Validation expérimentale d’un modèle numérique de la dynamique expiratoire chez l’humain - 02/12/14

Travail réalisé sous la direction de A. Pradel, C. Straus, T. Similowski et M. Filoche.

La modélisation numérique est nécessaire à la compréhension fine de la limitation physiologique des débits expiratoires. Florens et Filoche ont mis au point un programme permettant de simuler des courbes débit-volume après avoir fixé moins de 100 paramètres (certains mesurables comme le diamètre trachéal, les volumes pulmonaires et d’autres non).

Le premier objectif a été d’évaluer la méthode acoustique de mesure du diamètre trachéal afin de pouvoir régler ce paramètre dans le modèle. Le second objectif a été de comparer les simulations numériques à des mesures in vivo.

Une mesure du diamètre trachéal a été faite par méthode acoustique et par scanner chez 26 sujets. Les paramètres mesurables du modèle, ainsi que les courbes débit-volume ont été enregistrés chez 20 sujets. Des courbes simulées ont été comparées avec les mesures pour 3 sujets.

La reproductibilité de la mesure acoustique était de 3 % (SD 1,73 %) et son exactitude présentait un biais moyen de 12 % (SD 13,4 %). Huit patients avaient un biais de plus de 20 %. Pour 2 des 3 sujets, les courbes simulées étaient valides.

L’existence de sujets ayant un diamètre trachéal acoustique très biaisé peut s’expliquer par un excès de compliance des voies aériennes supérieures ou par un voile du palais non occlusif. La persistance de simulations non valides suggère des anomalies géométriques ou structurales de l’arbre bronchique jusqu’ici insoupçonnées.

Le manque d’exactitude de la méthode acoustique rend difficile son utilisation pour le modèle numérique. La validation du modèle numérique, en cours, est prometteuse.