Les plaies chroniques restent un problème de santé important dans le monde. La compression de la jambe inférieure est un traitement efficace dans la prévention des maladies veineuses et lymphatiques, avec des résultats qui dépendent fortement du gradient de compression appliqué de bas en haut le long de la jambe. Un outil d'aide à la pose des bandes et au contrôle du maintien des niveaux de pressions dans le temps serait donc très utile pour améliorer l'efficacité du traitement. L'objectif de cette étude est donc de développer un "système de mesure embarqué" capable de détecter les pressions de contention et d'enregistrer automatiquement leur valeur en fonction du temps, à distance et sans fil de connexion. Ceci nécessite de mettre au point un capteur de pression souple et fin et un système électronique embarqué miniaturisé qui communiquera les valeurs mesurées à une station d'enregistrement. Ce travail a été réalisé au sein du Laboratoire de recherche et de conception (LRC) d'URGO à Chenôve du Laboratoire d'Electronique, d'Informatique et d'Images (LE2I - uMR 5158) de l'Université de Bourgogne. Il s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche européen associant des partenaires industriels et universitaires (CEA-Léti, Philips, Fraunhofer, etc.).Ce projet collaboratif, intitulé STELLA (STretchable ELectronic for Large area Applications) nous a permis de bénéficier de l'aide de tous nos partenaires. L'optimisation du capteur de pression représente l'avancée majeure de ce travail de thèse. En effet, le fait d'ajouter des éléments d'une certaine dureté à l'interface entre le capteur et la peau a permis d'améliorer les caractéristiques métrologiques liées à la mesure de pression en thérapie de compression. Cette réalisation a fait l'objet d'un dépôt d'une demande de brevet (FR0950147). Nos choix pour la réalisation du prototype final ont été détaillés dans ce mémoire de thèse. Ils ont été guidés par un cahier des charges fonctionnel établi en début de projet. / Chronic wounds are a major health problem worldwide.The compression of the lower leg is an effective treatment in preventing venous and lymphatic disease, with results that depend strongly on the gradient of compression applied upward along the leg. A tool for laying tape and control the maintenance of pressure levels over time would be very useful to improve the effectiveness of treatment. The objective of this study is to develop a "board measurement system" capable of detecting pressure containment and automatically record their value over time, distance and wireless electrical connection. This requires to develop a pressure sensor thin and flexible and a miniaturized electronic system to communicate the values measured at a recording station. This work was performed at the Laboratoires Recherche et Conception (LRC) of URGO Chenôve and at the Laboratoire d'Electronique d'Informatique et d'Images (LE2I - UMR 5158) of the University of Burgundy. It is part of a European research project involving partners from industry and academia (CEA - LETI, Philips, Fraunhofer, etc.). This collaborative project, called STELLA (STretchable ELectronic for Large Area Applications) enabled us to benefit from the assistance of our partners. The optimization of the pressure sensor is the major breakthrough of this thesis. Indeed, the addition of elements of a certain hardness at the interface between the sensor and the skin has improved matrological characteristics related to the measurement of pressure in compression therapy. This achievement has been the subject of an application for a patent (FR0950147). Our choices for the realization of the final prototype were detailed in this thesis. They were guided by functional requirements established at the beginning of the project.

SAMMANFATTNING    Bakgrund: Venösa bensår är ett globalt vanligt förekommande fenomen, 1–2 % av jordens befolkning anses vara drabbade. Bensår skapar stort lidande för patientens fysiska och psykiska hälsa. Två vanliga förekommande problem är smärta och isolering. Det finns flera metoder för att läka venösa bensår där flerlagers-kompressionslinda anses vara en av det bästa metoderna. Att läka bensår skulle kunna minska patientlidandet.    Syfte: Att sammanställa och jämföra läkningseffekten av två- och fyra-lagerskompressionslindning hos patienter med venösa bensår.   Metod: En deskriptiv design med litteraturöversikt användes som metod där tio vetenskapliga kvantitativa originalartiklar inkluderades. Artikelsökning gjordes i databaserna PubMed och CINAHL.   Resultat: Litteraturöversikten kunde inte påvisa en skillnad mellan 2LB- och 4LB-kompressiongrupperna för förbättrad och fullständig läkningsförmåga. Båda lindorna bekräftades ha en sårläkande effekt. Effekten av kompressionslindorna gav en mer påskyndad sårläkning, än hos patienter utan kompressionsbehandling. Majoriteten av de inkluderade studierna visade på ett liknande resultat i fullständig procentuell läkning mellan två-lagerkompressionslindning (2LB) och fyra-lagerkompressionslindning (4LB).   Slutsats: Litteraturöversikten visar att kompressionsbehandling med 2LB och 4LB har en likvärdig och god sårläkande effekt för patienter. Både 2LB och 4LB är mer gynnsam för sårläkning och välmående än utan kompressionsbehandling för patienter som lever med venösa bensår. / ABSTRACT Background: Venous leg ulcers is a globally common phenomenon, 1-2 % of the world’s population is believed to be affected. Leg ulcers causes great suffering for the patient's physical and mental health. Two common complications are pain and isolation. There are several methods to heal venous leg ulcers, multilayer-compression-therapy is considered one of the best methods. Healing leg ulcers could reduce patient suffering. Purpose: To compile and compare the healing effects of two- and four-layer compression therapy in patients with venous leg ulcers.   Method: A descriptive design with a literature review as method, with ten scientific quantitative original articles were included. Article searches was done in databases PubMed and CINAHL.   Results: The results did not show a difference between the 2LB and 4LB-groups regarding complete and improved healing. However, both methods had a healing effect. The bandages were more effective in accelerating healing in patients, than in patients without compression therapy. Most of the included studies showed a similar result in the percentage of complete healing effect between the two-layer compression therapy (2LB) and four-layer compression therapy (4LB).   Conclusion: This literature review demonstrated that compression therapy with 2LB and 4LB has an equally as well as good healing effect for patients. Both 2LB and 4LB are significantly more beneficial for wound healing and well-being than without compression therapy for patients living with venous leg ulcers.

Bakgrund: Kompressionsbehandling används till patienter med benödem och sår på underben vilket är en vanligt förekommande arbetsuppgift för sjuksköterskan i kommunal hälso-och sjukvård. Det finns riktlinjer för hur patientens cirkulatoriska status i benen ska bedömas i samband med en kompressionsbehandling. För att upprätthålla patientens följsamhet till kompressionsbehandling arbetar sjuksköterskan tillsammans med andra professioner i den kommunala hälso-och sjukvården. En bristande följsamhet hos patienten kan leda till patientlidande och ökade samhällskostnader. Syfte: Var att utifrån kommunal hälso- och sjukvård beskriva vidareutbildade sjuksköterskors erfarenheter av patienters följsamhet vid kompressionsbehandling och vad som kan påverka den. Metod: En kvalitativ studie där datainsamlingen skett genom semistrukturerade intervjuer med nio deltagare som innefattade både distriktssköterskor och vidareutbildade sjuksköterskor. Intervjuerna har analyserats utifrån en kvalitativ innehållsanalys med en induktiv ansats. Resultat: I resultatet framgick det att gynnande och bristande orsaker till patientens följsamhet till kompressionsbehandling kunde påverkas av de olika professionernas kunskap och förmåga till att informera och följa riktlinjer. Genom att sjuksköterskorna upprätthöll en kontinuitet kunde vården individanpassas vilket ökade patientens delaktighet och motivation till följsamhet.  Slutsats: Läkarnas engagemang och kunskap om kompressionsbehandling var avgörande för om riktlinjerna efterföljdes. Genom att personalen gav återkommande information till patienten bidrog det till en ökad motivation. Det kunde även ses ett samband mellan personalens kunskap och patientens förståelse för kompressionsbehandlingen vilket var av stor betydelse för patientens följsamhet. / Background: Compression therapy is used for patients with leg edema and wounds on the lower legs, which is a common task for the nurses in municipal healthcare. There are guidelines for how the patient's circulatory status in the legs should be assessed in connection with a compression therapy. In order to maintain the patient's compliance to compression therapy, the nurse works together with other professions in the municipal health care. A lack of patient compliance can lead to patient suffering and increased societal costs.  Purpose: Based on municipal health care, the study describes advanced nurses' experiences of patients' compliance with compression therapy and what can affect it.  Method: A qualitative study where the data collection took place through semi-structured interviews with nine participants that included both district nurses and advanced nurses. The interviews have been analyzed based on a qualitative content analysis with an inductive approach.  Results: The results showed that favourable and unfavourable reasons for the patient's compliance to compression therapy, could be influenced by the various professions' knowledge and ability to inform and follow guidelines. By the nurses maintaining continuity, the care could be individually adapted, which increased the patient's participation and motivation to compliance.  Conclusion: Physicians' commitment and knowledge of compression therapy was decisive for whether the guidelines were followed. By the staff giving recurring information to the patient, it contributed to increased motivation. A connection could also be seen between the staff's knowledge and the patient's understanding of the compression therapy, which was of great importance for the patient's compliance.

In order to address the long-term complications that arise from poor venous return, a hallmark of the Fontan physiology, we assessed the feasibility of a non-invasive, home therapy that will improve the health of the patient during the heart transplant waiting period and ameliorate the quality of life. In order to achieve this goal we tested a device that applies pressure to the lower extremities of the body (legs and abdomen) in a pulsating fashion with the goal of augmenting systemic blood flow to the pulmonary arteries. This treatment will enhance flow from the great veins and through the lungs and serve as adjunctive clinical treatment of single ventricle physiology. The specific aim of this study was to show improvements in cardiorespiratory measurements after applying external pressure as a proxy for improved health in the Fontan patient. Various studies have shown the impaired exercise capacity of post-operative Fontan patients, but very little data exists focusing on a period much later after the surgery. Our results among the two subjects completed so far have shown a moderately beneficial improvement in exercise capacity after the compression therapy. Subjects performed a treadmill exercise stress test at VCU that was followed by six days of applied external pressure treatment and finished with a final post-treatment stress test. Cardiorespiratory data was collected and analyzed for improvements from base level. Overall an improvement in exercise duration time, VO2 peak, ventilatory threshold, and OUES was observed, with only VE / VCO2 slope having mixed results. Both subjects seem to be relatively healthy Fontan patients, as indicated by their VO2 peak, VE/VCO2 slope and OUES. As a result, benefits of treatment may vary among a cohort of Fontan patients with poor health condition; a failing Fontan physiology for instance. The improvement in exercise capacity suggests that this therapy could be very beneficial to Fontan patients. These results warrants follow up studies to explore the extent of the clinical benefits of compression treatment among the Fontan population.

La prise en charge de l’insuffisance veineuse chronique (IVC) et du lymphœdème repose, traditionnellement, sur des méthodes de compression fondées sur des concepts généralement admis mais insuffisamment éprouvés. Le Projet « Phlébosthène », initié en 2010, comporte le développement et l’application d’outils d’étude biomécanique quantitative de l’œdème et des troubles fonctionnels veineux. Les études n°1 et 2 reposaient sur la volumétrie par mesures étagées de circonférence du membre supérieur chez des patientes présentant un lymphœdème. Elles ont montré la valeur prédictive des variations de volume obtenues par la phase intensive du traitement décongestif quant à l’évolution du lymphœdème à moyen terme et au risque de phénomène de rebond. L’étude n°3 a validé la volumétrie de membre par caméra laser 3D chez des sujets sains et des patients souffrant d’insuffisance veineuse chronique du membre inférieur, en comparaison à la volumétrie par déplacement d’eau, méthode de référence, avec l’avantage majeur de quantifier le volume du pied et de la main. L’étude n°4 comportait, au membre inférieur, la mesure des pressions d’interface, intraveineuse, et intramusculaire sans et avec orthèse de compression dégressive de force 2 et 3, et avec orthèse de compression progressive, au repos, lors d’une manœuvre de flexion-extension du pied en position allongée, et lors d’une manœuvre de haussement sur la pointe des pieds en position debout. L’échographie avec mesure de la force d’appui sur la sonde et analyse automatique d’image calculant l’aire veineuse permettait de déterminer la courbe force / aire d’une veine superficielle et d’une veine profonde du mollet en position allongée et debout. Nous avons inclus 57 patients souffrant d’IVC (21 au stade C1s, 18 au stade C3, et 18 au stade C5 selon la classification CEAP), et 54 sujets sains témoins (18 sédentaires, 18 actifs, 18 sportifs) appariés. Les mesures de pression intraveineuse et intramusculaire ont été réalisées chez un tiers des patients et sujets sains. Le traitement des données échographiques (1776 séquences) étant en cours, nous ne pouvons présenter que des résultats préliminaires et partiels. Les pressions d’interface évoluaient conformément aux attentes, atteignant des valeurs plus élevées sous compression de force 2 que sans compression, sous compression de force 3 que de force 2, et sous compression progressive que sous compression de force 2 ou 3. La compression progressive ne se distinguait nettement des compressions dégressives qu’au niveau du mollet et non de la cheville. Les pressions d’interface étaient généralement plus élevées, sous compression, chez les témoins et les patients au stade C5, et, à un moindre degré, au stade C3, que chez les patients au stade C1s. La pression intraveineuse variait en fonction de la posture et du mouvement et était corrélée à la taille du sujet et sa longueur de jambe en orthostatisme ainsi qu’avec le stade clinique d’IVC. La pression intramusculaire évoluait parallèlement à la compression. Les boucles force / aire veineuse montraient une hystérésis caractéristique, décrivant donc la viscoélasticité des veines examinées. L’analyse complète des résultats permettra de comparer les différentes orthèses de compression et leur effet sur la biomécanique veineuse des sujets sains et pathologiques, avec des données quantitatives sur les caractéristiques viscoélastiques des veines. Nous pourrons évaluer l’effet de l’activité physique en comparant les sujets sédentaires, actifs, et sportifs. L’objectif est, à terme, de produire un modèle mathématique permettant, à partir d’un ensemble limité de données obtenues de façon non-vulnérante, de prédire l’effet des différentes modalités de compression sur la biomécanique veineuse de façon à pouvoir déterminer, grâce à la description géométrique tridimensionnelle du membre, les paramètres individuels optimaux de compression. / The conventional treatment of chronic venous insufficiency (CVI) and lymphedema is based upon mechanical compression, relying on generally admitted but insufficiently proven concepts. The " Phlebosthene " project, initiated in 2010, involves the development and implementation of innovative tools for the quantitative biomechanical evaluation of edema and venous disorders. Studies #1 and #2 were based on the calculation of the upper limb volume by serial circumference measurements in patients with lymphedema. They demonstrated the predictive value of volume variations during the intensive phase of decongestive therapy as for the medium-term outcome and the risk of rebound phenomenon. Study #3 validated segmental limb volumetry by 3D laser scanning in healthy subjects and in patients with lower limb CVI, in comparison with water displacement (reference method), with the major advantage of quantifying the volume of the foot and toes. Study #4 included the measurement, at the lower limb, of interface, intravenous, and intramuscular pressure without and with compression stockings, comparing force 2 and force 3 graduated stockings with so-called progressive compression. Measurements were performed at rest, during flexion-extension movements of the foot while the subject was lying supine, and during a tip-toe test in the standing position. Synchronously recorded B-mode sonography with automatic image analysis allowed calculating the venous area and provided force / area curves of superficial and deep calf veins in the supine and in the standing position. We included 57 patients with CVI (21 at the C1s, 18 at the C3 and 18 at the C5 stage of CVI according to the CEAP classification), and 54 matched healthy controls (18 sedentary, 18 active, 18 sportive). Intravenous and intramuscular pressure measurements were performed in one third of patients. As the processing of the 1776 B-mode sonographic sequences is still underway, we can only offer here partial and preliminary results. Interface pressures evolved as expected, reaching higher values under graduated force 2 compression stockings than without compression, under graduated force 3 than force 2 compression, and under progressive than under graduated compression. Progressive compression clearly distinguished itself from graduated compression only at the calf but not at the ankle level. Interface pressures were generally higher, under compression, in controls and in patients with IVC at the C5 stage, and, to a lesser degree, at the C3 stage, than in patients at the C1s stage. Intravenous pressure varied with posture and movement and correlated with the subject’s size and leg length in orthostatic position, and with the CVI stage. The force / area curves of superficial and deep calf veins exhibited a characteristic hysteresis, yielding viscoelasticity information. When the database will be complete and consolidated, we will be able to compare different compression stockings and their effect on the venous biomechanics of healthy and pathological subjects, providing quantitative data on the viscoelastic characteristics of superficial and deep veins. We will also be able to assess the effect of physical activity on venous biomechanics by comparing sedentary, active, and sportive subjects. The confrontation of interface, intravenous, and intramuscular pressures with these biomechanical data will provide a mathematical model using a limited set of data obtained by simple and non-invasive measurements to predict the effect of compression stockings on the biomechanics of superficial and deep veins, in order to determine, with the help of 3D laser scanning, the optimal individual compression settings.