Calculateur du gradient A-a (alvéolo-artériel en oxygène)
Calculez le gradient alvéolo-artériel en oxygène à partir d’une gazométrie : saisissez la FiO2, la PaO2, la PaCO2 et l’âge pour obtenir la PO2 alvéolaire par l’équation des gaz alvéolaires, le gradient A–a en mmHg et en kPa, et savoir s’il dépasse l’estimation selon l’âge de (âge ÷ 4) + 4 mmHg.
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Guides
- Gradient A–a normal selon l’âge, et signification d’un gradient augmentéGradient A-a normal selon l’âge de 20 à 80 ans, origine de la règle (âge/4) + 4, et comment un gradient normal ou augmenté classe les causes d’hypoxémie.
Comment fonctionne ce calculateur du gradient A–a
Ce calculateur du gradient A–a mesure la perte de pression en oxygène entre les alvéoles et le sang artériel. La PO2 artérielle (PaO2) vient directement d’une gazométrie, mais la PO2 alvéolaire (PAO2) ne peut pas être mesurée au lit du patient : le calculateur l’estime donc par l’équation des gaz alvéolaires, la relation que Fenn, Rahn et Otis ont établie dans leur étude de 1946 sur l’air alvéolaire en altitude. La PAO2 est égale à la fraction inspirée d’oxygène (FiO2) multipliée par la pression barométrique moins la pression de vapeur d’eau, moins la PCO2 artérielle divisée par le quotient respiratoire. Les valeurs par défaut sont celles de la revue de 2017 de Sarkar et ses collègues sur l’hypoxémie, publiée dans Lung India : pression barométrique de 760 mmHg au niveau de la mer, pression de vapeur d’eau de 47 mmHg à 37 °C et quotient respiratoire de 0.8. En air ambiant avec une PaCO2 de 40 mmHg, on obtient une PAO2 d’environ 100 mmHg. Le gradient A–a est cette PAO2 moins la PaO2 mesurée.
PO2 alvéolaire : PAO2 = FiO2 × (Patm − PH2O) − PaCO2 ÷ QR
Gradient A–a = PAO2 − PaO2
Estimation selon l’âge (air ambiant) = (âge ÷ 4) + 4 mmHg. Une FiO2 supérieure à 1 est lue comme un pourcentage : 21 et 0.21 donnent donc le même résultat. Les kPa sont convertis avec 1 kPa = 7.50062 mmHg.
Exemple chiffré, avec les valeurs chargées ci-dessus : une personne de 60 ans en air ambiant a une PaO2 de 70 mmHg et une PaCO2 de 40 mmHg. PAO2 = 0.21 × (760 − 47) − 40 ÷ 0.8 = 149.7 − 50 = 99.7 mmHg, et le gradient A–a vaut 99.7 − 70 = 29.7 mmHg (3.96 kPa). L’estimation selon l’âge est de 60 ÷ 4 + 4 = 19 mmHg : ce gradient est donc augmenté pour l’âge de 10.7 mmHg. En kPa, les valeurs de ce même patient sont d’environ 9.3 kPa pour la PaO2, 5.3 kPa pour la PaCO2, 101.3 kPa pour la pression barométrique et 6.3 kPa pour la vapeur d’eau ; changer d’unité convertit les champs pour vous. En air ambiant au niveau de la mer, l’équation se simplifie en PAO2 ≈ 149.7 − 1.25 × PaCO2 en mmHg.
Résultats du gradient A–a et leur signification
Un résultat de gradient A–a s’interprète par rapport à ce qui est attendu pour l’âge du patient, car le gradient s’élargit avec l’âge. La revue de Sarkar indique une différence A–a inférieure à 10 mmHg chez une personne jeune et attribue son augmentation avec l’âge à une inadéquation ventilation–perfusion (V/Q) croissante. Ce calculateur compare le résultat à la règle de chevet (âge ÷ 4) + 4 mmHg, que Stein, Goldhaber et Henry ont utilisée comme l’une des définitions d’un gradient normal dans leur analyse de 1995 de l’étude PIOPED, et affiche à côté la droite de régression de Mellemgaard de 1966, 2.5 + 0.21 × âge. Cette règle est une estimation plutôt qu’un intervalle de référence : nous n’avons pas pu en retrouver la dérivation d’origine. Chez un patient hypoxémique, un gradient dans les limites de l’estimation oriente vers une hypoventilation, qui abaisse la PAO2 en augmentant la PaCO2. Un gradient augmenté oriente vers le poumon lui-même : inadéquation V/Q, shunt ou trouble de la diffusion, les trois mécanismes que la revue de Sarkar cite comme élargissant le gradient.
| Résultat | Interprétation | Ce qu’il évoque |
|---|---|---|
| Inférieur ou égal à (âge ÷ 4) + 4, air ambiant | Dans les limites de l’estimation selon l’âge | Échanges gazeux conformes à l’âge. Si la PaO2 est basse, rechercher une hypoventilation : une PaCO2 élevée avec une membrane alvéolo-capillaire intacte. |
| Supérieur à (âge ÷ 4) + 4, air ambiant | Augmenté pour l’âge | Inadéquation V/Q (par exemple asthme, BPCO, pneumopathie interstitielle), shunt (pneumonie, œdème pulmonaire, SDRA) ou trouble de la diffusion (emphysème, pneumopathie interstitielle). |
| Toute valeur avec une FiO2 supérieure à 0.21 | Règle selon l’âge non valable | Le gradient normal s’élargit quand la FiO2 augmente : comparez aux gradients antérieurs obtenus avec la même FiO2 plutôt qu’à la règle selon l’âge. |
| Inférieur à 0 | Non physiologique | Vérifiez la FiO2, les unités de la PaO2 et de la PaCO2, et que le prélèvement était artériel. |
Les exemples de causes du tableau sont ceux que cite la revue de Sarkar pour chaque mécanisme. Pour un tableau complet des valeurs attendues selon l’âge de 20 à 80 ans et une démarche pas à pas pour classer une hypoxémie, consultez le guide sur le gradient A–a normal selon l’âge.
Quand le gradient A–a est moins fiable
Le gradient A–a ne vaut que par les hypothèses de l’équation des gaz alvéolaires, et plusieurs d’entre elles ne tiennent pas chez les patients graves. L’équation suppose un état stable, un quotient respiratoire proche de 0.8 avec une alimentation standard et une PCO2 alvéolaire égale à la PCO2 artérielle, comme l’expose la revue de Sarkar. Augmenter la FiO2 élargit le gradient normal, car l’oxygène alvéolaire augmente davantage que l’oxygène artériel : un gradient mesuré sous oxygène ne peut donc pas être jugé selon une règle établie en air ambiant. La pression barométrique diminue avec l’altitude : au-dessus du niveau de la mer, saisissez la pression locale au lieu de 760 mmHg. La règle selon l’âge est elle-même une approximation : Mellemgaard a étudié 80 sujets sains en position assise âgés de 15 à 75 ans, comme le résume le manuel de Murray et Nadel, et sa droite de régression se situe environ 2 à 4.5 mmHg en dessous de (âge ÷ 4) + 4 sur cet intervalle. Un gradient normal n’exclut pas non plus une maladie, comme l’a montré l’analyse PIOPED sur l’embolie pulmonaire.
Dans cette analyse, Stein et ses collègues ont étudié 280 patients ayant une embolie pulmonaire prouvée par angiographie et 499 chez qui elle avait été exclue. Avec une normale définie comme un gradient inférieur ou égal à âge/4 + 4, 8 % à 10 % des patients ayant une embolie avaient un gradient A–a normal, et des pourcentages comparables des patients sans embolie aussi : les auteurs ont donc conclu qu’un gradient normal n’excluait pas une embolie pulmonaire aiguë. Avec un seuil de 20 mmHg, la proportion était de 11 % à 14 %. La revue de Sarkar ajoute qu’une hypoventilation prolongée peut provoquer des atélectasies et élargir le gradient : un gradient augmenté et une PaCO2 élevée peuvent donc coexister.
Questions
Quel est le gradient A–a normal ?
Moins de 10 mmHg chez un adulte jeune en air ambiant, en augmentant avec l’âge. L’estimation de chevet est (âge ÷ 4) + 4 mmHg, par exemple 14 mmHg à 40 ans et 24 mmHg à 80 ans. Le guide sur le gradient A–a normal selon l’âge présente le tableau complet.
Quelle est la formule du gradient A–a ?
Gradient A–a = PAO2 − PaO2, avec PAO2 = FiO2 × (Patm − PH2O) − PaCO2 ÷ QR. En air ambiant au niveau de la mer avec un QR de 0.8, cela devient PAO2 ≈ 149.7 − 1.25 × PaCO2 mmHg.
Puis-je saisir les valeurs en kPa ?
Oui. Choisissez kPa et les champs de pression sont convertis (1 kPa = 7.50062 mmHg) ; les valeurs par défaut au niveau de la mer deviennent environ 101.3 kPa et 6.3 kPa. Le gradient est affiché en mmHg et en kPa.
Un gradient A–a normal exclut-il une embolie pulmonaire ?
Non. Dans l’analyse PIOPED de Stein et ses collègues, 8 % à 10 % des patients ayant une embolie prouvée par angiographie avaient un gradient inférieur ou égal à âge/4 + 4.
Mes données sont-elles envoyées quelque part ?
Non. Le calcul s’effectue dans votre navigateur, et les valeurs saisies ne sont ni envoyées ni conservées.
Sources
- Fenn WO, Rahn H, Otis AB. A theoretical study of the composition of the alveolar air at altitude. Am J Physiol. 1946;146(5):637–653. doi:10.1152/ajplegacy.1946.146.5.637
- Curran-Everett D. A classic learning opportunity from Fenn, Rahn, and Otis (1946): the alveolar gas equation. Adv Physiol Educ. 2006;30(2):58–62. doi:10.1152/advan.00076.2005
- Sarkar M, Niranjan N, Banyal PK. Mechanisms of hypoxemia. Lung India. 2017;34(1):47–60. doi:10.4103/0970-2113.197116
- Mellemgaard K. The alveolar-arterial oxygen difference: its size and components in normal man. Acta Physiol Scand. 1966;67(1):10–20. doi:10.1111/j.1748-1716.1966.tb03281.x
- Gold WM, Koth LL. Pulmonary function testing. In: Murray and Nadel's Textbook of Respiratory Medicine. 6th ed. Elsevier; 2016:407–435.e18. doi:10.1016/B978-1-4557-3383-5.00025-7
- Stein PD, Goldhaber SZ, Henry JW. Alveolar-arterial oxygen gradient in the assessment of acute pulmonary embolism. Chest. 1995;107(1):139–143. doi:10.1378/chest.107.1.139