Diapositive 1 - ResearchGate

Pattern d’oxygénation musculaire au cours d’un exercice incrémentiel :
Comparaison de trois méthodes différentes.
Nounagnon F. Agbangla, Michel Audiffren & Cédric Albinet
CeRCA, CNRS UMR 7295, Université de Poitiers, France
[email protected]
Introduction
Résultats
La NIRS à onde continue permet de mesurer les changements régionaux des concentrations de
l’oxyhémoglobine ([HbO2]) et de la déoxyhémoglobine ([HHb]) intramusculaire et ceci en fonction de la
force produite (Van Beekvelt et al., 2002).
Afin de déterminer ces changements, plusieurs méthodes sont utilisées, notamment celles de l’amplitude,
de la pente, et de l’aire sous la courbe (Limongi et al., 2009; Mandrick et al., 2013). Cependant, il n’y a pas un
consensus sur ces différentes méthodes pour déterminer celle à utiliser pour quantifier ces changements.
Méthode de la pente
Variations d’HbO2 et de HHb
0,8
Objectif
L’objectif de l’étude est donc d’utiliser ces trois méthodes pour explorer les changements des paramètres
hémodynamiques ([HbO2] et [HHb]) du fléchisseur commun des doigts au cours d’un exercice de
contraction isométrique.
Méthode
†
0,6
0,4
†
†
0,2
HbO2
HHb
0
*
-0,2
*
30%
-0,4
50%
-0,6
*
90%
-0,8
Participants
10 participants (5 femmes et 5 hommes) ayant une moyenne d’âge de 22 ± 4 ans et un Indice de Masse
Corporelle (IMC) de 21,11 ± 2,4 Kg.m² ont pris part à l’étude.
Procédure
Intensité de contraction
Effet principal de l’intensité de contraction sur Δ[HbO2] : F(2, 18) = 15.8 ; p< .01; η² = 0.63 et sur Δ[HHb] :
F(2, 18) = 20.12 ; p< .01; η² = 0.69. † différence significative de Δ[HHb] entre les intensités. * différence
significative de Δ[HbO2] entre les intensités.
Après détermination de la Force Maximale Volontaire (FMV), le participant effectue trois contractions
isométriques de 20 secondes du fléchisseur superficiel commun des doigts avec un dynamomètre à trois
intensités différentes (30%, 50%, 90% de FMV) à raison d’un essai par intensité. Au cours de ces différentes
contractions, les paramètres hémodynamiques [HbO2], [HHb] et [HbT] ont été enregistrés par l’Oxymon
MK III (Artenis, The Netherlands). La mesure a été effectuée sur une voie avec deux longueurs d’ondes
(760 et 850 nm), une distance inter-optodes de 4 cm et une fréquence d’acquisition de 10 Hz.
Méthode de l’amplitude
Variations d’HbO2 et de HHb
en µM
15
Dynamomètre
Optode émettrice
Optode réceptrice
†
10
5
†
†
HbO2
HHb
0
ns
-5
*
30%
50%
-10
90%
*
-15
Oxymon MK III
Intensité de contraction
Effet principal de l’intensité de contraction sur Δ[HbO2] : F(2, 18) = 14.51 ; p< .01; η² = 0.61 et sur Δ[HHb] :
F(2, 18) = 30.04 ; p< .01; η² = 0.76. † différence significative de Δ[HHb] entre les intensités. * différence
significative de Δ[HbO2] entre les intensités. ns : non significatif.
Méthode de l’aire sous la courbe
Variations d’HbO2 et de HHb
en u.a.
Traitements
Les signaux enregistrés ont été filtrés avec le filtre passe-bas à une fréquence de coupure de 0.7 Hz.
Plusieurs méthodes (pente, amplitude et aire sous la courbe) ont été utilisées grâce au logiciel Oxysoft
pour déterminer le niveau de variations des paramètres hémodynamiques de chaque intensité de
contraction.
La méthode de la pente : Elle consiste à appliquer une régression linéaire sur les signaux ([HbO2] et
[HHb]) afin d’obtenir le coefficient de la pente qui indique la magnitude et la direction de variation de
[HbO2] et de [HHb] sur une fenêtre temporelle qui est de 20 s.
La méthode de l’amplitude : Elle est caractérisée par la différence entre la moyenne des variations de
[HbO2] ou de [HHb] sur une période de repos (10 s) et sur les 10 dernières secondes de la période de
contraction (10 s). Elle permet de déterminer l’amplitude de la variation de [HbO2] et de [HHb].
La méthode de l’aire sous la courbe : Elle permet d’obtenir l’amplitude de la variation de [HbO2] et de
[HHb] en utilisant le calcul de l’intégrale de chaque partie des courbes de [HbO2] et de [HHb] sur une
fenêtre temporelle de 20 s.
Une Anova à mesure répétée (30% vs 50% vs 90%) a été effectuée sur les données ([HbO2] et [HHb]) de
chaque méthode. Ensuite les données des trois méthodes ont été transformées en scores Z et une Manova
a été effectuée avec comme facteurs intra sujets : l’intensité de contraction (30% vs 50% vs 90%) et la
méthode (pente vs amplitude vs aire sous la courbe). Le test de correction de Bonferroni a été ensuite
utilisé pour comparer les intensités entre elles. Le but de ces analyses était de déterminer la méthode la
plus sensible aux niveaux de variation des paramètres hémodynamiques en fonction de l’intensité de
contraction.
†
150
100
†
50
†
0
HbO2
HHb
-50
-100
-150
-200
-250
ns
30%
ns
50%
*
90%
Intensité de contraction
Effet principal de l’intensité de contraction sur Δ[HbO2] : F(2, 18) = 10.73 ; p< .01; η² = 0.54 et sur Δ[HHb] :
F(2, 18) = 32.48 ; p< .01; η² = 0.78. † différence significative de Δ[HHb] entre les intensités. * différence
significative de Δ[HbO2] entre les intensités. ns : non significatif.
Les résultats de la Manova montrent une interaction méthode x force significative sur Δ[HbO2] :
Wilk’s Lambda = 0.12 ; F (4, 7) = 11.73 ; p = 0.003. Le post-hoc confirme que seule la méthode de la
pente montre une différence significative entre les intensités 30% et 50% (p< .01). En ce qui
concerne la HHb l’effet principal de la méthode n’est pas significatif.
Discussion
Les résultats de cette étude montrent qu’au cours d’une contraction isométrique du muscle, [HbO2] diminue alors que [HHb] augmente. De plus, au fur et à mesure que l’intensité de la
contraction s’accroit, l’amplitude des variations de [HbO2] et de [HHb] augmente significativement. Cette diminution accrue de [HbO2] observée à 50% et 90% de la FMV est en accord
avec les travaux de Van Beekvelt et al. (2002) qui ont montré que l’extraction d’oxygène au niveau musculaire augmente significativement à partir de 36% et plus de la FMV. En plus des
résultats de Van Beekvelt et al. (2002) nous avons constaté que [HHb] augmente significativement à 50% et 90% de la FMV. En ce qui concerne la comparaison des trois méthodes, les
résultats montrent que seule la méthode de la pente semble la plus sensible pour discriminer de faibles changements de [HbO2] lorsqu’on effectue de faibles contractions musculaires
(30% à 50%). En revanche, les trois méthodes ne se différencient pas en ce qui concerne la discrimination de la variation de [HHb] en fonction des intensités. Toutefois, la sensibilité de
la méthode de la pente ne traduit pas sa fiabilité, il importe donc de tester la fiabilité de cette dernière, notamment par des mesures répétées. En conclusion, l’utilisation de la méthode
de la pente pour déterminer les variations de [HbO2] apparait être la méthode la plus sensible comparativement aux méthodes de l’amplitude et de l’aire sous la courbe. Enfin, la non
utilisation de la technique d’occlusion, d’un nombre important d’essai (1 essai) et le non contrebalancement des intensités de contraction, restent les limites de cette étude.
Mandrick, K., Derosière, G., Dray, G., Coulon, D.,Micallef, J.P., Perrey,S. (2013). Int J Ind Ergon. 43, 335-341.
Muthalib, M., Jubeau, M., Millet, G.Y., Maffiuletti, N.A., Ferrari, M.,& Nosaka, K.(2010). Clin Physiol Funct Imaging.30(5):360-368.
Limongi,T., Di Sante, G., Ferrari, M., Quaresima,V. (2009). Int J of Bioelectromagn.11 (2): 86-90.
van Beekvelt, M.C., van Engelen, B.G., Wevers, R.A., Colier, W.N.(2002). Clin Physiol Funct Imaging.22(3):210-217.

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