Movement & Sport Sciences - Science & Motricité 2014/2 n° 84
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Coût énergétique de la marche chez des patients hémiplégiques lors d'un test de marche avec et sans obstacles

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Handicap

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  • SLAWINSKI, Jean,
  • PRADON, Didier,
  • BENSMAIL, Djamel,
  • ROCHE, Nicolas
  • et ZORY, Raphaël,
2014. Coût énergétique de la marche chez des patients hémiplégiques lors d'un test de marche avec et sans obstacles. Movement & Sport Sciences - Science & Motricité, 2014/2 n° 84, p.5-9. DOI : 10.3917/sm.084.0005. URL : https://stm.cairn.info/revue-movement-and-sport-sciences-2014-2-page-5?lang=fr.
  • Slawinski, Jean.,
  • et al.
« Coût énergétique de la marche chez des patients hémiplégiques lors d'un test de marche avec et sans obstacles ». Movement & Sport Sciences - Science & Motricité, 2014/2 n° 84, 2014. p.5-9. CAIRN.INFO, stm.cairn.info/revue-movement-and-sport-sciences-2014-2-page-5?lang=fr.
  • Slawinski, J.,
  • Pradon, D.,
  • Bensmail, D.,
  • Roche, N.
  • et Zory, R.
(2014). Coût énergétique de la marche chez des patients hémiplégiques lors d'un test de marche avec et sans obstacles. Movement & Sport Sciences - Science & Motricité, 84(2), 5-9. https://doi.org/10.3917/sm.084.0005.

https://doi.org/10.3917/sm.084.0005

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  • Slawinski, J.,
  • Pradon, D.,
  • Bensmail, D.,
  • Roche, N.
  • et Zory, R.
(2014). Coût énergétique de la marche chez des patients hémiplégiques lors d'un test de marche avec et sans obstacles. Movement & Sport Sciences - Science & Motricité, 84(2), 5-9. https://doi.org/10.3917/sm.084.0005.
  • Slawinski, Jean.,
  • et al.
« Coût énergétique de la marche chez des patients hémiplégiques lors d'un test de marche avec et sans obstacles ». Movement & Sport Sciences - Science & Motricité, 2014/2 n° 84, 2014. p.5-9. CAIRN.INFO, stm.cairn.info/revue-movement-and-sport-sciences-2014-2-page-5?lang=fr.
  • SLAWINSKI, Jean,
  • PRADON, Didier,
  • BENSMAIL, Djamel,
  • ROCHE, Nicolas
  • et ZORY, Raphaël,
2014. Coût énergétique de la marche chez des patients hémiplégiques lors d'un test de marche avec et sans obstacles. Movement & Sport Sciences - Science & Motricité, 2014/2 n° 84, p.5-9. DOI : 10.3917/sm.084.0005. URL : https://stm.cairn.info/revue-movement-and-sport-sciences-2014-2-page-5?lang=fr.

https://doi.org/10.3917/sm.084.0005

1 – Introduction

1Environ la moitié des patients atteints d’un accident vasculaire cérébral (AVC) présentent des déficiences motrices souvent combinées avec de la spasticité ou des contractures du membre parétique. La majorité de ces patients hémiplégiques (52 à 85 %) récupèrent leur capacité à marcher mais leur locomotion reste difficile et diffère de celle des sujets sains (Bohannon, 1987 ; Eng &Chu, 2002). La marche des patients hémiplégiques est caractérisée par des altérations spatiotemporelles et cinématiques expliquées par une baisse de 50 % de leur condition physique (Mackay-Lyons &Makrides, 2002). Ces altérations entraînent une augmentation importante du coût énergétique (CE) en comparaison des valeurs obtenues chez des personnes valides (Waters &Mulroy, 1999).

2Le test de marche de 6 minutes (6TMM) est recommandé, et largement utilisé, pour évaluer les capacités fonctionnelles et cardiorespiratoires de patients atteints de pathologies respiratoires et cardiaques (Rasekaba, Lee, Naughton, Williams, & Holland, 2009). Les performances au 6TMM dépendent des symptômes cliniques, des paramètres biomécaniques de la marche et des capacités cardiorespiratoires du patient (Crapo, et al., 2002). Les troubles moteurs importants induits par un AVC sont augmentés dans le milieu urbain qui, au-delà des distances à parcourir, contient de nombreux obstacles à franchir (trottoirs, escaliers, …).

3D’un point de vue biomécanique, l’augmentation de la raideur de l’articulation du genou du membre parétique et la diminution du pic de l’angle de dorsiflexion sont à l’origine des difficultés des patients hémiplégiques lors du franchissement d’obstacles ou du changement de direction (Hutin, et al., 2011 ; Pradon, et al., 2011 ; Robertson, et al., 2009 ; Stoquart, Detrembleur, Palumbo, Deltombe, & Lejeune, 2008). Toutes ces déficiences conduisent à une réduction drastique de la vitesse de marche et limitent les activités quotidiennes (Richardson, Thies, DeMott, & Ashton-Miller, 2005). D’un point de vue énergétique ou cardiorespiratoire, les effets des obstacles n’ont à notre connaissance jamais été étudiés chez des patients hémiplégiques.

4Le franchissement d’obstacles, les changements de direction ou un sol instable pourraient conduire à une plus grande variabilité de la marche (O’Connor, Xu, & Kuo, 2012). Ces auteurs montrent chez des sujets sains, qu’une plus grande variabilité du pas lors de la marche est associée à un coût énergétique plus grand. Chez les sujets hémiplégiques l’ajout d’obstacles pourrait alors augmenter le CE du fait d’une augmentation de la variabilité du pas durant de la marche. Cependant, à notre connaissance aucune étude n’a cherché à étudier les effets de ces tâches de franchissement d’obstacles sur le CE de patients hémiplégiques. Le but de cette étude était donc de tester les effets de l’ajout d’obstacles lors d’un test de 6 minutes sur les paramètres cardiorespiratoires de patients hémiplégiques.

2 – Méthodes

2.1 – Sujets

5Dix-sept patients (52,6 ± 9,4 ans ; 170,9 ± 6,6 cm ; 70,4 ± 10,7 kg) atteints d’un AVC (10 d’origine ischémique et 7 d’origine hémorragique) ayant eu des conséquences motrices sur le membre inférieur ont participé à cette étude. Tous les patients étaient volontaires et l’étude respecte les principes de la déclaration d’Helsinki. Les critères d’inclusion étaient les suivants : 1) AVC datant de plus de 6 mois, 2) une marche sans assistance, 3) les patients ne devaient pas présenter un statut cardiovasculaire instable, 4) aucun problème musculo squelettique du à autre chose que l’AVC.

2.2 – Procédure expérimentale

6Ces patients ont réalisé deux exercices de 6 min de marche consécutifs et séparés par une phase de repos de 4 min : un 6TMM sans obstacle (6TMM_SO) et un 6TMM avec obstacles (6TMM_AO). Ces exercices ont été réalisés dans un ordre aléatoire le long d’un couloir de 30 m balisé tous les 2 m. Les patients étaient équipés d’un analyseur des gaz expirés portable (Oxycon, Jaeger). Durant ces exercices, étaient mesurés la fréquence cardiaque (FC, en bpm, grâce au recueil du signal électrique du myocarde via une ceinture Polar), la consommation d’oxygène (Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2

, en ml.kg-1.min-1), le quotient respiratoire (QR), la fréquence respiratoire (FR, en cycle.min-1), le volume courant (VC, en l) et la ventilation (Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2, en l.min-1). La distance et la vitesse de marche ont également été mesurées lors de chacun des 6TMM en comptant le nombre d’aller-retour réalisés par le patient. Le coût énergétique (ml.m-1.kg-1) a également été calculé en divisant le Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2 par la vitesse moyenne de déplacement (m.min-1) (Slawinski, et al., 2008) :

7

Description de l'image par IA : C majuscule en normal E majuscule en normal égale début fraction suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2 position de base parenthèse gauche m en normal l en normal point k en normal g en normal exposant négatif 1 position de base point m en normal i en normal n en normal exposant négatif 1 position de base parenthèse droite sur V majuscule en normal i en normal t en normal e en normal s en normal s en normal e en normal parenthèse gauche m en normal point m en normal i en normal n en normal exposant négatif 1 position de base parenthèse droite fin fraction parenthèse gauche 1 parenthèse droite

8Les obstacles du 6TMM_AO étaient disposés tous les 2 m et composés de lattes plates, de haies (15 cm de hauteur) à enjamber, d’un tapis en mousse (1 cm d’épaisseur) à traverser et de plots à contourner (slalom). Ces obstacles étaient disposés comme présentés dans la figure 1. Après chaque épreuve, les patients ont coté l’intensité de l’effort sur une échelle de Borg (numérotée de 6 à 20).

Fig. 1

Parcours de 30 m balisé tous les deux mètres et équipé des obstacles (H : haies – L : lattes – P : plot)

Description de l'image par IA : Ligne de 30 m avec haies, lattes et plots tous les 2 m.

Parcours de 30 m balisé tous les deux mètres et équipé des obstacles (H : haies – L : lattes – P : plot)

2.3 – Analyse statistique

9Après un test d’égalité des variances (F de Fischer), un test T de Student pour mesures répétées a été utilisé pour comparer les différents paramètres cardiorespiratoires obtenus lors du 6TMM_SO avec ceux obtenus lors du 6TMM_AO. Le seuil de significativité a été fixé à p ? 0,05.

3 – Résultats

3.1 – Vitesse et distance de marche

10Les résultats montrent que l’ajout d’obstacles diminue significativement la vitesse et la distance de marche durant le 6TMM (respectivement de 0,87 ± 0,33 à 0,73 ± 0,30 m.s-1 et 314 ± 118 à 262 ± 109 m ; p ? 0,05) (Tab. 1).

Tableau 1

Effet de la contrainte sur les paramètres cardiorespiratoires lors du 6TMM (*p ? 0,01)

Description de l'image par IA : Tableau comparatif des paramètres cardiorespiratoires pour 6TMM_SO et 6TMM_AO avec distances, vitesses, VO2, VE, FR, VC, FC, QR, CE et BORG.
6TMM_SO 6TMM_AO Distance ± ET (m) 314 ± 118 262± 109* Vitesse ± ET (m.s-1) 0,87 ± 0,33 0,73 ± 0,30* ?VO2 ± ET (ml. kg-1.min-1) 15,5 ± 2,8 15,6 ± 2,9 ?VE ± ET (l.min-1) 32,8 ± 5,6 32,3 ± 6,9 FR ± ET (cycle. min-1) 26,3 ± 4,9 26,4 ± 0,5 VC ± ET (l) 1,29 ± 0,22 1,25 ± 0,23 FC (bpm) 101,8 ± 12,5 101,8 ± 14,7 QR ± ET 0,89 ± 0,06 0,85 ± 0,07* CE ± ET (ml.m-1.kg-1) 0,33 ± 0,13 0,41 ± 0,17* BORG 10,3 ± 1,5 10,0 ± 2,9

Effet de la contrainte sur les paramètres cardiorespiratoires lors du 6TMM (*p ? 0,01)

3.2 – Paramètres cardiorespiratoires

11L’ensemble des résultats est présenté dans le tableau 1. Chez les patients hémiplégiques, l’ajout d’obstacles lors du 6TMM n’a pas d’effet sur Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2

, FR, VC et FC. Cependant, il induit une augmentation significative du CE (de 0,33 ± 0,13 à 0,41 ± 0,17 ml.m-1.kg-1 ; p ? 0,05) et une baisse significative du QR (de 0,89 ± 0,06 à 0,85 ± 0,07 ; p ? 0,05).

4 – Discussion

12Le but de cette étude était donc de tester les effets de l’ajout d’obstacles lors d’un test de 6 min sur les paramètres cardiorespiratoires de patients hémiplégiques. Les présents résultats suggèrent que le franchissement d’obstacles n’augmente pas la consommation d’oxygène. Seul le CE est augmenté. Cette augmentation est principalement expliquée par la réduction de la vitesse de déplacement.

13La distance moyenne parcourue par les patients lors du 6TMM_SO est conforme aux données existantes dans la littérature pour des patients se déplaçant sans assistance (Courbon, Calmels, Roche, Ramas, & Fayolle-Minon, 2006 ; Kelly, Kilbreath, Davis, Zeman, & Raymond, 2003 ; Ng, et al., 2011). Concernant le 6TMM_AO, la distance parcourue par les patients diminue comparativement au 6TMM_SO. Cependant, pour contourner les plots les patients parcourent une distance supplémentaire qui n’a pas était comptabilisée. Cette distance supplémentaire peut-être simplement estimée à l’aide du calcul de la longueur d’un arc de cercle et représente, suivant la stratégie de contournement du plot adoptée parle patient, entre 2,5 et 6 % d’erreur sur la distance parcourue lors du 6TMM_AO. Cette erreur reste toutefois largement inférieure à la diminution de distance observée (17 %). La littérature montre que chez des patients hémiplégiques marchant à une vitesse comprise entre 0,39 et 0,96 m.s-1, Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2

est compris entre 9 et 16 ml.kg-1.min-1 (Bernardi, et al., 1999 ; Cunha-Filho, et al., 2003 ; Platts, Rafferty, & Paul, 2006 ; Reisman, Rudolph, & Farquhar, 2009 ; Waters & Mulroy, 1999) et confirme ainsi les présents résultats. Le CE obtenu dans la présente étude n’est donc pas non plus différent de celui obtenu classiquement pour des patients hémiplégiques. Ce CE est de l’ordre de 0,16 à 0,40 ml.m-1.kg-1 et est environ 1,5 à 3 fois supérieur à celui de sujets sains (Platts, et al., 2006).

14L’ajout d’obstacle lors du 6TMM augmente le CE de plus de 20 %. Cette augmentation est entièrement liée à la diminution de la vitesse de marche lors du 6TMM_AO. Puisque, les patients hémiplégiques ne présentent pas de modification du Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2

. Deux hypothèses peuvent expliquer cette stabilité du Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2. La première est la possible incapacité des patients hémiplégiques à augmenter leur consommation d’oxygène, car ils atteindraient leur capacité maximale à l’effort (Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2 p en normal i en normal c en normal ou Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2 maximum) lors du 6TMM. En effet, les valeurs de Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2 obtenues durant le 6TMM_SO (? 15,5 ml.kg-1.min-1) sont relativement proches de celles présentées dans la littérature lors de tests maximaux chez des patients similaires (Cahalin, Mathier, Semigran, Dec, & DiSalvo, 1996 ; Carvalho, Willén, & Sunnerhagen, 2008 ; Eng, Dawson, & Chu, 2004 ; Severinsen, Jakobsen, Overgaard, & Andersen, 2011 ; Tang, Sibley, Bayley, McIlroy, & Brooks, 2006). Tang, et al. (2006), chez des patients hémiplégiques légèrement plus performants (341 m au 6TMM_SO) que ceux de la présente étude sur le 6TMM_SO, obtiennent des valeurs de Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2 de 12,3 ± 3,1 ml.kg-1.min-1 lors d’un test maximal. Eng, et al. (2004) ainsi que Courbon, et al. (2006) ont également mesuré des Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2 p en normal i en normal c en normal respectivement de 17,2 ± 3,0 et 17,98 ± 4,24 ml.kg-1.min-1 lors d’un test maximal sur ergocycle chez des patients nettement plus performants que les nôtres (378 m). Ces arguments sont donc en faveur d’une atteinte de Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2 p en normal i en normal c en normal lors du 6TMM et donc une incapacité de ces patients à augmenter Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2 lors du 6TMM_AO. Cependant, n’ayant pas effectué d’épreuve d’effort maximale nous ne pouvons pas vérifier directement cette hypothèse.

15La deuxième hypothèse explicative de la stabilité de Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2

lors du 6TMM_AO, concerne une réduction trop importante de la vitesse de marche lors du franchissement d’obstacles qui ne permettrait pas la modification de la demande énergétique. En effet, plus la vitesse de marche diminue et plus Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2 diminue également (Burdett, Skrinar, & Simon, 1983 ; Corcoran, Jebsen, Brengelmann, & Simons, 1970). Ainsi, malgré l’augmentation de la dépense énergétique liée au franchissement d’obstacles, la baisse de la vitesse de marche serait tellement importante qu’elle ne permettrait pas d’augmenter Description de l'image par IA : suscrire V majuscule en normal O majuscule en normal avec point en chef indice 2 lors du 6TMM_AO. Cette hypothèse est corroborée par la baisse du QR observée lors du 6TMM_AO ainsi que par des valeurs de RPE obtenues à la fin du 6TMM_SO relativement faibles et très peu représentatives d’un effort maximal. La littérature suggère également que lors du 6MMT les patients ayant survécu à un AVC sont limités en terme de vitesse de déplacement par des incapacités fonctionnelles et non pas par des limites cardiorespiratoires (Tang, et al., 2006). Pradon, Roche, Enette, & Zory (2012) ont également montré que la performance lors d’un 6TMM_SO est essentiellement liée aux capacités musculaires chez les patients hémiplégiques. La peur de tomber et les problèmes d’équilibre pourraient expliquer cette forte diminution de la vitesse de marche chez les patients hémiplégiques. Cette deuxième hypothèse semble donc être la plus vraisemblable.

16L’ajout des obstacles au 6MMT ne modifie donc pas la dépense énergétique des patients hémiplégiques mais accentue l’effet des incapacités fonctionnelles sur la performance au 6MMT et le CE de la marche. Ainsi, la prise en compte des écarts de vitesse entre le parcours avec et le parcours sans obstacle pourrait être un indice supplémentaire des capacités fonctionnelles du patient.

5 – Conclusion

17Les présents résultats suggèrent que chez les patients hémiplégiques le franchissement d’obstacles n’augmente pas la consommation d’oxygène. Seul le CE est augmenté. Cette augmentation est expliquée par la réduction de la vitesse de déplacement. L’inclusion d’obstacles, et/ou de support instable dans le test de 6 TMM est intéressante dans l’évaluation clinique. En effet, n’étant pas représentatif des activités de la vie quotidienne, le test classique de 6 TMM n’est pas toujours adapté pour discriminer les effets bénéfiques de traitements ou thérapies spécifiques. Une des perspectives de ce travail pourrait concerner l’étude des effets de l’injection de toxine botulique sur les capacités fonctionnelles de patients hémiplégiques évaluées à l’aide du 6TMM avec et sans obstacle.

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Mots-clés éditeurs : accident vasculaire cérébral, consommation d'oxygène, test de terrain, vitesse de marche

Date de mise en ligne : 20/08/2014

https://doi.org/10.3917/sm.084.0005