19 Oct 26
ESI : obtenir davantage d’informations à partir de la spirométrie dans la BPCO
Deux patients atteints de BPCO peuvent présenter le même VEMS et avoir des caractéristiques physiopathologiques et structurelles très différentes.
La quantification de la limitation du débit aérien est fondamentale, mais elle ne décrit pas à elle seule toute l’hétérogénéité de la maladie. La morphologie de la courbe débit-volume contient des informations supplémentaires, et l’Index de Sévérité de l’Emphysème (ESI) a été développé pour permettre de les quantifier.
Lorsqu’un pneumologue interprète une spirométrie, il examine naturellement le VEMS, la CVF et le rapport VEMS/CVF. Mais il observe également la forme de la portion expiratoire de la courbe débit-volume.
L’expérience clinique nous a habitués à associer une concavité croissante de la courbe — en particulier lorsque son tracé s’écarte de la diminution normale, quasi monoexponentielle, du débit — à la présence d’une composante emphysémateuse et à une atteinte des petites voies aériennes.
Le problème est que cette évaluation est traditionnellement visuelle, qualitative et inévitablement subjective.
L’ESI est né d’un concept très simple : transformer cette observation visuelle en une mesure quantitative.
L’ESI décrit la morphologie de la portion expiratoire de la courbe débit-volume au moyen d’un score continu de 0 à 10.
Le calcul utilise cinq mesures déjà disponibles en spirométrie conventionnelle :
Autrement dit, l’ESI attribue une valeur numérique à une caractéristique de la courbe que le médecin expérimenté a déjà l’habitude d’observer.
Une particularité de cet indice est qu’il est calculé à partir de valeurs spirométriques absolues. Il ne nécessite donc ni valeurs prédites, ni corrections en fonction de l’âge, du sexe ou de la taille, ni équations de référence populationnelles.
Il s’agit probablement de l’aspect le plus intéressant sur le plan clinique.
Deux patients peuvent présenter le même degré de diminution du VEMS, mais des mécanismes physiopathologiques différents.
Un ESI relativement faible oriente en revanche vers une composante plus importante d’atteinte des voies aériennes proximales, comme cela peut être le cas dans le phénotype bronchitique chronique.
Le VEMS et l’ESI fournissent donc des informations différentes et complémentaires : le VEMS quantifie principalement la sévérité de l’obstruction ; l’ESI contribue à décrire le mécanisme physiopathologique à l’origine de la morphologie particulière de la courbe expiratoire.
La BPCO est une maladie hétérogène. Des patients présentant un degré d’obstruction apparemment similaire peuvent avoir des phénotypes différents.
La possibilité de mieux caractériser une composante à prédominance emphysémateuse par rapport à une composante à prédominance bronchique peut contribuer, avec les symptômes, les antécédents cliniques et les autres données disponibles, à une évaluation plus individualisée du patient et, potentiellement, à une personnalisation plus appropriée des choix thérapeutiques.
L’ESI ne doit donc pas être interprété isolément, mais intégré aux autres éléments de l’évaluation clinique et fonctionnelle.
La relation entre l’ESI et les altérations structurelles pulmonaires a été étudiée par tomodensitométrie (TDM).
Les premières études ont montré des associations entre l’ESI et la présence ainsi que la sévérité de l’emphysème évalué par TDM quantitative (Occhipinti M, et al. 2019). La validation ultérieure chez 5 930 participants à l’étude COPDGene, dont la spirométrie et la TDM avaient été réalisées le même jour, a confirmé que la morphologie de la courbe expiratoire permet d’obtenir des informations physiologiques corrélées à la composante structurelle de la maladie (Occhipinti M, et al. 2020).
Cela ne signifie pas que l’ESI puisse remplacer la TDM lorsqu’une caractérisation anatomique est nécessaire.
L’avantage est que cette information est obtenue à partir de la même manœuvre spirométrique, sans irradiation, sans examen supplémentaire et sans augmenter la durée du test.
Les données disponibles suggèrent que l’intérêt de l’ESI pourrait s’étendre au-delà des patients chez lesquels une BPCO a déjà été diagnostiquée.
Dans une population générale suédoise, des valeurs croissantes de l’ESI ont été associées à la mortalité toutes causes confondues et à la mortalité respiratoire (Luoto J, et al. 2022).
Plus récemment, une étude épidémiologique italienne a montré que l’ESI peut fournir des informations cliniquement pertinentes également chez des sujets ne présentant pas de limitation du débit aérien selon les critères spirométriques conventionnels (Maio S, et al. 2026). Ces résultats suggèrent un intérêt potentiel dans l’évaluation des fumeurs et des sujets à risque.
Bien entendu, une valeur élevée de l’ESI chez un sujet sans limitation du débit aérien ne suffit pas, à elle seule, à établir un diagnostic de BPCO ou d’emphysème : elle constitue une information physiologique supplémentaire qui doit être interprétée dans le contexte clinique.
Le principal résultat indique que, lorsque la TDM n’est pas disponible, l’ESI permet de restituer une partie de l’information fournie par les critères structurels de la TDM, en particulier chez les patients présentant une limitation du débit aérien, en utilisant exclusivement des informations déjà contenues dans la spirométrie conventionnelle.
Ce résultat doit encore être considéré comme préliminaire jusqu’à la publication de l’étude, mais il est cohérent avec le concept physiopathologique sur lequel repose l’indice : utiliser la morphologie de la courbe expiratoire comme descripteur physiologique des altérations structurelles du poumon.
Pour le pneumologue, l’ESI quantifie une information traditionnellement recherchée par l’observation visuelle de la courbe débit-volume et l’intègre aux paramètres conventionnels.
Pour le médecin généraliste, le calcul automatique fournit une information supplémentaire pour mieux caractériser le profil du patient, sans nécessiter de nouvelle manœuvre ni de nouvel examen.
Dans les deux cas, l’ESI ne modifie pas le rôle des paramètres spirométriques traditionnels et ne remplace pas les autres outils diagnostiques lorsqu’ils sont indiqués. Il permet plutôt d’exploiter plus pleinement les informations déjà contenues dans la spirométrie.
Dans les appareils Minispir Plus ESI et Spirolab Plus ESI, le calcul de l’ESI est intégré aux paramètres spirométriques standard.
L’élément distinctif ne consiste donc pas à ajouter une autre procédure diagnostique, mais à extraire automatiquement une information supplémentaire de la même manœuvre.
Ni nouvelle manœuvre ni nouvel examen : une lecture plus complète des informations déjà contenues dans la courbe débit-volume.
Découvrez les spiromètres MIR qui intègrent l’ESI
Ferrara F, De Berardinis F, Scognamiglio M, Zovi A. An Italian regional analysis on chronic obstructive pulmonary disease (COPD): Correct diagnosis and lifestyle play a fundamental role in supporting drug therapy and containing healthcare costs. Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 399:20091–20098. https://doi.org/10.1007/s00210-026-05597-y
Maio S, Viegi G, Carrozzi L, Baldacci S, Sarno G, Angino A, Stanisci I, Tagliaferro S, Silvi P, Cenerini G, Paladina M, Occhipinti M, Paoletti M, Pistolesi M, Pistelli F. Emphysema Severity Index: A new spirometric parameter in epidemiology. ERJ Open Research 2026;12:01587-2025. https://doi.org/10.1183/23120541.01587-2025
Luoto J, Pihlsgård M, Pistolesi M, Paoletti M, Occhipinti M, Wollmer P, Elmsthål S. Emphysema severity index (ESI) associated with respiratory death in a large Swedish general population. Respiratory Medicine 2022;200:106899.https://doi.org/10.1016/j.rmed.2022.106899
Occhipinti M, Paoletti M, Bartholmai BJ, Rajagopalan S, Karwoski RA, Nardi C, Inchingolo R, Larici A, Camiciottoli G, Lavorini F, Colagrande S, Brusasco V, Pistolesi M. Spirometric assessment of emphysema presence and severity as measured by quantitative CT and CT-based radiomics in COPD. Respiratory Research 2019;20:101. https://doi.org/10.1186/s12931-019-1049-3.
Occhipinti M, Paoletti M, Crapo JD, Make BJ, Lynch DA, Brusasco V, Lavorini F, Silverman EK, Regan EA, Pistolesi M. Validation of a method to assess emphysema severity by spirometry in the COPDGene study. Respiratory Research 2020;21(1):103. https://doi.org/10.1186/s12931-020-01366-4.
Castaldi PJ, Paoletti M, Occhipinti M Sorano A, Lavorini F, Maiorino E, Hersh CP, Silverman EK, Crapo JD, Bhatt SP, Pistolesi M. The Emphysema Severity Index: Representing CT Abnormalities in a Multidimensional COPD Framework. Manuscript in preparation.
