Summary
Cette étude test-retest a évalué le débit sanguin des jambes mesuré par la technique d’échographie Doppler lors d’un exercice d’extenseur du genou sur une jambe. La fiabilité de la méthode à l’intérieur de la journée, entre les jours et entre les évaluateurs a été étudiée. L’approche s’est avérée très fiable à l’intérieur de la journée et acceptable entre les jours. Cependant, la fiabilité inter-évaluateurs était inacceptablement faible pendant le repos et à de faibles charges de travail.
Abstract
L’échographie Doppler a révolutionné l’évaluation du flux sanguin des organes et est largement utilisée dans les milieux de recherche et cliniques. Bien que l’évaluation par échographie Doppler de la contraction du flux sanguin des muscles des jambes soit courante dans les études humaines, la fiabilité de cette méthode nécessite une enquête plus approfondie. Par conséquent, cette étude visait à étudier la fiabilité de l’échographie Doppler pour évaluer le débit sanguin des jambes au repos et des extensions de genou sur une jambe (0 W, 6 W, 12 W et 18 W), la sonde à ultrasons étant retirée entre les mesures. L’étude a inclus trente sujets sains (âge : 33 ± 9,3, homme/femme : 14/16) qui ont visité le laboratoire lors de deux jours expérimentaux différents séparés de 10 jours. L’étude n’a pas contrôlé les facteurs de confusion majeurs tels que l’état nutritionnel, l’heure de la journée ou le statut hormonal. À travers différentes intensités d’exercice, les résultats ont démontré une fiabilité élevée dans la journée avec un coefficient de variation (CV) allant de 4,0 % à 4,3 %, une fiabilité acceptable entre les jours avec un CV allant de 10,1 % à 20,2 % et une fiabilité inter-évaluateurs avec un CV allant de 17,9 % à 26,8 %. Par conséquent, dans un scénario clinique réel où le contrôle de divers facteurs environnementaux est difficile, l’échographie Doppler peut être utilisée pour déterminer le flux sanguin des jambes lors d’un exercice sous-maximal d’extenseur du genou sur une jambe avec une fiabilité élevée dans la journée et une fiabilité acceptable entre les jours lorsqu’elle est effectuée par le même échographiste.
Introduction
L’échographie Doppler, introduite dans les années 1980, a été largement utilisée pour déterminer le flux sanguin musculaire contractant, en particulier dans le modèle d’extenseur du genou sur une jambe, permettant de mesurer le flux sanguin dans l’artère fémorale commune (CFA) lors de l’activation de la petite masse musculaire 1,2,3,4,5,6 . La technologie de circulation sanguine basée sur l’échographie Doppler a fourni des informations précieuses sur la régulation vasculaire dans diverses populations, y compris les adultes en bonne santé7,8, les personnes atteintes de diabète9, d’hypertension10, de BPCO 11,12 et d’insuffisance cardiaque13,14.
L’un des avantages de l’échographie Doppler est son caractère non invasif par rapport à d’autres méthodes de détermination du débit sanguin comme la thermodilution, et elle peut être associée à un cathétérisme artériel et veineux si nécessaire 3,4,6,15. Il permet également de mesurer la vitesse du flux sanguin d’un battement à l’autre, ce qui permet de détecter des changements rapides16. Cependant, les mesures sanguines basées sur l’échographie Doppler présentent des limites, notamment des difficultés à obtenir des enregistrements stables lors de mouvements excessifs des membres à des intensités d’exercice proches de la maxime et l’exigence d’accessibilité échographique au vaisseau sanguin ciblé, à l’exclusion des évaluations pendant le vélo ergomètre15. Par conséquent, le modèle d’extenseur du genou sur une jambe est bien adapté à l’évaluation de la LBF à l’aide d’une échographie Doppler lors d’un exercice dynamique à des intensités sous-maximales17, minimisant l’influence des limitations cardiaques et pulmonaires liées à l’exercice et facilitant les comparaisons entre les sujets sains et les patients atteints de maladies cardio-pulmonaires11.
Bien qu’il soit largement utilisé, la fiabilité entre les jours du modèle d’extenseur du genou sur une jambe utilisant l’échographie Doppler n’a pas été étudiée à plus grande échelle au cours des dernières décennies, avec des études antérieures portant sur de petites populations (n = 2)3,18,19,20.
Cette étude visait à étudier (1) la fiabilité test-retest au cours de la journée, (2) la fiabilité test-retest entre les jours et (3) la fiabilité inter-évaluateurs de l’échographie Doppler pour l’évaluation de la LBF lors d’un exercice d’extenseur du genou sur une jambe à 0 W, 6 W, 12 W et 18 W. Les mesures ont été effectuées dans un scénario cliniquement réaliste où la sonde a été retirée entre les mesures. Il est important de noter que plusieurs facteurs environnementaux intrinsèques et extrinsèques connus pour influencer la FBL n’ont pas été contrôlés pendant les mesures, ce qui pourrait introduire de la variabilité et affecter la fiabilité. Compte tenu des progrès de la technologie d’échographie Doppler et des logiciels d’analyse du débit sanguin, nous avons émis l’hypothèse que, même dans un environnement non contrôlé, une fiabilité acceptable des mesures de la FBL pendant et entre les jours pouvait être atteinte à toutes les intensités lorsqu’elles étaient effectuées par le même échographiste.
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Protocol
L’étude a été évaluée par le Comité régional d’éthique de la région de la capitale du Danemark (dossier n° H-21054272), qui a déterminé qu’il s’agissait d’une étude de qualité. Conformément à la législation danoise, l’étude a donc été approuvée localement par le Conseil interne de recherche et d’amélioration de la qualité du Département de physiologie clinique et de médecine nucléaire du Rigshospitalet (dossier n° 100). KF-509-22). L’étude a été réalisée conformément aux directives de la Déclaration d’Helsinki. Tous les sujets ont donné leur consentement éclairé oral et écrit avant de s’inscrire. Les hommes et les femmes de ≥18 ans ont été inclus dans l’étude. Les personnes atteintes d’une maladie artérielle périphérique, d’une insuffisance cardiaque, d’une maladie neurologique et musculo-squelettique entravant l’effort KEE et de symptômes de la maladie dans les 2 semaines précédant l’étude ont été exclues.
1. Mise en place du participant
- Placez le participant dans le fauteuil d’extension du genou à une jambe, le dos du participant reposant contre le fauteuil (figure supplémentaire 1). Habillez le participant avec des sous-vêtements qui permettent d’accéder à la région inguinale à l’aide d’une sonde à ultrasons.
- Placez trois électrodes ECG (voir le tableau des matériaux) sur le participant. Placez les électrodes sur le côté droit de la paroi thoracique dans le troisième espace intercostal, sur le côté gauche dans le troisième espace intercostal et sur le côté gauche dans le onzième espace intercostal de manière à ce que les électrodes soient équidistantes du cœur.
- Placez le participant à un angle de >90 degrés entre l’abdomen et la cuisse.
- Ajustez le bras reliant le fauteuil d’extenseur à un genou au volant d’inertie pour permettre au participant d’étendre complètement le genou.
- Attachez fermement la jambe du participant à la pédale de la chaise pour éviter l’utilisation des muscles de la partie inférieure du membre.
- Placez une chaise ou un banc pour stabiliser la jambe inactive.
REMARQUE : L’angle de >90 degrés est considéré comme un minimum. L’augmentation de l’angle ouvrira la zone inguinale permettant un meilleur accès à l’artère fémorale avec la sonde à ultrasons. Cette approche est souvent utilisée lorsque les sujets ont une adiposité abdominale qui peut interférer avec l’examen.
L’ajout de résistance à la chaise d’extension du genou à une jambe se fait différemment selon le type et le modèle et n’est donc pas décrit en détail. L’intensité absolue et l’intensité relative peuvent être rapportées. Afin de signaler l’intensité relative, effectuez un test d’épuisement un jour précédent.
2. Mise en place de l’appareil à ultrasons
- Appuyez sur le bouton Activer .
- Appuyez sur Patient pour créer un fichier dans lequel l’examen sera enregistré. Déplacez le curseur sur « nouveau patient » et appuyez sur Entrée. Remplissez le champ « ID patient », déplacez le curseur sur « Créer » et appuyez sur Entrée (Figure supplémentaire 2 et Figure supplémentaire 3).
- Appuyez sur Sonde, choisissez la sonde linéaire (9 MHz) et appliquez un gel à ultrasons (voir le tableau des matériaux) sur la sonde.
REMARQUE : Il n’est pas possible d’enregistrer les données du participant sans lui attribuer un « identifiant de patient ». Il est possible d’attribuer plus de données à cette feuille, mais ce n’est pas nécessaire pour que l’examen soit effectué.
3. Échographie Doppler
- Actionnez la sonde linéaire avec la main la plus proche du participant et placez-la dans la région inguinale. Trouvez la meilleure section artérielle pour obtenir soigneusement des mesures LBF. Celui-ci se trouve sous le ligament inguinal et à 3-4 cm au-dessus de la bifurcation de l’artère fémorale commune sur un segment droit de l’artère.
- Tenez la sonde perpendiculairement au vaisseau. Appuyez sur le bouton 2D et faites une image en coupe transversale de l’artère fémorale commune (CFA).
- Optimiser le gain et la profondeur, qui doivent être maintenus tout au long de l’expérience, pour s’assurer que l’artère est au milieu de l’écran et que le sang est noir. Tournez le bouton Gain dans le sens des aiguilles d’une montre pour augmenter le gain et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre pour le diminuer. Tournez la profondeur dans le sens des aiguilles d’une montre pour augmenter la profondeur et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre pour la diminuer.
REMARQUE : Veuillez consulter la Figure 2 supplémentaire et la Figure 3 supplémentaire pour l’emplacement des boutons et la Figure 4 supplémentaire pour une image échographique optimisée en termes de gain et de profondeur. - En mode 2D, appuyez une fois sur Freeze et faites défiler à l’aide de la boule de commande pour trouver une image de fin de systolique. Effectuez cette opération sous guidage ECG en arrêtant l’image à la fin de l’onde T.
- Appuyez une fois sur Mesurer et déplacez le curseur sur la couche intimale superficielle de l’artère, puis appuyez sur Entrée. Déplacez le curseur sur la couche intimale profonde de l’artère, puis appuyez sur Entrée pour obtenir le diamètre à la fin de la systole. Le diamètre sera affiché dans le coin supérieur gauche.
- Appuyez sur Freeze et tournez la sonde de 90 degrés dans le sens des aiguilles d’une montre tout en gardant l’artère au milieu de l’écran et en la maintenant parallèle à l’artère pour créer une vue longitudinale. Appuyez sur le bouton d’onde d’impulsion PW , puis appuyez sur Mesurer. Cela créera un menu déroulant sur le côté droit de l’écran. Déplacez le curseur sur CFA et appuyez sur Entrée.
- Déplacez le curseur sur « Auto » et appuyez sur Entrée. Déplacez le curseur sur « Volume de débit » et appuyez sur Entrée. Déplacez le curseur sur « En direct » et appuyez sur Entrée pour obtenir le traçage et terminez en appuyant une fois sur Mesurer .
- Obtenir la vitesse à l’angle d’insonation le plus bas possible et toujours en dessous de 60 degrés. Tournez le bouton Angle de braquage dans le sens des aiguilles d’une montre pour le diminuer et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre pour l’augmenter. Tournez le bouton Correction de l’angle pour vous assurer que le tracé est obtenu avec le curseur à l’horizontale par rapport à l’artère, comme illustré à la figure supplémentaire 4.
- Appuyez sur Sample vol . pour ajuster en fonction de la largeur de l’artère et restez à l’écart des parois de l’artère. Pour réduire la taille de l’échantillon, appuyez sur la flèche gauche. Pour augmenter la taille de l’échantillon, appuyez sur la flèche droite.
- Obtenez le tracé de la vitesse du flux sanguin grâce à la visualisation 2D simultanée de l’artère et à la rétroaction audiovisuelle de la vitesse du sang. Assurez-vous que le son est activé en tournant le bouton Son dans le sens des aiguilles d’une montre.
- Obtenez la première trace pendant le repos assis pendant au moins 30 s et appuyez deux fois sur Image Store pour enregistrer la trace. Ensuite, demandez au participant de garder un rythme de 60 tours par minute (RPM) pendant le test et de n’utiliser que le muscle quadriceps pour effectuer les extensions de jambes et garder le muscle ischio-jambier détendu. Gardez la sonde fixe pendant toute la durée de l’expérience.
- Demandez au participant de maintenir un rythme de 60 tours par minute (RPM) à 0 W et de n’utiliser que le muscle quadriceps pour effectuer les extensions de jambes et garder le muscle ischio-jambier détendu. Gardez la sonde fixe pendant toute la durée de l’expérience et appuyez deux fois sur Image Store pour enregistrer la trace.
- Ajoutez de la résistance et demandez au participant d’effectuer au moins 150 s d’exercice avant d’obtenir les 30 s de trace, puis appuyez deux fois sur Image Store pour enregistrer la trace.
4. Quantification du flux sanguin
- Une fois toutes les images obtenues, appuyez sur Vérifier.
- Appuyez sur Track Ball et déplacez le curseur sur l’image du désir, puis double-cliquez sur Entrée.
- Une fois que la trace souhaitée apparaît, appuyez sur Mesurer et déplacez le curseur sur « Volume de débit » dans le menu déroulant sur le côté droit de l’écran et appuyez sur Entrée.
- Déplacez le curseur sur l’image échographique 2D, appuyez sur Entrée, puis faites glisser le curseur jusqu’à ce qu’il atteigne le diamètre mesuré pendant le repos, puis appuyez à nouveau sur Entrée .
- Tournez deux fois le bouton de sélection du curseur dans le sens des aiguilles d’une montre et choisissez les 30 s de trace qui s’afficheront entre deux lignes verticales en faisant défiler la boule de commande et en appuyant sur Entrée.
- Calculez le LBF comme le produit de la vitesse moyenne du sang (cm/s) et de la section transversale de l’artère fémorale (cm2), qui sera indiquée dans le coin supérieur gauche.
REMARQUE : Effectuer un contrôle de la qualité avant l’analyse des données par une inspection visuelle de la trace et exclure les ondes de pouls affectées par des artefacts de mouvement ainsi que des battements cardiaques irréguliers. Il est possible d’ajuster la correction de l’angle après avoir terminé l’examen en tournant le bouton Angle Corr . dans le sens des aiguilles d’une montre pour le diminuer et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre pour l’augmenter afin de s’assurer que le curseur est horizontal par rapport à l’artère.
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Representative Results
Participants
De mai 2022 à octobre 2022, une trentaine d’hommes et de femmes en bonne santé ont été recrutés pour participer à l’étude. Tous les participants n’avaient aucun antécédent de maladies cardiovasculaires, métaboliques ou neurologiques. On ne leur a pas demandé d’apporter de changements à leurs habitudes habituelles, y compris la caféine, l’alcool, la nicotine, l’exercice vigoureux ou tout autre facteur susceptible d’avoir un impact sur la fonction vasculaire.
Procédures expérimentales
Les participants se sont présentés au laboratoire lors de deux journées expérimentales différentes, à 10 jours d’intervalle. Pour chaque participant, les expériences ont été réalisées à la même heure de la journée, mais l’heure de la journée différait d’un participant à l’autre. De plus, les expériences ont été réalisées dans la même pièce avec une exposition limitée à la lumière, une température contrôlée, sans musique et une conversation limitée. Les jours 1 et 2 de l’expérience, les mesures ont été effectuées par le même échographiste (S1).
Les participants ont été placés dans le modèle d’extenseur du genou à une jambe décrit dans le protocole et dans la figure supplémentaire 1. La chaise d’extension du genou à une jambe a été construite par un ancien professeur de notre centre de recherche (le professeur Bengt Saltin), et est également appelée « chaise Saltin » (voir le tableau des matériaux).
Lors de deux journées expérimentales différentes, à 10 jours d’intervalle, les participants se sont présentés au laboratoire. Les expériences ont été menées à la même heure de la journée pour chaque participant, bien que l’heure spécifique diffère d’un participant à l’autre. Les expériences se sont déroulées dans un environnement contrôlé, avec une exposition limitée à la lumière, une température contrôlée, sans musique et une conversation limitée. Les deux jours expérimentaux (1 et 2), les mesures ont été effectuées par le même échographiste (S1). Les participants ont été positionnés dans le modèle d’extenseur du genou sur une jambe, tel que décrit dans le protocole et dans la figure 1 supplémentaire. La chaise d’extension du genou à une jambe, également connue sous le nom de « chaise Saltin » (voir tableau des matériaux), a été développée par le professeur Bengt Saltin dans notre centre de recherche.
Initialement, le flux sanguin dans l’artère fémorale commune (CFA) de la jambe dominante a été mesuré dans la condition de repos assis, avec la jambe fixée à la pédale. Par la suite, les participants ont commencé l’exercice et le flux sanguin a été mesuré aux charges de travail suivantes : 0 W, 6 W, 12 W et 18 W. Chaque séance d’exercice durait 4 minutes et était effectuée en continu. Deux mesures du débit sanguin ont été prises à chaque charge de travail pour assurer un état stable. Les mesures ont été obtenues à 2,5 min et 3,5 min dans chaque charge de travail21. Pour évaluer la fiabilité dans la journée, la sonde a été brièvement retirée de l’artère pendant 10 s après la première mesure, puis repositionnée pour la deuxième mesure, comme le montre la figure 1. Le diamètre systolique final de l’AFC, mesuré au repos, a été utilisé pour calculer le débit tout au long de l’expérience.
Le troisième jour expérimental, la variation entre les deux échographistes a été étudiée en utilisant le même protocole d’exercice décrit ci-dessus. Six participants ont donné leur consentement éclairé pour une troisième visite. Deux échographistes qualifiés, expérimentés dans la mesure du débit sanguin en milieu clinique, ont effectué des mesures à moins d’une minute l’un de l’autre à la même charge de travail, comme le montre la figure 1. Les échographistes qualifiés ont été définis comme ayant effectué un minimum de 20 heures d’examen des volontaires dans le modèle d’extenseur du genou à une jambe, y compris la supervision de la correction des erreurs. Les deux échographistes ont fait preuve d’une fiabilité comparable à l’intérieur du jour. Au cours de l’exercice, les deux échographistes ont mesuré le flux sanguin dans un ordre aléatoire, tout en étant aveuglés par les mesures de l’autre. Pour éviter les réactions sonores et visuelles, les échographistes n’étaient pas présents simultanément dans la salle. Le premier échographiste a effectué la première mesure après 150 s à une charge de travail donnée. Après avoir terminé le traçage, le premier échographiste a réinitialisé l’appareil à ultrasons aux paramètres par défaut et a quitté la pièce. Le participant a maintenu le même rythme et la même charge, puis le deuxième échographiste est entré dans la pièce pour obtenir un nouveau trace. Les deux échographistes ont effectué des mesures du débit sanguin pour les quatre charges de travail, comme aux jours expérimentaux 1 et 2. Avant de numériser à chaque charge de travail, un tirage à pile ou face déterminait l’ordre aléatoire pour les échographistes, en veillant à ce que le « gagnant » commence la mesure. Au jour 3 de l’expérience, chaque échographiste n’a obtenu qu’une seule mesure du débit sanguin au cours de chaque séance d’exercice.
Statistiques
Toutes les analyses statistiques ont été effectuées à l’aide d’un logiciel statistique. Un seuil de signification de p < 0,05 (bilatéral) a été considéré comme statistiquement significatif. Les données sont présentées sous forme de moyenne (écart-type, ET) ou de moyenne [intervalle de confiance à 95 %, limite inférieure (LL), limite supérieure (AMT)]. Des tests t appariés ont été utilisés pour évaluer les différences entre les jours et les jours dans la FBL. Les valeurs de p ont été corrigées de Bonferroni, avec un seuil de 0,005 pour la signification statistique.
La fiabilité mesure le degré d’erreur aléatoire introduit par la variabilité de la variable mesurée22. La fiabilité absolue a été évaluée à l’aide de diagrammes de Bland-Altman et présentée sous forme de limites de concordance (LOA) et de plus petite différence réelle (SRD), qui permettent d’estimer la différence attendue entre deux mesures dans 95 % des cas23,24. L’analyse de variance à un facteur (ANOVA) a été utilisée pour déterminer l’écart-type chez les participants (SDw), et la DRS a été calculée à l’aide de la formule suivante24 :
Pour comparer la méthode avec d’autres techniques de mesure LBF, le coefficient de variance (CV) a été calculé comme mesure relative de la fiabilité. CV exprime la proportion de variance causée par l’erreurde mesure 25 :
Sur la base de la distribution des estimations moyennes et de la variance résiduelle d’un modèle linéaire mixte, la distribution de CV a été simulée afin d’obtenir des intervalles de confiance à 95 % pour CV26. Il n’y a pas de consensus officiel sur les niveaux de qualité des valeurs des CV, car ils dépendent de la méthodologie et du type d’étude. Cependant, le CV est généralement considéré comme faible s’il est <10 %, acceptable s’il est de 10 % à 20 % et non acceptable s’il est supérieur à 25 %25,27.
Dans cette étude, l’échographiste 1 et l’échographiste 2 étaient les seuls évaluateurs d’intérêt, et plusieurs mesures ont été effectuées pour déterminer le modèle ICC approprié à utiliser. Le coefficient de corrélation intraclasse (ICC) a été calculé à l’aide d’un modèle à effets mixtes bidirectionnels avec l’accord absolu et les mesures multiples ICC (3, k). Le premier chiffre fait référence au modèle (1, 2 ou 3), et le deuxième chiffre/lettre fait référence au type, indiquant s’il s’agit d’un seul évaluateur/mesure (1) ou de la moyenne des évaluateurs/mesures (k)28,29.
La fiabilité absolue et la fiabilité relative sont couramment utilisées pour évaluer la fiabilité d’une mesure. La répétabilité fait référence à la constance d’obtenir les mêmes résultats lorsque la mesure est répétée dans des conditions identiques. La reproductibilité, quant à elle, fait référence à la capacité d’obtenir des résultats cohérents lorsque la mesure est effectuée dans des conditions variables ou changeantes. Ces termes sont utiles pour comprendre et évaluer la fiabilité d’une méthode de mesure22.
Tous les participants ont terminé l’étude avec succès et ont toléré le plan expérimental. Au total, 30 sujets sains (âge : 33 ± 9,3, homme/femme : 14/16) ont été inclus, avec un poids moyen de 74,5 kg (ET : 13) et une taille moyenne de 174 cm (ET : 9,3).
Valeurs absolues et cohérence interne
Il n’y avait pas de différences statistiquement significatives dans les valeurs absolues de la FBL entre les mesures intrajournalières ou interjournalières (tableau 1). La FBL a augmenté progressivement au cours des charges de travail incrémentielles (figure 2), allant de 0,36 (ET : 0,20) L/min au repos à 2,44 (ET : 0,56) L/min pendant l’exercice à 18 W, ce qui démontre une augmentation linéaire avec la progression de la charge de travail.
Les diagrammes de Bland-Altman illustrant les mesures de la FBL sont présentés pour la fiabilité à l’intérieur d’une journée à la figure 3, la fiabilité entre les jours à la figure 4 et la fiabilité inter-évaluateurs à la figure 5. Les données intrajournalières n’ont montré aucune valeur aberrante, tandis que quelques valeurs aberrantes ont été observées dans les mesures entre les jours, et plusieurs valeurs aberrantes ont été observées lors des mesures inter-évaluateurs.
Fiabilité test-retest
Les valeurs de la plus petite différence réelle (SRD), du coefficient de variation (CV) et du coefficient de corrélation intraclasse (ICC) sont fournies pour les données à l’intérieur de la journée dans le tableau 2, entre les jours dans le tableau 3 et pour les évaluateurs inter-évaluateurs dans le tableau 4.
Les valeurs de DRS au cours d’une journée variaient de 0,28 [IC à 95 % : 0,22, 0,38] L/min pendant 0 W à 0,39 [IC à 95 % : 0,32, 0,50] L/min pendant 18 W. Les valeurs de SRD étaient plus élevées dans les mesures d’entre-jour, allant de 0,66 [IC à 95 % : 0,41, 1,32] L/min à 0 W à 0,71 [IC à 95 % : 0,53, 1,01] L/min pendant 18 W. Le SRD était encore plus élevé dans les mesures inter-évaluateurs, allant de 0,23 [IC à 95 % : 0,12, 0,70] L/min au repos à 1,55 [IC à 95 % : 1,02, 2,82] L/min pendant l’exercice à 18 W.
Les valeurs CV variaient de 4,0 [IC à 95 % : 3,0, 5,1] % pendant 18 W à 4,2 [IC à 95 % : 3,1, 5,3] % pendant 0 W. Le CV était également plus élevé dans les mesures entre les jours, allant de 20,2 [IC à 95 % : 14,7, 27,2] % pendant le repos à 10,1 [IC à 95 % : 7,5 à 13,1] % pendant 6 W. Des valeurs encore plus élevées ont été obtenues lors des mesures inter-évaluateurs avec un CV allant de 26,8 [IC à 95 % : 11, 51] % au repos à 17,9 [IC à 95 % : 8,5, 29,2] % pendant 6 W.
Les valeurs ICC ont montré que la fiabilité de toutes les charges de travail, à la fois pendant la journée et entre les journées, était de >0,90. À l’inverse, les mesures inter-évaluateurs ont donné des valeurs ICC aussi basses que 0,41 (0,1 à 0,84).
Figure 1 : Vue d’ensemble de la conception de l’étude. Au total, 30 participants en bonne santé ont subi un protocole d’extenseur du genou sur une jambe avec des charges de travail progressives allant de 0 à 18 W. Ce protocole a été répété sur une période de 10 jours. Un sous-groupe de 6 participants s’est porté volontaire pour l’étude de fiabilité inter-évaluateurs le jour 3. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Réponse du flux sanguin des jambes à l’exercice de l’extenseur du genou sur une jambe. Les valeurs moyennes du jour 1 et du jour 2 sont représentées par des points noirs et gris, respectivement, avec des moustaches indiquant l’écart-type. Une mesure a été obtenue au repos et deux mesures ont été obtenues pour chaque charge de travail (0, 6, 12 et 18 W). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Fiabilité test-retest au cours de la journée du flux sanguin dans les jambes lors de l’extension du genou sur une jambe représentée par les diagrammes de Bland-Altman. Les diagrammes ont été créés à partir de mesures à l’intérieur d’une journée pour les deux jours (n = 60). Un graphique est affiché pour chaque charge de travail incrémentielle : 0 W (A), 6 W (B), 12 W (C) et 18 W (D). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : Fiabilité test-retest entre les deux jours du flux sanguin de la jambe lors de l’extension du genou sur une jambe illustrée par les diagrammes de Bland-Altman. Les graphiques ont été créés à partir de mesures effectuées entre les jours (n = 30). Un graphique est affiché pour chaque condition : repos (A), 0 W (B), 6 W (C), 12 W (D) et 18 W (E). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Fiabilité test-retest inter-évaluateurs du flux sanguin de la jambe lors de l’extension du genou sur une jambe représentée par les diagrammes de Bland-Altman. Les graphiques ont été créés à partir de mesures inter-évaluateurs (n = 6). Un graphique est affiché pour chaque condition : repos (A), 0 W (B), 6 W (C), 12 W (D) et 18 W (E). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
| N = 30 | Jour 1, 1. LBF | Jour 1, 2. LBF | Valeur p à l’intérieur de la journée | Jour 2,1. LBF | Jour 2,2. LBF | Valeur p à l’intérieur de la journée | Différence moyenne entre les jours | Entre les jours | Jour 1, diamètre CFA (cm) | Jour 2, diamètre CFA (cm) |
| Repos (L/min) | 0.36 (0.20) | NA | NA | 0.37 (0.14) | NA | NA | 0.006 (0.11) | 0.76 | 0.94 (0.12) | 0.96 (0.14) |
| 0 W (L/min) | 1.68 (0.40) | 1.69 (0.47) | 0.60 | 1.58 (0.34) | 1.63 (0.40) | 0.03 | 0.13 (0.30) | 0.37 | ||
| 6 W (L/min) | 1.77 (0.45) | 1.75 (0.46) | 0.53 | 1.74 (0.40) | 1.72 (0.39) | 0.25 | 0.02 (0.26) | 0.37 | ||
| 12 W (L/min) | 1.99 (0.50) | 1.99 (0.45) | 0.8 | 1.95 (0.37) | 1.97 (0.38) | 0.42 | 0.07 (0.32) | 0.4 | ||
| 18 W (L/min) | 2.43 (0.55) | 2.51 (0.53) | 0.10 | 2.34 (0.44) | 2.38 (0.45) | 0.12 | 0.12 (0.33) | 0.06 |
Tableau 1 : Débit sanguin dans les jambes. Ce tableau affiche les valeurs absolues du débit sanguin et les mesures courantes du diamètre de l’artère fémorale obtenues le jour 1 et le jour 2 lors de la première et de la deuxième mesure du débit sanguin. Les données sont présentées sous forme de moyenne (écart-type). Un test t apparié a été effectué pour évaluer les différences au sein d’une journée et entre les journées. Abréviations : W = watt, CFA = Artère fémorale commune. La valeur de p considérée comme statistiquement significative après correction de Bonferroni a été fixée à p = 0,005.
| SRD (L) | CV (%) | ICC (Fraction) | |
| 0 W | 0,28 (0,21 à 0,38) | 4,2 (3,1 à 5,3) | 0,98 (0,96 à 0,99) |
| 6 W | 0,31 (0,26 à 0,38) | 4,3 (3,3 à 5,5) | 0,97 (0,95 à 0,99) |
| 12 W | 0,31 (0,24 à 0,50) | 4,1 (3,1 à 5,2) | 0,96 (0,93 à 0,97) |
| 18 W | 0,39 (0,32 à 0,50) | 4,0 (3 à 5,1) | 0,96 (0,94 à 0,98) |
Tableau 2 : Mesures de fiabilité au cours de la journée. Le tableau présente les valeurs moyennes (avec des intervalles de confiance à 95 %, limite inférieure, limite supérieure) pour les mesures de fiabilité au cours d’une journée. W = watt. SRD = Plus petite différence réelle, CV = Coefficient de variance, ICC = Coefficient de corrélation intraclasse.
| SRD (L) | CV (%) | ICC (Fraction) | |
| Se reposer | 0,21 (0,16 à 0,32) | 20,2 (14,7 à 27,2) | 0,92 (0,82 à 0,96) |
| 0 W | 0,66 (0,41 à 1,32) | 13,7 (10,3 à 17,6) | 0,93 (0,86 à 0,97) |
| 6 W | 0,52 (0,38 à 0,79) | 10,1 (7,5 à 13,1) | 0,91 (0,82 à 0,96) |
| 12 W | 0,66 (0,50 à 0,94) | 11.5 (8.6-14.7) | 0,82 (0,62 à 0,91) |
| 18 W | 0,71 (0,53 à 1,01) | 10,2 (7,6 à 13,1) | 0,90 (0,79 à 0,95) |
Tableau 3 : Mesures de fiabilité entre les jours. Le tableau fournit les valeurs moyennes (avec des intervalles de confiance à 95 %, limite inférieure, limite supérieure) pour les mesures de fiabilité entre les jours. W = watt. SRD = Plus petite différence réelle, CV = Coefficient de variance, ICC = Coefficient de corrélation intraclasse.
| SRD (L) | CV (%) | ICC (Fraction) | |
| Se reposer | 0,23 (0,12 à 0,70) | 26,8 (11 à 51) | 0,85 (0,1 à 0,98) |
| 0 W | 0,96 (0,75 à 1,31) | 20 (9,2 à 33,3) | 0,74 (0,1 à 0,96) |
| 6 W | 0,88 (0,59 à 1,55) | 17,9 (8,5 à 29,2) | 0,6 (0,2 à 0,94) |
| 12 W | 1,09 (0,59 à 1,55) | 18,7 (8,8 à 30,6) | 0,5 (0,2 à 0,93) |
| 18 W | 1,55 (1,01 à 2,82) | 18,4 (8,6 à 30,1) | 0,41 (0,1 à 0,84) |
Tableau 4 : Mesures de fiabilité inter-évaluateurs. Le tableau présente les valeurs moyennes (avec des intervalles de confiance à 95 %, limite inférieure, limite supérieure) pour les mesures de fiabilité inter-évaluateurs. W = watt. SRD = Plus petite différence réelle, CV = Coefficient de variance, ICC = Coefficient de corrélation intraclasse.
Figure supplémentaire 1 : Modèle d’extenseur du genou sur une jambe. Cette image représente un participant pendant l’essai tout en utilisant le modèle d’extenseur du genou sur une jambe. Le consentement préalable du participant et de l’échographiste a été obtenu pour l’utilisation de cette image. Les zones de texte sont utilisées pour mettre en évidence tous les matériaux mentionnés dans le protocole. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Figure supplémentaire 2 : Appareil à ultrasons. Cette image montre les boutons utilisés pour effectuer un examen échographique Doppler. Tous les boutons décrits dans le protocole sont mis en surbrillance pour faciliter la consultation. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Figure 3 supplémentaire : Appareil à ultrasons en mode onde de pouls. L’image montre les boutons utilisés pour effectuer un examen échographique Doppler en mode onde de pouls. Tous les boutons mentionnés dans la section protocole sont mis en surbrillance pour plus de clarté. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Figure 4 supplémentaire : Signal d’échographie Doppler. Cette image montre une trace de vitesse sanguine utilisée pour calculer le flux sanguin dans les jambes. Toutes les mesures et tous les boutons pertinents décrits dans la section sur le protocole sont mis en évidence pour faciliter l’identification et la référence. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
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Discussion
Cette étude a évalué la fiabilité de la méthodologie d’échographie Doppler pour évaluer le débit sanguin des jambes (LBF) lors d’un exercice sous-maximal d’extenseur du genou sur une jambe chez des participants en bonne santé. Les résultats ont indiqué une fiabilité élevée à l’intérieur d’un jour et une fiabilité acceptable entre les jours, tandis qu’une fiabilité inter-évaluateurs s’est avérée inacceptable au repos et à 0 W.
Bien que le retrait de la sonde entre les mesures semble avoir eu peu d’impact, la différence de fiabilité entre les mesures intra-journée et entre les mesures journalières pourrait être attribuée à des facteurs environnementaux non contrôlés. Le site d’examen, l’échographiste et le dispositif expérimental sont demeurés cohérents tout au long de l’étude. Cependant, les participants n’ont pas reçu l’instruction de s’abstenir de caféine, de nicotine, d’alcool ou d’exercice intense, qui sont tous connus pour affecter le flux sanguin vers le membre30,31,32,33. De plus, des facteurs tels que l’alimentation, l’apport hydrique et l’apport calorique élevé, en particulier les repas gras, connus pour affecter le flux sanguin musculaire, n’ont pas été contrôlés pendant34,35. L’étude n’a pas non plus enregistré d’informations sur le sommeil des participants avant l’examen, ce qui a eu un impact sur la fonction vasculaire36. De plus, le statut médicamenteux et l’influence potentielle des médicaments sur la régulation du flux sanguin n’ont pas été enregistrés ou contrôlés pendant37,38,39,40. Par conséquent, les estimations de fiabilité rapportées représentent le pire des scénarios, et on peut s’attendre à ce que la méthode soit tout aussi fiable, voire plus, lorsqu’elle est utilisée chez des personnes en bonne santé, tout en tenant compte de ces facteurs liés au sujet. Cela correspond à l’objectif de l’étude, car il n’est pas toujours possible de contrôler les facteurs de confusion potentiels dans des contextes expérimentaux ou cliniques. Il est important de noter que malgré ces limites, les résultats ont démontré une excellente fiabilité dans la journée et entre les journées. De plus, il semble plus crucial de s’assurer que la FBL est évaluée par le même échographiste en raison de la fiabilité inter-évaluateurs plus faible.
Les résultats de cette étude sont cohérents avec d’autres études qui ont évalué la fiabilité de l’échographie Doppler dans différentes configurations expérimentales, y compris le mouvement passif sur une jambe (PLM) chez les hommes et les femmes. Ces études ont rapporté la mesure de fiabilité la plus élevée pendant le pic de LBF, ce qui suggère que la méthode est plus fiable pendant l’exercice que le repos27,41. Les résultats de cette étude ont démontré une fiabilité légèrement supérieure à celle des études précédentes, ce qui pourrait être attribué aux données obtenues pendant l’exercice lorsque le LBF était plus élevé. De plus, la fiabilité de la méthode s’est avérée comparable à celle d’une étude récente qui a examiné la fiabilité des ultrasons dans une configuration différente, où des exercices de pas à deux jambes ont été effectués pour mesurer le flux sanguin vers la jambe21. La fiabilité à l’intérieur du jour dans cette étude était plus élevée que dans une étude antérieure de 1997, peut-être en raison des progrès de la technologie et des logiciels d’échographie.
L’étude a révélé que la fiabilité entre les jours expérimentaux était plus faible au repos, mais s’améliorait à mesure que l’intensité de l’exercice augmentait, soulignant l’importance de mesures de base détaillées. Dans cette étude, la FBL au repos a été évaluée en position assise avec le pied attaché à la pédale, et il vaut la peine de se demander si les mesures de base en position couchée sur le dos auraient été plus fiables. De plus, aucun protocole standard pour la durée du repos n’a été mis en œuvre, ce qui rend la mesure de base plus sensible aux facteurs environnementaux, y compris le niveau d’activité physique des participants avant l’expérience, par rapport aux états de débit élevé pendant l’exercice.
Il est important de noter que cette étude a été menée sur des participants en bonne santé et que les mesures de fiabilité peuvent ne pas s’appliquer aux personnes atteintes de maladies. L’échographie Doppler repose fortement sur les compétences de l’échographiste, et les données fiables obtenues ne peuvent pas être extrapolées à des échographistes non formés. L’évaluation des deux échographistes est cruciale pour tenir compte des différences potentielles de niveau de compétence qui pourraient conduire à des mesures faussement peu fiables. Cependant, il convient de mentionner que les deux échographistes présentaient le même degré de variabilité au cours d’une même journée, ce qui indique une performance constante tout au long de la période d’évaluation.
De plus, l’étude s’est concentrée sur les extensions de genou sur une jambe, et les résultats peuvent ne pas être applicables à l’échographie Doppler de l’avant-bras, car la régulation du flux sanguin peut différer entre les membres42,43. La littérature existante sur les changements de diamètre des navires au cours d’exercices dynamiques présente des données contradictoires. De plus, pendant le repos assis, une seule mesure du diamètre a été obtenue pour l’artère fémorale commune (CFA), qui a ensuite été utilisée pour calculer le débit selon la méthodologie décrite dans les études précédentes 4,44. Il convient de noter que certaines preuves suggèrent une augmentation du diamètre de l’AFC lors d’un exercice progressif du genou sur une jambe chez les femmes jeunes et en bonne santé45.
Des études futures devraient déterminer si la prise en compte de changements potentiels dans le diamètre de l’AFC pendant l’exercice aurait un impact sur la fiabilité. De plus, il est important de reconnaître qu’aucun test d’épuisement n’a été effectué avant le protocole de cette étude. Par conséquent, les résultats sont basés sur des charges de travail absolues, et les intensités faibles à sous-maximales ont été dérivées d’études antérieures portant sur de jeunes volontaires en bonne santé 3,4,6,44. L’hypothèse selon laquelle l’état d’équilibre est atteint après 2,5 min aux intensités utilisées dans cette étude est raisonnable et cohérente avec les résultats précédents6. Cependant, il est essentiel de noter que cela peut ne pas être vrai à des intensités plus élevées. Quoi qu’il en soit, il convient de souligner que les mesures de fiabilité obtenues dans la présente étude ne peuvent pas être généralisées ou extrapolées à des situations d’effort maximal.
En résumé, les mesures par échographie Doppler du flux sanguin des jambes pendant l’exercice sous-maximal de l’extenseur du genou sur une jambe chez des humains en bonne santé ont démontré une fiabilité élevée dans la journée et acceptable entre les jours lorsqu’elles sont effectuées par le même échographiste. Cette fiabilité a été observée même lorsque les facteurs environnementaux intrinsèques et extrinsèques n’ont pas été contrôlés, à l’exception du lieu, du moment et de la température ambiante.
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Disclosures
Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière qui pourrait être interprétée comme un conflit d’intérêts potentiel.
Acknowledgments
Le Centre de recherche sur l’activité physique (CFAS) est soutenu par TrygFonden (subventions ID 101390 et ID 20045). JPH a bénéficié de subventions de Helsefonden et de Rigshospitalet. Au cours de ce travail, RMGB a été soutenu par un post.doc. subvention du Rigshospitalet.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| EKO GEL | EKKOMED A7S | DK-7500 Holstebro | |
| RStudio, version 1.4.1717 | R Project for Statistical Computing | ||
| Saltin Chair | This was built from an ergometer bike and a carseat owned by Professor Bengt Saltin. The steelconstruction was built from a specialist who custommade it. | ||
| Ultrasound apparatus equipped with a linear probe (9 MHz, Logic E9) | GE Healthcare | Unknown | GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA |
| Ultrasound gel |
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