Analyse et modélisation temps-fréquence du couplage cardiorespiratoire humain en situation d'exercice physique

Time-frequency analysis and modelling of the human cardiorespiratory coupling during physical exercice

• Auteur / Autrice : Grégory Blain
• Direction : Stéphane Bermon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du mouvement humain
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (1969-2011) - Université d'Aix-Marseille II. Faculté des Sciences du sport

Mots clés

Mots clés contrôlés

Respiration

Interactions cardio-pulmonaires

Appareil respiratoire

Résumé

L’arythmie sinusale respiratoire (ASR) et la modulation auriculo-ventriculaire respiratoire (MAVR) ont été étudiées à l’exercice, au moyen d’une modélisation temps-fréquence. Alors que l’ASR et la MAVR sont principalement médiées par l’activité vagale au repos, nous avons montré que celles-ci persistent aux plus hautes intensités de l’exercice. Cette persistance dépend à la fois de la fréquence respiratoire et du volume courant, suggérant un effet mécanique direct de la ventilation. Au cours d’une ergométrie maximale, nous avons également montré que les seuils ventilatoires peuvent être détectés par l’analyse de la fréquence instantanée de l’ASR. Enfin, nous avons mis en évidence une hystérésis dans la relation "intervalle P-R vs intervalle P-P" de l’ECG, quand les données issues de l’exercice et de la récupération sont comparées. Deux hypothèses impliquant ou non le système nerveux autonome (« fatigue » du nœud auriculo-ventriculaire) peuvent notamment expliquer ce résultat.

Respiratory sinus arrhythmia (RSA) and the respiratory modulation of the atrioventricular conduction time (RMAV) were studied during exercise, using a time-frequency modelling. Although RSA and RMAV are vagally mediated at rest, we have shown that these phenomena persist during intense exercise. This persistence is strongly linked to both the respiratory frequency and the tidal volume, suggesting a mechanical influence of breathing. During maximal and graded exercise test, we have also shown that the "RSA instantaneous frequency vs. Power" relationship could be used to assess the ventilatory thresholds. In a third study, we have pointed out an hysteresis in the "P-R interval vs P-P interval" relationship, when data from the exercise and the recovery period were compared. A “fatigue” phenomenon of the atrioventricular node and/or a different autonomic effect on the sinus and the atrioventricular node may explain this result.