999;340:14-22
L’onde artérielle
Naissance et propagation
Carotide commune normale
temps
L’Accord Cardio-Vasculaire
L’onde Artérielle
Contenant / Contenu
Paroi artérielle / Sang
• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s
• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s
Ventriculegauche
Aorte
0.99
0.3
0.2
0.1
0.0
distance (m)
1 0
"Distance d'éjection"
A B
B
B
B
B
A
A
A
A
temps (s)
7 – L’Accord Cardio-Vasculaire
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L’onde Artérielle
Contenant / Contenu
Paroi artérielle / Sang
• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s
• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s
Ventriculegauche
Aorte
0.99
0.3
0.2
0.1
0.0
distance (m)
1 0
temps (s)
L’Accord Cardio-Vasculaire
L’onde Artérielle
Contenant / Contenu
Paroi artérielle / Sang
• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s
• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s
Ventriculegauche
Aorte
0.99
0.3
0.2
0.1
0.0
distance (m)
1 0
A B
temps (s)
L’Accord Cardio-Vasculaire
L’onde Artérielle
Contenant / Contenu
Paroi artérielle / Sang
• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s
• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s
Ventriculegauche
Aorte
0.99
0.3
0.2
0.1
0.0
distance (m)
1 0
A B
BA
temps (s)
L’Accord Cardio-Vasculaire
L’onde Artérielle
Contenant / Contenu
Paroi artérielle / Sang
• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s
• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s
Ventriculegauche
Aorte
0.99
0.3
0.2
0.1
0.0
distance (m)
1 0
A B
B
BA
A
temps (s)
L’Accord Cardio-Vasculaire
L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014
Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 18
L’onde Artérielle
Contenant / Contenu
Paroi artérielle / Sang
• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s
• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s
Ventriculegauche
Aorte
0.99
0.3
0.2
0.1
0.0
distance (m)
1 0
"Distance d'éjection"
A B
B
B
B
A
A
A
temps (s)
L’Accord Cardio-Vasculaire
L’onde Artérielle
Contenant / Contenu
Paroi artérielle / Sang
• Vitesse de propagation de l’onde artérielle : m/s
• Vitesse d’écoulement du sang : cm/s
Ventriculegauche
Aorte
0.99
0.3
0.2
0.1
0.0
distance (m)
1 0
"Distance d'éjection"
A B
B
B
B
B
A
A
A
A
temps (s)
L‘accord Cardio-Vasculaire
Onde Artérielle
The Windkessel model of the reverend Stephen Hales (1677-1761) R
V V
P
W
D
L
72
L’onde artérielle
The Windkessel model of the reverend Stephen Hales
(1677-1761)Adjustable
Resistance
(arterioles)Distribution
(arteries)
Pressure
(energy)
transient
storage
Intermittent Pump with valves
Blood pool
L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014
Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 19
R
V V
P
W
D
L
73
L’onde artérielle
The Windkessel model of the reverend Stephen Hales
(1677-1761)Adjustable
Resistance
(arterioles)Distribution
(arteries)
Pressure
(energy)
transient
storage
Intermittent Pump with valves
Blood pool
R
V V
P
W
D
L
74
L’onde artérielle
The Windkessel model of the reverend Stephen Hales
(1677-1761)Adjustable
Resistance
(arterioles)Distribution
(arteries)
Pressure
(energy)
transient
storage
Intermittent Pump with valves
Blood pool
L’Onde Artérielle
10:04 75R
V V
P
W
D
L
Pour assurer un jet d’eau continu, il faut un réservoir (les veines), une pompe équipée de valves (le cœur), un réseau de tuyaux de distribution (les artères), une lance à résistance réglable (les artérioles), mais aussi une réserve d’énergie : le “windkessel”, cloche à air comprimé (l’élasticité de la paroi artérielle).
Onde Artérielle
Signification de la Modulation du Tracé de Vitesse Circulatoire en rapport avec la propagation de l’onde artérielle
A1 A2 A3 A4 A5 A6
B1 B2 B3 B4 B5 B6
Vitesse Circulatoire
Temps
Vitesse Circulatoire
Temps
Diastole DiastoleSystole
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Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 20
Onde Artérielle
Signification de la Modulation du Tracé de Vitesse Circulatoire en
rapport avec la Propagation de l’Onde Artérielle
1
12
3
3
2
4
4
1. Latence (délai de propagation de l’onde)
2. Accélération systolique (arrivée de l’onde)
3. Décélération (après le passage de l’onde)
4. Incisure dicrote et reflux : onde réfléchie
Pression versus Vitesse
Pression versus Vitesse
Pression
(mm Hg)
Vitesse
(cm/s)
150
50
0
100
Aort
e a
sc.
Aort
e tho
rac.
Aort
e a
bdo
m.m
oy.
Aort
e a
bdo
m.b
asse
Art
ère
fé
mo
rale t
t
La courbe de pression sanguine artérielle présente un second pic (épaulement) provoqué par l’onde réfléchie s’additionnant à l’onde incidente, tandis que la
courbe de vitesse circulatoire sanguine présente une incisure suivie d’un reflux, car l’onde réfléchie, de sens inverse, se soustrait à l’onde incidente.
Modification des tracés de Pression (en haut) et de Vitesse Circulatoire (en bas) en fonction du
site de mesure
La forme de l’onde de pouls résulte de la combinaison de l’onde incidente et de l’onde réfléchie
Onde Artérielle
L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014
Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 21
La forme de l’onde de pouls diffère selon l’état de la paroi artérielle.L’augmentation de rigidité artérielle pariétale (par exemple par le vieillissement)provoque le retour plus précoce de l’onde réfléchie et l’incisure dicrote se trouvealors sur le versant ascendant du pic systolique. La conséquence en estl’accroissement de la post-charge et l’altération de la perfusion coronaire
Onde Artérielle
La vasomotricité détermine l’amplitude de l’onde réfléchie tandis que la fréquence cardiaque affecte la durée relative de l’onde
incidente et de l’onde réfléchie
Onde Artérielle
Comment calculer l’IPS ?
• Sujet en decubitus dorsal strict, au repos
• Mesure à l’aide d’une sonde Doppler ou pléthysmographique
Pression Systolique à la chevillePression Systolique Brachiale
• Pression Systolique BrachialeDroite : 156/88 mmHg
Gauche : 160/92 mmHg
• Jambe DroiteDorsale du Pied : 160 mmHg
Tibiale Postérieure : 154 mmHg
IPS = 160/160 = 1.00
• Jambe Gauche :
Dorsale du Pied : 96 mmHg
Tibiale Postérieure : 100 mmHg
IPS = 100/160 = 0.63
DP: 160 mm HgTP: 154 mmHg
Droite
156 mm HgGauche
160 mm Hg
Diagnostic :
Artériopathie modérée à
gauche
DP: 96 mmHgTP: 100 mm Hg
Calcul de l’Indice de Pression Systolique
L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014
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0 0,5 0,75 1,2 1,40,9
ACOMI Normal Médiacalcose
Interprétation de l’IPS
* après ajustement pour l’âge et le sexe
IPS
Marqueur du risque cardiovasculaire
Newman AB et al. Ankle-arm index as a marker of atherosclerosisin the Cardiovascular Health Study. Circulation. 1993 88: 873-845
Risque relatif d’atteinte cardiovasculaire
en fonction de l’IPS (Index de Pression Systolique)
IPS 1,5 1 0.9 0.8
Risque relatif d’Infarctus Myocardique * (p<0.0001)
1 1,3 2 2,7
McKenna et al, Atherosclerosis 1991;87:119-28
100
80
60
40
20
Survie (%)
0 2 4 6 8 10 ans
IPS < 0,4
0,4 < IPS < 0,85
0,85 < IPS
Le taux de survie à 10 ans décroît avec l’IPS
Pompe à fonctionnement
continu, Paroi artérielle rigide
Débit (ml/s)
Complianceartérielle
W = Pression x Débit = P x Q
Pression (mm Hg)
200
100
200
100
100x100x1
10 000
1Résistance =(mm Hg/ml/s)
1
W (mm Hg.ml) =
W = P x Q
Cycle
nulle
A
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Pompe à fonctionnement
alternatif, Paroi artérielle rigide
Débit (ml/s)
Complianceartérielle
W = Pression x Débit = P x Q
Pression (mm Hg)
200
100
200
100
100x100x1 2 00x200x0.5
20 00010 000
1
0.5
Résistance =(mm Hg/ml/s)
1
1
W (mm Hg.ml) =
W = P x Q
Cycle
nulle nulle
A BL’Accord Cardio-
Vasculaire
Pompe à fonctionnement alternatif,
Paroi artérielle souple
Débit (ml/s)
Complianceartérielle
W = Pression x Débit = P x Q
Pression (mm Hg)
200
100
200
100
100x100x1 2 00x100x0.52 00x200x0.5
20 00010 000
0.5
1
0.5
Résistance =(mm Hg/ml/s)
1
1 1
W (mm Hg.ml) = 10 000
W = P x Q
Cycle
nulle nulle infinie
A B CL’Accord Cardio-
Vasculaire
Pulsatilité artérielle normale au bulbe carotidien(en Tissue Doppler Imaging)
Onde Artérielle
91/10410:04 92
Mesure de Distensibilité Artérielle
Courbe représentant les variations de diamètre artériel au cours du cycle cardiaque. Le rapport des variations de diamètre aux variations de pression entre systole et diastole (pression pulsatile) définit la distensibilité. L’équation de Moens-Korteweg permet de
calculer le module d’élasticité de la paroi et la vitesse de l’onde artérielle.
L'accord Cardio-Vasculaire 07/02/2014
Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster -Université Montpellier 1 24
10:04 93
Mesure de la Vitesse de l’Onde Artérielle
Mesure de la vitesse de propagation de l’onde artérielle par vélocimétrie Doppler et photopléthysmographie
Les caractéristiques biomécaniques de la paroi artérielle peuvent aussi être évaluées par la mesure de la vitesse de propagation de l’onde artérielle, à partir de signaux de pression
(tonomètres) ou de vitesse (Doppler), ou de photopléthysmographie.
Mesure tonométrique de la vitesse de l’onde de pouls et de la pression centrale
(système Complior®)
La Pression « Centrale »
La courbe de pression artérielle brachiale n’est pas parfaitement superposable à lacourbe de pression « centrale » régnant face à l’orifice aortique et déterminant lapost-charge. La pression carotidienne en est beaucoup plus proche et reflète aussiles conditions hémodynamiques cérébrales
Le Pression « Centrale »Facteurs de réduction de la
distensibilité artérielle
• Age
• Artériosclérose
• Pression artérielle transmurale
• Facteurs de risque
– Hypercholestérolémie (HDL3)
– Tabagisme (A. musculaires comme artères brachiale mais non
carotides)
– HTA (altération fonctionnelle / structurelle)
– Diabète
– Insuffisance rénale chronique
– Insuffisance cardiaque chronique
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Facteurs d’augmentation de la
distensibilité artérielle
• Sport (endurance)
• Conduite alimentaire
– Poissons
– Alimentation méditerranéenne
– Aïl… Athérosclérose
Atherosclerosis = The Vicous Circle!Dart AM – JACC 2001
Ter Avest E et al. Clinical Science 2007;112:507-516
Dysfonction
Endothéliale
Perte de Compliance
Artérielle Pariétale
Retour prématuré
de l’onde
réfléchie
Augmentation
de la Pression
Pulsée
Remodelage
de la paroi
Altération de
Vasorelaxation
Perte de Compliance
Artérielle PariétaleAltération de
la Perfusion
Coronaire
Augmentation
de la
Précharge
Désaccord
Cardio-Vasculaire
L’Accord Cardio-Vasculaire
Mastère – UE Physiologie Intégrée et Homéostasie
Jean-Yves Lefrant, Michel Dauzat
Montpellier-Nîmes, Février 2014