La fonction pulmonaire peut être mesurée de plusieurs façons. Cependant, le but des mesures doit être clair avant l'examen, afin d'interpréter correctement les résultats. Dans cet article, nous discuterons de l'examen de la fonction pulmonaire avec une attention particulière pour le domaine professionnel. Il est important de se rappeler les limites des différentes mesures de la fonction pulmonaire. Des effets temporaires aigus sur la fonction pulmonaire peuvent ne pas être perceptibles en cas d'exposition à des poussières fibrogènes telles que le quartz et l'amiante, mais des effets chroniques sur la fonction pulmonaire après une exposition à long terme (> 20 ans) peuvent l'être. Cela est dû au fait que les effets chroniques se produisent des années après que la poussière a été inhalée et déposée dans les poumons. En revanche, les effets temporaires aigus des poussières organiques et inorganiques, ainsi que des moisissures, des fumées de soudage et des gaz d'échappement des moteurs, se prêtent bien à l'étude. Cela est dû au fait que l'effet irritant de ces poussières se produira après quelques heures d'exposition. Des effets aigus ou chroniques sur la fonction pulmonaire peuvent également être perceptibles en cas d'exposition à des concentrations de gaz irritants (dioxyde d'azote, aldéhydes, acides et chlorures d'acide) à proximité de valeurs limites d'exposition bien documentées, en particulier si l'effet est potentialisé par une contamination particulaire de l'air .
Les mesures de la fonction pulmonaire doivent être sûres pour les sujets examinés et l'équipement de la fonction pulmonaire doit être sûr pour l'examinateur. Un résumé des exigences spécifiques pour différents types d'équipements de fonction pulmonaire est disponible (par exemple, Quanjer et al. 1993). Bien sûr, l'équipement doit être calibré selon des normes indépendantes. Cela peut être difficile à réaliser, surtout lorsqu'un équipement informatisé est utilisé. Le résultat du test de la fonction pulmonaire dépend à la fois du sujet et de l'examinateur. Pour fournir des résultats satisfaisants à l'examen, les techniciens doivent être bien formés et capables d'instruire le sujet avec soin et également de l'encourager à effectuer le test correctement. L'examinateur doit également avoir des connaissances sur les voies respiratoires et les poumons afin d'interpréter correctement les résultats des enregistrements.
Il est recommandé que les méthodes utilisées aient une reproductibilité assez élevée à la fois entre et au sein des sujets. La reproductibilité peut être mesurée comme le coefficient de variation, c'est-à-dire l'écart type multiplié par 100 divisé par la valeur moyenne. Les valeurs inférieures à 10 % dans des mesures répétées sur le même sujet sont jugées acceptables.
Afin de déterminer si les valeurs mesurées sont pathologiques ou non, elles doivent être comparées à des équations de prédiction. Habituellement, les équations de prédiction pour les variables spirométriques sont basées sur l'âge et la taille, stratifiées pour le sexe. Les hommes ont en moyenne des valeurs de fonction pulmonaire plus élevées que les femmes, du même âge et de la même taille. La fonction pulmonaire diminue avec l'âge et augmente avec la taille. Un sujet de grande taille aura donc un volume pulmonaire plus important qu'un sujet de petite taille du même âge. Le résultat des équations de prédiction peut différer considérablement entre les différentes populations de référence. La variation d'âge et de taille dans la population de référence influencera également les valeurs prédites. Cela signifie, par exemple, qu'une équation de prédiction ne doit pas être utilisée si l'âge et/ou la taille du sujet examiné sont en dehors des plages de la population qui est à la base de l'équation de prédiction.
Le tabagisme diminue également la fonction pulmonaire, et l'effet peut être potentialisé chez les sujets qui sont professionnellement exposés à des agents irritants. La fonction pulmonaire était considérée comme non pathologique si les valeurs obtenues sont à moins de 80% de la valeur prédite, dérivée d'une équation de prédiction.
Dimensions
Des mesures de la fonction pulmonaire sont effectuées pour juger de l'état des poumons. Les mesures peuvent concerner soit un ou plusieurs volumes pulmonaires mesurés, soit les propriétés dynamiques des voies respiratoires et des poumons. Ce dernier est généralement déterminé par des manœuvres dépendantes de l'effort. Les conditions dans les poumons peuvent également être examinées en ce qui concerne leur fonction physiologique, c'est-à-dire la capacité de diffusion, la résistance des voies respiratoires et la compliance (voir ci-dessous).
Les mesures concernant la capacité ventilatoire sont obtenues par spirométrie. La manœuvre respiratoire est généralement effectuée sous la forme d'une inspiration maximale suivie d'une expiration maximale, capacité vitale (VC, mesurée en litres). Au moins trois enregistrements techniquement satisfaisants (c.-à-d. effort d'inspiration et d'expiration complets et aucune fuite observée) doivent être effectués, et la valeur la plus élevée doit être signalée. Le volume peut être mesuré directement par une cloche étanche ou à faible résistance, ou mesuré indirectement par pneumotachographie (c'est-à-dire intégration d'un signal de débit dans le temps). Il est important de noter ici que tous les volumes pulmonaires mesurés doivent être exprimés en BTPS, c'est-à-dire la température corporelle et la pression ambiante saturée en vapeur d'eau.
La capacité vitale expirée forcée (CVF, en litres) est définie comme une mesure de la CV effectuée avec un effort expiratoire maximal forcé. En raison de la simplicité du test et de l'équipement relativement peu coûteux, l'expiration forcée est devenue un test utile dans la surveillance de la fonction pulmonaire. Cependant, cela a entraîné de nombreux enregistrements médiocres, dont la valeur pratique est discutable. Afin de réaliser des enregistrements satisfaisants, la directive mise à jour pour la collecte et l'utilisation de l'expirogramme forcé, publiée par l'American Thoracic Society en 1987, peut être utile.
Les débits instantanés peuvent être mesurés sur des courbes débit-volume ou débit-temps, tandis que les débits moyens dans le temps ou les temps sont dérivés du spirogramme. Les variables associées qui peuvent être calculées à partir de l'expirogramme forcé sont le volume expiré forcé en une seconde (FEV1, en litres par seconde), en pourcentage de FVC (FEV1%), débit de pointe (PEF, l/s), débits maximaux à 50 % et 75 % de la capacité vitale forcée (MEF50 et MEF25, respectivement). Une illustration de la dérivation du FEV1 de l'expiration forcée est décrit dans la figure 1. Chez les sujets sains, les débits maximaux à de grands volumes pulmonaires (c'est-à-dire au début de l'expiration) reflètent principalement les caractéristiques de débit des grandes voies respiratoires tandis que ceux à de petits volumes pulmonaires d'expiration) sont généralement tenus pour refléter les caractéristiques des petites voies respiratoires, figure 2. Dans ces dernières, le flux est laminaire, tandis que dans les grandes voies respiratoires, il peut être turbulent.
Figure 1. Spirogramme expiratoire forcé montrant la dérivation du VEMS1 et CVF selon le principe d'extrapolation.
Figure 2. Courbe débit-volume montrant la dérivation du débit expiratoire de pointe (DEP), des débits maximaux à 50 % et 75 % de la capacité vitale forcée (
et 
, respectivement).
Le PEF peut également être mesuré par un petit appareil portable tel que celui développé par Wright en 1959. Un avantage avec cet équipement est que le sujet peut effectuer des mesures en série, par exemple sur le lieu de travail. Cependant, pour obtenir des enregistrements utiles, il est nécessaire de bien instruire les sujets. De plus, il faut garder à l'esprit que les mesures de PEF avec, par exemple, un appareil de mesure Wright et celles mesurées par spirométrie conventionnelle ne doivent pas être comparées en raison des différentes techniques de soufflage.
Les variables spirométriques VC, FVC et FEV1 montrent une variation raisonnable entre les individus où l'âge, la taille et le sexe expliquent généralement 60 à 70 % de la variation. Les troubles restrictifs de la fonction pulmonaire entraîneront des valeurs inférieures pour VC, FVC et FEV1. Les mesures de débits pendant l'expiration montrent une grande variation individuelle, puisque les débits mesurés dépendent à la fois de l'effort et du temps. Cela signifie, par exemple, qu'un sujet aura un débit extrêmement élevé en cas de diminution du volume pulmonaire. En revanche, le débit peut être extrêmement faible en cas de volume pulmonaire très élevé. Cependant, le débit est généralement diminué en cas de maladie obstructive chronique (par exemple, asthme, bronchite chronique).
Figure 3. Un aperçu principal de l'équipement pour la détermination de la capacité pulmonaire totale (TLC) selon la technique de dilution à l'hélium.
La proportion de volume résiduel (RV), c'est-à-dire le volume d'air qui se trouve encore dans les poumons après une expiration maximale, peut être déterminée par dilution gazeuse ou par pléthysmographie corporelle. La technique de dilution gazeuse nécessite un équipement moins compliqué et est donc plus pratique à utiliser dans les études réalisées sur le lieu de travail. Dans la figure 3, le principe de la technique de dilution gazeuse a été esquissé. La technique est basée sur la dilution d'un gaz indicateur dans un circuit de réinhalation. Le gaz indicateur doit être peu soluble dans les tissus biologiques afin qu'il ne soit pas absorbé par les tissus et le sang dans les poumons. L'hydrogène a été initialement utilisé, mais en raison de sa capacité à former des mélanges explosifs avec l'air, il a été remplacé par l'hélium, qui est facilement détecté au moyen du principe de conductivité thermique.
Le sujet et l'appareil forment un système fermé, et la concentration initiale du gaz est ainsi réduite lorsqu'il est dilué dans le volume gazeux des poumons. Après équilibrage, la concentration de gaz indicateur est la même dans les poumons que dans l'appareil, et la capacité résiduelle fonctionnelle (FRC) peut être calculée au moyen d'une simple équation de dilution. Le volume du spiromètre (y compris l'ajout du mélange gazeux dans le spiromètre) est désigné par VS, VL est le volume du poumon, Fi est la concentration initiale de gaz et Ff est la concentration finale.
CRF = VL = [(VS · Fi) / Ff] - VS
Deux à trois manœuvres VC sont effectuées pour fournir une base fiable pour le calcul de TLC (en litres). Les subdivisions des différents volumes pulmonaires sont décrites dans la figure 4.
Figure 4. Spirogramme étiqueté pour montrer les subdivisions de la capacité totale.
En raison du changement des propriétés élastiques des voies respiratoires, le RV et la CRF augmentent avec l'âge. Dans les maladies obstructives chroniques, des valeurs accrues de RV et de FRC sont généralement observées, tandis que VC est diminué. Cependant, chez les sujets dont les zones pulmonaires sont mal ventilées, par exemple les sujets souffrant d'emphysème, la technique de dilution gazeuse peut sous-estimer RV, FRC et également TLC. Cela est dû au fait que le gaz indicateur ne communiquera pas avec les voies respiratoires fermées et, par conséquent, la diminution de la concentration du gaz indicateur donnera des valeurs faussement petites.
Figure 5. Schéma principal de l'enregistrement de la fermeture des voies respiratoires et de la pente du plateau alvéolaire (%
).
Les mesures de la fermeture des voies respiratoires et de la distribution des gaz dans les poumons peuvent être obtenues en une seule et même manœuvre par la technique du lavage à l'air libre, figure 5. L'équipement se compose d'un spiromètre relié à un système bag-in-box et d'un enregistreur pour mesures continues de la concentration en azote. La manœuvre s'effectue au moyen d'une inspiration maximale d'oxygène pur du sac. Au début de l'expiration, la concentration en azote augmente suite à la vidange de l'espace mort du sujet, contenant de l'oxygène pur. L'expiration se poursuit avec l'air des voies respiratoires et des alvéoles. Enfin, l'air des alvéoles, contenant 20 à 40 % d'azote, est expiré. Lorsque l'expiration des parties basales des poumons augmente, la concentration d'azote augmente brusquement en cas de fermeture des voies respiratoires dans les régions pulmonaires dépendantes, figure 5. Ce volume au-dessus du VD, auquel les voies respiratoires se ferment lors d'une expiration, est généralement exprimé en volume de fermeture (CV) en pourcentage de CV (CV%). La distribution de l'air inspiré dans les poumons est exprimée par la pente du plateau alvéolaire (%N2 ou phase III, %N2/l). Il est obtenu en prenant la différence de concentration en azote entre le point où 30 % de l'air est expiré et le point de fermeture des voies respiratoires, et en divisant cette différence par le volume correspondant.
Le vieillissement ainsi que les troubles obstructifs chroniques entraîneront une augmentation des valeurs à la fois du CV% et de la phase III. Cependant, même les sujets sains n'ont pas une distribution gazeuse uniforme dans les poumons, ce qui entraîne des valeurs légèrement élevées pour la phase III, soit 1 à 2 % de N2/l. Les variables CV% et phase III sont considérées comme reflétant les conditions dans les petites voies respiratoires périphériques d'un diamètre interne d'environ 2 mm. Normalement, les voies respiratoires périphériques contribuent à une petite partie (10 à 20 %) de la résistance totale des voies respiratoires. Des changements assez importants qui ne sont pas détectables par les tests de la fonction pulmonaire conventionnels comme la spirométrie dynamique, peuvent se produire, par exemple, à la suite d'une exposition à des substances irritantes dans l'air des voies respiratoires périphériques. Cela suggère que l'obstruction des voies respiratoires commence dans les petites voies respiratoires. Les résultats des études ont également montré des altérations du CV% et de la phase III avant que tout changement de la spirométrie dynamique et statique ne se produise. Ces changements précoces peuvent entrer en rémission lorsque l'exposition aux agents dangereux a cessé.
Le facteur de transfert du poumon (mmol/min ; kPa) est une expression de la capacité de diffusion du transport de l'oxygène dans les capillaires pulmonaires. Le facteur de transfert peut être déterminé à l'aide de techniques respiratoires simples ou multiples ; la technique du souffle unique est considérée comme la plus appropriée dans les études sur le lieu de travail. Le monoxyde de carbone (CO) est utilisé car la contre-pression du CO est très faible dans le sang périphérique, contrairement à celle de l'oxygène. L'absorption de CO est supposée suivre un modèle exponentiel, et cette hypothèse peut être utilisée pour déterminer le facteur de transfert pour le poumon.
Détermination de TLCO (facteur de transfert mesuré avec le CO) s'effectue au moyen d'une manœuvre respiratoire comprenant une expiration maximale, suivie d'une inspiration maximale d'un mélange gazeux contenant du monoxyde de carbone, de l'hélium, de l'oxygène et de l'azote. Après une période d'apnée, une expiration maximale est effectuée, reflétant le contenu dans l'air alvéolaire, Figure 10. L'hélium est utilisé pour la détermination du volume alvéolaire (VA). En supposant que la dilution de CO est la même que pour l'hélium, la concentration initiale de CO, avant le début de la diffusion, peut être calculée. TLCO est calculé selon l'équation décrite ci-dessous, où k dépend des dimensions des termes composants, t est le temps effectif d'apnée et log est le logarithme de base 10. Le volume inspiré est noté Vi et les fractions F de CO et d'hélium sont désignés par i et a pour inspiré et alvéolaire, respectivement.
TLCO = k Vi (Fa,Il/Fi,He) Journal (Fi,CO Fa,He/Fa,CO Fi,Il) (t)-1
Figure 6. Schéma principal de l'enregistrement du facteur de transfert
La taille des TLCO dépendra de diverses conditions - par exemple, la quantité d'hémoglobine disponible, le volume des alvéoles ventilées et des capillaires pulmonaires perfusés et leur relation les uns avec les autres. Valeurs pour TLCO diminuent avec l'âge et augmentent avec l'activité physique et l'augmentation des volumes pulmonaires. Diminué TLCO se retrouvera dans les troubles pulmonaires restrictifs et obstructifs.
La compliance (l/kPa) est fonction, entre autres, de la propriété élastique des poumons. Les poumons ont une tendance intrinsèque à collaborer, c'est-à-dire à s'effondrer. Le pouvoir de maintenir les poumons étirés dépendra du tissu pulmonaire élastique, de la tension superficielle dans les alvéoles et de la musculature bronchique. D'autre part, la paroi thoracique a tendance à se dilater à des volumes pulmonaires de 1 à 2 litres au-dessus du niveau de la CRF. À des volumes pulmonaires plus élevés, une puissance doit être appliquée pour élargir davantage la paroi thoracique. Au niveau de la CRF, la tendance correspondante dans les poumons est contrebalancée par la tendance à se dilater. Le niveau de FRC est donc désigné par le niveau de repos du poumon.
La compliance pulmonaire est définie comme la variation de volume divisée par la variation de pression transpulmonaire, c'est-à-dire la différence entre les pressions dans la bouche (atmosphérique) et dans les poumons, à la suite d'une manœuvre respiratoire. Les mesures de la pression dans le poumon ne sont pas facilement réalisées et sont donc remplacées par des mesures de la pression dans l'œsophage. La pression dans l'œsophage est presque la même que la pression dans les poumons, et elle est mesurée avec un cathéter mince en polyéthylène avec un ballonnet couvrant les 10 cm distaux. Pendant les manœuvres inspiratoires et expiratoires, les changements de volume et de pression sont enregistrés au moyen d'un spiromètre et d'un transducteur de pression, respectivement. Lorsque les mesures sont effectuées pendant la respiration courante, la compliance dynamique peut être mesurée. La compliance statique est obtenue lorsqu'une manœuvre lente de CV est effectuée. Dans ce dernier cas, les mesures sont effectuées dans un pléthysmographe corporel et l'expiration est interrompue par intermittence au moyen d'un obturateur. Cependant, les mesures de conformité sont lourdes à réaliser lors de l'examen des effets de l'exposition sur la fonction pulmonaire sur le lieu de travail, et cette technique est considérée comme plus appropriée en laboratoire.
Une compliance diminuée (élasticité accrue) est observée dans la fibrose. Pour provoquer un changement de volume, de grands changements de pression sont nécessaires. D'autre part, une compliance élevée est observée, par exemple, dans l'emphysème en raison de la perte de tissu élastique et donc également d'élasticité dans le poumon.
La résistance dans les voies respiratoires dépend essentiellement du rayon et de la longueur des voies respiratoires mais aussi de la viscosité de l'air. La résistance des voies respiratoires (RL en (kPa/l)/s), peut être déterminée à l'aide d'un spiromètre, d'un transducteur de pression et d'un pneumotachographe (pour mesurer le débit). Les mesures peuvent également être réalisées à l'aide d'un pléthysmographe corporel pour enregistrer les variations de débit et de pression lors des manœuvres d'halètement. Par l'administration d'un médicament destiné à provoquer une broncho-constriction, des sujets sensibles, du fait de leurs voies respiratoires hyperréactives, peuvent être identifiés. Les sujets asthmatiques ont généralement des valeurs accrues pour RL.
Effets aigus et chroniques de l'exposition professionnelle sur la fonction pulmonaire
La mesure de la fonction pulmonaire peut être utilisée pour révéler un effet d'exposition professionnelle sur les poumons. L'examen préalable à l'embauche de la fonction pulmonaire ne doit pas être utilisé pour exclure les sujets à la recherche d'un emploi. En effet, la fonction pulmonaire des sujets sains varie dans de larges limites et il est difficile de tracer une limite en dessous de laquelle on peut sans risque affirmer que le poumon est pathologique. Une autre raison est que l'environnement de travail doit être suffisamment bon pour permettre même aux sujets présentant une légère altération de la fonction pulmonaire de travailler en toute sécurité.
Les effets chroniques sur les poumons chez les sujets exposés professionnellement peuvent être détectés de plusieurs façons. Les techniques sont conçues pour déterminer les effets historiques, cependant, et sont moins appropriées pour servir de lignes directrices pour prévenir l'altération de la fonction pulmonaire. Un plan d'étude courant consiste à comparer les valeurs réelles chez les sujets exposés aux valeurs de la fonction pulmonaire obtenues dans une population de référence sans exposition professionnelle. Les sujets de référence peuvent être recrutés dans les mêmes lieux de travail (ou à proximité) ou dans la même ville.
L'analyse multivariée a été utilisée dans certaines études pour évaluer les différences entre les sujets exposés et les référents non exposés appariés. Les valeurs de la fonction pulmonaire chez les sujets exposés peuvent également être normalisées au moyen d'une équation de référence basée sur les valeurs de la fonction pulmonaire chez les sujets non exposés.
Une autre approche consiste à étudier la différence entre les valeurs de la fonction pulmonaire chez les travailleurs exposés et non exposés après ajustement sur l'âge et la taille avec l'utilisation de valeurs de référence externes, calculées au moyen d'une équation de prédiction basée sur des sujets sains. La population de référence peut également être appariée aux sujets exposés selon l'ethnie, le sexe, l'âge, la taille et les habitudes tabagiques afin de contrôler davantage ces facteurs d'influence.
Le problème est cependant de décider si une diminution est suffisamment importante pour être qualifiée de pathologique, lorsque des valeurs de référence externes sont utilisées. Bien que les instruments utilisés dans les études doivent être portables et simples, il faut être attentif à la fois à la sensibilité de la méthode choisie pour détecter les petites anomalies des voies respiratoires et des poumons et à la possibilité de combiner différentes méthodes. Il y a des indications que les sujets présentant des symptômes respiratoires, tels que la dyspnée d'effort, courent un risque plus élevé d'avoir un déclin accéléré de la fonction pulmonaire. Cela signifie que la présence de symptômes respiratoires est importante et ne doit donc pas être négligée.
Le sujet peut également être suivi par spirométrie, par exemple, une fois par an, pendant plusieurs années, afin de donner une alerte contre le développement d'une maladie. Il y a cependant des limites, car cela prendra beaucoup de temps et la fonction pulmonaire peut s'être détériorée de façon permanente lorsque la diminution peut être observée. Cette approche ne doit donc pas être une excuse pour retarder la mise en œuvre des mesures visant à diminuer les concentrations nocives de polluants atmosphériques.
Enfin, les effets chroniques sur la fonction pulmonaire peuvent également être étudiés en examinant les modifications individuelles de la fonction pulmonaire chez les sujets exposés et non exposés sur un certain nombre d'années. L'un des avantages de la conception de l'étude longitudinale est que la variabilité interindividuelle est éliminée ; cependant, la conception est considérée comme longue et coûteuse.
Les sujets sensibles peuvent également être identifiés en comparant leur fonction pulmonaire avec et sans exposition pendant les quarts de travail. Afin de minimiser les effets possibles des variations diurnes, la fonction pulmonaire est mesurée au même moment de la journée à une occasion non exposée et une occasion exposée. La condition non exposée peut être obtenue, par exemple, en déplaçant occasionnellement le travailleur dans une zone non contaminée ou en utilisant un respirateur approprié pendant tout un quart de travail, ou dans certains cas en effectuant des mesures de la fonction pulmonaire l'après-midi d'un jour de congé du travailleur.
Une préoccupation particulière est que des effets répétés et temporaires peuvent entraîner des effets chroniques. Une diminution temporaire aiguë de la fonction pulmonaire peut non seulement être un indicateur d'exposition biologique, mais également un prédicteur d'une diminution chronique de la fonction pulmonaire. L'exposition aux polluants atmosphériques peut entraîner des effets aigus perceptibles sur la fonction pulmonaire, bien que les valeurs moyennes des polluants atmosphériques mesurés soient inférieures aux valeurs limites hygiéniques. La question se pose donc de savoir si ces effets sont vraiment nocifs à long terme. Il est difficile de répondre directement à cette question, d'autant plus que la pollution de l'air sur les lieux de travail a souvent une composition complexe et que l'exposition ne peut être décrite en termes de concentrations moyennes de composés uniques. L'effet d'une exposition professionnelle est aussi en partie dû à la sensibilité de l'individu. Cela signifie que certains sujets réagiront plus tôt ou dans une plus large mesure que d'autres. Le motif physiopathologique sous-jacent d'une diminution aiguë et temporaire de la fonction pulmonaire n'est pas entièrement compris. La réaction indésirable lors de l'exposition à un contaminant atmosphérique irritant est cependant une mesure objective, contrairement aux expériences subjectives comme les symptômes d'origine différente.
L'avantage de détecter précocement les modifications des voies respiratoires et des poumons causées par des polluants atmosphériques dangereux est évident : l'exposition actuelle peut être réduite afin de prévenir des maladies plus graves. Par conséquent, un objectif important à cet égard est d'utiliser les mesures des effets temporaires aigus sur la fonction pulmonaire comme un système d'alerte précoce sensible qui peut être utilisé lors de l'étude de groupes de travailleurs en bonne santé.
Surveillance des irritants
L'irritation est l'un des critères les plus fréquents pour fixer les valeurs limites d'exposition. Il n'est cependant pas certain que le respect d'une limite d'exposition basée sur l'irritation protège contre l'irritation. Il convient de considérer qu'une limite d'exposition pour un contaminant de l'air contient généralement au moins deux parties - une limite moyenne pondérée dans le temps (TWAL) et une limite d'exposition à court terme (STEL), ou au moins des règles de dépassement de la moyenne pondérée dans le temps. limite, "limites d'excursion". Dans le cas de substances hautement irritantes, telles que le dioxyde de soufre, l'acroléine et le phosgène, il est important de limiter la concentration même pendant de très courtes périodes, et il est donc courant de fixer des valeurs limites d'exposition professionnelle sous la forme de plafonds, avec une période d'échantillonnage aussi courte que le permettent les installations de mesure.
Des valeurs limites moyennes pondérées dans le temps pour une journée de huit heures combinées à des règles d'excursion au-dessus de ces valeurs sont données pour la plupart des substances dans la liste des valeurs limites de seuil (TLV) de l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). La liste TLV de 1993-94 contient la déclaration suivante concernant les limites d'excursion pour dépassement des valeurs limites :
"Pour la grande majorité des substances avec une TLV-TWA, il n'y a pas suffisamment de données toxicologiques disponibles pour justifier une STEL = limite d'exposition à court terme). Néanmoins, les excursions au-dessus de la TLV-TWA doivent être contrôlées même lorsque la TWA de huit heures se situe dans les limites recommandées.
Les mesures d'exposition aux contaminants atmosphériques connus et la comparaison avec des valeurs limites d'exposition bien documentées doivent être effectuées de façon régulière. Il existe cependant de nombreuses situations où la détermination du respect des valeurs limites d'exposition ne suffit pas. C'est le cas dans les circonstances suivantes (entre autres):
- lorsque la valeur limite est trop élevée pour se prémunir contre l'irritation
- lorsque l'irritant est inconnu
- lorsque l'irritant est un mélange complexe et qu'aucun indicateur approprié n'est connu.
Comme préconisé ci-dessus, la mesure des effets aigus et temporaires sur la fonction pulmonaire peut être utilisée dans ces cas comme un avertissement contre une surexposition aux irritants.
Dans les cas (2) et (3), les effets temporaires aigus sur la fonction pulmonaire peuvent également s'appliquer aux tests d'efficacité des mesures de contrôle visant à réduire l'exposition à la contamination de l'air ou aux investigations scientifiques, par exemple, en attribuant des effets biologiques aux composants de l'air contaminants. Un certain nombre d'exemples suivent dans lesquels des effets aigus et temporaires de la fonction pulmonaire ont été utilisés avec succès dans des enquêtes sur la santé au travail.
Études des effets aigus et temporaires sur la fonction pulmonaire
Une diminution temporaire de la fonction pulmonaire liée au travail au cours d'un quart de travail a été enregistrée chez les travailleurs du coton à la fin de 1950. Plus tard, plusieurs auteurs ont signalé des modifications temporaires aiguës liées au travail de la fonction pulmonaire chez les travailleurs du chanvre et du textile, les mineurs de charbon, les travailleurs. exposés au diisocyanate de toluène, pompiers, travailleurs de la transformation du caoutchouc, mouleurs et noyauteurs, soudeurs, cireurs de ski, travailleurs exposés aux poussières organiques et aux irritants des peintures à base d'eau.
Cependant, il existe également plusieurs exemples où les mesures avant et après l'exposition, généralement pendant un quart de travail, n'ont pas démontré d'effets aigus, malgré une exposition élevée. Cela est probablement dû à l'effet de la variation circadienne normale, principalement dans les variables de la fonction pulmonaire en fonction de la taille du calibre des voies respiratoires. Ainsi, la diminution temporaire de ces variables doit dépasser la variation circadienne normale pour être reconnue. Le problème peut cependant être contourné en mesurant la fonction pulmonaire au même moment de la journée à chaque occasion d'étude. En utilisant l'employé exposé comme son propre témoin, la variation interindividuelle est encore diminuée. Les soudeurs ont été étudiés de cette manière, et bien que la différence moyenne entre les valeurs CVF non exposées et exposées était inférieure à 3 % chez 15 soudeurs examinés, cette différence était significative au niveau de confiance de 95 % avec une puissance supérieure à 99 %.
Les effets transitoires réversibles sur les poumons peuvent être utilisés comme indicateur d'exposition à des composants irritants complexes. Dans l'étude citée ci-dessus, les particules dans l'environnement de travail étaient cruciales pour les effets irritants sur les voies respiratoires et les poumons. Les particules ont été éliminées par un appareil respiratoire constitué d'un filtre combiné à un casque de soudage. Les résultats ont indiqué que les effets sur les poumons étaient causés par les particules présentes dans les fumées de soudage et que l'utilisation d'un respirateur à particules pourrait empêcher cet effet.
L'exposition aux gaz d'échappement diesel entraîne également des effets irritants mesurables sur les poumons, qui se manifestent par une diminution aiguë et temporaire de la fonction pulmonaire. Des filtres mécaniques montés sur les tuyaux d'échappement des camions utilisés dans les opérations de chargement par les débardeurs soulageaient les troubles subjectifs et réduisaient la diminution aiguë et temporaire de la fonction pulmonaire observée en l'absence de filtration. Les résultats indiquent donc que la présence de particules dans l'environnement de travail joue un rôle dans l'effet irritant sur les voies respiratoires et les poumons, et qu'il est possible d'évaluer l'effet par des mesures de modifications aiguës de la fonction pulmonaire.
Une multiplicité d'expositions et un environnement de travail en constante évolution peuvent présenter des difficultés pour discerner la relation causale des différents agents existant dans un environnement de travail. Le scénario d'exposition dans les scieries en est un exemple éclairant. Il n'est pas possible (par exemple, pour des raisons économiques) d'effectuer des mesures d'exposition de tous les agents possibles (terpènes, poussières, moisissures, bactéries, endotoxines, mycotoxines, etc.) dans cet environnement de travail. Une méthode réalisable peut consister à suivre longitudinalement le développement de la fonction pulmonaire. Dans une étude sur des travailleurs de scierie dans le département de coupe du bois, la fonction pulmonaire a été examinée avant et après une semaine de travail, et aucune diminution statistiquement significative n'a été trouvée. Cependant, une étude de suivi réalisée quelques années plus tard a révélé que les travailleurs qui avaient effectivement une diminution numérique de la fonction pulmonaire au cours d'une semaine de travail présentaient également un déclin accéléré à long terme de la fonction pulmonaire. Cela peut indiquer que les sujets vulnérables peuvent être détectés en mesurant les changements de la fonction pulmonaire au cours d'une semaine de travail.