Th--Méd.--Nancy 1, 1984. N°: 75.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

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.

L'objectif de ce travail est de caractériser le tissu musculaire en évaluant sa qualité à partir de données d'imagerie. Plus précisement, on se propose de développer des outils de prédiction de la tendreté de la viande bovine, basés sur le processus de vision artificielle, en étudiant le tissu conjonctif intramusculaire qui contribue de manière significative à la dureté intrinsèque de la viande. Les images des coupes de muscles, ont été acquises avec deux types d'éclairage : lumière blanche polarisée et ultraviolet. Notre contribution pour analyser ces images est basée sur une approche multiéchelle. Deux méthodes de segmentation ont été proposées, elles sont basées sur la transformée en ondelettes discrète, notamment l'algorithme "à trous". La première repose sur le seuillage universel et la seconde sur l'algorithme de K-moyennes appliqué à l'image résultante d'une sommation sur les plans d'ondelettes. Un autre volet de ce travail concerne l'extraction des paramètres et la décision. L'information retenue est la distribution des tailles d'objets éléments de la trame conjonctive de viande. Les outils statistiques que sont la régression linéaire et les réseaux de neurones ont été appliqués aux données issues des étapes de traitement des images. Le modèle final qui a été retenu pour la prévision de la tendreté a été déterminé selon un critère de maximisation du R2. Le choix du nombre de paramètres a été basé sur un critère de validation croisée (Leave one out). Les résultats de prédiction, issus de la base de données d'étude, sont très encourageants, mettant en évidence une corrélation certaine entre les paramètres d'images et la qualité sensorielle de la viande en particulier la tendreté.

La déchirure de la coiffe des rotateurs est une des causes les plus fréquentes de douleur et de dysfonctionnement de l'épaule. La réparation chirurgicale est couramment réalisée chez les patients symptomatiques et de nombreux efforts ont été faits pour améliorer les techniques chirurgicales. Cependant, le taux de re-déchirure est encore élevé ce qui affecte les stratégies de réhabilitation post-opératoire. Les recommandations post-chirurgicales doivent trouver un équilibre optimal entre le repos total afin de protéger le tendon réparé et les activités préconisées afin de restaurer l'amplitude articulaire et la force musculaire. Après une réparation de la coiffe, l'épaule est le plus souvent immobilisée grâce à une écharpe ou une orthèse. Cependant, cette immobilisation limite aussi la mobilité du coude et du poignet. Cette période qui peut durer de 4 à 6 semaines où seuls des mouvements passifs peuvent être réalisés. Ensuite, les patients sont incités à réaliser les exercices actifs assistés et des exercices actifs dans toute la mobilité articulaire pour récupérer respectivement l’amplitude complète de mouvement actif et se préparer aux exercices de résistance réalisés dans la phase suivante de la réadaptation. L’analyse électromyographique des muscles de l'épaule a fourni des évidences scientifiques pour la recommandation de beaucoup d'exercices de réadaptation au cours de cette période. Les activités sollicitant les muscles de la coiffe des rotateurs à moins de 20% de leur activation maximale volontaire sont considérés sécuritaires pour les premières phases de la réhabilitation. À partir de ce concept, l'objectif de cette thèse a été d'évaluer des activités musculaires de l'épaule pendant des mouvements et exercices qui peuvent théoriquement être effectués au cours des premières phases de la réhabilitation. Les trois questions principales de cette thèse sont : 1) Est-ce que la mobilisation du coude et du poignet produisent une grande activité des muscles de la coiffe? 2) Est-ce que les exercices de renforcement musculaire du bras, de l’avant-bras et du torse produisent une grande activité dans les muscles de la coiffe? 3) Au cours d'élévations actives du bras, est-ce que le plan d'élévation affecte l'activité de la coiffe des rotateurs? Dans notre première étude, nous avons évalué 15 muscles de l'épaule chez 14 sujets sains par électromyographie de surface et intramusculaire. Nos résultats ont montré qu’avec une orthèse d’épaule, les mouvements du coude et du poignet et même quelques exercices de renforcement impliquant ces deux articulations, activent de manière sécuritaire les muscles de ii la coiffe. Nous avons également introduit des tâches de la vie quotidienne qui peuvent être effectuées en toute sécurité pendant la période d'immobilisation. Ces résultats peuvent aider à modifier la conception d'orthèses de l’épaule. Dans notre deuxième étude, nous avons montré que l'adduction du bras réalisée contre une mousse à faible densité, positionnée pour remplacer le triangle d’une orthèse, produit des activations des muscles de la coiffe sécuritaires. Dans notre troisième étude, nous avons évalué l'électromyographie des muscles de l’épaule pendant les tâches d'élévation du bras chez 8 patients symptomatiques avec la déchirure de coiffe des rotateurs. Nous avons constaté que l'activité du supra-épineux était significativement plus élevée pendant l’abduction que pendant la scaption et la flexion. Ce résultat suggère une séquence de plan d’élévation active pendant la rééducation. Les résultats présentés dans cette thèse, suggèrent quelques modifications dans les protocoles de réadaptation de l’épaule pendant les 12 premières semaines après la réparation de la coiffe. Ces suggestions fournissent également des évidences scientifiques pour la production d'orthèses plus dynamiques et fonctionnelles à l’articulation de l’épaule. / Rotator cuff tear is one of the most common causes of shoulder pain and dysfunction. The operative repair has been widely performed for symptomatic patients and many efforts have been done to improve the surgical techniques. However, the re-tear rate is still high and this affects post-repair rehabilitation strategies. Post-surgical care should balance between the restriction imposed to protect the repaired tendon and the activities prescribed to restore range of motion and muscle strength. Frequently, early after rotator cuff repair, shoulder is immobilized in a sling or abduction orthosis, but this immobilization includes elbow and wrist joints as well. In this period that may last 4-6 weeks, only passive range of motion exercises are performed. After removing the immobilizer, patients are encouraged to do active assisted and active range of motion exercises respectively to regain the full active range of motion and be prepared for the resistance exercises in the following phase of rehabilitation. Electromyography of shoulder muscles has provided scientific basis for many of rehabilitation exercises during this period. Anecdotally, the activities of less than 20% of the maximal voluntary contraction of rotator cuff muscles are considered safe for the first phases of rehabilitation after rotator cuff repair. Using this concept, the aim of this dissertation is to evaluate the activity of shoulder musculature during some movements and exercises that can theoretically be performed during the early phases of rehabilitation. Three main questions of this thesis are: 1) Do elbow and wrist mobilizations highly activate rotator cuff muscles? 2) Do some resistance exercises of arm, forearm and chest muscles produce high activity in rotator cuff muscles? 3) During active arm elevation, does the plane of elevation affect rotator cuff activity? In our first study, we evaluated 15 shoulder muscles in 14 healthy subjects with both surface and indwelling EMG. Our results showed that while wearing a shoulder orthosis, elbow and wrist movements and even some resistance training involving these two joints, would minimally activate the rotator cuff muscles and can be considered safe. We also introduced some daily living tasks that can be performed safely during immobilization period. These findings may help to modify the design of current shoulder orthoses. In the second study, we also showed that resisted arm adduction against a low-density foam that replaced the hard wedge of orthosis would not highly activate the cuff muscles. In our final study, we evaluated the EMG of shoulder musculature during arm elevation tasks in 8 symptomatic patients with rotator cuff tears. We found that supraspinatus activity during arm elevation is significantly higher in abduction plane than in scaption and flexion planes in patients with rotator cuff tears. This suggested a plane sequences for active range of motion exercises during rehabilitation. The findings that are presented in this dissertation, suggest some modifications in the rehabilitation protocols during the first 12 weeks after rotator cuff repair. These suggestions also provide a scientific basis for producing more dynamic and functional shoulder orthoses.