La courbe pression-volume (PV) est obtenue en mesurant la pression dans les voies aériennes (pression intrapulmonaire. Ppulm) pour différents niveaux de gonflement des poumons (Vpulm) durant un cycle respiratoire. La relation entre ces grandeurs est représentée graphiquement en couplant chaque valeur de Vpulm à la valeur de Ppulm correspondante.
Pour déterminer les caractéristiques de la relation pression-volume, Vpulm à la position de repos expiratoire (position de relaxation) est considéré égal à zéro. Ppulm = 0 par rapport à la pression atmosphérique (A, a). A partir de cette position de départ, de petits volumes d'air connus sont inspirés (+Vpulm) ou expirés (-Vpulm) . A la fin de chaque palier, le robinet du spiromètre placé à la bouche du sujet est fermé et on mesure Ppulm, correspondant au volume des voies respiratoires. (Les muscles respiratoires doivent être relaxés). Il faut noter que durant les mesures, Vpulm est respectivement comprimé ou distendu par rapport au volume original mesuré à l'aide du spiromètre.
Dans ces conditions statiques de relaxation, on obtient la courbe de distension de repos de l'ensemble « poumon + thorax ». L'inspiration crée une augmentation de pression (Vpulm et Ppulm > 0), l'expiration produit une chute de pression (Vpulm et Ppulm < 0). Ces pressions s'élèvent à partir de la position de relaxation passive des poumons et de la cage thoracique puis retournent à leur position de départ. Ces forces de distension sont d'autant plus élevées que Vpulm, s'écarte de 0.
La pente de la courbe de distension de repos décrit la compliance (statique) (distensibilité du volume) de l'ensemble « poumons + thorax ». La compliance s'exprime par ΔVpulm / ΔPpulm en chaque point de la courbe. La compliance la plus élevée se situe entre la position de relaxation et Vpulm =+11, donc dans la zone de respiration normale. A ce niveau, il faut que la contre-pression par unité de volume soit la plus faible (valeur normale = 1 ml/Pa ou 0.1 l/cm H2O).
La compliance qui vient d'être décrite s'aPplique à l'ensemble poumons + thorax. On peut aussi distinguer séparément d'une part, une compliance pour le thorax seul ΔVpulm/ΔPpl et d'autre part une compliance pour les poumons seuls ΔVpulm / Δ(Ppulm - Ppl) (Ppl = pression intrapleurale).
La compliance est augmentée dans l'emphysème et diminuée lors de fibrose et congestion pulmonaires. Par analogie avec la courbe de distension de repos, on peut également tracer le diagramme pression/volume lors d'une contraction maximale des muscles respiratoires, expiration et inspiration étant maximales. Les muscles expiratoires ne peuvent provoquer qu'une pression relativement faible à partir d'une position d'expiration forcée (Vpulm < 0 ), alors que le maximum de pression atteint plus de 15 kPa (≈ 150cm H2O) lorsque Vpulm est positif et élevé. Delà même façon, l'attraction la plus élevée lors de l'inspiration peut être obtenue à partir de la position d'expiration maximale.
Si l'on mesure la courbe de distension pendant la respiration (diagramme dynamique pression/volume), on obtient des valeurs différentes au cours de l'inspiration et de l'expiration : cela donne sur le diagramme un ovoïde. Le « gradient de pression » porté en abscisse correspond par exemple à la différence de pression entre la bouche et l'atmosphère lors de la ventilation artificielle à pression positive.
Les surfaces comprises à l'intérieur de l'ovoïde correspondent au travail respiratoire développé durant l'inspiration ou l'expiration contre les résistances à l'écoulement de l'air et contre les forces de frottement du poumon et du thorax. Ce travail est égal au produit pression-volume (Pa * m3 = J). La surface hachurée représente ! le travail contre les forces élastiques (Aelast) de l'ensemble poumons + thorax. Le travail inspiratoire total correspond à ARinsp + ARexp (aire rosé + surface hachurée). Le travail expiratoire total est égal à ARexp – ARinsp. Comme au repos l'énergie élastique accumulée durant l'inspiration est plus grande que le travail expiratoire contre les forces de frottement (ARinsp > ARexp l'expiration ne demande aucune énergie suPplémentaire. Lors de la respiration forcée la surface verte devient supérieure à la surface hachurée (ARexp > ARinsp). Ainsi, l'activité musculaire devient nécessaire et est utilisée (1) pour le déplacement accéléré de l'air et (2) pour diminuer Vpulm en dessous du niveau respiratoire de repos. Durant des exercices pénibles, le travail respiratoire peut atteindre 20 fois sa valeur de repos.
Le travail respiratoire effectué contre les forces de frottement de l'air à l'écoulement et du poumon (mais pas du thorax) et contre les forces élastiques du poumon, peut être mesuré durant la respiration spontanée. Au lieu de mesurer le « gradient de pression efficace », Ppl est mesuré à l'aide d'un capteur de pression placé dans l'œsophage. Dans ce cas, « 0 kPa » doit être remplacé par Ppl au niveau de repos respiratoire (- 0,3 kPa ) et la pression inspiratoire la plus élevée doit être remplacée par la Ppl la plus négative.