C HAPITRE IV : OUTILS D ’ EVALUATION DE L ’ ENDURANCE CARDIORESPIRATOIRE
1. T ESTS DE TERRAIN
Le développement de tests d’aptitude de terrain, notamment dans le milieu sportif, a permis d’évaluer la capacité cardiorespiratoire à l’exercice. Ces tests standardisés sont peu coûteux, ludiques, simples de réalisation, de compréhension et d’interprétation. Leur fiabilité par rapport aux épreuves de laboratoire (sur ergocycle ou tapis roulant), bien que restant l’examen de référence, et leur reproductibilité ont été largement étudiées chez l’adulte sain (Noonan & Dean, 2000). Historiquement, trois types de tests ont été développés pour déterminer des indices d’endurance cardiorespiratoire et estimer la consommation maximale d’oxygène (VO2 pic) : ‐ les tests de course limités en distance, tel que le « one‐mile run test » (Kline et al., 1987), ou limités en temps, tel que le « twelve minute run test » (Cooper 1968), ‐ les tests de course « progressivement accélérée » (Leger & Lambert, 1982). ‐ les tests sous‐maximal sur bicyclette ergométrique (Astrand & Ryhming, 1954). Dès la fin des années 1980, des protocoles de terrain similaires ont été validés chez l’enfant :
‐ le test course navette progressif sur 20 mètres (20MST : 20m Multi‐stage Shuttle run Test) (Leger et al., 1988),
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‐ la capacité de travail à 170 batt.min‐1 sur bicyclette ergométrique (PWC170 : physical working capacity) (Rowland et al., 1993).
Faciles à mettre en œuvre, ces tests évaluent la tolérance à l’exercice, notamment par l’élaboration d’équations de prédiction du VO2max spécifique à l’enfant. Inclus dans les batteries de tests telles que Eurofit (Committee of experts on sports research, 1993), YMCA Fitness Testing (Golding, 2000), FitnessGram (Welk & Blair, 2008) qui évaluent plus largement la condition physique, ils sont actuellement utilisés dans les études épidémiologiques comme indicateurs de la santé cardiorespiratoire des jeunes.
En pédiatrie, l’utilisation de ces tests de terrain est plus récente, notamment pour mieux apprécier le niveau de déconditionnement physique, l’impact de la maladie sur la vie quotidienne, et donc la qualité de vie du jeune patient (Pouessel et al., 2006; Lindsay et al., 2013). Initialement expérimentés chez l’adolescent asthmatique (Ahmaidi et al., 1993), les protocoles originaux ont été progressivement adaptés aux contraintes liés à la pathologie ou au handicap. Gulmans et al. (1996) proposent un test de marche « limité en temps » en réduisant la durée à 6 minutes (TM‐6 : test de marche en 6 min) chez des enfants atteints de mucoviscidose. Ce test consiste à parcourir la plus grande distance durant le temps imparti en marchant aussi vite que possible. Le rythme de marche n’étant pas contrôlé, l’investissement du jeune patient a une influence sur la distance totale parcourue. C’est pourquoi l’exploration est complétée par la mesure d’autres paramètres, tels que la fréquence cardiaque, la saturation en oxygène, ou encore les sensations de dyspnée. Selvadurai et al. (2003), quant à eux, valident pour cette même population, un test de marche « progressivement accéléré » (ISWT : Incremental Shuttle Walk Test), inspiré des études réalisées chez des adultes bronchiteux (Singh et al., 1992; Bradley et al., 1999). S’appuyant sur les principes du 20MST, ce test de marche à vitesse croissante consiste à réaliser un parcours, en aller‐retour entre 2 plots distants de 10 m, en marchant puis en courant le plus longtemps possible. Le sujet se déplace au rythme d’une bande sonore enregistrée et calibrée qui démarre à 1,8 km.h‐1 et est incrémenté de 0,6 km.h‐1 chaque minute. La distance totale parcourue ou la vitesse maximale atteinte est alors retenue
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lorsque le jeune patient n’arrive plus à suivre le rythme imposé. Les 15 paliers de ce test permettent de réaliser un effort contrôlé et incrémenté qui pallie le problème d’investissement rencontré sur les tests de marche « limités en temps ou en distance ». Toutes ces études corrèlent la performance physique au niveau de déconditionnement physique du patient. Cependant, l’absence de normes spécifiques pour les publics pathologiques reste actuellement une contrainte en pédiatrie pour l’interprétation des résultats.
Chez le sujet obèse, Norman et al. (2005) mettent en évidence que les tests de marche évaluant l’endurance cardiorespiratoire sur le terrain sont faussés par le fait que le sujet porte son excès de poids et donc fournit, à même vitesse, un effort supérieur à celui d’un sujet normo‐pondéré. Plusieurs auteurs ont montré la nécessité de modifier ces tests de référence, afin qu’ils soient accessibles et qu’ils explorent correctement la capacité aérobie du sujet obèse (Drinkard et al., 2001; Klijn et al., 2007; Wallman & Campbell, 2007). En effet, une charge de travail ou une vitesse trop élevée induit un arrêt prématuré de l’exercice, peut mettre en danger le patient et sous ou surestimerait l’aptitude du sujet.
Drinkard et al. (2001) ont validé l’utilisation du test de marche/course en 12 min (TMC‐12) chez des adolescents obèses et ont montré qu’en adaptant l’allure de course (marche ou course), ce test est bien toléré par ce public. Cependant, Calders et al. (2008) montrent que les équations d’estimation du VO2max sur TM‐6 et le TMC‐12 proposées aux adolescents obèses ne sont pas valides. Ils proposent des coefficients correcteurs mais notent une variation au cours du temps, notamment lorsque la composition corporelle des sujets évolue. Elloumi et al. (2011) confirment les corrélations entre la performance au TM‐6 et le VO2max, tout comme la performance au TM‐6 et l’IMC chez l’adolescent obèse. Ce dernier paramètre a une importance majeure dans la prédiction du VO2max et pourrait expliquer les erreurs dans les équations actuelles lorsqu’elles sont appliquées chez le jeune obèse.
Concernant les tests incrémentés, plusieurs auteurs (Mesa et al., 2006; Castro‐Pineiro et al., 2011) s‘accordent sur le fait que les jeunes obèses ont des résultats médiocres sur le 20MST. Klijn et al.
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(2007) ont démontré, quant à eux, que l’ISWT est fiable, sensible et facile à administrer chez des jeunes en surpoids, pour évaluer la capacité aérobie au cours d’une prise en charge. Les données récentes chez l’obèse suggèrent la mise en place d’épreuves moins traumatiques sur le plan biomécanique, évitant les contraintes liées à l’enchaînement d’accélérations et de décélérations successives, pour adapter ces tests incrémentés. Pillard et al. (2011) ont élaboré un parcours en 8, permettant au jeune de poursuivre sa course par de longs virages. Rey et al. (2013) ont quant à eux, proposé un test progressif de type intermittent avec une succession de phase de course et de repos. Ces deux tests n’ont actuellement pas fait l’objet d’études comparées à des mesures en laboratoire. Enfin, Ward et al. (1997) ont comparé la PWC170 chez des jeunes filles normo‐pondérées et obèses, et ont montré qu’elle est similaire, voire supérieure en valeur absolue, chez les jeunes en surpoids. Cependant, lorsque les scores sont rapportés au poids corporel, le groupe en surpoids présente des valeurs significativement plus faibles. Le « submaximal YMCA cycle ergometer test » (Golding, 2000) est un
test sous‐maximal sur bicyclette ergométrique qui permet d’extrapoler la Puissance Maximale Aérobie (PMA), en fonction des valeurs de FC observées sur 3 ou 4 charges de travail et de la FC maximale théorique du sujet (Figure 8). Wallman & Campbell (2007) ont montré que ce type de test est reproductible et peut être utilisé pour prédire le VO2 pic chez des adultes obèses.
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