ISO TS 16976-4-2012 Respiratory protective devices - Human factors - Part 4 Work of breathing and breathing resistance Physiologically based limits《呼吸保护装置 人为因素 .pdf

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1、 ISO 2012 Appareils de protection respiratoire Facteurs humains Partie 4: Travail de respiration et de rsistance la respiration: limites physiologiques Respiratory protective devices Human factors Part 4: Work of breathing and breathing resistance: Physiologically based limits Numro de rfrence ISO/T

2、S 16976-4:2012(F) SPCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 16976-4 Premire dition 2012-06-15 ISO/TS 16976-4:2012(F) ii ISO 2012 Tous droits rservs DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2012 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utili

3、se sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax

4、 + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ISO/TS 16976-4:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos .iv Introduction v 1 Domaine dapplication . 1 2 Rfrences normatives 1 3 T ermes, dfinitions, symboles et abrviations 1 3.1 T ermes et dfinition

5、s 1 3.2 Symboles et abrviations 2 4 Variations de pression et de pression pendant la respiration 2 4.1 V ariations de pression et de volume en labsence dun APR 2 4.2 Effet de la rsistance au dbit dair dun APR sur les variations de pression et de volume lors de lutilisation dun APR 6 4.3 Effet dun AP

6、R avec pression statique sur les variations de pression et de volume lors de lutilisation dun APR 6 4.4 Effet de la rsistance au dbit dair et de la pression statique dun APR sur les variations de pression et de volume lors de lutilisation dun APR 7 4.5 Effets dune pression statique leve . 8 5 Travai

7、l respiratoire (W OB ) 8 5.1 Travail physiologique contre travail physique 8 5.2 Calculs du travail inspiratoire 9 5.3 Calculs du travail expiratoire .10 5.4 Calculs du travail expiratoire total 10 5.5 Rsistance respiratoire 12 5.6 T ravail respiratoire physiologiquement acceptable .12 6 Autres char

8、ges respiratoires .14 6.1 Charge statique 14 6.2 Charges lastiques .14 6.3 Autres charges .14 6.4 Cumul des charges respiratoires 15 7 Synthse 15 Bibliographie 16 ISO/TS 16976-4:2012(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux d

9、e normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne

10、mentales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Par

11、tie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits me

12、mbres votants. Dans dautres circonstances, en particulier lorsquil existe une demande urgente du march, un comit technique peut dcider de publier dautres types de documents: une Spcification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) reprsente un accord entre les experts dans un groupe de travail ISO et

13、est accepte pour publication si elle est approuve par plus de 50 % des membres votants du comit dont relve le groupe de travail; une Spcification technique ISO (ISO/TS) reprsente un accord entre les membres dun comit technique et est accepte pour publication si elle est approuve par 2/3 des membres

14、votants du comit. Une ISO/PAS ou ISO/TS fait lobjet dun examen aprs trois ans afin de dcider si elle est confirme pour trois nouvelles annes, rvise pour devenir une Norme internationale, ou annule. Lorsquune ISO/PAS ou ISO/TS a t confirme, elle fait lobjet dun nouvel examen aprs trois ans qui dcider

15、a soit de sa transformation en Norme internationale soit de son annulation. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identif

16、i de tels droits de proprit et averti de leur existence. L ISO/ TS 16976-4 a t labore par le comit technique ISO/TC 94, Scurit individuelle Vtements et quipements de protection, sous-comit SC 15, Appareils de protection respiratoire. L ISO/ TS 16976 comprend les parties suivantes, prsentes sous le t

17、itre gnral Appareils de protection respiratoire Facteurs humains: Partie 1: Rgimes mtaboliques et rgimes des dbits respiratoires Partie 2: Anthropomtrie Partie 3: Rponses physiologiques et limitations en oxygne et en gaz carbonique dans lenvironnement respiratoire Partie 4: Travail de respiration et

18、 de rsistance respiratoire: limites physiologiques Les futures parties sont en cours dlaboration : Partie 5: Effets thermiques Partie 7: Discours et audition Partie 8: Facteurs ergonomiques iv ISO 2012 Tous droits rservs ISO/TS 16976-4:2012(F) Introduction Un appareil de protection respiratoire (APR

19、) est destin assurer la protection contre linhalation de substances dangereuses. Cependant, cette protection ncessite un effort supplmentaire de la part des muscles respiratoires car ils doivent produire des pressions plus leves pour compenser les charges respiratoires associes imposes par lAPR. ISO

20、 2012 Tous droits rservs v Appareils de protection respiratoire Facteurs humains Partie 4: Travail de respiration et de rsistance la respiration: limites physiologiques 1 Domaine dapplication La prsente Spcification technique dcrit la manire de calculer le travail que les muscles respiratoires dune

21、personne doivent fournir avec et sans les difficults respiratoires externes imposes par tous les types dAPR, lexception des appareils de plonge. Le prsent document dcrit les limites des difficults supplmentaires que les personnes peuvent tolrer et contient les valeurs pouvant tre utilises pour value

22、r lacceptabilit dun APR. NOTE Quelques ouvrages traitant de physiologie respiratoire expliquent ces calculs (en labsence dun APR), mais la plupart dentre eux ne les mentionnent pas ou fournissent des explications incompltes. 2 Rfrences normatives Les documents ci-aprs, dans leur intgralit ou non, so

23、nt des rfrences normatives indispensables lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 16972, Appareils de protection respiratoire Term

24、es, dfinitions, symboles graphiques et units de mesure ISO/TS 16976-1, Appareils de protection respiratoire Facteurs humains Partie 1: Rgimes mtaboliques et rgimes des dbits respiratoires 3 T ermes, dfinitions, symboles et abrviations 3.1 T ermes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, le

25、s termes et dfinitions donns dans lISO 16972 ainsi que les suivants sappliquent. 3.1.1 temprature du corps pression sature BTPS condition normale pour lexpression des paramtres de ventilation NOTE 1 Temprature corporelle (37 C), pression atmosphrique et pression de vapeur deau (6,27 kPa) dans un air

26、 satur. NOTE 2 Adapt de lISO 16972. 3.1.2 compliance variation du volume pulmonaire humain rsultant dune variation de pression, mesure en lkPa -1 NOTE Ce terme est le terme type pour le comportement lastique des poumons et de la poitrine. La compliance est linverse de llastance. SPCIFICATION TECHNIQ

27、UE ISO/TS 16976-4:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs 1 ISO/TS 16976-4:2012(F) 3.1.3 lastance variation de pression rsultant dune variation dun volume pulmonaire humain donn, mesure en kPa l -1 NOTE Ce terme est le terme type pour le comportement lastique dun APR. Llastance est linverse de la compli

28、ance . 3.1.4 volume de relaxation volume pulmonaire lorsque les muscles respiratoires sont relchs, cest-dire le volume au dbut dune inspiration, galement connu en tant que capacit rsiduelle fonctionnelle (CRF) et volume de rserve expiratoire (VRE) 3.1.5 volume courant V T volume chaque respiration,

29、mesur en litres aux conditions BTPS 3.1.6 capacit vitale CV volume de la plus grande respiration quune personne peut prendre, cest-dire la diffrence de volume entre une inspiration maximale et une expiration maximale, mesure en litres aux conditions BTPS 3.1.7 travail respiratoire W OB travail requi

30、s pour un cycle respiratoire complet, mesur en Joules NOTE Adapt de lISO 16972. 3.1.8 travail respiratoire par volume courant W OB /V T W OBnormalis (quivalent la pression moyenne sur le volume), mesur en Joules par litre = kPa 3.2 Symboles et abrviations BTPS temprature du corps pression sature VRE

31、 volume de rserve expiratoire CRF capacit rsiduelle fonctionnelle APR appareil de protection respiratoire CV capacit vitale W OB travail respiratoire p el pression ncessaire pour surmonter llastance p aw pression ncessaire pour surmonter la rsistance au dbit dair des voies respiratoires p i,ext pres

32、sion ncessaire pour surmonter la rsistance inspiratoire au dbit dair de lAPR 4 Variations de pression et de pression pendant la respiration 4.1 V ariations de pression et de volume en labs ence dun APR Lors dune inspiration, les muscles inspiratoires se contractent entranant une augmentation du volu

33、me du thorax et un aplatissement du diaphragme. Cette action provoque laugmentation du volume des poumons. 2 ISO 2012 Tous droits rservs ISO/TS 16976-4:2012(F) Mme en labsence de rsistance au dbit dair, une certaine pression est ncessaire pour augmenter le volume du thorax et des poumons. Le terme u

34、tilis en physiologie respiratoire pour ce comportement lastique est la compliance. Le terme compliance est galement utilis dans les domaines juridique et rglementaire; par consquent, pour viter toute confusion, on utilisera, sa place, dans le reste du document, le terme lastance. Par dfinition, llas

35、tance est linverse de la compliance. Llastance dcrit le niveau de variation dun matriau lastique lorsquune force ou une pression est applique. La Figure 1 illustre les poumons (repre 1) lintrieur de la cage thoracique (repre 2) et le diaphragme (repre 3). Les poumons sont relis aux voies respiratoir

36、es (repre 4). Llastance des poumons tente dagir pour les rtracter (sens indiqu par les flches), la manire dun ballon gonfl qui tente de se rtracter afin de rduire son volume. Llastance du thorax agit pour tenter daugmenter leur volume. Ainsi, en labsence deffort musculaire, les forces qui sexercent

37、sur le thorax et les poumons sopposent entre elles et, un certain volume, seront gales et opposes et conduiront une position de repos. Le volume pulmonaire auquel cela se produit est dsign par volume de relaxation. Lors dune inspiration, le thorax augmente de volume et le diaphragme (repre 3) descen

38、d. Lgende 1 poumons 2 cage thoracique 3 diaphragme 4 voies respiratoires Figure 1 Reprsentation schmatique du thorax et des poumons dune personne (vue en coupe transversale) La Figure 2 illustre/dfinit les variations se produisant lors de la respiration. Lillustration montre quune inspiration commen

39、ce au point A et que le volume pulmonaire augmente jusqu ce quil atteigne le point B, o lexpiration suivante commence. La diffrence de volume entre les points A et B est le volume de la respiration, dsign par volume courant. Une inspiration maximale est indique comme le point C et une expiration max

40、imale comme le point D. La diffrence de volume entre ces deux points correspond la variation de volume maximale envisageable et est dsigne comme la capacit vitale, CV. La plage de CV varie de 3 l 6 l et dpend de lge, de la taille et du sexe de la personne. Mme avec un effort expiratoire maximal, un

41、certain volume reste dans les poumons. Si les poumons pouvaient tre compltement vids, le volume reprsent par la ligne E serait atteint. Le point A est celui o les muscles respiratoires sont relchs et le volume concern est dsign par volume de relaxation. Pour dsigner ce point, on utilise galement le

42、terme volume de rserve expiratoire, VRE, qui peut tre calcul comme la diffrence entre les points A et D. Le troisime terme employ est la capacit rsiduelle fonctionnelle, CRF, qui reprsente la diffrence de volume entre les points A et E. ISO 2012 Tous droits rservs 3 ISO/TS 16976-4:2012(F) Lgende X t

43、emps Y volume pulmonaire A dbut dune inspiration B fin dune inspiration et dbut de lexpiration suivante C inspiration maximale D expiration maximale E poumons et thorax compltement vides F igure 2 D fini t ion s des v ar iat ions de vo l u m e s Pour inspirer, un effort est ncessaire pour venir bout

44、 de llastance combine de la cage thoracique et des poumons, ainsi que de la rsistance au dbit dair dans les voies respiratoires. La Figure 3 illustre la pression gnre et les variations de volume qui en rsultent. 4 ISO 2012 Tous droits rservs ISO/TS 16976-4:2012(F) Lgende X pression alvolaire, en kPa

45、 Y volume, en pourcentage de CV A dbut dune inspiration et fin de lexpiration suivante B fin dune inspiration et dbut de lexpiration suivante C un point sur la ligne dlastance lors dune inspiration D un point sur la ligne combine dlastance et de chute de pression lors dune inspiration E un point sur

46、 la ligne combine dlastance et de chute de pression lors dune expiration NOTE La ligne tirete nest pas une droite mais sa pente devient moins abrupte volume faible et volume lev. F igure 3 Vo l u m e pulmonaire en fonc t ion de la press ion en l a b s e n c e d u n A PR (voir 4.1 pour les dtails) Po

47、ur une personne, les muscles gnrent la pression qui, son tour, gnre une variation du volume pulmonaire. Par consquent, la pression reprsente la variable indpendante et le volume reprsente la variable dpendante. Cest le contraire qui se produit pour un APR car, pour celui-ci, cest la variation de volume dans les poumons (cest-dire le dbit de gaz) qui gnre une pression due la rsistance au dbit dair. Au dbut de linspiration (point A dans la Figure 3), aucune pression nest gnre, cest-dire quil sagit du volume de relaxation. A l