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La séméiologie pulmonaire à l'ère de la médecine factuelle

Créé le 15/09/2007 Auteur : E. Andres et al. (Mis à jour le 15/09/2007)
     
     
Rédacteur(s) :

Andrès E, Reichert S, Gass R, Brandt C, Kehayoff Y. La séméiologie pulmonaire à l'ère de la médecine factuelle. La Revue de Respir 2007;6:47-50



Réagissez à cet article

(1) : Pr E. Andrès, Service de Médecine Interne, Clinique Médicale B, CHRU et Faculté de Médecine de Strasbourg, Strasbourg, France
(2) : Mlle S. Reichert, Doctorante en Télé-Médecine, et Mr R. Gass, Technical Academy Fellow, Alcatel-Lucent, Illkirch, France
(3) : Dr C. Brandt, Service de Cardiologie, Clinique Médicale B, Centre d’Investigation Clinique, CHRU de Strasbourg, Strasbourg, France
(4) : Dr I. Kehayoff, Président de Laennext SA, Strasbourg, France
(A) : Ecole de l’Auscultation, Faculté de Médecine de Strasbourg, Strasbourg, France

Correspondant
Pr E. Andrès, Service de Médecine Interne, Diabète et Maladies Métaboliques, Clinique Médicale B, Hôpital Civil – Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, 1 porte de l’Hôpital, 67091 Strasbourg Cedex, France.
Tel : 3-33-88-11-50-66.
Fax : 3-33-88-11-62-62.
e-mail : emmanuel.andres@chru-strasbourg.fr.

Résumé
Cet article fait un état des lieux des publications et des travaux de recherche relatifs aux sons auscultatoires pulmonaires. Il comporte une description des marqueurs, en particulier pathologiques, pour lesquels une caractérisation validée existe. Il permet par la même, de faire entrer la sémiologie pulmonaire dans le cadre de la médecine factuelle.

Mots clé : Sons pulmonaires. Auscultation pulmonaire. Sémiologie pulmonaire. Médecine Factuelle

Introduction
Savoir distinguer les sons (bruits) pulmonaires normaux (murmure vésiculaire) et anormaux (sibilants, crépitants…) est capital pour le diagnostic médical. En effet, les sons respiratoires contiennent de précieuses informations sur la physiologie et les pathologies des poumons et des voies aériennes [1]. Divers travaux, très préliminaires, ont tenté de qualifier plus précisément ces sons, en essayant de mieux préciser et définir leurs caractéristiques physiques [2]. Ce travail, centré sur la sémiologie pulmonaire, fait le point sur ces travaux; l’objectif étant  in fine de faire entrer l’auscultation et le stéthoscope dans l’ère de la médecine factuelle (evidence-based medicine).

Nécessité d’une qualification validée des sons
La compréhension des mécanismes sous-jacents à la production des sons pulmonaire est encore très imparfaite. L’enregistrement et l’analyse des sons respiratoires permettent d’améliorer cette compréhension [3]. Ils permettent une qualification plus précise des sons respiratoires normaux et par la même de la sémiologie pulmonaire [4]. Alors que l’auscultation conventionnelle au stéthoscope est subjective et difficilement partageable, les systèmes de capture et d’analyse devraient apporter une aide au diagnostic objectif et précoce avec une meilleure sensibilité et reproductibilité des résultats [5,6].

En pratique clinique, il existe    aujourd’hui de nombreuses définitions, parfois différentes, des caractéristiques de marqueurs communs tels que  : le sibilant, le crépitant… [7]. Les connaissances reposent encore pour une grande part sur un empirisme certain et l’enseignement sur un compagnonnage. La description des caractéristiques des sons est encore très imagée. Une sémantique commune est ainsi à créer et à valider, en s’appuyant sur les moyens de la technologie actuelle et en essayant de qualifier au mieux les sons pulmonaires.

Sémiologie pulmonaire
Divers travaux ont recensé une définition des termes liés aux sons respiratoires et ont abouti au recensement dans le rapport CORSA (Computer Respiratory Sound Analysis) de 162 termes utilisés couramment [8]. Les plus pertinents et les plus utilisés en pratique clinique sont rappelés ci-dessous, en tenant compte de l’évolution des données, des concepts, et des techniques de recueil et d’analyse des sons pulmonaires depuis la description princeps de Laennec jusqu’à nos jours. Le tableau 1 reprend ces divers marqueurs pulmonaires dans une perspective clinique.

Les sons respiratoires (breath sound) incluent les sons normaux (normal breath sound) et pathologiques (adventitious sound) enregistrés au niveau de la trachée, des poumons (lung sound) ou de la bouche [8]. Leur génération est liée au flux d’air dans le système respiratoire. Ils sont caractérisés par un large spectre sonore, avec une fréquence moyenne dépendant du point d’auscultation. Au niveau de la trachée, le son respiratoire normal est caractérisé par un large spectre de bruit (contenant des composantes hautes fréquence), audible à la fois durant la phase d’inspiration et celle d’expiration. Au niveau du thorax, un son respiratoire normal (murmure vésiculaire) est caractérisé par un bruit faible pendant l’inspiration et très audible pendant l’expiration. Il est généralement admis que la fréquence des sons pulmonaires se situe dans la plage (50 – 2500 Hz), celle des sons trachéaux pouvant aller jusqu’à 4000 Hz, ce qui permet de définir une fréquence d’échantillonnage à 8 kHz. Le spectre des sons cardiaques est quant à lui compris entre 20 et 100 Hz pour les signaux de base, et des fréquences plus élevées (500 Hz et au-delà) pour les souffles. Bahoura [3] situe le spectre des sons trachéaux entre 60 et 600 Hz pour l’inspiration et entre 60 et 700 Hz pour l’expiration.

Les sons qualifiés:
- Crépitants (crackles): Ces sons pathologiques, discontinus, explosifs, apparaissent  généralement dans la phase d’inspiration. Ils sont caractérisés par leur forme d’onde, leur durée et leur position dans le cycle respiratoire (figure 1). Un crépitant peut être caractérisé par sa durée totale comme étant un crépitant fin (si sa durée est courte) ou gros (si sa durée est longue). L’apparition de crépitants révèle généralement des pathologies du tissu pulmonaire voire des voies de conduction. On distingue : (i) le gros crépitant (coarse crackle) qui est un crépitant avec un timbre plus grave, une forte amplitude et une longue durée (2CD >10ms) ; et (ii) le crépitant fin (fine crackle), qui présente un timbre plus aigu, une faible amplitude et une courte durée (2CD <10ms).
- Ronchis (rhonchus): Il s’agit d’un sibilant au timbre plus grave, contenant des formes d’ondes périodiques avec une durée supérieure à 100ms et une fréquence inférieure à 300 Hz. Les ronchis traduisent la présence de sécrétions ou des rétrécissements des voies aériennes.
- Ronflements (snoring sound): Il s’agit de bruits respiratoires de basse fréquence avec des composantes périodiques (fréquence fondamentale entre 30 et 250 Hz) qui se produisent pendant la phase de sommeil, et sont induit par les vibrations anormales dans les parois de l’oropharynx. Ils sont le plus souvent inspiratoires, de faibles composantes expiratoires et apparaissent typiquement chez les patients atteints d’apnée obstructive du sommeil.
- Squawk (squawk): Il s’agit de sons inspiratoires pathologiques relativement courts, et qui présentent un caractère musical. Ils sont occasionnellement trouvés chez les patients atteints de désordres pulmonaires interstitiels. Acoustiquement, leur forme d’onde ressemble à de courts sibilants. Ils sont souvent précédés de crépitants. La durée des squawk varie entre 50 et 400 ms.
- Stridor (stridor): C’est un son fort, de basse fréquence, qui trouve son origine dans le larynx ou la dans trachée. Il apparaît souvent durant l’inspiration. Il peut être audible au niveau de la bouche, de la trachée et des poumons. Les stridors peuvent apparaître dans les toux asphyxiantes (vibration des structures laryngées lors de dyspnée) ou les sténoses laryngales ou trachéales.
- Sibilants (wheeze): Ce son pathologique, continu, présente un caractère musical (figure 2). Acoustiquement, il est caractérisé par une forme d’onde avec une fréquence dominante généralement supérieure à 100 Hz  et une durée supérieure à 100 ms. De plus, le son doit inclure au moins 10 vibrations successives. Les sibilants sont généralement associés à l’obstruction des voies aériennes. Le sibilant est qualifié de monophonique s’il n’a qu’une fréquence. S’il en contient plusieurs, on le qualifie de polyphonique.
- Son pleural de friction (pleural friction sound): Ces bruits forts résultent du frottement pleuro pariétal et viscéral. Leur présence indique la présence d’une inflammation voire d’un liquide au niveau pleural.
- Sons de toux (cough sound): Les sons transitoires induits par les réflexes de toux ont une fréquence comprise entre 50 et 3000 Hz. Les caractéristiques de ces sons varient en fonction de la pathologie pulmonaire. Ainsi, les sons de toux qui contiennent des sibilants sont typiquement des cas d’asthme.
Sur le plan pratique, la qualification des sons pulmonaires ouvre la voie à la mise en œuvre potentielle de systèmes de détection automatique des sibilants et des crépitants [6].

Perspectives
Les études précédentes ont démontré la nécessité d’une démarche scientifique exhaustive qui prenne en compte à la fois la définition d’une sémiologie, la consolidation de la définition des caractéristiques des marqueurs connus, la mise en place d’une sémantique commune voire universelle, le tout reposant sur le développement d’outils déterministes permettant d’identifier ces marqueurs. L’étape suivante consistera ultérieurement à exploiter toute la richesse du son. Cette augmentation du spectre étudié, couplé à des techniques d’analyse du signal permettra à terme de définir de nouveaux marqueurs caractéristiques.

C’est dans ce contexte que s’inscrit une étude ambitieuse qui vient d’être initialisée autour du projet ASAP : « Analyse des Sons Auscultatoires    et Pathologiques » (convention ANR n° 2006 TLOG 21 04) par une équipe pluridisciplinaire composée : des équipes médicales du CHRU et de la Faculté de Médecine de Strasbourg et de l’IRCAD, avec le support des équipes de recherche en acoustique et en traitement de signal d’Alcatel-Lucent et de la startup Lannext [9]. Parmi les retombées potentielles du projet, on notera la création d’une Ecole de l’auscultation à la Faculté de Médecine de Strasbourg.

Grant: Projet ASAP (convention ANR n° 2006 TLOG 21 04).
Conflit d’intérêt: Y. Kehayoff commercialise des stéthoscopes électroniques.

References
[1] Sovijarvi A.R., Malmberg L.P., Charbonneau G., Vandershoot J. Characteristics of breath sounds and adventitious respiratory sounds. Eur Respir Rev 2000; 10: 591–596.
[2] Kiyokawa H., Greenberg    M., Shirota K., Pasterkamp H. Auditory detection of stimulated crackles in breath sounds. Chest 2006; 119: 1886-1892.
[3] Bahoura M. Analyse des signaux acoustiques respiratoires: contribution à la detection automatique des sibilants par paquets d’ondelettes », PhD Thesis Univ, Univ. Rouen, France, 1999.
[4] Chuah J.S., Moussavi Z.K. Automated respiratory phase detection by acousticalmeans. University of Manitoba, Dept. of Electrical and Computer Engineering, May 2004.
[5] Sestini P., Renzoni E., RossiM., Beltrami V., Vagliasindi M. Multimedia presentation of lung sounds as learning aid for medical students. Eur RespirJ 1995; 8: 783-788.
[6] Gass V., Reichert S., Kehayoff Y., Gass R., Andrès E. Le stéthoscope à l’ère de la médecine factuelle. Alsa Med 2007 ; 55 : 14-16.
[7] Elphick H.E., Sherlock P., Foxall G., Simpson E.J., ShiellN.A., Primhak R.A., Everard M.L. Survey of respiratory sounds in infants. Arch Dis Child 2001; 84: 35-39.
[8] SovijarviA.R., Dalmasso F., Vanderschoot J., Malmberg L.P., Righini G., Stoneman S.A. Definition of terms for applications ofrespiratory sounds. Eur Respir Rev 2000; 10: 597–610
[9] Gass V, Reichert S, Kehayoff Y, Gass R, Andrès E. Le stéthoscope à l’ère    de la médecine factuelle. Alsa Med 2007 ; 55 : 14-16.

Figure 1 : forme d’onde d’un crépitant au phonopneumogramme.

Onde crépitant

Figure 2 : spectrogramme de sibilants

Spectogramme sibilants



Tableau 1 : Sémiologie des sons pulmonaires.

Type de sons pulmonaires Circonstances physiologiques et pathologiques
Murmure vésiculaire
Écoutez ce son
Il s’agit d’un bruit très doux audible durant toute la phase de l’inspiration et au début de l’expiration. Perçudans les régions antéro-latérales du thorax et dans le dos, il s’agit d’un murmure continu, moelleux et de faible intensité, entendu durant toute l’inspiration Le murmure vésiculaire est diminué dans les conditions suivantes : 1) épaississement important de la paroi comme, par exemple, en cas d’obésité ; et 2) distension thoracique comme, par exemple, en cas d’emphysème. Il est aboli en cas : 1) d’interposition d’une lame gazeuse ou de liquide entre le poumon et la paroi thoracique comme, par exemple, en cas de pneumothoraxou de pleurésie ; 2) de disparition de la ventilation dans la partie du poumon concernée comme, par exemple, en cas de condensation pulmonaire, surtout si elle est rétractée sous forme d’atélectasie ; et 3) après pneumonectomie, du coté opéré.
Souffle tubaire Il s’agit d’un bruit intense, rude et de tonalité élevée, perçu aux deux temps de la respiration, mais à prédominance inspiratoire. Il s’entend en regard (au centre) d’une condensation pulmonaire de type pneumonie et il est classiquement entouré d’une couronne de crépitants.
Souffle pleurétique Il s’agit d’un bruit doux, lointain, voilé et expiratoire, perçu à la limite supérieure d’un épanchement pleural d’abondance moyenne. A l’instar du souffle tubaire, il est déterminé par la condensation du poumon refoulé par la pleurésie. Etant atténué par la pleurésie, il présente néanmoins des caractères différents du souffle tubaire.
Souffle amphorique Il s’agit d’un souffle de timbre métallique, de tonalité élevée, expiratoire, provoqué par la résonance des bruits respiratoires normaux dans une poche de gaz comme par exemple en cas de pneumothorax (avec persistance d’une brèche pleurale) .
Sifflements
Écoutez ce son
D’origine bronchique, variables en intensité, les sifflements sont perçus à l’oreille à distance du patient. En cas de sifflement localisé, il s’agit d’un sifflement inspiratoire ou aux deux temps, de même tonalité, causé par une obstruction partielle de la trachée ou d’une grosse bronche, suite à la présence d’une tumeur ou d’un corps étranger. Ce sifflement localisé estappelé « wheezing » en littérature anglo-saxonne. En cas de sifflements diffus, il s’agitle plus souvent de sifflements bilatéraux, de tonalités diverses, entendus surtout en fin d’expiration et rencontrés dans le cadre de l’asthme bronchique. En cas de bronchite (broncho-pneumopathie) chronique obstructive,on rencontre également des sifflements diffus et expiratoires, dus aux vibrations des parois des grosses bronches qui ont tendance à se collaber à l’expiration.
Ronflements
Écoutez ce son
D’origine bronchique à l’instar des sifflements, de tonalité grave, tant inspiratoires qu’expiratoires, les ronflements sont modifiés par la toux. Aussi appelés « ronchi ». Ils se rencontrent en cas de bronchite aiguë ou chronique accompagnée d’hypersécrétion bronchique. Classiquement mobilisables par la toux, on distingue néanmoins des ronchi dits fixes ne disparaissant pas après un effort de toux et témoignant en général d’une obstruction bronchique en aval.
Râles bulleux Aussi appelés râles muqueux, râles sous-crépitants, râles gras, les râles bulleux sont des bruits discontinus et de faible durée. Ils réalisent un bruit de gargouillement dans les grosses bronches à mettre en rapport avec l’encombrement des bronches suite à une hypersécrétion de mucus. Il s’agit de bruits irréguliers, inégaux, intenses, perçus aux deux temps de la respiration et modifiés par la toux. On les observe avant tout en cas de bronchite.
Râles crépitants
Écoutez le son n°1
Écoutez le son n°2
Écoutez le son n°3
Aussi appelés râles fins ou crépitations, les râles crépitants sont desbruits discontinus, fins, secs, égaux entre eux, de tonalité élevée, survenant en bouffée durant l’inspiration. Ils deviennent plus nets après la toux et pointent vers un processus pathologique alvéolaire. Dus à des décollements entre les parois alvéolaires et leurs contenus pathologiques, ils s’observent avant tout en cas de pneumonie, d’œdème pulmonaire interstitiel ou alvéolaire suite à une défaillance cardiaque, mais aussi dans le cadre des fibroses pulmonaires ainsi que dans certaines pneumopathies interstitielles.
Frottements pleuraux Il s’agit de bruits secs, rugueux, superficiels, non modifiés par la toux. Ils sont dus au frottement l’un contre l’autre des deux feuillets pleuraux enflammés. Leur intensité peut être discrète, de type « froissement de papier de soie », ou intense, de type «  bruit râpeux de cuir neuf ». Ils s’observent au début d’une pleurésie, à sa limite supérieure ou après son évacuation. Ils disparaissent en cas d’épanchement de grande abondance du fait même de l’absence de contact entre les feuillets de la plèvre. Le diagnostic différentiel avec les râles crépitants s’avère parfois difficile, mais contrairement à ces derniers, les frottements pleuraux commencent dés le début de l’inspiration.

Mot-clés : sons, auscultation, semeiologie, medecine, factuelle, pulmonaire

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