Modélisation : vers une évolution des techniques de désencombrement ? - 12/01/25

Le mucus bronchique ne peut en général être mobilisé par l’air que si les contraintes de cisaillement (CdC) sont assez fortes [1 Kinesitherapie 2020 ;  20 (228) : 21-27

Cliquez ici pour aller à la section Références]. Cette mobilisation peut être induite par l’écoulement de l’air sous certaines conditions, comme pendant la toux ou les manœuvres de kinésithérapie. Les connaissances sur la répartition des CdC et les mouvements de mucus induits demeurent limitées, alors même que la kinésithérapie est fréquemment utilisée pour traiter les maladies affectant la clairance du mucus. Approfondir ces connaissances est crucial pour améliorer la prise en charge thérapeutique.

Grâce à des modèles mathématiques, nous analysons la répartition des CdC induits par l’écoulement d’air dans un modèle d’arbre bronchique. Ce modèle intègre des processus physiques clés influençant les CdC : l’arborescence du réseau bronchique, l’asymétrie des bifurcations et de la structure de l’arbre, la compliance des bronches, certains effets d’inertie de l’air et d’éventuelles obstructions bronchiques [2 Phys Fluids 2021 ;  33 (3) : 031907

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Nos résultats montrent une répartition des CdC en forme de cloche, avec un pic dont la localisation est influencée par la pression entourant les bronches et par le débit d’air total. De plus, l’asymétrie de l’arbre provoque une dispersion de la répartition des CdC une à deux générations avant le pic, affectant l’ensemble de l’arbre distal. Enfin, en cas d’obstruction, les régions distales aux obstructions présentent une forte diminution des CdC.

Les hypothèses de nos modèles limitent notre analyse à une perspective qualitative. Cependant, notre étude caractérise la répartition des CdC dans l’arbre bronchique. Dans un contexte physiologique, lors de l’expiration, elle suggère que, parmi les zones de production de mucus, l’écoulement d’air mobilise le mucus principalement dans les régions distales et que leur étendue dépend du débit maximal atteint. En contexte pathologique, une obstruction partielle pourrait diminuer significativement les CdC dans les bronches distales à l’obstruction. Notre analyse suggère une évolution des techniques de kinésithérapie respiratoire de désencombrement à partir de trois notions clefs : la répartition des CdC dans l’arbre bronchique lors de l’expiration ; la gestion des débits expiratoires et de la pression intrapulmonaire pour localiser au mieux notre action ; la nécessité de dégager au mieux les voies proximales avant de pouvoir atteindre les voies distales.