Zusammenfassung Kerstin Gmeiner Ultrasonographische Charakterisierung der gesunden und kranken Harnblase bei der Sau Ambulatorische und Geburtshilfliche Tierklinik der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig 86 Seiten, 27 Abbildungen, 16 Tabellen, 167 Literaturangaben, 1 Anhang mit 2 Tabellen Infektionen der Harnblase bei Sauen sind häufig. Die Harnblase wird als Reservoir für Bakterien angesehen, welche Nieren- und Genitalerkrankungen gleichermaßen verursachen kann. Deren Diagnostik gestaltet sich jedoch schwierig, da klinische Symptome häufig fehlen oder zu spät bemerkt werden. In der Kleintiermedizin ist die sonographische Untersuchung der Harnblase ein routinemäßig eingesetztes diagnostisches Mittel zur Erkennung von Harnblasenerkrankungen. Beim Schwein wird die Sonographie bei gynäkologischen Fragestellungen routinemäßig eingesetzt. Obwohl die Harnblase dabei regelmäßig und in der Regel problemlos darstellbar ist, wurde die Sonographie bisher nicht oder nur ansatzweise zur Diagnostik von Harnblasenerkrankungen bei dieser Tierart eingesetzt. Grund dafür mag unter anderem sein, dass sonographische Referenzparameter für die gesunde Harnblase fehlen. Ziel dieser Arbeit war es einerseits gesunde Harnblasen bei Sauen sonographisch anhand ausgewählter Parameter zu charakterisieren (Versuch 1). Andererseits sollte eruiert werden, ob sich diese Parameter eignen, kranke von gesunden Harnblasen zu unterscheiden (Versuch 2). Die sonographische Darstellung der Harnblase erfolgte in beiden Versuchen transrektal unter manueller Kontrolle mit Hilfe des Ultraschallgerätes HS 2000 und eines 5 MHz Linearschallkopfes. Im Versuch 1 wurden die Harnblasen von 10 harngesunden Sauen (≤ 103 KbE/ml Harn, makroskopische und physikalisch-chemische Harnuntersuchung ohne besonderen Befund) mittels eines Ballonkatheters entleert, anschließend sukzessive mit definierten Mengen an isotoner NaCl-Lösung (200, 400, 600 bzw. 800 ml) gefüllt und jeweils sonographisch untersucht. Dabei wurden nachfolgende Parameter beurteilt: ventrodorsaler Durchmesser, Dicke der dorsalen und ventralen Blasenwand, Blasenwandregelmäßigkeit, Schleimhautrelief, Echogenität und Echotextur der Blasenwand. Es konnte dabei gezeigt werden, dass die Dicke der dorsalen bzw. ventralen Blasenwand mit zunehmender Blasenfüllung signifikant abnimmt (r = 0,83 bzw. r = 0,86; p < 0,01). Bei leerer Harnblase betrug die ventrale Wanddicke im Mittel 6,7 mm, während sie bei 800 ml Füllung eine Dicke von 2,7 mm aufwies. Der ventrodorsale Durchmesser nahm mit zunehmender Füllung signifikant zu (r = 0,91; p < 0,01). Ventrodorsaler Durchmesser und ventrale Blasenwanddicke korrelierten miteinander (r = 0,76). Aus beiden Werten wurde eine Regressionsfunktion (y = 0,0008x2 – 0,1576x + 10,828; r = 0,76) erarbeitet, die es erlaubt, die physiologische Blasenwanddicke auch bei unbekanntem Füllungszustand der Harnblase mit Hilfe des ventrodorsalen Durchmessers zu berechnen. Blasenwandregelmäßigkeit, Schleimhautrelief, Echogenität und Echotextur wiesen eine Abhängigkeit vom Blasenvolumen auf. Es kann geschlussfolgert werden, dass vor allem die Blasenwanddicken nur dann zu beurteilen sind, wenn der Füllungszustand der Harnblase bekannt ist. Sind die Volumina unbekannt bzw. nicht definiert, ist der ventrodorsale Duchmesser, der sonographisch immer zu erfassen ist, ein ausreichend genaues Äquivalent. Im Versuch 2 wurden 50 Sauen untersucht und dabei 31 Tiere als „harnblasengesund“, 15 als „harnblasenkrank“ und 4 als „fraglich“ hinsichtlich der Harnblasengesundheit beurteilt. Die Harnblasen wurden anhand der im Versuch 1 beschriebenen Parameter sonographisch untersucht. In keinem der beurteilten Parameter unterschieden sich kranke von gesunden Harnblasen. Selbst die ventrale Blasenwanddicke war gleich. Jedoch waren mittel- bis hochgradige Mengen an Sediment häufiger bei harnblasenkranken als bei -gesunden Sauen zu beobachten. Dabei ist es erforderlich, die Harnblase zur Beurteilung von Sediment zu ballotieren. Es ist zu schlussfolgern, dass die Harnblase beim Schwein sonographisch transrektal darstellbar und charakterisierbar ist. Alle in dieser Arbeit beurteilten Parameter veränderten sich füllungsabhängig, so dass der Füllungszustand der Harnblase bei deren Beurteilung immer zu berücksichtigen ist. Keiner der beurteilten Parameter war geeignet, kranke von gesunden Harnblasen zu unterscheiden. Einzig mittel- bis hochgradig sonographisch darstellbare Mengen an Sediment können als Indikator für eine Harnblasenerkrankung genutzt werden.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Zusammenfassung Kerstin Gmeiner Ultrasonographische Charakterisierung der gesunden und kranken Harnblase bei der Sau Ambulatorische und Geburtshilfliche Tierklinik der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig 86 Seiten, 27 Abbildungen, 16 Tabellen, 167 Literaturangaben, 1 Anhang mit 2 Tabellen Infektionen der Harnblase bei Sauen sind häufig. Die Harnblase wird als Reservoir für Bakterien angesehen, welche Nieren- und Genitalerkrankungen gleichermaßen verursachen kann. Deren Diagnostik gestaltet sich jedoch schwierig, da klinische Symptome häufig fehlen oder zu spät bemerkt werden. In der Kleintiermedizin ist die sonographische Untersuchung der Harnblase ein routinemäßig eingesetztes diagnostisches Mittel zur Erkennung von Harnblasenerkrankungen. Beim Schwein wird die Sonographie bei gynäkologischen Fragestellungen routinemäßig eingesetzt. Obwohl die Harnblase dabei regelmäßig und in der Regel problemlos darstellbar ist, wurde die Sonographie bisher nicht oder nur ansatzweise zur Diagnostik von Harnblasenerkrankungen bei dieser Tierart eingesetzt. Grund dafür mag unter anderem sein, dass sonographische Referenzparameter für die gesunde Harnblase fehlen. Ziel dieser Arbeit war es einerseits gesunde Harnblasen bei Sauen sonographisch anhand ausgewählter Parameter zu charakterisieren (Versuch 1). Andererseits sollte eruiert werden, ob sich diese Parameter eignen, kranke von gesunden Harnblasen zu unterscheiden (Versuch 2). Die sonographische Darstellung der Harnblase erfolgte in beiden Versuchen transrektal unter manueller Kontrolle mit Hilfe des Ultraschallgerätes HS 2000 und eines 5 MHz Linearschallkopfes. Im Versuch 1 wurden die Harnblasen von 10 harngesunden Sauen (≤ 103 KbE/ml Harn, makroskopische und physikalisch-chemische Harnuntersuchung ohne besonderen Befund) mittels eines Ballonkatheters entleert, anschließend sukzessive mit definierten Mengen an isotoner NaCl-Lösung (200, 400, 600 bzw. 800 ml) gefüllt und jeweils sonographisch untersucht. Dabei wurden nachfolgende Parameter beurteilt: ventrodorsaler Durchmesser, Dicke der dorsalen und ventralen Blasenwand, Blasenwandregelmäßigkeit, Schleimhautrelief, Echogenität und Echotextur der Blasenwand. Es konnte dabei gezeigt werden, dass die Dicke der dorsalen bzw. ventralen Blasenwand mit zunehmender Blasenfüllung signifikant abnimmt (r = 0,83 bzw. r = 0,86; p < 0,01). Bei leerer Harnblase betrug die ventrale Wanddicke im Mittel 6,7 mm, während sie bei 800 ml Füllung eine Dicke von 2,7 mm aufwies. Der ventrodorsale Durchmesser nahm mit zunehmender Füllung signifikant zu (r = 0,91; p < 0,01). Ventrodorsaler Durchmesser und ventrale Blasenwanddicke korrelierten miteinander (r = 0,76). Aus beiden Werten wurde eine Regressionsfunktion (y = 0,0008x2 – 0,1576x + 10,828; r = 0,76) erarbeitet, die es erlaubt, die physiologische Blasenwanddicke auch bei unbekanntem Füllungszustand der Harnblase mit Hilfe des ventrodorsalen Durchmessers zu berechnen. Blasenwandregelmäßigkeit, Schleimhautrelief, Echogenität und Echotextur wiesen eine Abhängigkeit vom Blasenvolumen auf. Es kann geschlussfolgert werden, dass vor allem die Blasenwanddicken nur dann zu beurteilen sind, wenn der Füllungszustand der Harnblase bekannt ist. Sind die Volumina unbekannt bzw. nicht definiert, ist der ventrodorsale Duchmesser, der sonographisch immer zu erfassen ist, ein ausreichend genaues Äquivalent. Im Versuch 2 wurden 50 Sauen untersucht und dabei 31 Tiere als „harnblasengesund“, 15 als „harnblasenkrank“ und 4 als „fraglich“ hinsichtlich der Harnblasengesundheit beurteilt. Die Harnblasen wurden anhand der im Versuch 1 beschriebenen Parameter sonographisch untersucht. In keinem der beurteilten Parameter unterschieden sich kranke von gesunden Harnblasen. Selbst die ventrale Blasenwanddicke war gleich. Jedoch waren mittel- bis hochgradige Mengen an Sediment häufiger bei harnblasenkranken als bei -gesunden Sauen zu beobachten. Dabei ist es erforderlich, die Harnblase zur Beurteilung von Sediment zu ballotieren. Es ist zu schlussfolgern, dass die Harnblase beim Schwein sonographisch transrektal darstellbar und charakterisierbar ist. Alle in dieser Arbeit beurteilten Parameter veränderten sich füllungsabhängig, so dass der Füllungszustand der Harnblase bei deren Beurteilung immer zu berücksichtigen ist. Keiner der beurteilten Parameter war geeignet, kranke von gesunden Harnblasen zu unterscheiden. Einzig mittel- bis hochgradig sonographisch darstellbare Mengen an Sediment können als Indikator für eine Harnblasenerkrankung genutzt werden.

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Problématique : La quantification de l’intégrité du tendon d’Achille (TA) représente un défi en réadaptation. L’adoption de mesures quantitatives du TA, extraites à partir d’une image ultrasonographique (QUS), pourrait remédier à cette lacune. Objectifs : 1) Évaluer la fiabilité test-retest et la précision de mesures QUS du TA; 2) Déterminer le meilleur protocole de collecte de mesures QUS à employer en pratique clinique. Méthodologie : Un total de 23 TAs présentant des symptômes d’une tendinopathie achilléenne et 63 TAs asymptomatiques ont été évalués. Pour chaque TA, 8 images ont été enregistrées (2 visites * 2 évaluatrices * 2 images). Différents types de mesures QUS ont été prises : géométriques (épaisseur, largeur, aire), dérivées d’un histogramme des niveaux de gris et dérivées d’une matrice de co-occurrence. Une étude de généralisabilité a quantifié la fiabilité et la précision de chaque mesure QUS et une étude de décision a fait ressortir les meilleurs protocoles de prise de mesures. Résultats : Les mesures géométriques ont démontré une excellente fiabilité et précision. Les mesures dérivées de l’histogramme des niveaux de gris ont démontré une fiabilité et précision médiocres. Les mesures dérivées d’une matrice de co-occurrence ont démontré une fiabilité modérée à excellente et une précision variable. En pratique clinique, il est recommandé de moyenner les résultats de trois images collectées par un évaluateur lors d’une visite. Conclusion : L’utilisation des mesures QUS géométriques permet de quantifier l’intégrité du TA (clinique et recherche). Davantage d’études sur les mesures QUS dérivées d’une matrice de co-occurrence s’avèrent nécessaires. / Background: Quantifying the integrity of the Achilles tendon (AT) represents a challenge in rehabilitation. The adoption of quantitative measurements of the AT, extracted from an ultrasound image (QUS) could remedy this shortcoming. Objectives: 1) To assess the test-retest reliability and accuracy of QUS measurements of the AT; 2) To determine the best protocol of QUS measurements to use in clinical practice. Methods: A total of 23 ATs with symptoms of mid-portion Achilles tendinopathy and 63 asymptomatic ATs were evaluated. For each AT, 8 images were recorded (2visits* 2 evaluators* 2 images). Different types of QUS measurements were taken: geometric (thickness, width, area), derived from a gray-level histogram and derived from a co-occurrence marix. A generalizability study quantified the reliability and accuracy of each QUS measurement whereas a decision study highlighted the best protocols for measuring use. Results: The geometric measurements showed excellent reliability and accuracy. The measures derived from the gray-level histogram showed poor reliability and accuracy. The measurements derived from a co-occurrence matrix have shown moderate to excellent reliability and a variable precision. In clinical practice, it is recommended averaging the results of three images collected by an assessor during a single visit. Conclusions: The use of geometric QUS measures allows to quantify the integrity of the AT in clinical practice and in research. Further studies on QUS measurements derived from a matrix of co-occurrence are needed.

Le traitement chirurgical des anévrismes de l'aorte abdominale est de plus en plus remplacé par la réparation endovasculaire de l’anévrisme (« endovascular aneurysm repair », EVAR) en utilisant des endoprothèses (« stent-grafts », SGs). Cependant, l'efficacité de cette approche moins invasive est compromise par l'incidence de l'écoulement persistant dans l'anévrisme, appelé endofuites menant à une rupture d'anévrisme si elle n'est pas détectée. Par conséquent, une surveillance de longue durée par tomodensitométrie sur une base annuelle est nécessaire ce qui augmente le coût de la procédure EVAR, exposant le patient à un rayonnement ionisants et un agent de contraste néphrotoxique. Le mécanisme de rupture d'anévrisme secondaire à l'endofuite est lié à une pression du sac de l'anévrisme proche de la pression systémique. Il existe une relation entre la contraction ou l'expansion du sac et la pressurisation du sac. La pressurisation résiduelle de l'anévrisme aortique abdominale va induire une pulsation et une circulation sanguine à l'intérieur du sac empêchant ainsi la thrombose du sac et la guérison de l'anévrisme. L'élastographie vasculaire non-invasive (« non-invasive vascular elastography », NIVE) utilisant le « Lagrangian Speckle Model Estimator » (LSME) peut devenir une technique d'imagerie complémentaire pour le suivi des anévrismes après réparation endovasculaire. NIVE a la capacité de fournir des informations importantes sur l'organisation d'un thrombus dans le sac de l'anévrisme et sur la détection des endofuites. La caractérisation de l'organisation d'un thrombus n'a pas été possible dans une étude NIVE précédente. Une limitation de cette étude était l'absence d'examen tomodensitométrique comme étalon-or pour le diagnostic d'endofuites. Nous avons cherché à appliquer et optimiser la technique NIVE pour le suivi des anévrismes de l'aorte abdominale (AAA) après EVAR avec endoprothèse dans un modèle canin dans le but de détecter et caractériser les endofuites et l'organisation du thrombus. Des SGs ont été implantés dans un groupe de 18 chiens avec un anévrisme créé dans l'aorte abdominale. Des endofuites de type I ont été créés dans 4 anévrismes, de type II dans 13 anévrismes tandis qu’un anévrisme n’avait aucune endofuite. L'échographie Doppler (« Doppler ultrasound », DUS) et les examens NIVE ont été réalisés avant puis à 1 semaine, 1 mois, 3 mois et 6 mois après l’EVAR. Une angiographie, une tomodensitométrie et des coupes macroscopiques ont été réalisées au moment du sacrifice. Les valeurs de contrainte ont été calculées en utilisant l`algorithme LSME. Les régions d'endofuite, de thrombus frais (non organisé) et de thrombus solide (organisé) ont été identifiées et segmentées en comparant les résultats de la tomodensitométrie et de l’étude macroscopique. Les valeurs de contrainte dans les zones avec endofuite, thrombus frais et organisé ont été comparées. Les valeurs de contrainte étaient significativement différentes entre les zones d'endofuites, les zones de thrombus frais ou organisé et entre les zones de thrombus frais et organisé. Toutes les endofuites ont été clairement caractérisées par les examens d'élastographie. Aucune corrélation n'a été trouvée entre les valeurs de contrainte et le type d'endofuite, la pression de sac, la taille des endofuites et la taille de l'anévrisme. / Surgical treatment of abdominal aortic aneurysms is increasingly being replaced by EVAR using SGs. However, the efficacy of this less invasive approach is jeopardized by the incidence of persistent flow within the aneurysm, called endoleaks leading to aneurysm rupture if not properly detected. Hence, a life-long surveillance by computed tomography (CT) angiography on an annual basis is increasing the cost of EVAR, exposing the patient to ionizing radiation and nephrotoxic contrast agent. The mechanism of aneurysm rupture secondary to endoleak is related to a pressurization of the aneurysm sac close to the systemic pressure. There is a relation between sac shrinkage or expansion and sac pressurization. The residual pressurization of AAA will induce sac pulsatility and blood circulation in the sac thus preventing sac thrombosis and aneurysm healing. NIVE using the LSME may become a complementary follow-up imaging technique for EVAR. NIVE has the capability of providing important information on the thrombus organization within the aneurysm sac and on the detection of endoleaks. The characterization of the thrombus organization was not possible in a previous NIVE study. A limitation was the absence of CT examinations as gold standard for endoleak diagnosis. In the current study, we aimed to apply and optimize NIVE of AAA after EVAR with SG in a canine model to detect endoleaks and characterize thrombus organization. SGs were implanted in a group of 18 dogs with an aneurysm created in the abdominal aorta. Type I endoleak was created in 4 aneurysms, type II in 13 aneurysms and no endoleak in 1 aneurysm. DUS and NIVE examinations were performed at baseline, 1-week, 1-month, 3-month and 6-month follow-up after EVAR. Angiography, CT-scan and macroscopic tissue slides were performed at sacrifice. Strain values were computed using the LSME. Areas of endoleak, solid thrombus (organized) and fresh thrombus (non-organized) were identified and segmented by comparing the results of CT scan and macroscopic tissue slides. Strain values in areas with endoleak, organized and fresh thrombi were compared. Strain values were significantly different between endoleak and organized or fresh thrombus areas and between organized and fresh thrombus areas. All endoleaks were clearly characterized on elastography examinations. No correlation was found between strain values and type of endoleak, sac pressure, endoleak size and aneurysm size.

Il ne fait aucun doute que le coût relativement faible des échographes, la procédure rapide et la capacité d’imager des tissus biologiques mous ont permis à l’échographie de devenir l’un des outils de diagnostic médical les plus courants. Malheureusement, l’imagerie ultrasonore présente encore des inconvénients par rapport à d’autres techniques d’imagerie médicale, principalement en termes de qualité d’image et de détails fournis. Dans le souci d’améliorer la qualité d’image, le prix à payer est généralement la baisse de la cadence d’acquisition. Ce compromis profondément enraciné entre la qualité d'image fournie et le temps d'acquisition est peut-être l'un des plus difficiles verrous de la recherche dans le domaine de l’échographie et son dépassement pourrait mener à des meilleures performances des applications existantes et même à des nouvelles utilisations de l’échographie. Ce travail de thèse porte sur l’amélioration du compromis précédemment indiqué entre la qualité d’image et la cadence d’acquisition. En combinant des concepts tels que l’imagerie par ondes planes, les systèmes à entrées multiples / sorties multiples et les problèmes inverses, ce travail vise à acquérir simultanément des images ultrasonores du tissu insonifié, ce qui permet d’augmenter la cadence d’acquisition sans réduire la qualité de l’image fournie. À travers cette étude, nous avons mis au point un modèle mathématique permettant de modéliser la propagation des ondes ultrasonores dans les tissus mous. Ce modèle a été utilisé pour passer en revue un grand nombre de schémas d’acquisition en échographie déjà existants et pour exposer leurs avantages et leurs inconvénients. Nous avons proposé de surmonter le compromis qualité / cadence d’acquisition d'images en utilisant des ondes ultrasonores codées temporellement émises simultanément, et le modèle direct généré a permis l'utilisation des différentes approches de problèmes inverses afin de reconstruire la réponse impulsionnelle pulse / écho du milieu insonifié et donc de son image. De plus, nous avons encore amélioré le modèle direct, ce qui nous a permis de relier directement les échos rétrodiffusés à la position / magnitude des diffuseurs à l'intérieur du milieu imagé. Les résultats fournies par les approches de problèmes inverses basées sur ce modèle amélioré nous ont mis devant une méthode de pointe qui non seulement améliorent d’un facteur conséquent la qualité de l'image en termes de résolution et de cohérence du speckle, mais permettent également d'améliorer la cadence d'acquisition d’images. / It is beyond doubt that the relative low cost of ultrasound scanners, the quick procedure and the ability to image soft biological tissues helped ultrasound imaging to become one of the most common medical diagnostic tools. Unfortunately, ultrasound still has some drawbacks when compared to other medical imaging techniques mainly in terms of the provided image quality and details. In the quest for an improved image quality, usually, the price to pay is the drop in the frame acquisition rate. This deep rooted trade-off between the provided image quality and the acquisition time is perhaps one of the most challenging in today’s ultrasound research and its overcoming could lead to diagnostic improvements in the already existing ultrasound applications and even pave the way towards novel uses of echography. This study addresses the previously stated trade-off. Through a mix of such concepts as plane wave imaging, multiple-input /multiple-output systems and inverse problems, this work aims at acquiring ultrasound images of the insonified tissue simultaneously, thus providing an increased frame rate while not degrading the image quality. Through this study we came up with a mathematical model that allows modelling the ultrasound wave propagation inside soft tissues. This model was used to review a great number of existing ultrasound acquisition schemes and to expose their advantages and drawbacks. We proposed to overcome the image quality / frame rate trade-off by using temporally encoded ultrasound waves emitted simultaneously, and the generated direct model enabled the use of different inverse problem approaches in order to reconstruct the pulse-echo impulse response of the insonified medium and thus its image. Moreover, we further improved the direct model, which allowed us to directly link the backscattered echoes to the position / magnitude of the scatterers inside the imaged medium. The results yielded by the inverse problem approaches based on the former model put us face to face with state of the art method that not only increase the image quality several times in terms resolution and speckle coherence but also provide a boost in frame acquisition rate.

Pertinence. Compléter des tests d’endurance cardiorespiratoire maximaux basés sur la performance chez les utilisateurs de fauteuils roulants manuels est très pertinent pour développer des programmes d'entraînement cardiorespiratoire personnalisés et pour évaluer leurs impacts au fil du temps. Cependant, ces tests augmentent potentiellement l’exposition au risque de développement de troubles musculosquelettiques secondaires aux membres supérieurs, particulièrement aux épaules. Par conséquent, il est fondamental de trouver un équilibre entre la nécessité de mesurer la capacité aérobie et le risque accru de développer des troubles musculosquelettiques secondaires lors de la réalisation d'un test basé sur les performances. Objectif. Caractériser les effets de la performance d’un test de propulsion progressif par paliers sur tapis roulant sur l'intégrité des tendons de la longue portion du biceps et du supra-épineux en utilisant des biomarqueurs obtenus via l'imagerie musculosquelettique par ultrasonographie. Méthode. Quinze utilisateurs de fauteuils roulants manuels vivant avec une lésion chronique de la moelle épinière ont complété le test de propulsion progressif par paliers sur tapis roulant. Des images des tendons de la longue portion du biceps et du supra- épineux ont été enregistrées avec un appareil d’imagerie musculosquelettique par ultrasonographie dans les plans transversal et longitudinal avant, immédiatement après et 48 heures après la fin du test en suivant un protocole standardisé. Des biomarqueurs ultrasonographiques liés à la géométrie, à la luminosité et à la texture d’une région d’intérêt ont permis de caractériser l'intégrité des tendons. Résultats. Les participants ont propulsé en moyenne pendant 10,2 ± 2,9 minutes alors que la majorité d’entre eux (N = 13/15) a atteint au moins le huitième stade du test (vitesse = 0,8 m / s; pente = 3,6 ̊). Aucun des biomarqueurs géométriques, de luminosité et de texture caractérisant l'intégrité des deux tendons, mesurés dans les plans longitudinal et transverse, n’a changé de façon significative (p = 0,063 à 1 000) entre les trois temps de mesure. Conclusion. La performance du test de propulsion progressif par paliers sur tapis roulant motorisé pour évaluer la capacité aérobie n'amène aucun changement délétère observable immédiatement après et 48 heures après la réalisation du test. / Relevance. The completion of performance-based maximal cardiorespiratory fitness tests among manual wheelchair user is highly relevant to develop personalized cardiorespiratory fitness training programs and to assess their impacts over time. However, these tests could potentially increase risk exposure for the development of upper limb secondary musculoskeletal impairments specifically to the shoulder. Hence, finding an equilibrium between the need to measure aerobic fitness and the increased risk of developing secondary musculoskeletal impairments when completing performance-based test is fundamental. Objective. To characterize the effect of the completion of a recently- developed treadmill-based progressive workload incremental test on the integrity of the long head of the biceps and supraspinatus tendons using musculoskeletal ultrasound imaging biomarkers. Method. Fifteen manual wheelchair users living with a spinal cord injury completed the treadmill-based progressive workload incremental test. Ultrasound images of the long head of the biceps and supraspinatus tendons were recorded with a musculoskeletal ultrasound imaging device in the transversal and longitudinal planes before, immediately after, and 48 hours after the completion of the test using a standardized protocol. Geometric, luminosity, and texture-related ultrasound biomarkers of a region of interest have characterized tendon integrity. Results. The participants propelled an average of 10.2 ± 2.9 minutes with the majority (N = 13/15) reached at least the eighth stage of the test (speed = 0.8 m/s; slope = 3.6 ̊). None of the geometric, luminosity and texture biomarkers characterizing the integrity of the two tendons, measured in the longitudinal and transversal planes, changed significantly (p=0.063 to 1.000) between the three measurement times. Conclusion. The performance of the treadmill-based progressive workload propulsion test to assess aerobic capacity does not result in any observable deleterious change immediately after and 48 hrs after the performance of the test.

L’accident vasculaire cérébral (AVC) est une cause principale de décès et de morbidité dans le monde; une bonne partie des AVC est causée par la plaque d’athérosclérose carotidienne. La prévention de l’AVC chez les patients ayant une plaque carotidienne demeure controversée, vu les risques et bénéfices ambigus associés au traitement chirurgical ou médical. Plusieurs méthodes d’imagerie ont été développées afin d’étudier la plaque vulnérable (dont le risque est élevé), mais aucune n’est suffisamment validée ou accessible pour permettre une utilisation comme outil de dépistage. L’élastographie non-invasive vasculaire (NIVE) est une technique nouvelle qui cartographie les déformations (élasticité) de la plaque afin de détecter les plaque vulnérables; cette technique n’est pas encore validée cliniquement. Le but de ce projet est d’évaluer la capacité de NIVE de caractériser la composition de la plaque et sa vulnérabilité in vivo chez des patients ayant des plaques sévères carotidiennes, en utilisant comme étalon de référence, l’imagerie par résonance magnétique (IRM) à haute-résolution. Afin de poursuivre cette étude, une connaissance accrue de l’AVC, l’athérosclérose, la plaque vulnérable, ainsi que des techniques actuelles d’imagerie de la plaque carotidienne, est requise. Trente-et-un sujets ont été examinés par NIVE par ultrasonographie et IRM à haute-résolution. Sur 31 plaques, 9 étaient symptomatiques, 17 contenaient des lipides, et 7 étaient vulnérables selon l’IRM. Les déformations étaient significativement plus petites chez les plaques contenant des lipides, avec une sensibilité élevée et une spécificité modérée. Une association quadratique entre la déformation et la quantité de lipide a été trouvée. Les déformations ne pouvaient pas distinguer les plaques vulnérables ou symptomatiques. En conclusion, NIVE par ultrasonographie est faisable chez des patients ayant des sténoses carotidiennes significatives et peut détecter la présence d’un coeur lipidique. Des études supplémentaires de progression de la plaque avec NIVE sont requises afin d’identifier les plaques vulnérables. / Stroke is a leading cause of death and morbidity worldwide, and a significant proportion of strokes are caused by carotid atherosclerotic plaque rupture. Prevention of stroke in patients with carotid plaque poses a significant challenge to physicians, as risks and benefits of surgical or medical treatments remain equivocal. Many imaging techniques have been developed to identify and study vulnerable (high-risk) atherosclerotic plaques, but none is sufficiently validated or accessible for population screening. Non-invasive vascular elastography (NIVE) is a novel ultrasonic technique that maps carotid plaque strain (elasticity) characteristics to detect its vulnerability; it has not been clinically validated yet. The goal of this project is to evaluate the ability of ultrasound NIVE strain analysis to characterize carotid plaque composition and vulnerability in vivo in patients with significant plaque burden, as determined by the reference standard, high resolution MRI. To undertake this study, a thorough understanding of stroke, atherosclerosis, vulnerable plaque, and current non-invasive carotid plaque imaging techniques is required. Thirty-one subjects underwent NIVE and high-resolution MRI of internal carotid arteries. Of 31 plaques, 9 were symptomatic, 17 contained lipid and 7 were vulnerable on MRI. Strains were significantly lower in plaques containing a lipid core compared to those without lipid, with high sensitivity and moderate specificity. A quadratic fit was found between strain and lipid content. Strains did not discriminate symptomatic patients or vulnerable plaques. In conclusion, ultrasound NIVE is feasible in patients with significant carotid stenosis and can detect the presence of a lipid core. Further studies of plaque progression with NIVE are required to identify vulnerable plaques.

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