La méthode de volumétrie par immersion telle qu’appliquée actuellement par l’ensemble de la communauté scientifique et clinique est reconnue comme le gold standard (nous l’appellerons méthode par déplacement d’eau (MDE)) (figure ci-contre). Suite à l’immersion du membre dans un premier récipient à débordement et contenant de l’eau, jusqu’à la ligne de
niveau du débordement, une quantité d’eau
proportionnelle au volume immergé est déplacée, vers un second récipient qui récupère le volume d’eau déplacé. C’est le poids et/ou le volume d’eau récupérée qui est mesuré par l’opérateur.
Cette méthode ne satisfait pas aux critères de rapidité et de sensibilité, car elle ne permet que très péniblement d’obtenir une volumétrie segmentée des membres, elle est chronophage et fastidieuse. De plus, les forces de tension de surface engendrent
des rétentions d’eau qui ne sont pas prises en compte dans la mesure finale. Elles
entachent le volume mesuré d’erreurs aléatoires et systématiques qui affaiblissent la mesure et rendent difficile la mesure de très petites variations de volume.
Nous avons donc entamé une réflexion avec JB Valsamis, Ingénieur et collaborateur scientifique dans l’Unité de Recherche de Lymphologie. Ses compétences et les fondamentaux de la physique ont rapidement apporté une solution à nos exigences
relatives à une mesure volumétrique segmentaire de qualité (nous l’appellerons méthode d’Archimède directe (MAD)).
Deux travaux préliminaires ont été réalisés dans le but de vérifier les caractéristiques de la méthode de mesure issue de nos débats (MAD). Si, sur le tableau noir, les équations étaient évidentes, nous ne comprenions pas pourquoi une solution aussi simple n’était pas appliquée pour la mesure des lymphœdème, ni par les cliniciens, ni par les chercheurs.
La démonstration mathématique de l’ingénieur nous a convaincu que l’étape de
débordement et de récupération de l’eau n’est pas justifiée. Nous n’en retrouvons d’ailleurs pas d’explication dans la littérature.
La MAD consiste simplement à poser le récipient dans lequel le membre est plongé sur une balance de précision. Le poids lu en g à l’écran de la balance correspond exactement au volume immergé en ml. Il n’y a dans ce cas aucune perte d’eau liée à la force de tension de surface.
Nous avons du dialoguer avec de nombreux utilisateurs pour comprendre que dans la culture de chacun, la masse de l’objet plongé influencerait la valeur lue sur l’écran de
la balance du récipient. Or il n’en n’est rien : le membre n’est pas libre dans l’eau, il
est suspendu à l’épaule et poussé dans l’eau segment par segment, seul le volume
immergé intervient dans la valeur lue à l’écran de la balance, le contenu du membre
qu’il soit dense ou pas, n’intervient pas.
Ci-dessous sont développés les termes de l’équation qui régissent la méthode MAD. La balance de précision connectée au pc et couplée à une routine programmée sous Matlab® permet de visualiser les valeurs du volume immergé dans le récipient, sur un graphique dynamique, en temps réel et de transférer directement celles-ci dans un tableur Excel.
La première étude (Valsamis et al., 2015) s’est attachée à comparer les qualités de trois méthodes de mesure d’un membre supérieur : la MAD (fig.61) versus la méthode des périmètres préconisées par l’INAMI (mètre de couturière), versus la mesure par caméra tridimensionnelle (High Tech).
Figure 61 : Méthode d’Archimède direct et routine informatique.
m
l masse du fluide
m
s masse du solide immergé
T force de traction
g gravité 9.81m/s2
ρ
l densité de l’eau 1000 kg/m3
V
Résultats
Le tableau ci-dessus reprend le résumé qualitatif des résultats. La MAD remplit le mieux les critères de qualité de mesure dont nous avons besoin.
La deuxième étude (Belgrado et al., 2016a) a comparé le gold standard (MDE) et la nouvelle méthode de volumétrie (MAD).
Dans un premier temps, nous avons plongé un par un et successivement 20 cubes calibrés, d’un volume de 1 ml chacun. Les cubes sont suspendus à un fil de nylon très fin. Cette opération a été réalisée dans les deux systèmes de mesure.
La valeur observée étant le poids renvoyé par la balance de précision pour les deux systèmes.
Dans un second temps, nous avons mesuré la main et l’avant-bras d’un mannequin et ensuite d’un volontaire sain, avec les deux systèmes. La mesure a été répétée 10 fois. L’observation porte sur le temps nécessaire pour réaliser la mesure et sa reproductibilité.
Résultats
La MAD nécessite 10 fois moins de temps pour effectuer une même mesure. La résolution est de l’ordre du ml et l’écart type des dix mesures est de 1,7 ml.
La MDE (gold standard) par immersion et récupération d’eau prend 10 fois plus de
temps que la MAD pour une même mesure, la résolution est de 16 ml et l’écart type sur 10 mesures est de l’ordre de 7,4 ml.
Conclusion
Tant en routine clinique qu’en laboratoire, pour mesurer de petites variations de volume du membre supérieur et plus particulièrement de la main, nous préconisons la méthode d’Archimède directe (MAD).
Note : Les deux méthodes de mesure font actuellement l’objet d’une comparaison
dans le cadre d’une étude multicentrique où notre laboratoire est partie prenante. Cette étude visant à comparer plusieurs méthodes de drainage manuel en observant notamment la variation du volume des membres, est financée par la région flamande, elle porte sur un échantillon de 180 patientes affectées d’un BCRL et se déroule sur quatre sites universitaires.