M ÉTHODOLOGIE GÉNÉRALE

Toutes les données de ce travail de thèse ont été recueillies dans le cadre du protocole CLAUSEL (CLAUdication, Systematic Evaluation of Limp on treadmill, Annexe n°1) mis en place au sein du service des explorations fonctionnelles vasculaires et du service de médecine du sport du CHU d’Angers. Tous les protocoles expérimentaux de CLAUSEL ont été approuvés par le comité d'éthique local (Comité pour la protection des personnes Ouest II). Le protocole a été promu par le CHU d'Angers et enregistré sur le site Internet Clinicaltrials.gov sous la référence : NCT02754804, 28 avril 2016 (https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02754804). Une méthodologie similaire de traitement des données a été utilisée pour chaque étude. Les méthodologies spécifiques des études sont détaillées dans leurs sections « Méthode » respectives.

1- S

Les volontaires ont été recrutés lors d'un examen du service des explorations vasculaires fonctionnelles du CHU d'Angers (France). Tous les patients ont subi une angiographie, un Doppler et / ou un examen tomodensitométrique. Une pré-sélection des patients d’après leur dossier était faite selon les critères d’inclusion / exclusion détaillés ci-après. Les patients répondant aux critères se voyaient proposer le protocole et leur consentement écrit était recueilli en amont du test de marche. L’analyse fonctionnelle comprend un test de marche à charge constante sur tapis roulant afin de confirmer la présence et la localisation de l'ischémie lors d’un enregistrement de la TcPO2 et du DROP comme décrit précédemment (chapitre 1 (Abraham et al., 2003)). Cette procédure est celle utilisée en routine clinique au CHU d’Angers pour le dépistage ou le suivi de l’AOMI. Cet examen a été couplé à un enregistrement des activités électromyographiques dans le cadre du protocole CLAUSEL. Durant le test, la concordance entre la description de la douleur (due à l’ischémie) déclarée des patients lors de la marche et la localisation de l’ischémie a été vérifiée. Dans le cas d’une non-concordance ou de l’absence d’ischémie, les dossiers de ces patients étaient exclus des analyses.

Critères d’inclusion : Les patients étaient inclus d’après leur dossier et l’interrogatoire clinique précédant le test de marche, et s’ils présentaient les caractéristiques suivantes :

- existence d’une artériopathie des membres inférieurs pour le groupe AOMI-CI et absence pour le groupe contrôle mais présence d’une artériopathie carotidienne ou coronarienne et de facteurs de risque similaires à ceux du groupe AOMI-CI (artériopathe non claudicant) - au moins une jambe avec un IPSC < 0,90 pour le groupe AOMI-CI et un IPSC > 0,90 dans les

deux jambes pour le groupe contrôle ;

- douleurs à la marche répondant à la description d’une claudication intermittente d’effort typique ou non (i.e. douleurs dans les membres inférieurs, obligeant à l’arrêt pour faire

cesser la douleur, douleur disparaissant en moins de 10 minutes après arrêt) pour le groupe AOMI-CI et absence de douleur à la marche pour le groupe contrôle ;

- capacité de réalisation du test sur tapis roulant ;

- capacité de comprendre clairement le test et de donner un consentement éclairé - âge > 18 ans

Critères de non-inclusion : Les patients n'étaient pas inclus s'ils présentaient des comorbidités pouvant influencer le schéma de marche, comme une chirurgie vasculaire antérieure des membres inférieurs (e.g. pontage, angioplastie percutanée), une amputation des membres inférieurs, une arthrose sévère, la présence d’une prothèse du genou ou de la hanche, des problèmes cardio-pulmonaires graves (e.g. bronchopneumopathie chronique obstructive), des atteintes neurologiques (e.g. neuropathie diabétique ou une hémiplégie), la maladie de Parkinson, un accident vasculaire cérébral ou l’utilisation d'aides à la marche. Les patients ne devaient pas présenter de lésions cutanées ou de dermatose au niveau des zones de pose des électrodes de TcPO2 ou EMG. Ils ne devaient pas faire l’objet de mesure de protection (tutelle). Enfin, les patients n’étaient pas inclus s'ils étaient incapables de marcher dix mètres en moins de treize secondes et s'ils avaient mal au repos. La durée maximale de 13 secondes a été retenue car elle correspond à la vitesse minimale requise pour pouvoir effectuer ensuite le test sur tapis. En effet, le test sur tapis se faisant à 3,2km/h, 10 mètres doivent être faits en 12 secondes environ (3,2km/h = 0,89m/s). Ce temps de 13 secondes est donc celui qui permet le respect de la consigne de marche à vitesse de confort, tout en tenant-compte des conditions de mesure (examinateur-dépendant et chronométrage manuel (Amatachaya et al., 2019)).

2- C

Les paramètres suivants ont été enregistrés : âge (années), taille (m), masse (kg), indice de masse corporelle (kg / m²) et IPSC de chaque jambe. De plus, les éléments suivants du dossier médical des patients, et notamment les facteurs de risque et comorbidités, ont été recueillis : statut tabagique (actuel, ancien, intensité), présence d'hypertension traitée ou non (nombre de patients concernés (n)), de diabète (n), d’hypercholestérolémie (n), évènements cardiovasculaires passés (AVC, infarctus, chirurgie), etc.

3- D

Les valeurs de repos (servant au calcul du DROP) sont enregistrées pendant deux minutes, après stabilisation des sondes de TcPo2 (temps de chauffage, cf chapitre 1). Puis le tapis se met en route. La vitesse et la pente sont augmentées de façon très progressive durant une minute, jusqu’à atteindre une vitesse de 3,2km/h et une pente de 10%, pour la réalisation du protocole à charge constante de Strandness, comme présenté dans le chapitre 2 (Strandness, 1970). Le sujet a pour

instruction de déclarer toute douleur ou gêne qui interviendrait lors de la marche. Le test s’arrête lorsque le patient estime que la douleur est trop intense. Les sujets « Contrôles », suivent le même protocole, mais, en absence de douleur, l’effort de marche s’arrête au bout de 15 minutes. Enfin, le test se termine par l’enregistrement des valeurs post-effort pendant 10 minutes. Ce déroulement est résumé sur la Figure 16. Parce que les patients AOMI sont considérés à haut risque cardiovasculaire et présentent fréquemment des troubles cardiaques, le test est réalisé sous surveillance électrocardiographique.

Figure 16 : Déroulement global du protocole CLAUSEL avec enregistrement des pressions

transcutanées en dioxygène (TcPO2) et électromyographique de surface (EMGs) lors du test de marche sur tapis roulant instrumenté Zebris ; avec description simultanée des douleurs ressenties

Les tests de marche étant de durée variable selon les patients AOMI-CI, les données recueillies chez les sujets AOMI-CI ont été analysées suivant un découpage des enregistrements en trois phases de 10 cycles de marche (CM) (le début et la fin du CM individuel ont été identifiés par le contact au sol avec le talon) :

- phase sans douleur : période de 10 CM au début de l’enregistrement et après stabilisation de la vitesse du tapis durant laquelle les patients ne ressentent pas de douleur ;

- phase d’apparition de la douleur : période de 10 CM après la déclaration par le patient de la survenue d’une douleur de CI au niveau des membres inférieurs

- phase de douleur maximale : période de 10 CM précédent l’arrêt de l’exercice suite à la demande du patient ne pouvant plus tolérer la douleur de CI.

Pour les sujets contrôles, le découpage a été fait de manière similaire, en début, milieu et fin d’exercice. Tous les sujets contrôle ont marché 15 minutes, tous les sujets avec AOMI-CI se sont arrêtés avant.

Le choix de ce découpage a pour but de limiter l’impact de l’hétérogénéité des durées d’enregistrement entre les personnes testées.

4- A

Les mesures des paramètres spatiotemporels et baropodométriques ont été réalisées au moyen d’un tapis roulant instrumenté Zebris FDM-T (Zebris medical GmbH, Isny, Allemagne). Ce tapis roulant possède une piste de marche de 150/50cm et comporte 5000 capteurs de force et de pression de 0.8cm² chacun (Figure 17).

4.1- PARAMÈTRES SPATIO-TEMPORELS

Les paramètres recueillis par ce tapis (Figure 18) sont :

- spatiaux : longueur du pas (cm), longueur de la foulée (cm), angle de rotation du pied (angle formé entre l’axe du pied et l’axe de progression de la marche, en degré), largeur du pas (écart mesuré entre les pieds, en cm)

- temporels : durée du pas (s), cadence (pas/minutes), vitesse de marche (m/s), durée relative des phases du CM (%)

Figure 18 : Exemple d’enregistrement des paramètres spatio-temporels fourni par le logiciel

d’acquisition du tapis Zebris FDM-T

Les mesures de longueur du pas et de la foulée étant dépendantes de la taille du sujet, nous les avons analysées en les normalisant par rapport à la taille de chaque sujet inclus. Elles sont donc exprimées en pourcentage de la taille.

En plus de ces mesures réalisées par le tapis Zebris, la distance au moment de la déclaration des patients de l’apparition de la douleur et la DMM ont été recueillies.

4.2- FORCE DE RÉACTION VERTICALE DU SOL (VFRS)

Les valeurs des deux pics de la VFRS (détaillés dans le chapitre 2) sont enregistrées par le tapis. Parce que ces valeurs sont dépendantes de la masse (kg) et du poids (N, poids = masse x constante de gravité) de chaque sujet, nous les avons normalisées par rapport au poids de chaque sujet inclus (et donc exprimées en pourcentage de ce poids). De plus, Nüesch et al., (2018) ont conclu que la mesure de VFRS était reproductible et fiable dans l’analyse du patron de marche et de ses changements, avec

le même tapis Zebris que celui utilisé dans notre protocole (Zebris FDM-T). C’est pourquoi nous avons considéré que ce matériel permet d’obtenir des valeurs reproductibles.

5. M

(T

PO

)

Comme décrit dans le chapitre 1, 8 électrodes de TcPO2 sont placées sur chaque sujet. Un enregistrement des valeurs est réalisé durant deux minutes de repos afin d’obtenir les valeurs de références nécessaires au calcul du DROP. Ensuite le test commence, le patient ayant pour consigne de décrire sa douleur, celle-ci pouvant être reportée sur le logiciel d’acquisition afin de faire le lien entre douleur décrite par le patient (apparition, progression et douleur maximale) et la visualisation en direct des variations du DROP (Figure n°19). La TcPO2 est enregistrée durant toute la durée du test y compris la phase de 10 minutes post-effort afin de vérifier le retour à un niveau normal d’oxygénation cutanée (dans le cas contraire la récupération est prolongée autant que nécessaire).

Figure 19 : Représentation schématique de la procédure d’enregistrement de la TcPO2 (d’après (Abraham et al., 2020a).

MI : zone du membre inférieur considérée (i.e. fesse, cuisse ou mollet) ; THO : thoracique, t0 : valeur durant la phase de repos (cf. chapitre 1)

6. A

’

Les principes de fonctionnement de l’électromyographie de surface (EMGs) sont décrits dans le chapitre 2. Dans ce travail de thèse, le système d’acquisition utilisé est couplé avec le tapis Zebris FDM-T (Zebris medical GmbH, Isny, Allemagne) au moyen d’un boitier Bluetooth accroché au niveau du bassin des patients par une ceinture. Ce boîtier est relié à des électrodes EMGs filaires placées afin de

(muscle antagoniste). Ces muscles sont impliqués à la marche et sont le siège de douleurs ischémiques. L’analyse de leur activité a donc pour objectif d’observer l’impact de ces douleurs et de leur localisation sur les stratégies neuromusculaires d’adaptation à la douleur ischémique.

Avant le placement, la peau a été rasée, abrasée légèrement puis désinfectée afin de limiter les interférences dans le signal. Les électrodes ont ensuite placées à 2 cm d’intervalle et selon les recommandations internationales SENIAM (Figure 20 ;Hermens et al., 2000). Pour le GM, les électrodes sont placées sur la partie la plus volumineuse du triceps sural et dans la direction de la jambe. Pour le TA, elles ont été placées à 1/3 de la ligne qui s’étale entre le haut de la fibula et la pointe de la malléole interne et dans la direction de cette ligne

A

Figure 20 : Placement des électrodes électromyographiques de surface au niveau du tibialis

anterior (A) et du gastrocnemius medialis (B) d’après les recommandations SENIAM

Pour chaque sujet, 9 électrodes ont été posées alors que les sujets effectuaient une contraction sous-maximale des muscles. Pour chaque sujet, 9 électrodes ont été posées : 2 électrodes par muscle et sur chaque jambe, et une électrode de référence. Après placement des électrodes, un filet en maille avec une légère contention était placé par-dessus afin de limiter les mouvements des fils.

Les signaux sEMG ont été enregistrés à 1000 Hz par le logiciel Zebris (système de mesure Zebris EMG, Allemagne, 2011, version 1.16), filtrés par une bande passante de 15 et 499 Hz avec un filtre Butterworth de second ordre, puis rectifiés et lissés pour créer des enveloppes EMGs linéaires afin de limiter les bruits ou les interférences de mouvement (De Luca et al., 2010a). Les données EMGs ont ensuite été normalisées par rapport à 100% d’un cycle de marche en utilisant des paramètres de marche synchronisés avec les signaux EMGs.

Pour déterminer le niveau d'activation musculaire, le Root Mean Square (RMS) a été calculé et normalisé par rapport aux valeurs maximales (pics) RMS de 10 CM pendant la phase sans douleur, selon la «méthode dynamique des pics» (Dorel et al., 2008). Le processus de traitement du signal EMGs a été réalisé avec un script personnalisé dans Matlab 2016a (MathWorks Inc, Natick, MA, USA). Un profil EMGs moyen a été obtenu à partir de 10 CM pour chaque patient aux phases de la marche étudiées. Un seuil d’activation musculaire à 20% du pic a été utilisé, comme recommandé, pour détecter le moment d'activation de chaque muscle (% du cycle de marche) (Dorel et al., 2008).