input stringlengths 5 3.01M | source stringclasses 16
values | document_type stringclasses 9
values |
|---|---|---|
Un modeèle simplifié pour l'anesthésie en circuit avec réinhalation | WMT16 | Scientific |
Restez Jours 8-14 dans des zones ombragées ou sortez quand le ciel est nuageux. | EMEA_V3 | Medicinal |
Avant l' administration de la première cure de topotécan, les patients doivent avoir un nombre de polynucléaires neutrophiles > 1, 5x109/ l, un nombre de plaquettes > 100 x 109/ l et un taux d' hémoglobine 9g/ dl (après transfusion si nécessaire). | EMEA_V3 | Medicinal |
Activité antibactérienne in vitro d'une nouvelle fluoroquinolone, l'énoxacine sur les bactéries hospitalières et courbe de concordance | WMT16 | Scientific |
Détermination des groupements sulfhydrilés dans le sérum sanguin après l'exposition dans le sulfure de carbone | WMT16 | Scientific |
Décisions thérapeutiques dictées par les résultats de l'amniocentèse | WMT16 | Scientific |
Chlorure de benzalkonium, chlorure de sodium, phosphate disodique heptahydraté, acide citrique monohydraté, acide chlorhydrique ou hydroxyde de sodium (pour ajuster le pH) et eau purifiée. | EMEA_V3 | Medicinal |
Les variations des activités enzymatiques au cours des intoxications | WMT16 | Scientific |
Action du gaz carbonique sur le métabolisme du rat non anesthésié exposé au froid | WMT16 | Scientific |
VARIPHARM ARZNEIMITTEL LORZAAR VARIPHARM 50 mg losartan GMBH PLUS 50/ 12, 5 mg Filmtabletten potassium - Lindenplatz 1 85540, Haar 12, 5 mg Allemagne hydrochlorothiazide | EMEA_V3 | Medicinal |
Introduction L'envenimation scorpionique est un problème de santé publique majeur dans les pays tropicaux et subtropicaux Le tableau symptomatique développé après une piqûre de scorpion est varié, et dépend de facteurs liés aussi bien à la victime qu'à l'arthropode incriminé Les patients envenimés par scorpion ont été classés en trois différents grades, en se basant sur les différentes manifestations cliniques qu'ils présentaient Cette gradation varie d'un état bénin (douleurs et rougeurs locales) jusqu'à un état gravissime caractérisé par un dysfonctionnement cardiorespiratoire responsable de la mort de la victime Cette gradation a été fortement corrélée avec la cinétique des toxines scorpioniques dans le sérum du patient La toxicité du venin de scorpion provient essentiellement des neurotoxines qu'il contient, qui agissent en stimulant ou en inhibant l'activité de certains composants des canaux ioniques membranaires des cellules excitables, telles que les cellules musculaires et nerveuses En fait, de nombreux peptides biologiquement actifs ont été identifiés dans le venin de scorpions de différentes espèces Les plus potentiellement toxiques sont les neurotoxines, qui agissent sur l'activité des canaux sodiques et potassiques et sont le plus souvent responsables des différentes manifestations de l'envenimation scorpionique Malgré le nombre de travaux concernant le venin de scorpion et ses effets toxiques, peu d'études ont été réalisées sur des modèles de gestation Merei et Ibrahim ont signalé une délivrance fœtale pré-terme chez une femme enceinte, consécutive à une piqûre par Leiurus quinquestriatus Cette observation s'avère la plus pertinente en cas d'envenimation scorpionique chez des victimes gravidiques Par ailleurs, d'autres empoisonnements par piqûre ou morsure d'animaux venimeux se sont avérés fatals, tant pour la mère que pour les fœtus Le scorpion Buthus occitanus tunetanus est l'un des plus fréquemment impliqués en Tunisie dans les envenimations scorpioniques chez l'homme Martin et Rochat ont dénombré treize fractions peptidiques toxiques pour la souris du venin de ce scorpion Différents travaux postérieurs ont caractérisé nombreuses fractions peptidiques biologiquement actives et toxiques, telles que : BotI, BotII, BotIII, BotIV, BotV, BotVI, BotXI, KBot1, KTX3, la fraction M1 et la fraction non toxique LPV1 et la bradykinin-potentiating peptide BPP Le BPP présente une large gamme d'activités biologiques sur différents organes Au niveau du tractus génital, il induit une augmentation du nombre des follicules secondaires au niveau de l'ovaire, du nombre et de la taille des glandes endométriales utérines, ainsi qu'une stimulation de la sécrétion de l'œstradiol Le BPP induit aussi une hypercontractilité utérine Il stimule aussi la production des prostaglandines au niveau du tissu rénal L'œstradiol et les prostaglandines sont connus pour leurs rôles dans le maintien de la gestation et la parturition Dès lors, ce travail expérimental avait comme objectif l'étude de l'effet du venin de ce scorpion dans un modèle murin de gestation Cette étude repose sur le suivi de la course de la gestation et l'activité électrophysiologique du myomètre utérin par suite d'une envenimation expérimentale par Buthus occitanus tunetanus Matériels et méthodes Animaux Des rattes (de type Wistar blanc) pubères et vierges, âgées de trois à quatre mois, ont été obtenues auprès de l'Institut Pasteur et élevées dans le laboratoire de pharmacologie d'une faculté de médecine Les conditions d'élevage prévoyaient un cycle nycthéméral de 14 h de lumière et de 10 h d'obscurité, à une température ambiante de 25 C Les animaux recevaient de la nourriture et de l'eau ad libitum Après leur acclimatation aux conditions de l'animalerie, les rates ont été mises en présence des rats males afin de permettre l'accouplement et l'obtention de gestations datées Le premier jour de la gestation correspondait à celui o les spermatozoïdes étaient détectés dans les frottis vaginaux Venin de scorpion Le venin brut de Buthus occitanus tunetanus a été obtenu auprès de l'Institut Pasteur Il a été récolté par stimulation électrique du telson de l'animal, puis extrait selon la méthode décrite par Miranda et al et conservé à 20 C Le jour de l'expérimentation, il était dilué dans une solution physiologique de chlorure de sodium afin d'obtenir une concentration protéique de 500 g/ml, déterminée par la méthode spectrophotométrique de Lowry Le venin brut de Buthus occitanus tunetanus a été utilisé dans sa totalité, afin de simuler les cas d'accident d'envenimation Effet du venin de scorpion sur la latence de la parturition La parturition désigne tous les mécanismes physiologiques impliqués dans le déclenchement et le déroulement du travail Deux groupes de six rattes, au 22 e jour de la gestation (échéance estimée pour la mise bas), ont été utilisés Les rattes du groupe 1 (G 1 ) ont reçu en injection intra péritonéale une dose de 500 g/kg de poids corporel de venin brut de Buthus occitanus tunetanus Les rattes contrôle du deuxième groupe (G 2 ) ont reçu, dans les mêmes conditions, une solution physiologique (NaCl à 0, 9%) à raison de 1 ml/kg de poids corporel G 1 et G 2 ont ensuite été observés jusqu'à la délivrance de tous les nouveau-nés Deux périodes ont été précisément mesurées : le temps placeholder formula écoulé entre l'injection du venin ou de la solution physiologique et la délivrance du premier rat nouveau né ; le temps placeholder formula , temps du travail, écoulé entre la délivrance du premier et du dernier fœtus) Le nombre ( N ) et le poids ( P ) des nouveau-nés ont été déterminés à la naissance Le temps de travail relatif à chaque fœtus ( placeholder formula ) a été calculé selon la formule suivante : placeholder formula Étude électromyographique de la contractilité utérine Deux groupes (G 3 et G 4 ) de six rattes, au 22 e jour de la gestation, ont été utilisés Les rattes ont été anesthésiées au thiobarbital à raison de 60 g/kg, trachéotomisées et ventilées artificiellement En cas de nécessité, des doses supplémentaires de thiobarbital ont été administrées La ventilation a été réalisée en utilisant un respirateur Pressure Controlled Respirator RSP 1002 (Kent Scientific Corporation), à une fréquence de 35% et une pression comprise entre 3 et 4 cm H 2 O Sous anesthésie, une incision abdominale d'environ 0, 5 cm de long a été réalisée, permettant le dégagement de la partie médiane de la corne utérine droite, o deux électrodes ont été insérées dans la couche myométriale externe, entre deux zones d'adhésion placentaire Les deux électrodes ont été séparées l'une de l'autre d'environ 2 mm Une troisième électrode, introduite dans la peau du membre inférieur droit de l'animal, tenait lieu de prise de terre Après stabilisation du modèle, les rattes du groupe G 3 ont reçu une injection intrapéritonéale (côté gauche) de 500 g kg de venin brut de Buthus occitanus tunetanus et les rattes du groupe G 4 1 ml/kg de la solution physiologique L'enregistrement de l'activité électromyographique du myomètre a été effectué via un appareil Praxygraph-Alvar II (Paris) Le nombre, la longueur et la hauteur maximale des salves de contractions, ainsi que la longueur des périodes de repos, ont été enregistrées et mesurées (en millimètres) Seules les salves de contractions et les périodes de quiescence de plus de 40 mm (correspondant à une durée de 15 s) ont été prises en compte Une échelle arbitraire a été maintenue constante pour la mesure des hauteurs maximales des pics des salves de contraction, comme décrit dans la référence Les valeurs ont été enregistrées à intervalles de 10 min Analyse statistique Toutes les valeurs ont été exprimées en moyenne écart-type Les comparaisons des différents paramètres étudiés ( placeholder formula , placeholder formula , nombre et poids des fœtus, nombre, longueurs et amplitudes maximales des salves de contractions ainsi que la longueur des périodes de repos) entre les lots envenimés (G 1 et G 3 ) et leurs lots témoins respectifs (G 2 et G 4 ) ont été réalisées par un test de MannWhitney La différence était considérée comme significative pour placeholder formula Résultats Grattements de mâchoires, mastication, salivation, polypnée et agitation ont été observés chez les rattes du groupe G 1 Deux rattes de ce groupe ont manifesté une hémorragie vaginale, 148 et 152 minutes après l'injection du venin L'analyse statistique a montré une homogénéité des paramètres macro-morphométriques des nouveau-nés ( placeholder formula et placeholder formula et placeholder formula et placeholder formula , respectivement, pour G 1 et G 2 ), qui n'étaient pas significativement différents (respectivement placeholder formula et 0, 7) entre G 1 et son témoin G 2 En revanche, un allongement significatif ( placeholder formula ) de la durée de la gestation et du temps de travail a été détectée chez les rattes envenimées : placeholder formula et placeholder formula entre G 1 et G 2 respectivement et placeholder formula et placeholder formula minutes, respectivement L'étude électromyographique a montré une augmentation significative du nombre et de l'amplitude des salves de contraction dans le groupe G 3 comparés à ceux du groupe G 4 de 10 à 30 min après l'injection du venin La longueur des salves de contractions a été significativement augmentée, entre 30 et 40 min après l'injection, dans le groupe G 3 comparé au groupe placeholder formula ( placeholder formula et placeholder formula , respectivement ; placeholder formula ) À l'inverse, la longueur des périodes de quiescence utérine dans le groupe G 4 était significativement plus longue que celle du groupe G 3 , pour tous les intervalles de temps postérieurs à l'instant de l'injection Discussion Peu d'études ont été publiées sur les effets du venin de scorpion pendant la gestation Dans ce travail sur un modèle murin, les effets de l'envenimation scorpionique sur la durée de la gestation (latence placeholder formula de la délivrance du premier fœtus) et sur la parturition (temps placeholder formula de travail relatif à chaque fœtus), d'une part, ainsi que sur la contractilité utérine, d'autre part, ont été étudiés placeholder formula et placeholder formula ont été significativement allongés chez les rattes gestantes envenimées par rapport au groupe contrôle Ces résultats démontrent un effet retardant du venin sur la parturition et un allongement de la gestation L'étude de l'activité contractile du myomètre révèle une hypercontractilité utérine chez les rattes gestantes envenimées, comparées au groupe témoin, manifestée essentiellement par la réduction des périodes de quiescence Cet état hypercontractile induit par le venin du scorpion a été observé dans d'autres études expérimentales réalisées sur des femelles d'animaux de laboratoire non gravides En fait, en fin de gestation, le myomètre utérin est potentiellement activé suite à une régulation différentiée de l'expression et de l'activité des canaux ioniques de Na et de K , qui sont déterminants dans sa motilité En dépit de cette activité, l'action des toxines sur les canaux sodiques et potassiques serait plus accentuée, d'o l'augmentation considérable de la motilité utérine observé dans ce travail, ce qui confirme les résultats de Merei et Ibrahim Ces auteurs avaient suggéré l'incrimination de cet effet dans l'avortement fœtal notée chez une femme enceinte piquée par Leiurus quinquestriatus Vu la faible cinétique de leur élimination , leur possible persistance dans les tissus utérins prolongerait probablement leurs effets Cette activité myométriale pourrait être la cause de l'hémorragie vaginale observée chez deux des rattes après injection du venin de Buthus occitanus tunetanus La parturition est le phénomène du déclenchement et du déroulement du travail Elle est le résultat de plusieurs processus, dont la motricité utérine constitue le principal mécanisme La synchronisation de ces différents processus est déterminante dans son déroulement normal Il y a trois phase différentes durant lesquelles il y a synchronisation des contractions utérines et de la dilatation cervicale De même, une adaptation fœtale est recrutée Dans ce travail, le venin de Buthus occitanus tunetanus induisait, d'une part, une hypercontractilité utérine et, d'autre part, un retard de la parturition, accompagné d'un allongement du temps du travail Ces phénomènes sont fréquemment observés dans les cas de dystocies dynamiques, caractérisées par des contractions utérines irrégulières et une difficulté d'accouchement, qui est généralement retardé Conclusion L'envenimation modérée par piqûre de Buthus occitanus tunetanus peut expérimentalement induire un état dystocique chez les femelles en fin de gestation, alors qu'elle pourrait induire une abortion fœtale prématurée quand elle est sévère, comme l'avait rapporté Merei et Ibrahim Ce phénomène, susceptible de perturber gravement la cinétique de l'accouchement, devrait être pris en considération par les obstétriciens lorsqu'une piqûre concerne une parturiente Cependant, un recrutement d'autres études plus approfondies est suggéré comme étant nécessaire pour mettre en évidence l'impact d'une telle atteinte sur les différents facteurs hormonaux régulateurs de la gestation. | ISTEX | Scientific |
Fluence verbale et lésions du cortex cérébral : performances et types d'erreurs | WMT16 | Scientific |
* produite sur une lignée de cellules d' Ovaire de Hamster Chinois (CHO) par la technique de l' ADN recombinante | EMEA_V3 | Medicinal |
Aphonie chez un enfant après trachéotomie pour papillomatose laryngée | WMT16 | Scientific |
- Préparez la dose uniquement lorsque vous êtes prêt(e) à réaliser l'injection. | EMEA_V3 | Medicinal |
Un cas de péricardite bénigne d'origine indéterminée chez un nourrisson de 22 mois | WMT16 | Scientific |
Profil clinique et thérapeutique des adénocarcinomes broncho-pulmonaires | WMT16 | Scientific |
Si vous avez eu une diverticulite ou des ulcères intestinaux, informez votre médecin. | EMEA_V3 | Medicinal |
Les complications des pontages extra-intracrâniens | WMT16 | Scientific |
Tentative d'appréciation de la valeur contractile du myocarde dans les anévrysmes ventriculaires gauches | WMT16 | Scientific |
La valeur de l'éosinophilie en dermatologie | WMT16 | Scientific |
Les grossesses môlaires. Etude rétrospective de 60 cas en Tunisie | WMT16 | Scientific |
Impact de la qualité de l'eau et de l'assainissement sur la santé des enfants en milieu périurbain au Bénin : cas des zones sanitaires Savalou-Banté et Dassa-Glazoué | WMT16 | Scientific |
Actinomycose pelvienne sur stérilet. A propos de 2 cas | WMT16 | Scientific |
Les urgences hypertensives | WMT16 | Scientific |
E-med : image et vecteur de la mondialisation en santé | WMT16 | Scientific |
Les incendies de couveuses : les méfaits de l'alcool | WMT16 | Scientific |
Maladie de Crohn révélée par un infarctus cérébral. Rôle favorisant d'un déficit en protéine C | WMT16 | Scientific |
GONAL-f 75 UI (5, 5 g) poudre pour solution injectable Follitropine alfa Voie sous-cutanée | EMEA_V3 | Medicinal |
Accidents cutanés provoqués par le piroxicam. A propos de trois observations | WMT16 | Scientific |
Le fundus flavimaculatus. Etude clinique, fonctionnelle et génétique | WMT16 | Scientific |
Les aberrations chromosomiques ont été classifiées selon le modèle hiérarchique de Dhner. | EMEA_V3 | Medicinal |
Approche d'une pathologie de la couche optique | WMT16 | Scientific |
Il n' est utilisé que lorsque le clou de fixation de l' os ne nécessite pas d' alésage (perforation permettant l' emplacement du clou). | EMEA_V3 | Medicinal |
Pendant ou après une maladie grave : | EMEA_V3 | Medicinal |
Votre médecin prendra les précautions nécessaires. présentez un risque de développer une maladie appelée glaucome par fermeture de l' angle. | EMEA_V3 | Medicinal |
L'ASSOCIATION INFARCTUS DU MYOCARDE ET PANCR'EATITE AIGUE | WMT16 | Scientific |
L'abcès fessier : une complication inhabituelle du cancer du rectum | WMT16 | Scientific |
Introduction Depuis la fin du XX e siècle, l'obésité a quitté le terrain de la mode et de l'esthétique pour devenir un enjeu majeur de santé publique De nombreux traitements (médicamenteux ou non) ont vu le jour au fur et à mesure que s'accumulait l'évidence d'un lien étroit entre obésité et risque de maladies chroniques potentiellement létales, comprenant la plupart des maladies cardiovasculaires Pendant de nombreuses années, les experts de l'obésité et l'industrie pharmaceutique se sont concentrés sur le développement de molécules permettant de freiner l'appétit Dans la majorité des cas, ces coupe-faim sont des dérivés chimiques structurellement proches des amphétamines ( , dont l'effet anorexigène est induit par une augmentation de concentration de noradré-naline et/ou de sérotonine (5-hydroytryptamine ) dans le système nerveux central (SNC) Il est intéressant de noter que la plupart de ces agents entranent des pertes de poids modestes, de l'ordre de 5 à 15 % selon qu'ils sont utilisés seuls ou en association Dès les années 1960, plusieurs de ces agents ont défrayé la chronique médicale : l'aminorex, la fenfluramine et la dexfenfluramine ont ainsi été successivement impliqués dans le développement d'une forme grave d'hypertension pulmonaire, l'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) (Tableau 1) et de valvulopathies très similaires à celles provoquées par le syndrome carcinoïde Le grand public a été alerté par la gravité de ces complications, et les autorités sanitaires ont procédé à leur retrait du marché Un autre agent structurellement proche des précédents, le benfluorex, a été approuvé dans plusieurs pays d'Europe comme hypolipémiant et hypoglycémiant depuis 1976, avant d'être utilisé comme traitement adjuvant du diabète et/ou dans les syndromes métaboliques Le benfluorex est métabolisé en norfenfluramine, une molécule présentant une haute affinité pour le récepteur de la 5-HT, le 5-HT2B, lui-même impliqué dans la genèse des pathologies valvulaires induites par la fenfluramine Il a fallu attendre près de 30 ans, et la publication d'un premier cas de valvulopathie , pour que l'accès au benfluorex soit suspendu en Espagne et en Italie Très curieusement, ce n'est que six ans après cette publication et dans un contexte médiatique agité que les autorités sanitaires françaises ont décidé le retrait du benfluorex du marché du médicament À raison ? Très probablement Le but de cet article est d'éclairer le lecteur sur le risque cardiovasculaire induit par le benfluorex, à travers les éléments épidémiologiques et physiopathologiques qui relient les dérivés de la fenfluramine à l'HTAP et aux valvulopathies Pathologies cardiovasculaires et coupe-faim : données épidémiologiques Au fil des cinquante dernières années, le rôle des anorexigè-nes dans le développement de complications cardiovasculaires graves a été établi de manière formelle, tout d'abord par des séries de cas, puis par des études épidémiologiques à la méthodologie robuste en comparant les sujets atteints à HTAP L'HTAP est un syndrome clinique de dyspnée et de fatigue, provoqué par une obstruction progressive des petites artères pulmonaires en l'absence de cause cardiaque ou respiratoire identifiable, évoluant rapidement vers l'insuffisance cardiaque droite et le décès L'HTAP est une forme rare de maladie vasculaire pulmonaire (Tableau 1) dont l'incidence et la prévalence minimale sont de 2, 4 cas/ million par année et 15 cas/million respectivement L'HTAP se présente sous forme idiopathique dans près de la moitié des cas, ou en association avec une affection sous-jacente ou un facteur de risque Parmi ces facteurs de risque, on retrouve l'exposition à certaines substances ou toxiques, dont font clairement partie les dérivés de la fenfluramine L'association entre anorexigènes et HTAP a été établie au cours de trois périodes, chacune identifiable par le produit incriminé : l'aminorex au début des années 1970, la fenfluramine au début des années 1980 Le premier est une molécule de la classe des amphétamines dont les effets anorexigènes ont été attribués à la libération de dopamine au niveau du SNC Durant les sept ans qui ont suivi la mise en vente de cette substance sur les marchés suisse, autrichien et allemand en 1965, l'incidence de nouveaux cas d'HTAP (alors appelée hypertension pulmonaire primitive) a été multipliée par un facteur 10 dans ces pays Le risque de développer la maladie suite à la prise d'aminorex était estimé à 2 et dépendait notamment de la durée d'exposition au principe actif, la majorité des cas d'HTAP étant survenu chez des sujets ayant pris le traitement durant plus de trois mois La période de latence entre le début de l'exposition et l'apparition des symptômes culminait à six mois Curieusement, les tentatives de reproduire une HTAP en exposant des rats à l'aminorex ont échoué Cela, conjointement à la relativement faible incidence d'HTAP compte tenu des centaines de milliers de sujets exposés à l'aminorex, suggérait déjà une prédisposition génétique à développer la maladie Chez les patients décédés durant cette première épidémie d'HTAP, les lésions histologiques étaient parfaitement semblables à celles que l'on peut voir dans les cas d'HTAP dite idiopathique Ces mêmes lésions ont aussi été décrites dans les cas d'HTAP sous association de fenfluramine-phentermine (fen-phen) : lésions plexiformes au niveau des artères distales et des capillaires pulmonaires, ainsi que lésions d'hypertrophie médiale et de fibrose intimale au niveau des artères musculaires, dont les parois peuvent encore montrer des signes de nécrose fibrinoïde L'aminorex a été définiti-vement retiré du marché en 1972 En 1981, l'histoire se poursuivit avec la description de deux cas d'HTAP partiellement ou totalement réversibles à l'arrêt du traitement chez deux patientes écossaises prenant de la fenfluramine La fenfluramine est un dérivé amphétaminique, dont la structure est proche de celle de l'aminorex, approuvée en 1973 par la FDA pour le traitement de l'obésité D'un point de vue chimique, il s'agit d'un mélange racémique dont seul le composé dextrogyre, la dexfenfluramine, est considéré comme anorexigène Il a fallu attendre 1993 pour qu'une étude rétrospective monocentrique décrive un lien épidémiologique entre l'utilisation de fenfluramine et l'HTAP Dans le collectif de celui qui deviendra centre de référence national en France, 20 % des 73 cas incidents d'HTAP diagnostiqués entre 1988 et 1993 avaient été exposés à la fenfluramine Le rapport de cause à effet était d'autant plus suspecté que dans deux tiers des cas, les premiers symptômes de dyspnée étaient survenus rapidement après le début de l'exposition au médicament, et qu'une amélioration hémodynamique avait été observée dans 20 % des cas après l'arrêt de la fenfluramine Cette observation a servi de base à l'International Primary Pulmonary Hypertension Study (IPPHS), menée dans 220 centres de quatre pays d'Europe durant deux ans Cette étude à la méthodologie robuste a comparé 95 cas d'HTAP dite primitive à 355 témoins suivis dans une même pratique médicale Comparés à ces derniers, les sujets prenant de la fenfluramine présentaient un risque global multiplié par 6, 3 (intervalle de confiance à 95 % [IC 95 %] : 3, 0-13, 2) de développer une HTAP, après ajustement pour de multiples facteurs confondants Lorsque le coupe-faim était consommé durant plus de trois mois, le risque passait de 1, 8 à 23, 1, soit une augmentation du risque d'un facteur supérieur 10 ! La prise de dérivés de la fenfluramine a ainsi été considérée comme un facteur de risque établi de développer une HTAP , ce qui, s'il fallait encore en douter, a été confirmé par une étude menée quelques années plus tard aux États-Unis Enfin, des données plus récentes provenant de la cohorte de patients suivis en France révélaient que la durée médiane de l'exposition à la fenfluramine était de six mois, avec une latence médiane de 4, 5 ans entre le début de l'exposition et le diagnostic d'HTAP Le retrait du marché de la dexfenfluramine et de la fenfluramine en 1997 conduisait presque immédiatement à une forte diminution du diagnostic d'HTAP liée aux dérivés de fenfluramine Valvulopathies L'HTAP est une complication gravissime de la prise de dérivés de la fenfluramine et les données le démontrant étaient déjà disponibles au milieu des années 1990 Curieusement, il a fallu attendre la démonstration du risque associée aux valvulopathies pour voir un retrait du marché par leurs fabricants en 1997 La première série publiée incluait 24 patientes ayant développé une pathologie valvulaire gauche ou droite très proche de celles que l'on rencontre dans le syndrome carcinoïde après avoir consommé de la fen-phen durant 5 à 19 mois , observation rapidement confirmée par plusieurs auteurs La Food and Drug Administration (FDA) américaine a par la suite expressément défini ce qu'il convenait de considérer comme une valvulopathie induite par les anorexigènes : il s'agissait d'une régurgitation aortique de grade supérieur ou égal à 2/4 ou d'une régurgitation mitrale supérieure ou égale à 3/4, observée chez un sujet indemne de pathologie valvulaire ayant consommé des anorexigènes Cette définition éliminait ainsi les régurgitations valvulaires aortiques triviales et les régurgitations mitrales modérées, dont la prévalence était élevée dans la population des plus de 50 ans Un an plus tard, une étude de population issue d'un registre britannique (UK GP database) et complétée par une analyse cas-témoins retrouvait 9 765 sujets qui avaient reçu une prescription de fenfluramine ou de dexfenfluramine L'incidence cumulée de régurgitation valvulaire à cinq ans était de 7, 1 pour 10 000 patients-années si les anorexigènes étaient prescrits moins de trois mois, et de 35 pour 10 000 patients-années s'ils étaient prescrits plus de quatre mois Cette incidence tombait à 0 dans le groupe témoin sans prescription d'anorexigènes, ainsi que dans le groupe témoin sous phentermine seule En se basant sur une méthodologie robuste proche de celle de l'étude IPPHS , ces données confirmaient le lien de cause à effet entre la fenfluramine et une atteinte valvulaire carcinoid-like Comme pour l'HTAP, le risque d'atteinte valvulaire augmente avec la durée de l'exposition Dans une étude rétro-spective cas-témoin multicentrique portant sur 1 137 sujets exposés à la fen-phen, le risque de développer une régurgi-tation aortique supérieure ou égale à 2/4 était multiplié par 1, 5 pour une exposition de 90-180 jours, 2, 4 pour une exposition de 181-360 jours, 4, 6 pour une exposition de 361-720 jours et 6, 2 pour une exposition supérieure à 720 jours, p inférieur à 0, 001 Autre point commun avec l'HTAP, l'arrêt du traitement permettait de stabiliser la maladie, avec une régression de la sévérité des régurgita-tions visibles dans presque 50 % des cas et une progression chez seulement 4 % des sujets exposés Enfin, il existait une relation directe entre la durée d'exposition, la dose consommée et l'incidence des valvulopathies Sur le plan échocardiographique, l'image typique d'une valvulopathie induite par les coupe-faim est celle d'un épais-sissement des feuillets et des appareils sous-valvulaires Au niveau de la valve mitrale, les cordages dirigés vers le feuillet postérieur sont souvent fusionnés et raccourcis Le feuillet antérieur est épaissi avec une mobilité préser-vée Cette combinaison provoque une mal-coaptation et confère un mécanisme plutôt restrictif à la régurgitation, sans effet de sténose Sur la valve aortique, on note un épais-sissement et une rétraction des cuspides, dont la motilité peut être faiblement ou franchement réduite L'examen macroscopique montre des valves blanchies, brillantes, avec des plaques d'épaississement fibreux, sans fusion des commissures Au microscope, on trouve une prolifération de myofibroblastes enchâssés dans une épaisse matrice de collagène non vascularisée Pathologies cardiovasculaires et coupe-faim : mécanismes cellulaires et moléculaires La pathophysiologie de l'HTAP et des maladies valvulaires induites par la prise d'anorexigènes n'est pas complètement élucidée Cependant, plusieurs mécanismes ont été évoqués, dont une perte de la régulation de la voie de la sérotonine ou l'influence des canaux potassium-dépendants représentent les pistes les plus sérieuses Elles permettent de mieux comprendre le lien de cause à effet entre coupe-faim, HTAP et valvulopathies, mais aussi pourquoi ces deux complications peuvent aller de pair dès lors que leur développement emprunte des chemins similaires Mécanismes d'action de la sérotonine La 5-HT est un neuromédiateur qui participe au contrôle de multiples fonctions dans l'organisme Dans le SNC, l'implication des neurones sérotoninergiques dans la régulation de l'humeur, du sommeil, de l'appétit et de la libido a été largement documentée Chez le sujet sain, 95 % de la production de 5-HT provient des cellules entérochromaffines de l'intestin, o elle contribue à la physiologie de la digestion Une fois libérée dans le sang, elle est recaptée par les plaquettes grâce à un transporteur transmembranaire spécifique pour la 5-HT, le 5-HTT, et sert éventuellement de vasoconstricteur local lors d'un processus d'hémostase (activation du récepteur 5-HT2A des vaisseaux systémiques) La 5-HT non absorbée par les thrombocytes traverse le foie o elle est partiellement éliminée, mais c'est finalement dans les poumons qu'elle sera quasi totalement retirée de la circulation Celle-ci est opé-rée par les cellules endothéliales et des cellules musculaires lisses des artères pulmonaires (CMLAP) par l'intermédiaire d'un processus de recaptage impliquant le même transporteur 5-HTT que celui utilisé par les plaquettes et les neurones présynaptiques du système sérotoninergique Effets de la sérotonine sur la circulation pulmonaire Au niveau des artères pulmonaires, la 5-HT induit principalement deux effets biologiques Elle provoque une vasoconstriction si elle se lie aux récepteurs 5-HT1B présents à la surface des CMLAP, et une prolifération des CMLAP après son transfert vers le milieu intracellulaire par le 5-HTT Une fois à l'intérieur de la cellule, la 5-HT agit par la voie des MAPK (mitogen-activated protein kinase) qui elles-mêmes activent le processus de division cellulaire Le niveau d'expression du 5-HTT apparat beaucoup plus élevé dans le poumon que dans le cerveau humain, et il est principalement exprimé par les CMLAP L'importance de la voie de la 5-HT dans la genèse d'une hypertension pulmonaire est bien documentée dans un modèle de rongeur soumis à une hypoxie chronique Comme les cellules entérochromaffines de l'intestin, les cellules endothéliales des artères pulmonaires (CEAP) expriment la tryptophane-hydroxlase-1 (TPh1), une enzyme-clef dans la biosynthèse de 5-HT L'effet hypertensif de cette production locale de 5-HT implique le transporteur 5-HTT et les récepteurs 5-HT1B et 5-HT2B En effet, l'hypertension et le remodelage sont moins sévères chez les souris génétiquement déficientes en 5-HTT que chez les souris sauvages Inversement, la surexpression du gène du 5-HTT augmente les pressions ventriculaires droites et le remodelage vasculaire pulmonaire De même, la délétion des gènes codant pour les récepteurs 5-HT1B et 5-HT2B ou leur blocage pharmacologique réduit considé-rablement l'hypertension induite par l'hypoxie La voie de la 5-HT est également impliquée dans la physiopathologie de l'HTAP chez l'homme, notamment par son action promitogène Les CMLAP des patients souffrant d'HTAP sont anormales en ce qu'elles expriment plus de 5-HTT que les CMLAP de sujets témoins et absorbent plus de 5-HT par le biais d'un mécanisme qui peut être bloqué par la fluoxétine, un inhibiteur sélectif du 5-HTT Enfin, les CEAP des sujets HTAP synthétisent environ trois fois plus de 5-HT que les CEAP témoins , et cette production compte pour environ 60 % de l'effet proliférateur induit par les CEAP sur les CMLAP in vitro Cette augmentation de synthèse de 5-HT par les CEAP est possiblement influencée par l'angiopoïetine-1, un facteur de croissance vasculaire produit par les CMLAP Physiopathogénie de l'HTAP provoquée par les coupe-faim Plusieurs hypothèses pourraient relier les anorexigènes et le développement de l'HTAP chez l'homme Une de celles-ci impliquerait une augmentation du taux plasmatique de 5-HT En effet, fenfluramine et aminorex inhibent le transporteur 5-HTT présent sur les plaquettes, les CEAP et les CMLAP , ce qui induirait une vasoconstriction puis un remodelage des artères pulmonaires Cette hypothèse est cependant controversée, dès lors que la combinaison chronique fen-phen diminue la concentration plasmatique de 5-HT plutôt qu'elle ne l'augmente et que les antidépresseurs de la classe des inhibiteurs sélectifs de la recapture de 5-HT pourraient avoir un effet protecteur sur les vaisseaux pulmonaires À l'inverse, il est possible que l'aminorex et la fenfluramine provoquent une libération de 5-HT à partir des CEAP, ce qui conduirait à une contraction et à une prolifération des CMLAP Ces deux coupe-faim stimulent la libération de 5-HT à partir des neurones sérotoninergiques , ce qui est également le cas de la dexfenfluramine sur les cellules entérochromaffines Par ailleurs, la fenfluramine et l'aminorex sont elles-mêmes substrats du 5-HTT qui les transporte à l'intérieur du milieu intracellulaire Cette translocation pourrait produire un effet promitogène similaire, voire supérieur à celui de la 5-HT Cette hypothèse est soutenue par la démonstration d'un effet prolifératif direct de la dexfenfluramine sur des fibroblastes en culture, avec une voie d'activation intracellulaire similaire à celle de la 5-HT Enfin, les coupe-faim pourraient encore induire une HTAP par un mécanisme dépendant des canaux potassium (K ) des CMLAP En effet, la fenfluramine, la dexfenfluramine et l'aminorex inhibent les courants transmembranaires de K des CMLAP et dépolarisent ces cellules, provoquant l'ouverture des canaux Ca L-type voltagedépendants et consécutivement une augmentation de la concentration intracellulaire du Ca Or, la combinaison de l'augmentation intracellulaire des ions K et Ca dans les CMLAP est connue pour inhiber la voie de signalisation de l'apoptose et pour stimuler celle de la prolifération Quel que soit le mécanisme évoqué (voie de la 5-HT ou des canaux potassium), il ne fait guère de doute que l'HTAP associée aux coupe-faim partage avec la forme idiopathique de nombreuses caractéristiques phénotypiques, mais aussi génotypiques L'hémodynamique, y compris le taux de réponse aux vasodilatateurs, le retentissement fonctionnel de même que la survie et les indicateurs pronostiques en sont très similaires Le taux de mutation du gène BMPR2 (bone morphogenetic protein receptor type II), impliqué dans le développement de certaines formes hérédi-taires d'HTAP, est de 22, 5 % dans la forme associée à la prise de fenfluramine et de l'ordre de 25 % dans une population historique d'HTAP idiopathique Cet aspect souligne le concept de multiple-hit o de multiples éléments déclencheurs doivent être à l'oeuvre pour entraner une HTAP, la fenfluramine provoquant une maladie sur un terrain déjà génétiquement prédisposé Physiopathogénie des valvulopathies induite par les coupe-faim La voie de la 5-HT a également été impliquée dans la compréhension des valvulopathies induites par les coupe-faim Dans ce cas, la cellule incriminée pour expliquer le dévelop-pement de la fibrose valvulaire induite par la fenfluramine est le myofibroblaste du tissu conjonctif, sur lequel la 5-HT exerce un effet promitogène direct par l'intermédiaire de la stimulation du récepteur 5-HT2B La stimulation de ce récepteur entrane en plus la sécrétion de TGF- qui potentialise cet effet promitogène et entrane le dépôt de glycosaminoglycanes (GAG) dans l'interstice par un effet autocrine Cette glycoprotéine est retrouvée en quantité abondante dans les lésions des patients avec une valvulopathie induite par la fenfluramine Comme mentionné plus haut, les concentrations plasmatiques de 5-HT sont plutôt abaissées chez les sujets traités par fenfluramine Les lésions valvulaires ne peuvent donc pas être imputées à un effet direct de la 5-HT En revanche, la norfenfluramine ( , un métabolite de la fenfluramine, possède une haute affinité pour le récepteur 5-HT2B, au même titre que d'autres médicaments comme la méthylergo-novine, également connue pour induire des valvulopathies L'hypothèse actuelle est donc celle d'une activation directe du récepteur 5-HT2B par la norfenfluramine, avec pour conséquence un effet promitogène sur le myofibroblaste et un effet de production de GAG par l'intermé-diaire d'une sécrétion de transforming growth factor beta (TGF-) Toutefois, le blocage du 5-HTT par la fenfluramine pourrait également jouer un rôle, comme le suggère le développement de fibrose valvulaire chez la souris défi-ciente en 5-HTT Le développement de valvulopathies induites par les anorexigènes pourrait donc être la manifestation finale d'interactions complexes entre la 5-HT, la norfenfluramine, le récepteur 5-HT2B et le 5-HTT Et le benfluorex ? Comme l'aminorex et la fenfluramine, le benfluorex est une molécule structurellement proche des amphétamines Contrairement à ses cousins, il n'a pas été commercialisé pour son effet anorexigène, mais plutôt pour son effet hypoglycémiant, comme adjuvant au régime alimentaire chez les diabétiques Comme la fenfluramine, le benfluorex est métabolisé en norfenfluramine, qui est soupçonné de jouer un rôle central dans la genèse des valvulopathies Benfluorex et valvulopathies Le premier cas de valvulopathie attribuable au benfluorex a été décrit il y a moins de dix ans Il s'agissait d'un patient de 50 ans ayant usé de benfluorex pendant plus d'un an et présentant une triple régurgitation aortique, mitrale et tricuspide sévère, dont l'état cardiovasculaire était normal deux ans auparavant Les pièces opératoires montraient des lésions carcinoid-like typiques, identiques à celles décrites avec la fenfluramine Une relation de cause à effet était donc suspectée, et cette publication mettait fin à la carrière du benfluorex en Espagne et en Italie Un second cas d'insuffisance mitrale sévère chez une femme de 48 ans prenant du benfluorex depuis huit ans était décrit en 2006 La recherche des causes classiques d'insuffisance mitrale restait négative et la pièce anatomique prélevée lors de la chirurgie de remplacement valvulaire montrait à nouveau des lésions carcinoid-like typiques La publication de ces cas et d'une série de cinq cas d'HTAP et d'un cas de valvulopathie amenaient la réa-lisation d'une étude cas-témoin monocentrique rétrospective sur la base de rapports de sortie d'hospitalisation mentionnant un code diagnostique d'insuffisance mitrale Entre le 1 er janvier 2003 et le 30 juin 2009, 682 sujets avaient quitté les services de cardiologie et de chirurgie cardiaque du CHU de Brest avec un diagnostic de régurgitation mitrale, rhumatismale ou non Vingt-sept de ces régurgita-tions n'avaient pas de cause identifiable sur la base des documents médicaux à disposition et avaient constitué le groupe des cas qui ont été appariés pour l'âge, le sexe, la date et le service d'hospitalisation avec 54 sujets témoins issus du collectif de régurgitation mitrale dont la cause était connue Le groupe des cas comptait 89 % de femmes, avec un indice de masse corporelle et une prévalence de diabète statistiquement plus élevée que dans le groupe témoin La moyenne d'âge était de plus de 60 ans dans les deux groupes L'utilisation de benfluorex a été retrouvée chez 70, 4 % des cas et 5, 6 % des témoins, correspondant à un odd ratio significatif à 40, 4 (IC 95 % : 9, 7-168, 3 %) Cette étude ne constituait pas encore une preuve au sens épidémiologique du terme En effet, ce travail restait monocentrique et n'avait pas pris en compte les atteintes possibles sur la valve aortique et les valves du coeur droit, telles qu'observées avec la prise d'anorexigènes De plus, le diagnostic d'insuffisance mitrale n'était pas basé sur des critères cliniques ou échocardiographiques et on ignorait s'il s'agissait de fuites triviales, par ailleurs fréquen-tes dans une population d'individus normaux de plus de 50 ans , ou s'il s'agissait de régurgitations hémodyna-miquement significatives, et possiblement symptomatiques De plus, on ignorait si les valves des cas inexpliqués présen-taient des éléments échocardiographiques ou pathologiques en faveur d'un diagnostic de valvulopathie induite par la fenfluramine Finalement, la durée de l'exposition, dont l'importance a été démontrée pour les valvulopathies et l'HTAP avec la fenfluramine n'avait pas pu être clairement établie dans cette étude Une autre pièce a cependant été apportée au dossier de suspicion d'une relation entre benfluorex et valvulopathies sous la forme d'une étude cas-témoin rétrospective similaire sur une population de patients expressément référés dans un centre tertiaire pour l'évaluation d'une insuffisance mitrale organique entre Les 22 cas étaient définis par la présence d'une régurgitation mitrale sur un méca-nisme restrictif dont l'origine était peu claire (10/22 de grade 3/4), et les 156 témoins étaient des sujets avec une régurgitation mitrale sur rupture de cordage, dont 22 ont été matchés pour le sexe, l'âge, le poids, la taille et la présence de diabète Trente-six pour cent des cas avaient été exposés au benfluorex contre 4, 5 % chez les témoins appariés (p 0, 039) La durée moyenne d'exposition des cas était de 63 mois pour une dose cumulée moyenne de 850 g Le temps de latence entre le début de l'exposition et le diagnostic était de 56 mois La présence d'une régurgitation aortique associée (2, 3 ou 4/4) était de 45, 5 % chez les cas et de 9, 1 % chez les témoins (p 0, 021), ce qui renforçait l'hypothèse d'une implication du benfluorex dans leur pathogénie De plus, les spécimens obtenus des quatre cas ayant subi une chirurgie de remplacement valvulaire mitral avaient un aspect macroscopique carcinoid-like typique Ces deux études renforçaient clairement l'idée d'un lien de cause à effet entre la consommation de benfluorex et le développement d'insuffisances mitrales restrictives Finalement, le risque de développer une insuffisance valvulaire du coeur gauche après usage de benfluorex a été examiné en croisant deux bases de données nationales issues de l'administration du système de santé français La méthodologie était robuste, puisqu'il s'agissait à nouveau d'une étude cas-témoin rétrospective menée sur une cohorte de 1 048 173 sujets diabétiques âgés de 40 à 69 ans en 2006 et répartis sur tout le territoire Une première base de données avait permis d'identifier 43 044 patients ayant bénéficié d'un remboursement d'au moins une prescription de benfluorex en 2006 qui constituait le groupe des cas En croisant ces éléments avec une deuxième base de données contenant les codes diagnostiques de sortie d'hospitalisation, il a alors été montré que l'exposition au benfluorex augmentait de 2, 9 fois (IC 95 % : 2, 2-3, 7) le risque d'hospitalisation pour une insuffisance valvulaire du coeur gauche et de 3, 9 fois (IC 95 % : 2, 6-6, 1) le risque de chirurgie valvulaire C'est sur la base de ces éléments convaincants que les autorités sanitaires françaises ont finalement décidé de retirer le benfluorex du marché en novembre 2009 Benfluorex et HTAP Quelques cas d'HTAP avec un lien possible avec l'utilisation de benfluorex ont été récemment décrits Il s'agit de cinq femmes âgées de 50 à 57 ans exposées au benfluorex durant une période de trois mois à dix ans, bien avant le début des symptômes d'HTAP Comme le soulignent les auteurs, cette durée d'exposition semble bien supérieure à celle décrite précédemment avec la fenfluramine Toutefois, la relation benfluorex-HTAP reste suspecte, avec un temps de latence prolongé qu'il est possible d'imputer à une plus faible quantité de norfenfluramine produite par le benfluorex que par la fenfluramine En l'absence de témoins appariés, cette série de cas ne permet pas de confirmer le lien de cause à effet qui pourrait exister entre l'exposition au benfluorex et la survenue de ces maladies vasculaires pulmonaires, même si ce lien reste hautement suspect Conclusion Les dérivés de l'amphétamine que sont l'aminorex, la fenfluramine et la dexfenfluramine sont directement impliqués comme facteur de risque définitif dans l'HTAP De plus, ces deux derniers agents sont responsables d'atteintes valvulaires mitrales et aortiques L'analyse critique de la littérature permet d'identifier des mécanismes cellulaires renforçant ce lien, en particulier par une anomalie de la régulation de la voie de la 5-HT La relation entre l'usage de benfluorex et la survenue de ces mêmes complications n'est sans doute pas aussi solidement établie sur le plan épidémiologique Elle n'en reste pas moins très hautement probable, particulièrement pour les complications valvulaires Cette conclusion se base sur l'existence d'études cliniques dont les résultats convergent, sur la similitude des complications cardiovasculaires observées avec celles induites par la fenfluramine, une molécule à la formule chimique et à l'activité biologique très proches du benfluorex, et sur des données de laboratoire démontrant la production de métabolites identiques pour les deux molécu-les, dont une est particulièrement suspectée d'être impliquée dans la genèse des régurgitations valvulaires À l'avenir, si d'autres médicaments de cette même classe étaient développés, ils devraient être au préalable évalués de manière très scrupuleuse pour s'assurer de leur absence d'effet sur le système cardiovasculaire en général et sur la circulation pulmonaire et les valves cardiaques en particulier Il s'agit là de la plus élémentaire précaution pour espérer que ce nouvel épisode de la saga des liaisons dangereuses entre dérivés de l'amphétamine, HTAP et valvulopathies en soit bien le dernier Conflit d'intérêt : les auteurs déclarent ne pas avoir de conflit d'intérêt Références | ISTEX | Scientific |
Un syndrome douloureux chronique endobuccal | WMT16 | Scientific |
Groupe pharmaceutique : gonadolibérine. | EMEA_V3 | Medicinal |
L' expérience clinique à la posologie recommandée est très restreinte chez les patients pesant moins de 50 kg ou plus de 110 kg. | EMEA_V3 | Medicinal |
La conservation de la puissance virile lors des prostato-vésiculectomies totales pour carcinome de la prostate | WMT16 | Scientific |
Macrochéilite, paréite et glossite plicaturée : syndrome de Melkersson-Rosenthal (nouveau cas) | WMT16 | Scientific |
Action des anticonvulsivants. Etude lonitudinale d'un groupe de jeunes épileptiques | WMT16 | Scientific |
Atrésie cervico-utérine unilatérale sur utérus double avec atrésie homolatérale du rein | WMT16 | Scientific |
Essais du Piridoxilate en thérapeutique psychiatrique | WMT16 | Scientific |
Les champignons et leur écologie dans un sol ensemencé en trèfle rouge | WMT16 | Scientific |
A propos de certaines algies faciales et bucco-dentaires | WMT16 | Scientific |
La perfusion agit au moins un an. | EMEA_V3 | Medicinal |
Comment prendre Telzir 4. | EMEA_V3 | Medicinal |
LES SEPTIC'EMIES POST OP'ERATOIRES. LEUR FR'EQUENCE ET LEURS CARACT'ERES PARTICULIERS | WMT16 | Scientific |
Des dépressions, rarement associées à des idées suicidaires et à des tentatives de suicide, ont été rapportées chez des patients au cours d' une tentative de sevrage tabagique. | EMEA_V3 | Medicinal |
Lipoproteine lipase plasmatique (PHLA) chez le lapin irradié. Action des corticoides | WMT16 | Scientific |
Troubles de la mémoire Troubles cognitifs Somnolence Tremblements Nystagmus Troubles oculaires Troubles de l' oreille et du labyrinthe | EMEA_V3 | Medicinal |
L'administration d'insuline dans la veine par exemple pour traiter une hyperglycémie sévère et une acidocétose, exige de l'expérience et des précautions rigoureuses. | EMEA_V3 | Medicinal |
Rupture de l'oreillette gauche par traumatisme fermé du thorax. Guérison | WMT16 | Scientific |
OPHTALMOLOGIE Nouvelle indication Mars 2015 SYNTHESE D'AVIS DE LA COMMISSION DE LA TRANSPARENCE EYLEA (aflibercept), anti-VEGF Progrès thérapeutique mineur, comme LUCENTIS, dans la prise en charge de la baisse d'acuité visuelle due à un œdème maculaire diabétique L'essentiel EYLEA a désormais l'AMM dans le traitement de la baisse d'acuité visuelle due à l'œdème maculaire diabétique (OMD) chez l'adulte. Son efficacité a été démontrée versus la photocoagulation au laser. Les différences observées versus ranibizumab en termes de variation de la MAVC, bien que statistiquement significatives, ne sont pas cliniquement pertinentes. Comme LUCENTIS, le progrès thérapeutique apporté par EYLEA dans la prise en charge de la baisse de l'acuité visuelle due à un OMD est mineur en cas de forme diffuse ou de lésions proches du centre de la macula, chez les patients ayant une acuité visuelle inférieure ou égale à 5/10 et chez lesquels la prise en charge du diabète a été optimisée. Indications pré-existantes EYLEA est indiqué chez l'adulte, dans le traitement de la forme néovasculaire (humide) de la dégénérescence maculaire liée à l'âge et la baisse d'acuité visuelle due à l'œdème maculaire secondaire à une occlusion de branche veineuse rétinienne ou de la veine centrale de la rétine. Cette synthèse ne porte pas sur ces indications. Stratégie thérapeutique Une prise en charge optimisée du diabète et des autres facteurs de risque associés à l'OMD (hypertension artérielle, dyslipidémie et syndrome d'apnées du sommeil) est un des prérequis au traitement de l'OMD. La photocoagulation au laser dans l'OMD de type focal et les anti-VEGF dans les OMD ne pouvant être traités par laser (formes diffuses ou impliquant le centre de la macula), sont les traitements de première intention en cas de baisse d'acuité visuelle inférieure ou égale à 5/10. En cas d'œdème diffus ne réagissant pas aux anti-VEGF une photocoagulation en grille peut être proposée. Les traitements de seconde intention sont les implants intravitréens d'acétonide de fluocinolone (ILUVIEN, non remboursable à ce jour) et de dexaméthasone (OZURDEX, non remboursable à ce jour). Place de la spécialité dans la stratégie thérapeutique L'aflibercept, comme le ranibizumab, est un traitement de première intention de la baisse de l'acuité visuelle due à un OMD en cas de forme diffuse ou de fuites proches du centre de la macula, chez les patients ayant une acuité visuelle inférieure ou égale à 5/10 et chez lesquels la prise en charge du diabète a été optimisée. Données cliniques Deux études de protocoles similaires (VISTA et VIVID), randomisées en double aveugle, ont comparé l'aflibercept 2 mg à la photocoagulation au laser, pendant 52 semaines, chez des adultes ayant une baisse d'acuité visuelle due à un OMD impliquant le centre de la macula avec une meilleure acuité visuelle corrigée (MAVC) comprise entre 24 et 73 lettres (ETDRS). A la semaine 24, les patients pouvaient recevoir un traitement additionnel (laser dans le groupe aflibercept et aflibercept dans le groupe laser) en fonction de critères prédéfinis. Un pourcentage plus important de patients du groupe laser a reçu un traitement complémentaire par rapport au groupe aflibercept (31, 8 % versus 0, 7 % dans l'étude VISTA et 24, 1 % versus 8, 1 % dans l'étude VIVID). Haute Autorité de Santé 2015 Après 52 semaines, la variation moyenne ajustée de la MAVC par rapport à l'inclusion a été plus importante dans le groupe aflibercept que dans le groupe laser : - dans l'étude VISTA : 10, 7 versus 0, 2 lettre, soit une différence de 10, 45 lettres (p - dans l'étude VIVID : 10, 7 versus 1, 2 lettre, soit une différence de 9, 1 lettres (p Une méta-analyse de comparaison indirecte a montré la supériorité de l'aflibercept par rapport au ranibizumab en termes de variation moyenne de la MAVC avec une différence de 4, 8 lettres approchant le seuil de pertinence clinique de 5 lettres. Une étude clinique indépendante a comparé, pendant 52 semaines, l'aflibercept 2 mg au ranibizumab 0, 3 mg chez des adultes ayant une baisse d'acuité visuelle due à un OMD impliquant le centre de la macula avec un score de MAVC compris entre 24 et 78 lettres. Les posologies de l'aflibercept et du ranibizumab n'étaient pas conformes à leur AMM. Après 24 semaines, en cas d'échec, les patients pouvaient être traités par photocoagulation au laser ou par d'autres traitements. Après 52 semaines, la différence entre les groupes en termes de variation de la MAVC par rapport à l'inclusion a été significative mais non cliniquement pertinente (différence de 2, 1 lettres, p Le profil de tolérance est conforme à celui observé avec les précédentes indications de l'aflibercept dans la DMLA et les occlusions de la veine centrale de la rétine à l'exception des kératites ponctuées. Conditions particulières de prescription Médicament d'exception Intérêt du médicament Le service médical rendu* par EYLEA est important Comme LUCENTIS, EYLEA apporte une amélioration du service médical rendu mineure (ASMR IV) dans la prise en charge de la baisse de l'acuité visuelle due à un œdème maculaire diabétique, en cas de forme diffuse ou de fuites proches du centre de la macula, chez les patients ayant une acuité visuelle inférieure ou égale à 5/10 et chez lesquels la prise en charge du diabète a été optimisée. Avis favorable au remboursement en pharmacie de ville et à la prise en charge à l'hôpital. Ce document a été élaboré sur la base de l'avis de la Commission de la transparence du 18 mars 2015 (CT-14030) disponible sur * Le service médical rendu par un médicament (SMR) correspond à son intérêt en fonction notamment de ses performances cliniques et de la gravité de la maladie traitée. La Commission de la Transparence de la HAS évalue le SMR, qui peut être important, modéré, faible, ou insuffisant pour que le médicament soit pris en charge par la collectivité. * L'amélioration du service médical rendu (ASMR) correspond au progrès thérapeutique apporté par un médicament par rapport aux traitements existants. La Commission de la transparence de la HAS évalue le niveau d'ASMR, cotée de I, majeure, à IV, mineure. Une ASMR de niveau V (équivalent de pas d'ASMR ) signifie absence de progrès thérapeutique Haute Autorité de Santé 2015 | HAS | Scientific |
LA D'EPENSE D'ENERGIE DES MAMMIF'ERES EN HIBERNATION | WMT16 | Scientific |
L'affection (du latin affectio signifiant ici affection ou bienveillance ) est un sentiment du type amour au sens très large : un sentiment positif donc qui comme les autres formes d'amour nous fait souhaiter le bien-être ou le bonheur d'autrui de manière réciproque, voire nous pousse à y participer de notre mieux. On peut comparer l'affection à l'amitié ou la tendresse, et son expression à la bienveillance ou tout simplement à la bonté. Une personne manifestant de l'affection est dite affectueuse.
L'affection a suscité un nombre d'études en philosophie et psychologie concernant le sentiment lui-même (populairement l'amour, la dévotion, etc. ) ainsi que l'influence de cet état d'âme.
Psychologie
Dans la psychologie, les termes affect et affection sont de grande importance. Comme tous les phénomènes intellectuels ont été classés en tant que sensations par des scientifiques, toute émotion est perçue en tant que simple affection mentale, l'élément par lequel toutes les manifestations émotionnelles sont grandement prononcées.
Le psychologue américain Henry Murray (18931988) a développé une théorie de personnalité organisée en termes de motivations et de besoins. D'après Murray, ces besoins psychogéniques fonctionnent majoritairement par l'inconscience, mais jouent un rôle majeur dans la personnalité des individus. Murray classifie ces cinq besoins d'affection :
Affiliation : passer du temps avec d'autres individus ;
Protection : prendre soin d'une autre personne ;
Jeu : s'amuser avec les autres ;
Rejet social : rejet d'autres individus ;
Attention : être utile ou protecteur auprès des autres.
Références
Voir aussi
Articles connexes
Acte gratuit
Émotion
Sentiment
Bibliographie
(en) Jaak Panksepp, Affective Neuroscience : The Foundations of Human and Animal Emotions, New York : Oxford University Press, 1998.
Liens externes
Définition d'affection
Afetiv, Blog sur les relations affectives (fr)
Portail de la psychologie | WIKIPEDIA | Wiki |
Théophylline ASC et Cmin : | EMEA_V3 | Medicinal |
Donnees statistiques sur la dyslexie (à propos de 186 cas) | WMT16 | Scientific |
Psychologue et psychiatre à l'hôpital général | WMT16 | Scientific |
Suivi médical de salariés exposés au beryllium G. Thin, Mireille Matrat, J. C. Duché, Florence Lauzier, Michel Goudal, R. Quang, Catherine Hubert, Jean-Pierre l'Huillier, Jérôme Barré, Jean-Claude Pairon, et al. To cite this version : G. Thin, Mireille Matrat, J. C. Duché, Florence Lauzier, Michel Goudal, et al. Suivi médical de salariés exposés au beryllium. Archives des Maladies Professionnelles et de L'Environnement, Elsevier Masson, 2009, 70 (4), pp. 395-404. 10. 1016/j. admp. 2008. 11. 001. inserm-00428562 HAL Id : inserm-00428562 Submitted on 29 Oct 2009 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. 1 SUIVI MEDICAL DE SALARIES EXPOSES AU BERYLLIUM : Medical follow-up of beryllium - exposed workers : G Thin 1, M Matrat 1, 2, JC Duché 3, F Lauzier4, M Goudal4, R Quang5, C Hubert1, JP L'Huillier1, J Barré 3, JC Pairon1, 2 C de Clavière1 1 CHI Créteil, unité de pathologie professionnelle, Service de pneumologie et de pathologie professionnelle 94000 CRETEIL, 2 INSERM U 955, 94000 CRETEIL, 3 Unité fonctionnelle de pharmacologie-toxicologie CHI Créteil 94000 CRETEIL, 4 CRAMIF Service HIPP Place de l'Argonne 75019 PARIS, 5 ACIST, 94550 Chevilly Larue. Auteur correspondant : e-mail cdeclaviere@free. fr Summary : Purpose of the study : determination of a systematised procedure for medical follow-up of beryllium-exposed workers. Method : a medical follow-up of workers from a factory machining beryllium (Be) either plain or as an alloy started in 2001. Be Lymphocyte Proliferation Tests (LPT) were performed for screening Be sensitisation and were calculated again according to 1142-2001 speciation of the American Department Of Energy. A working group included occupational physicians, specialists in occupational prevention and biologists and established based on a review of medical literature an algorithm for medical folllow-up of workers. This algorithm determines how to handle medically such workers and is mostly based upon Be LPT results. Results : 14 workers were followed for 6 years at the most. Abnormal (positive or border-line) tests were noticed in 4 of them. These tests became negative within 3 to 18 months in 3 of them, in parallel with Be working decrease and with strengthening of preventive measures. Neither respiratory, nor radiological, nor functional abnormal symptom occurred in the 4th worker that could evoke an out coming chronic berylliosis. 2 Discussion and conclusion : This shows how necessary it is to standardise Be LPT method and results and how important it is to establish guidelines for a long-term follow-up of workers who may be exposed to Be and to strengthen preventive measures. Key words : beryllium, sensitisation, occupational exposure, prevention, Lymphocyte Proliferation Test RESUME Objectif : Détermination d'une démarche systématisée pour le suivi médical de salariés exposés au béryllium. Méthode : Un suivi médical de salariés d'une entreprise du secteur de l'usinage du béryllium (Be) pur ou en alliage a été initié en 2001. Des tests sanguins de prolifération lymphocytaire au béryllium (TPL Be) utilisés dans le dépistage d'une sensibilisation au Be, avec recalcul selon la spécification 1142-2001 du département de l'énergie américain ont été réalisés. Un groupe de travail incluant médecins du travail, préventeurs et biologistes, a établi un algorithme décisionnel de suivi médical de ces salariés, à partir d'une revue de la littérature. L'algorithme déterminant la prise en charge à instaurer repose principalement sur les résultats du TPL Be. Résultats : 14 salariés ont été suivis pendant au plus 6 ans. Le TPL Be a été trouvé anormal chez 4 d'entre eux (tests positifs ou limites ) puis s'est négativé pour 3, en l'espace de 3 à 18 mois, parallèlement à une diminution de l'activité Be et à un renforcement des mesures de prévention. Aucune symptomatologie respiratoire clinique, radiologique ou fonctionnelle laissant suspecter une évolution vers une bérylliose chronique n'est apparue pour le quatrième. Discussion et conclusion : Outre la nécessité de standardiser la technique du TPL Be et l'expression de ses résultats, il apparat important d'établir des recommandations de 3 surveillance médicale pour le suivi à long terme des salariés susceptibles d'être exposés au Be et de renforcer les mesures de prévention. Mots clés : béryllium, sensibilisation, exposition professionnelle, prévention, Test de Prolifération Lymphocytaire Introduction Le béryllium (Be) est un métal léger, dur, résistant et bon conducteur d'électricité et de chaleur. Il est utilisé soit en poudre (oxyde de Be) soit sous forme de métal pur ou dans des alliages, essentiellement dans l'industrie nucléaire, aéronautique ou aérospatiale, dans l'industrie d'appareillage électrique et électronique, dans la construction mécanique, dans l'industrie des instruments de précision (horlogère par exemple), dans le raffinage des métaux précieux et dans la fabrication de matériaux réfractaires, de verreries d'art ou de prothèses dentaires (1). L'exposition au Be concerne 9400 à 14400 salariés en France dans les secteurs de la mécanique, des fonderies de métaux précieux et à la fabrication de moules dans le secteur de la plasturgie (2). Les métiers exposant le plus à l'inhalation de Be sont ceux comportant l'usinage du Be ou de ses alliages (1). Une revue de la littérature en langue française a été réalisée en 2005 sur la bérylliose chronique (3). La pénétration du Be se fait essentiellement par voie respiratoire en milieu professionnel ; par voie cutanée, elle est limitée en peau saine mais favorisée en cas de lésions (4). Le poumon est l'organe cible du Be inhalé. Du fait d'un mécanisme immunologique, il se produit une sensibilisation au Be qui peut conduire, en fonction de déterminants incomplètement élucidés, à une bérylliose chronique. Il s'agit d'une granulomatose systémique à prédominance pulmonaire. Sa symptomatologie clinique et radiologique est proche de celle de la sarcoïdose médiastino-pulmonaire mais son 4 pronostic est plus sévère. Le lavage broncho-alvéolaire met en évidence une alvéolite lymphocytaire avec prédominance des lymphocytes T4. La bérylliose chronique peut évoluer vers une insuffisance respiratoire chronique (5). La mise en évidence, dans des études épidémiologiques, d'une augmentation du taux de mortalité par cancer bronchopulmonaire, après exposition à de fortes concentrations de Be, est à l'origine de la classification du Be en produit cancérogène par l'union européenne (catégorie 2, R49) et par le CIRC (groupe 1) (6). Il existe peu de données sur le suivi longitudinal des salariés exposés au Be. La question se pose de la surveillance médicale à proposer en cas d'exposition professionnelle au Be. En 2001, nous avons initié un suivi médical de salariés d'une entreprise d'usinage de pièces métalliques, exposés au Be. Cette démarche a impliqué un groupe de travail pluridisciplinaire. Nous présentons ici les résultats de ce suivi. Matériel et méthodes L'entreprise concernée travaille dans le secteur de l'aéronautique et emploie environ 60 salariés. Quatorze d'entre eux usinent des pièces en métal ou alliage, dans un ou plusieurs ateliers. Les pièces sont à base de Be pur ou en alliage avec de l'aluminium (30%). Les activités qui exposent au Be comportent l'usinage (tournage et fraisage) effectué dans un atelier spécifique, et, dans une moindre mesure, l'électroérosion, l'assemblage au cours duquel les pièces peuvent être brasées, le traitement de surface ou l'attaque chimique des pièces, le contrôle qualité des pièces et enfin l'analyse des prélèvements atmosphériques ou surfaciques. Parmi les salariés exposés au Be, il y a 7 fraiseurs, 2 ajusteurs, 3 techniciens, un chef de fabrication /contrôleur et un tourneur. L'activité Be a pu occuper ces salariés au moins 2 5 à 4 semaines par an et au plus 5 mois par an. Les conditions de travail sont globalement satisfaisantes. Un effort particulier est réalisé afin de mettre en place des mesures de prévention collective et individuelle adaptées. Ainsi, tournage et fraisage de pièces comportant du Be sont exécutés sur des machines à commande numérique, complètement capotées. Le travail est réalisé à l'humide , avec des huiles de coupe pour l'alliage, et le plus souvent à sec pour le Be pur, dans une machine étanche avec captage à la source et mise en dépression. En fin d'usinage, chaque pièce doit être décontaminée par trempage dans l'alcool avant réalisation d'un frottis de contrôle systématique. La ventilation de l'atelier assure un renouvellement de l'atmosphère des locaux. Une aspiration est maintenue en permanence, pour éviter la remise en suspension de particules de Be fixées sur le système de ventilation. Chaque poste de travail est équipé d'une buse d'aspiration orientable. L'ensemble des filtres est remplacé systématiquement tous les ans et la quantité de poudre de Be présente est alors vérifiée. Les filtres sont aussi changés en cas de colmatage ponctuel détecté par le dispositif de surveillance. Cette opération est réalisée par un opérateur de l'atelier d'usinage du Be, muni alors d'un équipement de protection individuelle spécial et formé à cette tâche. Le réseau des gaines d'aspiration est inspecté annuellement et décontaminé si nécessaire. Les déchets générés par l'activité Be sont stockés dans des fûts scellés avant transport puis destruction par une société spécialisée. En fin de journée de travail, un nettoyage de l'atelier est effectué et son efficacité est contrôlée par un frottis de surface. Il est renouvelé en cas de résultat anormal. Le sol des ateliers, vestiaire et machinerie est nettoyé deux fois par semaine, avec des aspirateurs réservés à cette opération et équipés d'une filtration adéquate. 6 Sur le plan des mesures de prévention individuelle, les salariés portent des combinaisons fermées au col et aux poignets, des gants en coton initialement puis remplacé par du nitrile et des surchaussures, jetés après utilisation. Des protections respiratoires filtrantes , de type P3 sont à leur disposition pour l'usinage du Be et en cas d'incident ponctuel dans le fonctionnement du système de ventilation - aspiration. Des masques isolants sont disponibles pour des opérations spécifiques à haut risque de contamination (changement de filtres, nettoyage des gaines, etc). Les salariés de l'atelier usinage se lavent les mains en sortant de l'atelier et prennent une douche en fin de période de travail. Les visiteurs et les personnels qui ne travaillent pas dans l'atelier y entrent par l'intermédiaire d'un sas, toujours revêtus de survêtements jetables. Le niveau d'exposition au Be est objectivé par des prélèvements atmosphériques d'ambiance et surfaciques, réalisés sur filtres d'acétate de cellulose, quotidiennement dans l'atelier d'usinage et de façon hebdomadaire dans d'autres ateliers. Par ailleurs, des prélèvements atmosphériques (d'ambiance ou individuels) sur 3 heures ont été faits ponctuellement par un laboratoire extérieur. La VME française pour le Be est 2g/m3. Il n'y a pas de valeur limite réglementaire française pour les mesures surfaciques de Be. L'entreprise considère que 3g/dm2 est la valeur surfacique limite à ne pas dépasser, au delà de laquelle une décontamination se justifie. Ce chiffre est retenu comme valeur justifiant une décontamination par le département de l'énergie des Etats-Unis, alors que le Cardiff Atomic Weapons Establishment du Royaume-Uni retient 1g/dm2 (7). Les résultats des prélèvements atmosphériques d'ambiance, comparés à la VME française, montrent que dans l'atelier d'usinage du Be, ils sont inférieurs ou égaux à 1/20ème de la VME, qu'il s'agisse de ceux faits par l'entreprise (n 24) ou ponctuellement par un laboratoire extérieur (n 3) et dont nous avons eu connaissance. 7 En ce qui concerne les prélèvements atmosphériques individuels réalisés par le laboratoire extérieur, 2 sont inférieurs au dixième de la VME et 1 dépasse la VME (1, 5 VME). Les résultats des prélèvements surfaciques réalisés par l'entreprise disponibles pour 5 jours (n 60) sont compris entre 0, 09 et 15, 5 g/dm2, la médiane de chaque jour est inférieure à 3 g/dm2. Les médianes sont inférieures à la valeur surfacique adoptée par l'entreprise et à la valeur de référence américaine. Les salariés exposés au Be au sein de l'entreprise ont été adressés à un centre de consultation de pathologie professionnelle. Au cours de ces consultations des tests de prolifération lymphocytaire en présence de Be (TPL Be) ont été prescrits. En effet, le TPL Be constitue un marqueur d'effet biologique du Be. La prolifération lymphocytaire en présence de Be est évaluée par mesure de l'incorporation de thymidine tritiée (en coups par minute) qui est comparée à celle observée en présence de témoins négatifs (lymphocytes sans Be) et en présence de témoins positifs, mitogènes phytohémagglutinine (PHA) et pokewed mitogen (PWD) ou anatoxine tétanique qui mettent en évidence la bonne réactivité des cellules. Elle est exprimée par un index de stimulation calculé à partir du rapport entre le nombre de coups par minute obtenus en présence de Be et le nombre de coups par minute sans Be. La prolifération a été mesurée jusqu'en septembre 2006 à deux temps d'incubation (3 et 6 jours), et en présence, à chaque temps, de 4 concentrations de sel de Be (2, 20, 200 et 2000 g / ml). A chaque temps étaient réalisées plusieurs mesures de témoins négatifs et positifs (PHA, PWD). A l'époque, le test était alors considéré comme positif en présence d'au moins 2 index de stimulation supérieurs au seuil de positivité du test fixé à 2, 5. En présence d'un seul index supérieur au seuil, on parlait de résultat limite . 8 Depuis septembre 2006, selon la spécification 1142-2001 US du département de l'énergie américain de 2001, la prolifération lymphocytaire est mesurée à deux temps d'incubation (3 et 6 jours), et en présence, à chaque temps, de 3 concentrations de sel de Be (1, 10 et 100 M) avec toujours, en parallèle, la réalisation de plusieurs mesures témoins (incluant en plus l'anatoxine tétanique) (8). Les résultats sont issus de calculs logarithmiques à partir des médianes des résultats de prolifération des lymphocytes en présence de Be comparées aux témoins et aboutissant à des index. Le test est considéré comme positif si au moins 2 index statistiques (IS) sur les 6 obtenus (3 à J3 et 3 à J6) sont supérieurs à 2, 53 et si l'index biologique (IB) qui compare les IS statistiques à ceux obtenus dans une population de sujets normaux non exposés au Be est supérieur à 3, 1. Le résultat du TPL Be est considéré comme limite si 2 IS au moins sont supérieurs à 2, 53 mais que l'IB est inférieur à 3, 1 ou si l'IB est supérieur à 3, 1 et qu'il n'y a pas au moins 2 IS supérieurs à 2, 53. Si un résultat est limite , un nouveau prélèvement est effectué 3 à 6 mois plus tard. Les résultats des tests effectués avant septembre 2006 ont été recalculés selon la nouvelle modalité et présentés selon les deux modes de calcul dans les résultats (tableau 1). En 2005, un groupe de travail est constitué pour déterminer la stratégie de surveillance médicale à proposer. Ce groupe comporte le médecin du travail de l'entreprise, des médecins de la consultation de pathologie professionnelle, des biologistes qui réalisent les TPL et des membres du service de prévention des risques professionnels de la CRAMIF. Une revue de la littérature est faite en prenant en compte les références des bases de données médicales disponibles au 1er juillet 2005, et les présentations de la conférence internationale de la recherche sur le béryllium qui s'est tenue en mars 9 2005 à Montréal (1). Il s'avère qu'il existe très peu d'études longitudinales de suivi à long terme de sujets exposés au Be. Les données de la littérature sont essentiellement issues soit de cas isolés de sujets sensibilisés ou atteints de bérylliose chronique soit d'études transversales menées sur un site industriel précis (surtout chez des céramistes, dans l'industrie nucléaire ou dans des usines d'alliages au Be), mais sans suivi longitudinal. Les examens réalisés pour ces suivis sont présentés dans le tableau 2. Des recommandations pour l'évaluation d'un patient à risque de bérylliose chronique ont été proposées par le groupe du National Jewish Medical and Research Center (NJMRC) et un algorithme décisionnel a été élaboré par les Comités de maladies professionnelles pulmonaires du Québec à titre expérimental pour les travailleurs exposés au Be (9). Pour le NJMRC, l'arbre décisionnel débute lors de l'obtention de 2 TPL Be sanguins (analysés dans 1 ou 2 laboratoires). S'ils sont positifs, ils sont complétés par une évaluation clinique, une fibroscopie bronchique, un lavage bronchoalvéolaire, un TPL Be sur le lavage broncho-alvéolaire et des biopsies pulmonaires transbronchiques. Si les 2 TPL Be sanguins sont normaux, des anomalies cliniques, radiographiques ou portant sur la fonction respiratoire sont recherchées. En cas d'anomalie de ce bilan médical complémentaire, une fibroscopie bronchique, un lavage broncho-alvéolaire avec TPL Be et biopsies pulmonaires transbronchiques sont effectués. Si un seul TPL Be sanguin est positif, il est contrôlé. Le moment précis et la fréquence des examens paracliniques ne sont pas spécifiés. L'algorithme du Québec se fonde sur la réalisation d'un TPL Be sanguin adressé à 2 laboratoires. Si les résultats sont normaux, le TPL Be est répété tous les 2 à 5 ans. Si les 10 résultats sont anormaux, une évaluation clinique, une radiographie pulmonaire, une tomodensitométrie thoracique et des explorations fonctionnelles respiratoires (EFR) sont réalisées. En cas d'anomalie, ils sont complétés par une fibroscopie bronchique avec lavage broncho-alvéolaire, TPL Be sur ce lavage broncho-alvéolaire et biopsies. Parallèlement au bilan, il existe des préconisations vis-à-vis de l'exposition au Be pour les sujets sensibilisés ou atteints de bérylliose chronique, allant de moins de 0, 1g/m3 de Be à moins de 0, 001g/m3 de Be selon la situation. Dweik propose, pour les sujets sensibilisés, parallèlement à l'arrêt de l'exposition au Be, une radiographie pulmonaire et des EFR mensuels pendant 6 mois puis semestriels (10). Le diagnostic biologique de sensibilisation est posé en présence d'au moins 2 TPL Be positifs, réalisés de façon optimale dans deux laboratoires différents, sans consensus sur la technique précise de dosage, ni sur le délai ou la fréquence de surveillance des TPL, qui varie de 3 mois à 3 ans, selon la publication (8). Une sensibilisation a été rapportée dans des intervalles maximaux allant de 2 mois après le début de l'exposition au Be à 40 ans après (11, 12). La survenue d'une bérylliose chronique a été décrite dans les 3 mois après le début de l'exposition et jusqu' à 20 ans après la fin de l'exposition (11, 13). La concentration urinaire de Be n'est pas utilisée en dépistage. Le diagnostic de bérylliose chronique est retenu historiquement en présence d'au moins 4 des 6 critères ci-après, dont l'un des deux premiers est obligatoire : 1) exposition documentée au Be, 2) présence de Be dans les prélèvements biologiques, 3) mise en évidence de symptômes cliniques des voies aériennes basses, 4) infiltrat réticulo- nodulaire visible à la radiographie pulmonaire, 5) altération de la fonction respiratoire 11 de type obstructif ou restrictif ou diminution de la DLCO, 6) granulome non caséeux ou infiltrat interstitiel de cellules mononuclées à la biopsie pulmonaire (14). Cependant dans les articles identifiés, le diagnostic de bérylliose chronique est retenu le plus souvent sur l'association de l'exposition au Be, de la positivité du TPL Be sanguin et soit du résultat positif de la biopsie pulmonaire (granulome ou infiltrat lymphocytaire) soit de la positivité du TPL Be effectué sur le lavage broncho-alvéolaire. Dans le bilan effectué à la recherche d'une bérylliose chronique, les EFR incluent généralement une DLCO. Après la radiographie pulmonaire, une tomodensitométrie thoracique n'est pas faite de façon systématique. Les anomalies radiologiques sont plus précocement mises en évidence à l'aide d'une tomodensitométrie thoracique en haute résolution. Cependant il a été rapporté 25% de patients avec bérylliose chronique avérée et tomodensitométrie thoracique normale (10). L'algorithme décisionnel suivant (figure 1) a été proposé après discussion. Il débute par une consultation dans l'unité de pathologie professionnelle avec anamnèse professionnelle et médicale, examen clinique, radiographie pulmonaire, EFR et TPL Be sanguin. Selon la présence de symptômes respiratoires, d'anomalie de la radiographie pulmonaire, des EFR ou du TPL Be, la stratégie varie. La tomodensitométrie thoracique est réalisée sans injection de produit de contraste avec coupes millimétriques. Si une fibroscopie bronchique est réalisée, un lavage broncho-alvéolaire est associé avec TPL Be sur le liquide de lavage. Lors du suivi des salariés avec TPL Be positif, après éviction du Be, une surveillance semestrielle puis annuelle du TPL Be est proposée jusqu'à sa négativation. 12 Résultats Lors de leur premier bilan hospitalier, les 14 hommes âgés de 28 à 56 ans (moyenne : 41 ans) sont exposés au Be depuis 1 à 24 ans (moyenne : 8 ans) ; 8 d'entre eux (57, 5%) présentent un tabagisme chronique persistant, 2 (14%) ont arrêté de fumer avant le premier TPL Be, et 4 (28, 5%) sont non fumeurs. Lors de leur prise en charge initiale, aucun des 14 salariés n'a de symptôme respiratoire ni extra-respiratoire évoquant une pathologie débutante liée au Be. Durant ce suivi, aucun ne présente d'anomalie de la capacité de diffusion du monoxyde de carbone, lors des EFR. Onze salariés ont effectué au moins un bilan après la mise en place de l'algorithme soit pour chacun un total de 2, 3 ou 4 bilans, séparés par un intervalle d'1 à 3 ans. Quatre salariés ont présenté 1, 2 ou 3 TPL Be anormaux. Il s'est normalisé chez 3 d'entre eux en 3 à 18 mois, parallèlement à une réduction de l'exposition au risque, liée à une diminution de cette activité dans l'entreprise notamment du fait d'une réduction de nombre de pièces en Be. En outre, il est à noter un renforcement des mesures de décontamination surfacique des pièces et des postes. Le TPL Be des dix autres salariés est resté négatif. Pour huit d'entre eux, on dispose d'un ou de deux bilans réalisés à 1, 2, 4 ou 5 ans d'intervalle. - Le salarié 1, fraiseur, ex-fumeur de 31 ans, a, 2 ans après le début de son exposition au Be, un TPL Be initial positif, limite selon la méthode révisée. Le test est négatif trois mois plus tard, mais le patient signale avoir pris, dans l'intervalle, des corticoïdes oraux en raison d'une infection ORL saisonnière. En dehors de cet épisode infectieux d'évolution favorable, il reste asymptomatique entre les deux TPL Be. En raison de la prévention technique déjà en place dans l'entreprise, des niveaux d'exposition relevés lors des prélèvements in situ et de l'exposition intermittente du sujet au Be dans 13 l'entreprise, il est proposé de revoir le salarié en consultation et de contrôler son TPL Be un an après le dernier test effectué, ce qui n'a pu être fait en raison du départ du salarié de l'entreprise. - Le salarié 2, fraiseur de 42 ans, tabagique chronique, présente, 3 ans après le début de son exposition au Be, à quelques mois d'intervalle, deux TPL Be initiaux positifs, limites selon la méthode révisée. Une éviction de l'exposition au Be est recommandée. Le bilan est par ailleurs normal à l'exception des EFR en faveur d'une maladie des petites voies aériennes (MPVA). Dix huit mois plus tard, le TPL Be est négatif et le reste un an plus tard, sans modification du bilan clinique et paraclinique. Le salarié signale être resté au même poste avec toutefois une baisse de l'activité d'usinage d'alliage au Be au profit d'autres alliages. - Le salarié 3, fraiseur de 28 ans, tabagique chronique, a, lors de son deuxième bilan, 7 ans après le début de son exposition au Be, un TPL Be limite , négatif selon la méthode révisée. Il est contrôlé négatif quelques mois plus tard. Il a été affecté au contrôle des pièces. Deux ans après, le bilan est toujours normal. - Le salarié 11, 31 ans, effectue les prélèvements atmosphériques et surfaciques en Be de l'entreprise. Il signale ne pas porter de surcombinaison lors de ses déplacements dans l'atelier d'usinage du Be pour effectuer les prélèvements. Il est fumeur et présente, lors du troisième bilan, 6 ans après le début de son exposition au Be, un TPL Be limite avec la 1ère méthode, positif selon la méthode révisée. Il a par ailleurs une toux matinale, un examen clinique et une radiographie pulmonaire normaux et des EFR discrètement altérées en faveur d'une MPVA. Le TPL Be est confirmé limite quelques mois après et devient positif en 2007, sans modification clinique. L'arrêt de toute exposition au Be est préconisé. Une tomodensitométrie thoracique a été réalisée : elle est normale. 14 Discussion D'après les données de la littérature la prévalence de sujets sensibilisés au Be varie de 0, 8 à 11, 8% selon les études et le secteur industriel (15). Newman rapporte, lors d'un suivi longitudinal réalisé sur une durée moyenne de 4, 8 ans (1, 7 à 11, 6 ans), que 31 % des 55 salariés de l'industrie de l'armement sensibilisés au Be suivis dans cette étude ont développé une bérylliose chronique (69% n'ont pas développé de bérylliose chronique) (16). Les postes d'opérateurs (tourneurs, fraiseurs, meuleurs) semblent les plus à risque de sensibilisation (17). Parmi les 14 salariés exposés au Be suivis dans cette série, on note, chez 4 d'entre eux, un ou plusieurs TPL Be anormaux, normalisés 3 à 18 mois plus tard chez trois sujets. Les 4 hommes chez lesquels des anomalies ont été mises en évidence étaient exposés au Be depuis 2, 3, 6 et 7 ans, alors que la durée d'exposition au Be varie pour les autres de 1 à 24 ans. Il ne semble pas y avoir d'influence de la durée d'exposition au Be sur le résultat du TPL Be. Pour le salarié 1, le TPL Be initialement positif est contrôlé négatif, mais 3 mois après corticothérapie : or les corticoïdes seraient susceptibles de négativer le TPL Be (3). Le TPL Be initialement positif ou limite des 2 autres fraiseurs s'est négativé en parallèle à une réduction de l'exposition au Be dans l'entreprise. Une seule étude semble avoir étudié l'effet de la diminution de l'exposition sur l'évolution du TPL Be chez des mineurs ou des salariés employés au traitement du Be (18). Parmi les 82 travailleurs, 13 (16%) présentent un TPL Be positif alors que la moyenne des 32 mesures de concentrations atmosphériques d'ambiance sur 8 heures est supérieure à 3 fois la VME. Trois ans plus tard, parallèlement à une diminution de l'exposition au Be 15 (moyenne des 13 mesures : 0, 5 fois la VME), le test est devenu négatif chez 8 des 11 individus retestés et reste positif chez les 3 autres. L'un des trois est resté à un poste associé à une forte exposition au Be (usinage), le deuxième a conservé un poste à faible exposition (encadrement) et le troisième, au poste initial à faible exposition, a quitté l'entreprise, la seule source persistante d'exposition au Be à un niveau dépassant la VME est l'ensachage. Il est à noter que deux salariés dont le TPL Be initial était négatif l'ont positivé trois ans plus tard, donc après la mise en place des mesures de prévention. La méthodologie employée incite à la prudence quant à l'interprétation des résultats de cette étude, notamment parce que le TPL Be initial n'a pas été contrôlé par un deuxième test. En ce qui concerne le technicien chargé des prélèvements de Be de l'entreprise (sujet 11), son exposition semble avoir diminué depuis son arrivée dans l'entreprise puisque les activités Be ont décru. Des sensibilisations ont pu être rapportées à faible niveau d'exposition (17). Par ailleurs, la façon dont il dit se protéger est peut-être insuffisante, car il semble qu'il ne revête pas systématiquement l'ensemble des EPI spécifiques lorsqu'il se rend dans l'atelier d'usinage du béryllium pour y effectuer les prélèvements atmosphériques et surfaciques. Se pose la question du rôle d'une contamination cutanée. Une étude prospective récente a évoqué cette possibilité. Elle concerne une centaine de céramistes exposés au Be, nouvellement embauchés dans une entreprise dont la prévention technique semble développée. Ces travailleurs ont fait l'objet d'une surveillance régulière à l'inclusion, puis 3, 6, 12, 24 et 48 mois après (19). Les auteurs rapportent que 30% des sujets testés à l'embauche ont effectué un TPL Be à 24 mois et environ 10% des sujets à 48 mois et qu'une sensibilisation a été mise en évidence au bout de 24 mois de suivi. Or, dans cette étude, en dépit d'une prévention technique 16 développée, une exposition cutanée au Be est rapportée pour le patient sensibilisé. La contribution d'une contamination cutanée a été peu évaluée jusqu'ici. La pénétration cutanée est favorisée en cas de lésion cutanée (4). En outre, il a été montré que des particules de dextran de diamètre inférieur à 1 micron peuvent pénétrer la peau jusqu'au derme (20). Se pose alors la question de la pénétration percutanée de particules de Be de très petite taille. Peu de données humaines sont actuellement disponibles chez des sujets susceptibles d'avoir été sensibilisés au Be par voie cutanée. Une étude pilote récente, axée sur le calcul à partir de modèles mathématiques et la comparaison de l'absorption cutanée et respiratoire du Be a été menée dans l'industrie du recyclage (21). Elle inclut des mesures surfaciques de Be sur la combinaison et la peau de travailleurs exposés au Be. Cette étude montre que lors de l'utilisation de combinaisons en polyester, la concentration en Be retrouvée sur la peau est faible mais quantifiable (9 à 16% de la quantité de particules retrouvées sur la combinaison), contrairement à ce qui est observé avec les combinaisons en coton, (o la concentration est inférieure au seuil de détection). Enfin, même en présence d'un équipement de protection individuelle, un contact cutané au niveau du visage ne peut être exclu (22). Par ailleurs, il est suspecté que d'autres caractéristiques conditionnent la biodisponibilité et donc la toxicité du Be (comme le rapport taille/surface, la nature chimique du dérivé incriminé. ), de même que des facteurs de risque individuels apparaissent prédisposer au développement d'une sensibilisation et d'une bérylliose chronique tels que certains polymorphismes génétiques au niveau du complexe majeur d'histocompatibilité de classe II ou du gène du TNF (23, 24). Indépendamment des aspects éthiques que leur réalisation poserait, la valeur prédictive positive de ce dépistage génétique apparat cependant actuellement insuffisante pour qu'ils soient 17 proposés de façon systématique (25). Parmi les 26 TPL Be réalisés avant septembre 2006 et recalculés pour être aussi présentés selon la méthode révisée, on note 5 différences de résultats entre les deux modes de calcul. Trois résultats positifs selon la méthode initiale sont limites avec le deuxième mode de calcul, un résultat limite devient négatif et un résultat limite devient positif. Cela montre une variabilité des résultats pour un même prélèvement selon la méthode de calcul. Le deuxième mode de calcul semble mathématiquement plus robuste et devrait être utilisé par les biologistes afin que la standardisation des méthodes de dosages permette de comparer les TPL Be entre les patients et au cours du temps. En outre, le contrôle du TPL Be anormal par un deuxième prélèvement distinct, si possible dans un deuxième laboratoire qui utilise des méthodes validées, est très important. La moitié de nos salariés (7/14) ont été suivis pendant 4 à 6 ans et pendant cette période, 5 d'entre eux ont bénéficié d'au moins 3 bilans cliniques et/ou paracliniques tous les un à trois ans. Les résultats présentés montrent que les modalités de réalisation du suivi annuel seraient à optimiser, la compliance des patients n'étant pas parfaite. On a vu la rareté des données de suivi de salariés exposés au Be dans la littérature. Dans l'algorithme, nous proposons la réalisation d'une fibroscopie bronchique avec lavage broncho-alvéolaire en fonction du résultat de la tomodensitométrie thoracique, comme c'est le cas dans l'algorithme du Québec. Nous n'avons pas eu, à ce jour, à suivre cet algorithme jusqu'à son terme. Cependant, du fait des résultats observés pour le salarié 11, se pose la question, dans ce type de situation, de la réalisation d'un TPL Be sur le lavage broncho-alvéolaire qui apporterait un argument supplémentaire sur le risque de développer une bérylliose chronique, malgré son caractère plus invasif que celui d'une 18 tomodensitométrie thoracique. Conclusion Si le TPL Be a montré son intérêt pour le diagnostic de la bérylliose chronique, en revanche sa place dans le dépistage de la sensibilisation chez les sujets exposés fait encore débat. Les raisons sont les suivantes : sensibilité et spécificité insuffisantes du TPL Be sanguin, grande variabilité inter-et intra-laboratoires qui rend nécessaire la répétition des prélèvements, prévalence de la bérylliose chronique et de la sensibilisation au Be mal connues (26, 27). Le calcul des résultats du TPL Be selon la méthode du département de l'énergie américain semble plus pertinent (8). Ce test devrait idéalement être réalisé par des laboratoires entranés. Que le but soit le dépistage de la bérylliose chronique ou de sujets sensibilisés, une standardisation de la réalisation du TPL Be et de l'expression de ses résultats semble incontournable. En France, il est à noter qu'il n'y a actuellement, à notre connaissance, qu'un seul laboratoire capable de réaliser ce test biologique en routine. Par ailleurs les conséquences professionnelles et socio-économiques pour les salariés soumis à ce dépistage sont également à considérer. Notre objectif était la mise en place d'une démarche systématisée pour le suivi médical des salariés exposés professionnellement au Be. Quatorze salariés en ont bénéficié avec les difficultés décrites. Un suivi à long terme de populations plus nombreuses pourra apporter des informations supplémentaires et contribuer à préciser le suivi médical le plus approprié. Il est à noter qu'un groupe de travail établi sous l'égide de la Société française de médecine du travail sur la surveillance des sujets exposés au Be est actuellement en cours de réflexion et a pour objectif de déterminer la surveillance à proposer aux personnes exposées. 19 Références 1- Hoover MD. Beryllium properties and uses. IRSST, 2005. 2- Vincent R, Grzebyk M, Savary B. Occupational exposure to beryllium in France. IRSST, 2005. 3- Marchand-Adam S, Valeyre D. Bérylliose pulmonaire chronique : un modèle d'interaction entre environnement et prédisposition génétique (1ère partie). Minéralogie, toxicologie, épidémiologie et facteurs de risque. Rev Mal Respir 2005 ; 22 : 257-269. 4- Deubner DC, Lowney YW, Paustenbach DJ, Warmerdam J. Contribution of incidental exposure pathways to total beryllium exposures. Appl Occup Environ Hyg 2001 ; 16 : 568-578 5- Kriebel D, Brain JD, Sprince NL, Kazemi H. The pulmonary toxicity of beryllium. Am Rev Respir Dis 1988 ; 137 : 464-473. 6- IARC. Beryllium, cadmium, mercury and exposures in the glass manufacturing industry. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. Volume 58. Lyon, IARC, 1993. 7- Dion C, Perrault G. Summary of good cleanup and decontamination practices for workplaces with beryllium-containing dust. IRSST, 2005, 26p. 8- Frome EL, Newman LS, Cragle DL, Colyer SP, Wambach PF. Identification of an abnormal beryllium lymphocyte proliferation test. Toxicology 2003 ; 183 : 39-56. 9- Institut national de santé publique, Québec. Le test sanguin de prolifération lymphocytaire au béryllium (Be LPT) 2004. 10- Dweik R. Diagnosis and management of beryllium sensitization and CBD. IRSST 2005 20 11- Kelleher PC, Martyny JW, Mroz MM, Maier LA, Ruttenber AJ, Young DA, Newman LS. Beryllium particulate exposure and disease relations in a beryllium machining plant. J Occup Environ Med 2001 ; 43 : 238-249. 12- Henneberger PK, Cumro D, Deubner DD, Kent MS, McCawley M, Kreiss K. Beryllium sensitization and disease among long-term and short-term workers in a beryllium ceramics plant. Int Arch Occup Env Health 2001 ; 74 : 167-176. 13- Rossman MD. History of beryllium disease. IRSST, 2005. 14- Newman LS, Kreiss K, King TE Jr, Seay S, Campbell PA. Pathologic and immunologic alterations in early stages of beryllium disease. Reexamination of disease definition and natural history. Am Rev Respir Dis 1989 ; 139 : 1479-1486. 15- Marchand-Adam S, Guillon F, Brauner M, Valeyre D. Bérylliose pulmonaire chronique (2ème partie). Pathogénie, expression clinique, prévention et législation. Rev Mal Respir 2005 ; 22 : 271-287. 16- Newman LS, Mroz MM, Balkisoon R, Maier LA. Beryllium sensitization progresses to chronic beryllium disease. A longitudinal study of disease risk. Am J Respir Crit Care Med 2005 ; 171 : 54-60. 17- Mroz M. Epidemiology of beryllium sensitization and chronic beryllium disease. Overview of recent epidemiologic studies. IRSST, 2005 18- Rom WN, Lockey JE, Bang KM, Dewitt C, Johns RE Jr. Reversible beryllium sensitization in a prospective study of beryllium workers. Arch Environ Health. 1983 ; 38 : 302-307. 21 19- Cummings KJ, Deubner DC, Day GA, Hennenberger PK, Kitt MM, Kent MS, Kreiss K, Schuler C R. Enhanced preventive programme at a beryllium oxide ceramics facility reduces beryllium sensitization among new workers. Occup Environ Med 2007 ; 64 : 134-140. 20- Tinkle SS, Antonini JM, Rich BA, Roberts JR, Salmen R, DePree K, Adkins EJ. Skin as a route of exposure and sensitization in chronic beryllium disease. Environ Health Perspect 2003 ; 111 : 1202-1208. 21- Emond C, Robin JP, Breton R, Philippe S, Zayed J. Dermal exposure to beryllium : a pilot case study. J Toxicol Environ Health 2007 ; 70 : 529-533. 22- Day GA, Dufresne A, Stefaniak AB, Schuler CR, Santon ML, Miller WE, Kent MS, Deubner DC, Kreiss K, Hoover MD. Exposure pathway assessment at a copper- beryllium alloy facility. Ann Occup Hyg 2007 ; 511 : 67-80. 23- Richeldi L, Sorentino R, Saltini C. HLA-DPB1 Glutamate 69 : a genetic marker of beryllium disease. Science 1993 ; 262 : 242-244. 24- Saltini C, Richeldi L, Losi M, Amicosante M, Voorter C, van den Berg-Loonen E, Dweik RA, Wiedemann HP, Deubner DC, Tinelli C. Major histocompatibility locus genetic markers of beryllium sensitization and disease. Eur Respir J 2001 ; 18 : 677- 684. 25- Pillière F, Vincent R. Recherche sur le béryllium : conférence internationale (Montréal, 8-11 mars 2005). Document pour le Médecin du Travail, INRS 2005 ; 103 : 347-356. 26- Borak J, Woolf SH, Fields CA. Use of beryllium lymphocyte proliferation testing for screening of asymptomatic individuals : an evidence-based asssessment. J Occup Environ Med 2006 ; 48 : 937-947. 22 27- Pairon JC, Brochard P, Gehanno JF, Letourneux M, Paris C, Ameille J. Pathologies respiratoires professionnelles. In Lemarié E. La pneumologie fondée sur les preuves. Editions Margaux Orange, Paris, 2008 : 511-579. 28- Stange AW, Hilmas DE, Furman FJ, Gatliffe TR. Beryllium sensitization and chronic beryllium disease at a former nuclear weapons facility. Appl Occup Environ Hyg 2001 ; 16 : 405-417. 29- Newman LS, Lloyd J, Daniloff E. The natural history of beryllium sensitization and chronic beryllium disease. Environ Health Perspect 1996 ; 104 (Sup 5) : 937-943. 30- Newman LS, Mroz MM, Maier LA, Daniloff EM, Balkisoon R. Efficacy of serial medical surveillance for chronic beryllium disease in a beryllium machining plant. J Occup Environ Med 2001 ; 43 : 231-237. Tableau 2 : Protocole de surveillance des sujets exposés au Be : informations issues des études de la littérature Références Fréquence des bilans (période) Population d'étude 28 3 ans si TPL , fréquence non précisée si 1 seul TPL ou radio pulmonaire anormale (maximum 2 bilans entre 1991 et 1997) exposés sujets auparavant ou actuellement au Be Annuelle (entre 1986 et 1994) Sensibilisation au Be ou BC 29 30 16 12 19 2 ans ou les 3 mois après dans l'embauche puis tous les 2 ans (maximum 3 bilans entre 1995 et 1999) 2 ans (maximum 4 bilans entre 1988 et 1998) 6 ans ponctuellement pulmonaires pulmonaire annuelle anormale 0, 3, 6, 12, 24, 48 mois (entre 2000 et 2004) (1992 et 1998) ou symptômes si radio si ou exposés au Be exposés au Be exposés au Be 23 Informations recherchées Questionnaire médico-professionnel, TPL sanguin (si : 2ème prise de sang ou contrôle du 1er TPL sanguin par un autre laboratoire), radio pulmonaire si anomalie antérieure ou si TPL antérieur limite. Si sensibilisation au Be ou si 1 TPL sanguin ou limite ou si suspicion de BC : fibroscopie bronchique avec LBA et TPL Be dans LBA et biopsies pulmonaires transbronchiques Exposition, clinique, EFR, test d'effort avec GDS, radio pulmonaire, ECA, fibroscopie bronchique avec LBA et TPL Be dans le LBA et marqueurs de l'inflammation ; biopsies pulmonaires transbronchiques en cas de sensibilisation au Be ; TDM avec coupes fines lors du 1er bilan tous les 2 ans : autoquestionnaire et TPL Be sanguin (répété par même laboratoire si TPL Be sanguin anormal). Si plus de 2 TPL Be sanguins : évaluation clinique, EFR, test d'effort avec GDS, fibroscopie bronchique avec LBA et TPL Be dans le LBA et biopsies pulmonaires transbronchiques LBA et TPL Be dans le LBA et biopsies pulmonaires transbronchiques questionnaire médico-professionnel et TPL Be sanguin. Si TPL Be : 2ème TPL Be sanguin ou contrôle du 1er TPL Be sanguin par même ou autre laboratoire. Si 2 TPL Be sanguins : fibroscopie bronchique avec LBA et TPL Be dans le LBA et biopsies pulmonaires transbronchiques TPL Be sanguin. Si : contrôle par même ou autre laboratoire. Si 2 TPL Be sanguins distincts : radio pulmonaire, fibroscopie bronchique avec LBA et TPL Be dans le LBA et biopsies pulmonaires transbronchiques Sensibilisation au Be EFR, test d'effort, GDS, radio pulmonaire, fibroscopie bronchique avec BC : bérylliose chronique, Be : béryllium, ECA : enzyme de conversion de l'angiotensine dans le sang, EFR : épreuves fonctionnelles respiratoires avec spirométrie, boucle débit-volume et capacité de diffusion au monoxyde de carbone, GDS : gazométrie artérielle, TPL Be : test de prolifération lymphocytaire au Be, LBA : lavage broncho-alvéolaire, TDM : tomodensitométrie thoracique, : positif. Figure 1 : algorithme de surveillance des salariés exposés au béryllium Salariés nouvellement embauchés TPL Be sanguin à T0, 3, 6 mois, 1 an puis annuel Examen clinique, RP et EFR (spirométrie, boucle débit-volume, DLCO) à T0 et annuellement Salariés déjà dans l'entreprise TPL Be sanguin annuel Examen clinique, RP et EFR (spirométrie, boucle débit-volume et DLCO) annuels 24 Anomalie portant sur Pas d'anomalie Poursuite de la surveillance annuelle TPL Be Clinique et/ou RP et/ou EFR contrôle à 6 mois 2ème TPL Be TPL Be - TPLBe et TPL Be stop exposition Be et TDM normal anormal fibro, LBA et TPL Be sur LBA et TPL Be - Stop exposition Be Avis pneumologique TDM Discuter fibro, LBA et TPL Be sur LBA EFR : explorations fonctionnelles respiratoires, DLCO : capacité de diffusion du CO, fibro : fibroscopie bronchique, LBA : lavage broncho- alvéolaire, RP : radiographie pulmonaire, TDM : tomodensitométrie thoracique, TPL Be : test de prolifération lymphocytaire au béryllium ; Be : béryllium, : positif, - : négatif Tableau 1 : Résultats des TPL Be 25 tabac Durée d'exposition au Be (évolution) 2 ans Sujet (âge)* année 1 (31) 2 (42) 3 (28) 4 (48) 5 (48) 6 (31) 7 (45) 8 (52) 9 (40) 10 (48) 11 (31) 12 (30) 13 (56) 14 (46) 2004 2004 2006 2007 2002 2004 2006 2005 2006 2002 2006 2001 2006 2004 2006 2001 2006 2001 2004 2006 2001 2001 2004 2006 2007 2004 2004 2006 2001 2004 2006 EF F F F EF NF NF NF NF F F F F F métier Fraiseur Fraiseur Fraiseur Fraiseur Contrôleur Fraiseur Ajusteur (atelier Be) Ajusteur (hors atelier Be) Fraiseur Technicien de contrôle Ajusteur Chef de fabrication / contrôleur Tourneur Technicien de contrôle : prélèvements Technicien Fraiseur Monteur Fraiseur TPL sanguin Be TPL Be méthode révisée puis- Limite puis - puis ND ND - limite puis - ND - - - ND Limite puis Limite - - - - puis - - - - - - - ND - ND - ND - - - - - - Limite puis ND ND - - - - - - - - - - - - - - - - - - puis Limite - - - - - - 3 ans 5 ans 5 ans 9 ans 4 ans 5 ans 24 ans 20 ans 15 ans 1 an 6 ans 5 ans 3 ans Be : béryllium, : réduction de l'exposition au Be, TPL Be : test de prolifération lymphocytaire au béryllium , F : fumeur, NF : non fumeur, EF : ex-fumeur, ND : non disponible, : test positif, - : test négatif, * : lors du premier TPL Be sanguin | HAL | Scientific |
Bien qu' aucune augmentation du risque n' ait été observée au cours de larges études cliniques avec l' alendronate, de rares cas d' ulcères gastriques et duodénaux ont été rapportés depuis la commercialisation dont certains cas étaient sévères et s' accompagnaient de complications (voir rubrique 4. 8). | EMEA_V3 | Medicinal |
Les besoins en psychiatrie. Une notion toute relative | WMT16 | Scientific |
Ce fait est confirmé par deux autres études similaires non à jeun faisant appel au même médicament de référence et au même médicament à l' essai avec le même numéro de lot, qui ont généré des résultats totalement différents avec des intervalles de confiance dans les limites traditionnellement acceptables. | EMEA_V3 | Medicinal |
4 0 6 S L C A S 9 1 0 2 : T N N Déterminants biomécaniques de la performance en escalade : étude de la force des membres supérieurs et de la relation force- vitesse chez les sportifs de haut niveau Thèse de doctorat de l'Université Paris-Saclay Préparée à l'Université Paris Sud École doctorale n566 : Science du Sport, de la Motricité et du Mouvement Humain (SSMMH) Spécialité de doctorat : Science du sport et du mouvement humain Thèse présentée et soutenue à Orsay, le 16/12/2019, par Guillaume LEVERNIER Composition du Jury : William Bertucci Professeur, Université de Reims (GRESPI, EA 4694) . Président Jean-Benot Morin Professeur, Université de Nice Sophia Antipolis (LAMHESS, 6312) . Rapporteur Laurent Vigouroux MCF- HDR, Université Aix-Marseille (UMR, 7287) . Rapporteur Laetitia Fradet MCF, Université de Poitiers (PPRIME, UPR 3346) . Examinateur Alain Hamaoui Professeur, Université Paris Sud / Paris Saclay (CIAMS, EA 4532) . Examinateur Guillaume Laffaye MCF-HDR, Université Paris Sud / Paris Saclay (CIAMS, EA 4532) . Directeur de thèse Pierre-Henri Paillasson Directeur Technique National, FFME . Invité Titre : Déterminants biomécaniques de la performance en escalade : étude de la force des membres supérieurs et de la relation force-vitesse chez les sportifs de haut niveau Mots clés : taux de développement de la force, doigts, entrainement, force maximale externe, relation force-vitesse-puissance. Résumé : Ce travail de thèse s'est intéressé à la La seconde partie de ce travail a étudié un production de force externe ainsi qu'à la troisième déterminant clef de la performance en relation force-vitesse-puissance des membres escalade : la production de force externe des supérieurs chez les sportifs de haut niveau en muscles des bras à différentes vitesses. Un test escalade. de tractions lestées a été mené sur des groupes La première partie de l'étude s'est focalisée sur de grimpeurs de haut niveau représentatifs de deux aspects clefs dans la performance : la force chacune des 3 disciplines : bloc, difficulté et maximale volontaire (FMV) des muscles vitesse. Il a ainsi été montré qu'il existe fléchisseurs des doigts ainsi que le taux de d'importantes différences, du point de vue de la développement de la force (RFD). Un protocole relation force-vitesse-puissance, selon la de mesure a été mis au point et sa fiabilité a été discipline. Les grimpeurs de bloc présentent vérifiée. Cela a permis de montrer qu'un notamment une production de force à vitesse entrainement spécifique de seulement 4 rapide significativement supérieure à celle des semaines permettait déjà d'engendrer des deux autres disciplines. Par contre, la évolutions spécifiques au niveau du RFD. production de force à vitesse lente n'est pas Ce protocole a également vérifié l'hypothèse discriminante entre les 3 groupes. que la force maximale et le RFD étaient En conclusion, ce travail a démontré que supérieurs chez les grimpeurs de haut niveau : l'évaluation quantitative des facteurs la différence par rapport aux autres sportifs, y déterminants biomécaniques pourrait compléter compris les grimpeurs confirmés, est utilement les outils qualitatifs à la disposition de significative. De même, ce protocole a confirmé l'entraineur. Ainsi, selon la discipline et les que la force maximale des muscles fléchisseurs prochaines échéances sportives, il pourra définir des doigts ainsi que le RFD diffèrent un entrainement spécifique et suivre de façon significativement selon la discipline : ils sont objective les résultats obtenus par le grimpeur. plus élevés chez les grimpeurs de bloc que chez les spécialistes de la difficulté. - 3 - Title : Biomechanical determinants of performance in climbing : study of the strength of the upper limbs and the force-velocity-power relationship in high level athletes Keywords : rate of force development, finger, training, maximal strength, Force-velocity-power relationship Abstract : This PhD work was interested in The second part of this work studied a third the production of force output and the key determinant of performance in force-velocity-power relationship of the climbing : the arms muscles external force upper limb in high-level climbing athletes. production at different speeds. A test was The first part of the study focused on two run on panels of high-level climbers key aspects of performance : the maximal representatives of the three disciplines : voluntary contraction (MVC) of fingers' bouldering, lead climbing and speed flexor muscles and the rate of force climbing. It resulted in major differences in development (RFD). A measurement the force-velocity-power relationship protocol was set up and the reliability was depending on the discipline. Bouldering checked. This showed that a 4-weeks-only climbers notably showed a force production specific training has an impact on RFD at high speed rate significantly higher than evolution. the two other groups. However, at lower This protocol also checked the fact that speed rate, the force production was not a high-level climbers have higher MVC and discriminative criteria between the three RFD : the difference between them and groups. other athletes, including advanced To conclude, this work showed that the climbers, is significant. Likewise, this quantitative assessment of determinant protocol confirmed that fingers flexor biomechanical factors could be beneficial muscles maximum contraction and RFD as a complement to qualitative tools significantly differ depending on the available to coaches/trainers. Thus, discipline : they are higher in bouldering depending on the discipline and upcoming climbers than in lead climbing ones. sport deadlines, a specific training could be set up and an unbiased follow-up of the climbers' performances could be obtained. - 4 - Remerciements 10 ans. Cela va faire maintenant 10 ans que l'escalade est devenue centrale dans ma vie. Il s'agit bien plus qu'une simple pratique, c'est une culture, un mode de vie. Dix ans après ce coup de coeur, j'achève en toute humilité un doctorat sur les déterminants biomécaniques de la performance chez des sportifs de haut niveau en escalade. Je peux maintenant l'avouer : je me suis énormément investi pour en arriver là. Et le chemin qu'il reste à parcourir est encore long. Mais les épreuves que j'ai déjà franchies, je ne les ai jamais affrontées seul. Tant de personnes ont été présentes tout au long de cette aventure et il serait illusoire de pouvoir remercier tout le monde. Je vais tout de même tenter de faire quelques remerciements. Merci tout d'abord à Laurent Vigouroux et à Jean-Benot Morin de rapporter mon travail, ainsi qu'à William Bertucci, Laetitia Fradet et Alain Hamaoui qui ont accepté de faire partie de mon jury. J'espère que ce travail est à la hauteur de vos attentes. Merci d'ailleurs au DTN de la Fédération Française de la Montagne et de l'escalade de participer à la soutenance. Pour Guillaume Laffaye, mon directeur de recherche, nous nous connaissons depuis quelques années. Tu m'as guidé dans mes débuts et merci beaucoup pour la confiance accordée ainsi que pour l'autonomie laissée durant ce travail doctoral. Tout ceci n'aurait pas été possible sans toi. Merci à mon professeur d'EPS de mon lycée ainsi qu'à mon enseignant d'option escalade à l'Université (Jean-Mi). Vous ne vous en rendez sûrement pas compte mais vous avez cultivé ma passion pour l'escalade. Merci Pierre Samozino, pour ta bienveillance, ta disponibilité et tes conseils avisés. J'ai énormément appris grâce à toi et serai très heureux de continuer à pouvoir échanger. A tous les entraineurs de l'équipe de France d'escalade (Nicolas Januel, Remi Samyn, Sylvain Chapelle, Cécile Avezou) ; merci de m'avoir fait confiance et de m'avoir permis de réaliser un nombre de mesures considérables sur l'ensemble des grimpeurs. J'espère continuer à collaborer avec vous. Bien entendu, je remercie également tous les grimpeurs qui ont participé - 5 - à mes tests. Votre rigueur m'a permis d'obtenir des résultats, qui j'espère à terme, permettront de mieux comprendre et d'optimiser la performance en escalade. Merci à Marie G. , tu m'as aidé dans les moments difficiles. J'apprécie ta rigueur et ta franchise. Dans ce sens, je remercie également Caro T, Nicolas V, Bastien B, Alexandra P, Carole C, pour leur disponibilité et leurs précieux conseils lors de la préparation de ma soutenance. Pour tous les doctorants, vous êtes bien plus que mes collègues. Merci pour tous ces moments partagés qu'ils aient été heureux ou malheureux Je ne peux pas tous vous citer mais quelques noms me semblent indispensables : Ariane (tu es au top, merci), Simon, Ombeline, Thomas, les deux Elodie, Adrien, Sylvain, Florian, Anne, Fanny, Dorian. Pour tous les grimpeurs que j'ai pu entrainer (Sergio P, Agathe C, Alex W, Ludo D, Gael G, Alice G, Esther I, Victor L, Romain T, Emile R, Matthias et Adam B, Francis J, Joseph C et bien d'autres) ; je suis très fier d'avoir pu vous préparer et vous accompagner lors de vos échéances nationales et internationales. Et bien entendu, merci à tous les grimpeurs qui continuent de me faire confiance (Mélissa L, Théo L, Eloi C). Je n'ai aucun doute sur le fait que le travail que nous réalisons ensemble portera ses fruits. La compétition c'est bien, mais le loisir c'est cool aussi ! Merci à tous les grimpeurs que j'ai encadrés à l'Usby escalade durant ces années. Vous m'avez été d'une grande aide (Thomas, Cédric, Fabien, . ). Une mention spéciale pour Martin et Benot. Vous êtes certainement les amis qui me connaissent le mieux. Merci pour votre aide. Sans vous, rien n'aurait été possible. Bien entendu, merci aussi à Max, Gui A, Loulou, Lambert, Florian, Gaétan, Manon. Je commence à manquer de place, par conséquent, merci à toutes ces personnes qui partagent mon quotidien mais églament à ceux que je croise moins souvent mais que j'apprécie énormément : Alexandra M, Augustin R, Allan M, Sylvie M, François F, Paul D, Titouan B, Ludovic H, Benjamin T, Pierre B, Nicolas V, Nicolas M, Mathieu D, Jean Gilles A, Jean J, Maurine B et bien d'autres. J'espère que ceux que je n'ai pas pu citer par manque de place ne m'en voudront pas. Mes derniers remerciements vont à ma famille. Merci à Marie-Claude pour ses relectures, sans quoi ce manuscrit comporterait encore de nombreuses fautes. Merci à Adèle pour son aide en anglais. Sans toi, j'aurais très honte de - 6 - mon résumé. Bien entendu, je remercie l'ensemble de ma famille qui m'a épaulé durant ce long travail. Pour mes frères, Nicolas et Etienne ; nous sommes tous les trois très différents mais nous nous retrouvons sur notre envie de comprendre le monde qui nous entoure. Continuez à briller dans votre vie et j'essaierai de faire de même. Enfin pour terminer, mes derniers remerciements vont à ma mère et à mon père. Vous êtes mes deux meilleurs supporters. Toujours présents quand il le faut, je vous dois tout. Dix pages ne suffiraient pas pour vous remercier et vous sachant humbles et discrets, je vous dis seulement : Merci pour tout. - 7 - GLOSSAIRE ANOVA : Analyse de variance PCSA : Surface de section transversale physiologique CM : Centre de masse CV : Coefficient de variation (%) F0 : Force maximale théorique produite à vitesse nulle (N. kg-1) FMV : Force maximale volontaire (N ou N. kg-1) FSD : Muscle fléchisseurs superficiel des doigts FPD : Muscle fléchisseurs profods des doigts ICC : Coefficent de corrélation intraclasse P : Puissance à poids de corps (W. kg-1) Pmax : Puissance maximale externe (W. kg-1) RFD : Taux de développement de le force rate of force development (N. s-1) Sfv : Pente de la relation force-vitesse (N. s. m-1. kg-1) V0 : Vitesse maximale théorique produite à force nulle (m. s-1) - 8 - TABLE DES MATIERES INTRODUCTION GENERALE . 15 I. La performance en escalade : une analyse plurifactorielle . 15 II. Analyse des déterminants physiques de la performance en fonction des trois disciplines . 16 III. Accession de l'escalade aux Jeux Olympiques . 20 IV. Problématique et plan . 21 PARTIE 1 : FORCE MAXIMALE ET TAUX DE DEVELOPPEMENT DE LA FORCE DES MUSCLES FLECHISSEURS DES DOIGTS CHEZ DES SPORTIFS DE HAUT NIVEAU EN ESCALADE . 22 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance . 23 I. Force maximale et RFD comme indicateurs de la performance dans les activités physiques et sportives . 23 II. Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et introduction des indicateurs de la performance : la force maximale et le RFD . 26 II. 1. Importance des membres supérieurs dans le maintien de la posture et dans le déplacement . 26 II. 2. Lien entre performance en escalade et force maximale des muscles fléchisseurs des doigts . 29 II. 3. Lien entre performance en escalade et taux de développement de la force des muscles fléchisseurs des doigts . 30 II. 4. Différence entre force maximale volontaire et RFD en fonction de la spécialité d'escalade . 31 II. 5. Entrainement de la force maximale volontaire et du RFD des muscles fléchisseurs des doigts chez une population de grimpeurs de haut niveau . 33 III. Facteurs influençant la production de force . 36 III. 1. Facteurs nerveux influençant la production de force . 36 III. 1. a. L'importance du recrutement et des décharges des unités motrices . 36 III. 1. b. Coordination inter musculaire et réduction de l'activation de l'antagoniste . 38 III. 2. Facteurs structuraux influençant la production de force . 39 III. 2. a. Descriptions des fibres . 39 III. 2. b. Différences au niveau des aspects architecturaux . 41 IV. Approche méthodologique de l'analyse de la force maximale . 43 - 9 - IV. 1. Outils de mesure pour l'analyse de la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts . 43 IV. 2. Evolution de la force maximale en fonction du type de préhension . 45 IV. 3. Forces maximales absolues et normalisées des muscles fléchisseurs des doigts . 48 V. Approche méthodologique de mesure du RFD . 50 V. 1. RFD tétanique et contractile . 50 V. 2. Description des outils de mesure . 52 V. 2. a. Importance du type de dynamomètre . 52 V. 2. b. Importance de la calibration du dynamomètre . 53 V. 2. c. Détermination du départ de la contraction . 53 V. 3. Contraintes des indications données aux sujets ainsi que le nombre d'essais . 55 V. 4. Variables mesurées . 55 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau . 61 I. Protocole expérimental. 62 I. 1. Détails des outils de mesures . 62 I. 1. a. Dynamomètre . 62 I. 1. b. Balance à impédance . 62 I. 2. Présentation des groupes expérimentaux et de la procédure . 63 I. 2. a. Répartition des groupes et temporalité des études . 63 I. 2. b. Présentation et analyse des groupes . 64 I. 3. Détails de la procédure des expérimentations . 65 I. 3. a. Lieu de l'expérimentation . 65 I. 3. b. Posture et position des sujets. 65 I. 3. c. Choix des préhensions analysées . 66 I. 3. d. Présentation des essais . 66 I. 3. e. Présentation du plan d'entrainement . 67 I. 4. Méthodologie des paramètres analysés . 68 I. 4. a. Choix des paramètres analysés . 68 I. 4. b. Justification des paramètres analysés . 69 II. Analyses statistiques . 71 III. Résultats expérimentaux et interprétations . 72 III. 1. Résultats sur la base de facteurs anthropométriques . 72 III. 1. a. Résultats . 72 III. 1. b. Interprétation . 72 III. 2. Résultats sur la fiabilité et la reproductibilité de l'étude n2 . 74 III. 2. a. Résultats . 74 III. 2. b. Interprétation . 75 III. 3. Résultats sur la force maximale absolue et normalisée . 78 - 10 - III. 3. a. Résultats . 78 III. 3. b. Discussion . 79 III. 4. Résultats sur le RFD . 83 III. 4. a. Influence des niveaux d'expertises sur le RFD . 83 III. 4. b. Evolution du RFD avant et après entrainement . 86 IV. Comparaison entre les grimpeurs de haut niveau en bloc et en difficulté . 93 IV. 1. Protocole expérimental . 93 IV. 2. Analyse statistique . 93 IV. 3. Résultats . 93 IV. 4 Discussion et interprétation. 95 V. Limites et perspectives . 98 V. 1. Limites . 98 V. 1. a. Limite liée au délai entre les mesures . 98 V. 1. b. Limite liée à la posture . 98 V. 2. Perspectives . 99 VI. Conclusions et applications pratiques . 101 VI. 1. Conclusions . 101 VI. 2. Applications pratiques . 102 PARTIE 2 : RELATION FORCE-VITESSE-PUISSANCE CHEZ LES GRIMPEURS DE HAUT NIVEAU, SIMILITUDES ET SPECIFICITES . 103 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance . 104 I. Intérêt de la relation force-vitesse-puissance en escalade . 104 II. Relation force-vitesse et puissance-vitesse . 107 II. 1. Interdépendance de la force et de la vitesse . 107 II. 2. Relation au niveau du muscle isolé . 107 II. 3. Relation force-vitesse au niveau d'un mouvement mono-articulaire . 109 II. 4. Relation force-vitesse au niveau des mouvements poly-articulaires . 110 II. 5. Facteurs analysés par la relation force-vitesse-puissance . 111 III. Evaluation des capacités mécaniques . 116 III. 1. Evaluation des capacités mécaniques par des méthodes de terrain . 116 III. 2. Estimation indirecte de la puissance maximale . 117 III. 3. Modèle biomécanique étudiant la relation force-vitesse-puissance . 119 IV. Analyse de la relation force-vitesse-puissance par des outils méthodologiques . 123 IV. 1. Utilisation de la plateforme de force . 123 - 11 - IV. 2. Utilisation d'outils embarqués . 123 IV. 3. Fiabilité des outils embarqués . 124 IV. 4. Utilisation de ces outils méthodologiques en escalade . 125 V. Méthodologie pour la mesure et l'analyse de la relation force-vitesse-puissance . 127 V. 1. Analyse des membres inférieurs et supérieurs . 127 V. 2. Mouvement balistique versus mouvement non balistique. 127 V. 3. Paramètres mesurés . 128 V. 4. Choix au niveau des charges additionnelles : relation avec le 1-RM . 129 VI. Choix méthodologiques dans l'analyse de la relation force-vitesse-puissance en escalade . 132 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse . 133 I. Méthode expérimentale . 133 I. 1. Présentation des participants. 133 I. 2. Procédure de la démarche expérimentale . 134 I. 2. a. Echauffement . 134 I. 2. b. Procédure expérimentale . 134 I. 3. Méthodologie . 135 II. Analyses statistiques . 137 III. Résultats . 138 III. 1. Résultats sur les données anthropométriques . 138 III. 2. Résultats sur la relation force-vitesse-puissance . 138 IV. Discussion . 142 IV. 1. Fiabilité du test . 142 IV. 2. Interprétations de Pmax et de V0 . 142 IV. 3. Interprétation de F0 . 143 IV. 4. Interprétation de Sfv . 143 IV. 5. Rapport entre Pmax et P . 144 V. Limites de l'étude . 146 VI. Application pratique et conclusion . 148 VI. 1. Application pratique . 148 VI. 2. Conclusion . 148 CONCLUSION GENERALE . 149 - 12 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES . 157 ANNEXE 1 : COTATIONS EN ESCALADE . 173 ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 . 175 ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 . 187 ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 . 201 - 13 - Ce travail de thèse à fait l'objet des publications suivantes : Articles publiés dans des revues scientifiques internationales à comité de lecture : Levernier, G. and G. Laffaye. 2017. Four Weeks of Finger Grip Training Increases the Rate of Force Development and the Maximal Force in Elite and Top World-Ranking Climbers. Journal of Strength and Conditioning Research 33 (9) : 2471-2480. Levernier, G. and G. Laffaye. 2019. Rate of Force Development and Maximal Force : Reliability and Difference between Non-Climbers , Skilled and International Climbers. Sports Biomechanics 112. Article accepté dans une revue scientifique internationale à comité de lecture : Levernier, G. , P. Samozino, G. Laffaye 2019 Force-Velocity-Power profile in high elite boulder, lead, speed climbers competitors. International Journal of Sports Physiology and Performance. Communications dans des congrès internationaux : Levernier Guillaume et Guillaume Laffaye. The rate of force development : a new biomechanical key factor in climbing. 4th International Rock Climbing Research congress- Chamonix 2018. Levernier Guillaume, Pierre Samozino et Guillaume Laffaye : Etude du profil force-vitesse chez des sportifs de haut-niveau en escalade. 18ème congrès International ACAPS Paris 2019. - 14 - INTRODUCTION GENERALE INTRODUCTION GENERALE I. La performance en escalade : une analyse plurifactorielle Selon la Fédération Française de la montagne et de l'escalade (FFME), l'escalade repose sur la capacité à se déplacer le long d'un support plus ou moins vertical, qui peut aller du relief naturel, à la structure artificielle avec comme objectif d'atteindre le sommet de voies ou de blocs, en évoluant à mains nues et sans aide matérielle. En d'autres termes, les grimpeurs doivent saisir des prises avec leurs mains et se déplacer sur un support (mur vertical, dalle, dévers, surplomb, etc) en posant également leurs pieds. Une étude de 2001 énonce que l'escalade est une activité physique dans laquelle les membres supérieurs jouent un rôle déterminant dans le maintien de l'équilibre et que lorsqu'un membre n'est plus en contact avec la paroi, les forces d'appui doivent être spécifiquement réparties (Noe, Quaine, et Martin, 2001). Les membres supérieurs ont donc un rôle déterminant dans la conservation de la posture. De plus, les contraintes mécaniques évoluent en fonction du nombre d'appui sur la paroi ; la force externe produite par les membres supérieurs doit donc également évoluer durant l'ascension de la voie. Billat (2012) définit la performance d'une action comme étant l'optimisation du rapport entre les capacités physiques d'une personne et une tâche sportive à accomplir, quel que soit le niveau de réalisation. Par conséquent, la performance en escalade se caractériserait par l'optimisation de l'enchainement de mouvements, résultant d'une production de force la plus adaptée pour répondre aux contraintes demandées par l'activité sportive. Aussi, les aspects biomécaniques de l'effort sont cruciaux dans l'analyse de la performance. Des études portant sur différentes activités sportives par exemple dans l'activité du basket-ball (Teramoto et al. , 2018) - ont montré que des facteurs liés à des qualités physiques comme la puissance ainsi que la production de force externe des membres supérieurs sont déterminants dans la performance du sportif. Ces qualités physiques découlent d'actions biomécaniques et de processus physiologiques. En 2013, une étude montre que la performance en escalade est - 15 - INTRODUCTION GENERALE multifactorielle (n 43 facteurs) (Magiera et al. , 2013). Selon les auteurs, les facteurs identifiés peuvent être regroupés en sept grandes catégories à savoir 1/ des facteurs anthropométriques (e. g. , masse, tailles, pourcentage de matière grasses), 2/ des caractéristiques somatiques (i. e. relatifs au contrôle volontaire du mouvement du corps, perception des stimuli externes), 3/ des propriétés de souplesse, 4/ des qualités physiques (e. g. , force maximale et endurance des muscles des doigts et des bras, puissance des membres supérieurs), 5/ des caractéristiques techniques, 6/ des facteurs tactiques propres à l'activité en escalade et enfin 7/ des ressources mentales investies. Toujours selon Magiera et al. (2013), 96% de la variance de la performance s'explique à 38% par des facteurs physiques et anthropométriques, 33% par des facteurs techniques et tactiques et à 25% par des ressources mentales. Parmi les facteurs physiques déterminants dans la performance en escalade, il existerait des différences chez des sportifs élites (Laffaye, Levernier et Collin, 2016). Ces différences de qualités physiques s'expliqueraient par la spécialité pratiquée en escalade. En effet, au sein de la FFME, il existe trois types de pratiques i. e. : pratique de la difficulté, de la discipline du bloc et de la discipline de la vitesse. En conséquence, pour comprendre la performance en escalade il apparat nécessaire d'étudier les qualités physiques recrutées pour chacune des pratiques d'escalade. II. Analyse des déterminants physiques de la performance en fonction des trois disciplines Dans la pratique de la difficulté, le grimpeur évolue sur une structure comprise entre 7 et 20 mètres (cf. figure 1). Le grimpeur ne peut utiliser que les prises d'escalade qui lui sont proposées et assure sa sécurité grâce à l'utilisation d'une corde, de dégaines et d'un baudrier. Cette corde est reliée à un autre grimpeur appelé l'assureur qui gère la sécurité grâce à un système d'assurage. La pratique de l'escalade de difficulté est composée à 36, 3 9% de phase mobile et à 63, 0 9, 4% de phase immobile (Billat et al. , 1995). L'escalade de difficulté est donc une discipline intermittente dans laquelle les contraintes mécaniques au niveau des membres supérieurs sont importantes et particulièrement sur les muscles fléchisseurs des doigts (Watts, 2004). En effet, les grimpeurs élites de cette discipline sont en mesure de développer une force plus importante au niveau des doigts (321 18 N) que des grimpeurs - 16 - INTRODUCTION GENERALE novices (251 14 N) (Grant et al. , 2001). De plus l'endurance de force des bras apparat également comme un facteur déterminant dans la performance (e. g. , 33, 17 7, 25 tractions chez les grimpeurs élites vs. 25, 75 5, 42 chez les grimpeurs confirmés) [(Grant et al. , 1996) ; (Ozimek et al. , 2017)]. Figure 1 : Illustration de la discipline de difficulté (Romain Desgranges ; demi-finale de coupe du monde de difficulté ; Chamonix 2018). Crédit photo : Rémy Fabregue Quant au grimpeur de bloc, il évolue sur une structure ne dépassant pas 4. 50 mètres de hauteur au-dessus de la surface de réception (cf. figure 2). Le nombre de mouvements proposé est généralement compris entre 2 et 12. Le grimpeur n'utilise pas de corde ni de dégaines et sa sécurité est assurée par des tapis de réception. La force maximale des muscles fléchisseurs des doigts est également déterminante dans la performance. Il a été montré que des grimpeurs de bloc finalistes en coupe du monde produisent une force maximale environ deux fois supérieure à celle des grimpeurs novices de la même discipline (477, 7 89, 3 N pour les finalistes (Watts, Martin, et Durtschi, 1993) contre 251 14 N pour les novices (Grant et al. , 2001). De plus, lors d'une épreuve nationale de bloc, la part des moments dynamiques (22, 3 2, 1 secondes) est plus importante que les moments statiques (7, 5 1, 6 secondes) (White et Olsen, 2010). Le temps dont dispose le grimpeur pour développer une force importante apparat donc limité. Cette capacité à développer de la force rapidement peut être analysée par un paramètre biomécanique appelé le taux de développement de la force ou rate of force development (RFD). Maffiuletti et al. - 17 - INTRODUCTION GENERALE (2016) définissent ce terme comme étant la capacité à produire une force [] le plus rapidement possible au cours d'une contraction volontaire rapide réalisée en partant d'une position de repos (Maffiuletti et al. , 2016). Fanchini et al. (2013) montrent par ailleurs que les grimpeurs de bloc ont un RFD plus élevé que les grimpeurs de difficulté lors d'une contraction maximale des muscles fléchisseurs des doigts (Fanchini et al. , 2013). De plus, étant donné le nombre important de mouvements dynamiques, la force produite doit être réalisée avec une vitesse importante. Laffaye et al. (2014) montrent que les grimpeurs élites en bloc présentent une puissance plus importante que les novices (Laffaye et al. , 2014). Cette notion de puissance, définie comme le produit de la force par la vitesse, peut être corrélée à la performance sportive (Cronin et Sleivert, 2005). En résumé, trois indicateurs sont importants pour décrire la performance en bloc : la force maximale, le RFD des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que la puissance développée par les membres supérieurs. Figure 2 : Illustration de la discipline de bloc (Manuel Cornu ; finale de coupe du monde de bloc ; Chongqing 2019). Crédit photo : FFME Enfin, pour la pratique de la vitesse (cf. figure 3), le grimpeur réalise un itinéraire de 15 mètres de haut, avec un dévers de 5 degrés le plus rapidement possible. Les grimpeurs sont assurés en moulinette grâce à des enrouleurs garantissant leur sécurité. La voie n'évolue pas - 18 - INTRODUCTION GENERALE dans le temps, permettant ainsi d'établir des records officiels. Chez les hommes, le record du monde est détenu par l'iranien Reza Alipour Shenazandifard avec un chronomètre de 5, 48 secondes. Chez les femmes, c'est la chinoise YiLing Song qui détient le record du monde avec un temps de 7, 10 secondes. Cette discipline, plus récente (mur officiel apparu en 2007) que les deux présentées précédemment, a été peu étudiée dans la littérature. Néanmoins, une étude montre que les grimpeurs de vitesse présentent une circonférence de la cuisse supérieure aux grimpeurs de difficulté (52, 0 3, 1 cm contre 48, 0 2, 7 cm) (Ryepko, 2013b). Ces résultats sont appuyés par une autre étude montrant que les grimpeurs de vitesse sont en mesure d'atteindre une hauteur plus importante sur un test de saut mobilisant les membres inférieurs (grimpeurs de vitesse : 53, 0 2, 94 cm versus grimpeurs de difficulté : 48, 0 1, 76 cm) (Ryepko, 2013a). Il semble donc que la performance en vitesse s'explique par la force développée par les membres inférieurs. Les membres supérieurs (fléchisseurs des doigts et biceps brachial) ont également leur importance, comme le montre une récente étude (Guo et al. , 2019). Figure 3 : Illustration de la discipline de vitesse (Bassa Mawem ; coupe du monde de vitesse) Crédit photo : Sasha Onil. - 19 - INTRODUCTION GENERALE Les pratiques d'escalade de bloc et de difficulté en compétition présentent des similarités que l'on ne retrouve pas en vitesse. Les voies et blocs sont réalisés flash (le grimpeur connat les méthodes mais n'a jamais essayé auparavant) ou à vue (le grimpeur part sans aucune indication). Par conséquent, le grimpeur doit être en mesure de s'adapter en fonction de la situation, en utilisant ses propres capacités. Le temps mis pour faire le parcours n'a que peu d'importance dans le cas présent. De plus, afin d'estimer la difficulté de la voie ou du bloc, différentes échelles de cotations sont proposées (Annexe 1). À la suite d'un congrès international en escalade, une échelle de cotations proposée par l'International Rock Climbing Research association (IRCRA) permet de mieux catégoriser le niveau des sportifs (Draper et al. , 2015). Actuellement, il est supposé que des grimpeurs de haut niveau ont un niveau 8b pour les hommes et 8a pour les femmes, cotation Fb sur une échelle allant de 3 (novice) à 8c (haut niveau) (Annexe 1). III. Accession de l'escalade aux Jeux Olympiques Pour les Jeux Olympiques (JO) en 2020 à Tokyo, l'escalade sera une discipline olympique sous la forme d'un combiné des trois disciplines i. e. , difficulté, bloc et vitesse (Batuev et Robinson, 2019). Le score d'un athlète sera déterminé en calculant le produit de ses classements dans chacune des disciplines. Par exemple, un grimpeur qui aura fait premier bloc, deuxième en difficulté et troisième en vitesse aura un score de 6 (1 x 2 x 3 6). Le grimpeur qui obtiendra le plus petit score sera champion olympique. Aussi, le futur champion olympique de l'épreuve du combiné en escalade ne devra pas être performant que dans une seule tâche sportive à accomplir (Billat, 2012) mais dans trois tâches. Il apparat donc que le grimpeur devra être à la fois, performant dans une discipline et polyvalent dans les autres, pour gagner. Par conséquent, dans le cadre de cette préparation olympique, il est nécessaire de caractériser les aptitudes physiques spécifiques à chaque discipline de l'escalade en vue d'optimiser la préparation des grimpeurs. - 20 - INTRODUCTION GENERALE IV. Problématique et plan Si de nombreux travaux ont porté sur la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts, le RFD n'a été analysé que dans une seule étude (Fanchini et al. , 2013), dont on montrera que les résultats peuvent être discutés. De plus, aucune étude ne s'est intéressée à l'évolution de ce paramètre à la suite d'un entrainement spécifique en escalade. A notre connaissance, les études existantes se sont limitées à la comparaison entre deux disciplines (bloc et difficulté, ou difficulté et vitesse). Or, dans le cadre d'un combiné olympique et dans le souci d'optimisation de la performance, il est nécessaire de mener une étude comparant ces trois disciplines. C'est dans ce contexte que ce travail de thèse s'inscrit. Ce projet doctoral s'intéresse donc aux facteurs biomécaniques responsables de la performance sportive en escalade. Les populations analysées sont à la fois des non grimpeurs, des sportifs confirmés mais également des grimpeurs de niveau international. Analyser des groupes de différents niveaux permet de comparer les adaptations spécifiques en fonction du niveau d'expertise. De plus, si l'objectif est de décrire la performance sportive, il est nécessaire de s'intéresser spécifiquement à une population de sportifs de haut niveau. Etant donné que l'escalade se décline en trois disciplines possédant chacune ses spécificités, il est pertinent d'étudier les différences ainsi que les similitudes. Ce travail de thèse sur articles se déclinera en plusieurs parties. Il s'agit dans un premier temps de montrer que la force maximale et le RFD sont des indicateurs de la performance dans les activités physiques et sportives. Puis, après avoir décrit précisément les contraintes liées à l'activité de l'escalade, il s'agira de montrer que la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD sont déterminants dans la performance. Une première étude étudiera la fiabilité et la reproductibilité d'un test de mesure tout en comparant ces deux paramètres en fonction du niveau d'expertise. De plus, une seconde étude montrera que le RFD est sensible à l'entrainement. Le second chapitre aura pour objectif de comparer les disciplines de l'escalade (bloc, difficulté, vitesse) sur la production de force externe des membres supérieurs à différentes vitesses. Après avoir présenté la relation force-vitesse-puissance, celle-ci sera utilisée sur le mouvement de la traction, caractéristique de la pratique en escalade. - 21 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance PARTIE 1 FORCE MAXIMALE ET TAUX DE DEVELOPPEMENT DE LA FORCE DES MUSCLES FLECHISSEURS DES DOIGTS CHEZ DES SPORTIFS DE HAUT NIVEAU EN ESCALADE - 22 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance L'objectif de ce chapitre est de montrer que la force maximale volontaire et le taux de développement de la force (RFD) sont des indicateurs de performance dans les activités physiques et sportives. Par conséquent, si nous voulons analyser et décrire les caractéristiques propres au sportif de haut niveau, il semble nécessaire de s'intéresser à ces facteurs. Il s'agira ensuite de montrer qu'ils sont déterminants dans la performance en escalade. Enfin, après avoir présenté les facteurs influençant la production de force, nous présenterons les exigences méthodologiques de ces deux mesures dans l'activité de l'escalade. I. Force maximale et RFD comme indicateurs de la performance dans les activités physiques et sportives Le mouvement est fondamental dans la locomotion chez l'humain et donc plus précisément dans l'ensemble des activités sportives. D'ailleurs, la capacité à se déplacer le plus rapidement possible est la clef dans certaines disciplines comme par exemple le sprint au 100 mètres. Ce déplacement est contraint par des lois de la mécanique du mouvement. Ces dernières ont été mises en avant par Isaac Newton en 1687 dans son ouvrage Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. (Newton, 1687). Un nombre de trois lois régissent la variation du mouvement humain qu'il convient de rappeler. Tout corps persévère dans l'état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins que quelque force n'agisse sur lui, et le contraigne à changer d'état. Les changements qui arrivent dans le mouvement sont proportionnels à la force motrice ; et se font dans la ligne droite dans laquelle cette force a été imprimée. L'action est toujours égale à la réaction ; c'est-à-dire que les actions de deux corps l'un sur l'autre sont toujours égales et de sens contraires. Ces trois lois posent le constat que le mouvement n'est rendu possible qu'en raison d'une production de force du sportif. Le déplacement n'est alors qu'une conséquence de cette force externe, que le sportif applique sur son environnement. Par conséquent, si notre travail a - 23 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance pour vocation de s'intéresser à la performance dans le sport, il apparat nécessaire d'analyser spécifiquement cette production de force externe. Vouloir quantifier cette force externe implique de mesurer les capacités maximales qu'un groupe de muscles est capable de produire lors d'un mouvement spécifique, par exemple lors d'un test d'isométrie1 maximale ou lors d'une répétition concentrique (1-RM). Les informations fournies par cette quantification de force externe produite apportent des réponses quant à la performance. Par exemple, une étude de 2004 explique que la force maximale produite par des footballeurs élites sur un test de demi squat est significativement corrélée à la performance lors d'un sprint de 10 et 30 mètres (r 0, 94 et 0, 71 respectivement) (Wislff et al. , 2004). Plus le sportif développe une force maximale importante sur un test de demi squat, plus il sera capable de produire une force importante à vitesse lente. En s'intéressant maintenant aux membres supérieurs, une étude de 2007 montre que la vitesse maximale d'un tir au hand-ball est significativement corrélée au 1-RM lors d'un test de développé couché chez des sportifs élites (r 0, 64) (Marques et al. , 2007). Les résultats nous montrent bien la relation entre la force maximale mesurée lors de tests et la production de force externe lors d'un geste sportif. De plus, ces deux études font émerger un même indicateur, à savoir la force maximale. Duchateau et al. (2001) définissent cette notion comme étant la force qu'un muscle ou un groupe de muscles peut générer lors d'une contraction ou d'un mouvement musculaire spécifique. Cette force maximale volontaire (FMV) est également surnommée MVC du terme anglais maximal voluntary contraction. Par conséquent, si nous voulons caractériser la performance d'une discipline, il est crucial de s'intéresser à la force maximale produite par le groupe de muscles concernés. En outre, Tillin et al. (2013) expliquent que la performance chez des sportifs élites en rugby n'est pas seulement corrélée à la force maximale volontaire mais également à la force explosive. De fait, un autre paramètre apparat comme étant lié à la performance sportive. Cette notion de force explosive se caractérise par la capacité à produire de la force durant le début de la phase initiale de la contraction musculaire (Tillin et al. , 2013a). Ce paramètre est également appelé le taux de développement de la force ou rate of force development (RFD). 1 Pour rappel, une contraction isométrique se caractérise par une production de force des muscles avec une absence de mouvement. - 24 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Cet indicateur est beaucoup analysé dans de nombreuses disciplines, comme par exemple le saut (Luhtanen et Komi, 1979), o la durée durant laquelle l'athlète peut réaliser une contraction musculaire est inférieure au temps nécessaire pour développer sa force maximale. Une illustration présente la différence entre la FMV et le RFD (cf. figure 4). Figure 4 : Différence entre le taux de développement de la force (RFD) et la MVC (FMV). (Thompson et al. , 2012) Il apparat donc que la performance dans les activités physiques et sportives s'explique à travers la force maximale ainsi que le RFD qui sont deux indicateurs de la production de force externe. Résumé Le déplacement d'un sportif n'est possible uniquement parce que ce dernier produit une force externe, le faisant alors passer d'un état statique à un état mobile. Par conséquent, si l'objectif est de s'intéresser à la performance, il est nécessaire d'analyser spécifiquement la production de forces externes des membres concernés. La quantification des capacités maximales que produit un groupe de muscles passe par des mesures sur de tests spécifiques (1-RM, test isométrique maximal) faisant émerger deux indicateurs : la force maximale volontaire (FMV) et le RFD. Dans le cadre d'un travail sur la compréhension de la performance dans une discipline sportive, il est donc primordial d'analyser ces deux paramètres. - 25 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance II. Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et introduction des indicateurs de la performance : la force maximale et le RFD Cette première partie a pour objectif de montrer que les contraintes mécaniques en escalade des membres supérieurs et principalement les muscles fléchisseurs des doigts sont importantes. Deux indicateurs apparaissent comme étant discriminants du niveau d'expertise : la force maximale et le RFD. II. 1. Importance des membres supérieurs dans le maintien de la posture et dans le déplacement L'escalade implique de déplacer sa propre masse corporelle sur une paroi verticale ou déversante en luttant contre la force de gravité. Afin de ne pas tomber, le grimpeur doit produire une force avec ses mains et ses pieds sur des prises d'escalade. La réussite d'un passage réside donc sur le principe de soumettre une force nécessaire opposée à la gravité. Une étude de 1995 a discuté de l'alternance des phases mobiles et immobiles qui caractérise l'escalade (Billat et al. , 1995). Ces travaux ont été complétés en 2001 par une analyse des deux types de phases (Noe et al. , 2001). Les auteurs se sont intéressés à la variation des forces exercées par les mains et les pieds du grimpeur sur les prises d'escalade en fonction de l'inclinaison de la paroi lorsqu'il est en phase immobile (cf. figure 5). Ils ont ainsi montré que la force exercée est plus importante au niveau des pieds sur un mur vertical (194 59 N pour le pied droit et 201 49 N pour le pied gauche) que sur une paroi déversante (128 37 N pour le pied droit et 133 37 N pour le pied gauche). A l'inverse, la force exercée au niveau des mains est plus faible sur un mur vertical (144 39 N pour la main droite et 151 47 N pour la main gauche) que sur une paroi déversante (218 27 N pour la main droite et 214 33 N pour la main gauche). - 26 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Figure 5 : Présentation des positions verticales (a) et en dévers (b) (Noe et al. , 2001) En phase mobile, le grimpeur doit temporairement lâcher une main et/ou retirer un pied se retrouvant alors avec uniquement trois appuis en contact avec la paroi. Il doit donc répartir les forces qu'il exerce sur ces appuis et on comprend aisément que cette répartition n'est pas équilibrée s'il veut pouvoir conserver sa position. Les auteurs de l'étude de 2001 ont montré l'évolution des forces exercées par le grimpeur sur chacun de ses appuis selon qu'il est en position quadrupédique (4 points d'appui, phase immobile) ou tripédique (3 points d'appui, phase mobile) (cf. tableau 1). Ces résultats montrent que lorsque le grimpeur retire un pied, il doit augmenter la force qu'il exerce au niveau de la main opposée s'il veut rester stable. Tableau 1 : Force appliquée sur la prise en position verticale et en dévers (Noe et al. , 2001) Ces 2 articles permettent donc d'affirmer que l'escalade est une activité o la force produite au niveau des mains joue un rôle fondamental. En effet, étant plus sollicitées que les pieds - 27 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance lorsque le grimpeur est en phase immobile et en dévers, le différentiel augmente avec l'angle du dévers. Enfin, les mains doivent encore assurer une force supplémentaire très importante lorsque le grimpeur retire son pied. Lors de la saisie d'une prise d'escalade, de nombreux muscles agissent de concert, soit dans la réalisation du mouvement, soit dans la stabilisation des différentes articulations. Ainsi, le fléchisseur ulnaire et radial du carpe ainsi que le long palmaire n'interviennent pas dans la flexion des doigts mais jouent un rôle dans la stabilisation du poignet. De même, des muscles intrinsèques de la main, tels que les lombricaux et les interosseux, participent à la stabilisation des métacarpo-phalangiennes, permettant certains mouvements spécifiques comme la flexion de l'articulation métacarpo-phalangienne ainsi que l'abduction des doigts (cf. figure 6). Figure 6 : Illustration des tendons et muscles des doigts (figure tirée de l'Atlas Anatomie Humaine Netter) Le présent travail de recherche se focalise sur les muscles ayant pour fonction la flexion des doigts et permettant de produire de la force sur les prises d'escalade. Il s'agit du muscle fléchisseur superficiel des doigts (FSD) et du muscle fléchisseur profond des doigts (FPD). Le muscle fléchisseur superficiel des doigts prend son origine au niveau de l'épicondyle médial de l'humérus par un tendon commun. Son corps charnu se situe dans la zone antérieure de l'avant-bras. Il passe à l'intérieur du canal carpien par des tendons qui se terminent sur les bords latéraux des phalanges intermédiaires des doigts 2 à 5. - 28 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Le muscle fléchisseur profond des doigts prend son origine sur l'ulna, de la membrane inter osseuse, du fascia antébrachial et de la partie supérieure du bord interosseux du radius. Passant également par le canal carpien, il se divise en 4 tendons se terminant sur les phalanges distales des doigts 2 à 5. Comme tous les muscles squelettiques, les fléchisseurs des doigts peuvent produire une force sans entrainer nécessairement un mouvement de l'articulation concernée. On parle dans ce cas de contraction isométrique des doigts. C'est à ce régime de contraction de musculaire que nous nous intéressons ici. II. 2. Lien entre performance en escalade et force maximale des muscles fléchisseurs des doigts Les muscles fléchisseurs profonds et superficiels des doigts sont responsables de la flexion des doigts. Au regard des contraintes mécaniques des membres supérieurs précédemment discutées, ils sont donc cruciaux dans la performance en escalade. Pour conserver son équilibre, en phase immobile comme en phase mobile, le grimpeur doit produire une force importante par l'intermédiaire de ses muscles fléchisseurs des doigts et, plus les contraintes mécaniques augmentent, plus la force développée est élevée. Un indicateur permettant d'évaluer la tension que peut produire un sportif avec un groupe musculaire est la force maximale volontaire. Cette force peut être enregistrée lors d'un exercice isométrique contre la résistance d'un capteur de force. De nombreuses études montrent que cette force maximale volontaire est discriminante du niveau des grimpeurs. Par exemple, Vigouroux et Quaine (2006) ont réalisé des mesures de la force maximale lors d'un mouvement volontaire de flexion de doigts sur un dynamomètre entre des sportifs spécialisés en escalade et d'autres sportifs. Les résultats montrent que la force développée par les grimpeurs est bien supérieure par rapport aux non grimpeurs (412, 3 40, 9 N contre 361, 6 52, 1 N). Des résultats similaires sont retrouvés dans d'autres études (Laffaye et al. , 2016). Une étude de 2018 a confirmé qu'il y a bien une relation entre la force maximale volontaire développée par les muscles fléchisseurs des doigts et le niveau de performance en escalade (r 0, 66) (Michailov et al. , 2018). Le présent travail s'intéressant aux facteurs de la performance en escalade chez des sportifs de haut niveau, il est donc indispensable d'analyser la force maximale. - 29 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance II. 3. Lien entre performance en escalade et taux de développement de la force des muscles fléchisseurs des doigts Lors des phases mobiles (Billat et al. , 1995), deux catégories de mouvements impliquant des coordinations motrices différentes peuvent être citées. Il existe tout d'abord les mouvements statiques. White et Olsen (2010) les définissent en tant qu'un déplacement avec une absence de mouvement de la ceinture pelvienne . Ces mouvements sont caractérisés par une production de force importante des membres supérieurs à vitesse lente. Il existe également des mouvements dynamiques qui, à l'inverse sollicitent les membres inférieurs et supérieurs. L'amplitude du mouvement est plus ample. L'ensemble des segments articulaires se synchronise, engendrant une vitesse plus importante. Depuis quelques années, l'escalade a beaucoup évolué. Elle continue bien-sûr à se composer d'une alternance entre des mouvements mobiles et immobiles, mais la proportion des mouvements dynamiques est devenue aujourd'hui majoritaire en compétition (White et Olsen, 2010), notamment dans la discipline du bloc. Etant donné que la vitesse de déplacement durant un mouvement est plus importante, le grimpeur arrive vite sur les prises d'escalade. Il doit alors développer de la force le plus rapidement possible pour ne pas tomber. Ainsi, même s'il reste très important pour le sportif de développer une force maximale afin d'être en mesure d'assurer chaque point d'appui, le temps qu'il met pour la produire devient également très important. Ce temps est directement lié au taux de développement de la force (RFD). Une étude de 2013 s'est intéressée à la différence du RFD contractile (il s'agit d'un RFD calculé lors d'une contraction volontaire et non tétanique) lors d'une contraction maximale des muscles fléchisseurs des doigts entre des grimpeurs de bloc, des grimpeurs de difficulté et des non grimpeurs (Fanchini et al. , 2013). Dans cette étude, les grimpeurs sont assis sur une chaise avec le bras complètement tendu. Ils réalisent une flexion de doigts le plus rapidement et le plus fort possible sur un capteur de force à jauge de contraintes (SBB, Tempo technologies, Taipei, Taiwan). Les auteurs s'intéressent ici au pic du RFD, c'est-à-dire à la variation la plus importante durant la pente d'installation de la force. Les résultats montrent que le RFD est significativement plus faible dans le dernier groupe, dans le cas présent chez des non-grimpeurs (cf. figure 7). - 30 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Figure 7 : Taux de développement de la force des muscles fléchisseurs des doigts BC : grimpeurs de bloc ; LC : grimpeurs de difficulté ; NC : non grimpeurs * p ; * p ; * p (Fanchini et al. , 2013) Ce résultat démontre l'intérêt d'étudier le RFD comme indicateur de la performance en escalade. Il doit donc être analysé dans le cadre d'un travail de recherche portant sur une population de haut niveau en escalade. II. 4. Différence entre force maximale volontaire et RFD en fonction de la spécialité d'escalade Ce travail s'intéresse également aux spécificités entre les différentes disciplines d'escalade. Il est donc nécessaire de s'intéresser à ce qui les différencie du point de vue de la force maximale (des muscles fléchisseurs des doigts) et du RFD2. Fanchini et al. (2013) ont montré que les grimpeurs élites de bloc sont en mesure de produire un RFD et une force maximale volontaire plus important que les grimpeurs de difficulté (cf. figure 8). . 2 Dans la suite de ce travail, notamment lors de la présentation des études, nous traiterons du RFD contractile ; c'est-à-dire résultant d'une contraction volontaire et non tétanique. - 31 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Figure 8 : Force maximale des muscles fléchisseurs des doigts BC : grimpeurs de bloc ; LC : grimpeurs de difficulté ; NC : non grimpeurs * p ; * p ; * p (Fanchini et al. , 2013) C'est la seule étude comparative sur le sujet et aucune n'a comparé des groupes de grimpeurs participant à des compétitions internationales. A ce jour, les seules publications disponibles ne s'intéressent qu'à un groupe donné. L'idée est donc d'utiliser ces résultats pour réaliser une étude comparative rétrospective. On peut notamment citer : Une étude de 2009 (Michailov, Mladenov et Schffl, 2009) qui a mesuré une moyenne des forces maximales volontaire de 574, 87 111, 83 N lors d'un test de flexion de doigts chez des grimpeurs participants à des compétitions internationales en bloc. Une étude de 1993 (Watts, Martin et Durtschi, 1993) qui a mesuré des valeurs de 477, 75 89, 27 N chez des grimpeurs internationaux en difficulté. Cependant, vouloir comparer ces 2 valeurs et conclure ainsi que la force maximale est plus élevée chez les grimpeurs de bloc, manquerait de rigueur scientifique. En effet, des différences au niveau de la temporalité de ces études mais également au niveau du protocole de mesures rendent hasardeuses une telle comparaison. En conclusion, il n'existe à ce jour aucun résultat permettant d'évaluer la différence du point de vue de la force maximale entre les grimpeurs de bloc et les grimpeurs de difficulté de niveau international. Le même constat peut être fait concernant le RFD que l'on peut qualifier de contractile. Fanchini et al. (2013) ont montré qu'il est significativement plus élevé pour les - 32 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance grimpeurs de bloc par rapport aux grimpeurs de difficulté (cf. figure 7), mais aucune étude n'a réalisé une telle comparaison pour des grimpeurs participant à des compétitions internationales. II. 5. Entrainement de la force maximale volontaire et du RFD des muscles fléchisseurs des doigts chez une population de grimpeurs de haut niveau Les effets sur la force maximale d'un entrainement spécifique n'ont été que très peu étudiés en escalade. Quelques études [(Medernach, Kleinder, et Ltzerich, 2015) ; (Saeterbakken et al. , 2018)] ont bien montré qu'un entrainement adapté engendrait une amélioration de la force maximale volontaire des muscles fléchisseurs des doigts, mais elles ne se sont intéressées qu'à des grimpeurs dont le niveau n'était compris qu'entre 7a et 7c (cf. Annexe 1). Par conséquent, elles ne répondent pas à la problématique de cette thèse qui s'intéresse aux facteurs de la performance chez des sportifs de haut niveau en escalade. En fait, seule une étude de 2012 (Lpez-Rivera et González-Badillo, 2012) a déjà travaillé sur ce sujet. Des tests ont été périodiquement réalisés durant 12 semaines sur 2 groupes de grimpeurs élites qui ont suivi un entrainement différent durant 8 semaines, découpé en 2 cycles (cf. figure 9). Un test de force maximale et d'endurance est réalisé une semaine avant le début du 1er cycle (ST1), lors du changement de cycle (ST2), à la fin du 2nd cycle (ST3), deux semaines après la fin du 2nd cycle (ST4) et encore deux semaines après (ST5). Figure 9 : Illustration du protocole de l'étude MAW : travail avec charge additionnelle ; MED : travail à poids de corps (Lpez-Rivera et González-Badillo, 2012) L'étude conclut sur l'absence de différences significatives entre les deux groupes. Ce travail est intéressant, notamment du point de vue du protocole suivi, mais sa conclusion est - 33 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance contestable étant donné que trop peu de grimpeurs ont participé à l'étude pour pouvoir espérer obtenir un résultat significatif : 5 grimpeurs pour un groupe et 4 pour l'autre. On peut par conséquent affirmer qu'il n'y a toujours pas, à ce jour, d'étude scientifique qui s'est intéressée de façon rigoureuse à l'évolution de la force maximale volontaire chez des sportifs de haut niveau en escalade. C'est d'autant plus surprenant que, comme on l'a montré précédemment, ce facteur est déterminant dans la performance en escalade dans la discipline du bloc mais également en difficulté. Il est donc aujourd'hui nécessaire d'analyser son évolution, notamment dans le cadre de l'optimisation de l'entrainement d'une discipline qui sera présente pour la 1ère fois lors des prochains jeux Olympiques de 2020. On peut également montrer qu'à ce jour, aucune étude ne s'est intéressée à l'évolution du RFD à la suite d'un entrainement spécifique de grimpeurs de haut niveau. Ainsi, là encore, ce travail de recherche est novateur. - 34 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Résumé Les contraintes mécaniques des membres supérieurs sont importantes en escalade. Plusieurs muscles agissent au niveau de la main lorsque le grimpeur saisit et tient une prise. Ses performances sont notamment liées à la capacité de ses muscles fléchisseurs superficiels et profonds des doigts qui réalisent la flexion des doigts puis en assurent la contraction isométrique. Des études ont montré que deux indicateurs sont particulièrement déterminants dans la performance en escalade : la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts et le taux de développement de cette force (RFD). - La force maximale représente le niveau de contraction maximale qu'un muscle ou un groupe de muscles peut générer. Elle est discriminante dans l'évaluation du niveau d'expertise d'un grimpeur. - Le RFD représente la capacité à produire une force le plus rapidement possible. Cette compétence est déterminante lorsque le sportif ne dispose que d'un temps limité pour pouvoir mobiliser sa force maximale. L'escalade se compose de nombreux mouvements dynamiques o le grimpeur doit arriver rapidement sur des prises d'escalade. Il doit donc être capable de mobiliser rapidement la force dont il dispose pour ne pas tomber. Une étude a montré que le RFD est un facteur discriminant entre grimpeurs et non grimpeurs mais également entre les différentes disciplines d'escalade. L'étude de la force maximale et du RFD des muscles fléchisseurs des doigts est donc fondamentale dans le cadre d'un travail de recherche qui s'intéresse aux facteurs de la performance chez des sportifs de haut niveau. Si des études ont montré qu'il y a bien des différences entre des grimpeurs de haut niveau en bloc et en difficulté, aucune n'a encore traité de la comparaison de ces indicateurs chez ceux qui participent aux compétitions internationales. Une seule étude a essayé de mesurer l'évolution de la force maximale en fonction de l'entrainement suivi par des grimpeurs mais sa portée est trop limitée du fait d'un échantillon peu représentatif. Enfin, aucune étude ne s'est intéressée à l'évolution du RFD. Cette thèse s'attache donc à mettre au point des protocoles d'évaluation de ces deux paramètres et à préciser comment ils peuvent être utilisés en tant que facteurs discriminants de l'expertise en escalade. - 35 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance III. Facteurs influençant la production de force Avant d'entreprendre les exigences méthodologiques sur la mesure de la force maximale et du RFD, intéressons-nous aux différents facteurs influençant la production de force. En 2011, Duchateau et Baudry présentent l'ensemble de ces facteurs, illustrés dans la figure ci-dessous (cf. figure 10). Figure 10 : Facteurs engendrant une évolution de la production de la force maximale (Duchateau et Baudry, 2011) Il a été fait le choix d'aborder uniquement l'influence du facteur nerveux et du facteur structural. Néanmoins, il est important de préciser que la transmission des forces lors du mouvement dû au système tendineux a un impact certain dans la production de force. Il en est de même concernant le système métabolique permettant la création d'énergie (Adénosine Tri Phosphate ATP). III. 1. Facteurs nerveux influençant la production de force III. 1. a. L'importance du recrutement et des décharges des unités motrices Une étude de 1988 montre que l'évolution de la force maximale volontaire est liée à une adaptation du facteur nerveux (Duchateau et Hainaut, 1988). En effet, à la suite d'un - 36 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance entrainement spécifique de 6 semaines, les résultats montrent que les gains au niveau de la force produite lors d'une contraction tétanique sont plus faibles que les gains lors d'une contraction volontaire maximale (cf. figure 11), suggérant alors une adaptation nerveuse. Figure 11 : Comparaison de la force sur une contraction volontaire et tétanique (Duchateau et Baudry, 2011) ; données issues de (Duchateau et Hainaut, 1988) Des études montrent qu'un entrainement spécifique engendre des adaptations nerveuses notamment au niveau du recrutement des unités motrices3 (UM) [(Carroll et al. , 2001) ; (Duchateau et al. , 2006)]. Ces dernières sont recrutées selon un ordre précis qui suit le principe de taille d'Henneman (Henneman, 1957). Par conséquent, les unités motrices ayant les plus petits diamètres et présentant les seuils d'activation plus faibles sont recrutées avant celles qui présentent de plus gros diamètres. Les unités motrices des muscles cibles se synchronisent pour augmenter la force produite. Il s'agit du recrutement spatial. De plus, si la production de force doit être plus importante, il y a une augmentation de la fréquence de décharge du motoneurone qui augmente la force produite par une même UM (Enoka et Fuglevand, 2001). Il s'agit ici du recrutement temporel. Il est également possible de parler d'augmentation de la fréquence des 3 Ce terme comprend le motoneurone ainsi que les fibres musculaires qu'il innerve. Chaque motoneurone innerve plusieurs fibres musculaires. Néanmoins, une fibre musculaire ne peut être innervée que par un seul motoneurone. - 37 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance décharges des unités motrices. La figure ci-dessous illustre le recrutement temporel et spatial (cf. figure 12). Figure 12 : Illustration du recrutement spatial (A) et temporel (B). (Doutreloux, Masseglia et Robert, 1992) Carroll et al. 2001 expliquent, à partir de différents articles, qu'un entrainement isométrique aurait un impact sur le facteur nerveux et plus particulièrement, concernant la synchronisation du recrutement des unités motrices [(Sears et Stagg, 1976) ; (Datta, Farmer, et Stephens, 1991)]. Duchateau et al. (2006) montrent quant à eux, que l'entrainement engendre également une évolution de la fréquence de décharges des unités motrices. III. 1. b. Coordination l'antagoniste inter musculaire et réduction de l'activation de Il est montré qu'une augmentation de la production de force peut également s'expliquer par une meilleure coordination de l'activité musculaire entre les muscles - 38 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance synergistes et posturaux, impliqués dans la tâche (Carroll et al. , 2001). Par conséquent, la contribution des muscles synergistes, lors de la stabilisation posturale, améliore l'efficacité de la transmission de la force du muscle (Le Bozec et Bouisset, 2004). De plus, une diminution de la co-activation du muscle antagoniste durant la contraction peut engendrer une augmentation de la force maximale (Amiridis et al. , 1996). III. 2. Facteurs structuraux influençant la production de force III. 2. a. Descriptions des fibres Des différents types de fibres musculaires ont un impact sur la force développée par le muscle. Il est possible de catégoriser trois grands types de fibres musculaires qui se différencient au niveau de leur vitesse de contraction, de leur résistance à la fatigue ainsi qu'à la force développée par l'unité motrice [(Staron, 1997) ; (Schiaffino et Reggiani, 2011)]. Il existe tout d'abord les fibres de type I qui libèrent lentement l'énergie nécessaire à la contraction, d'o leur appellation de fibres lentes ou encore slow twitch ; par conséquent leurs vitesses de contraction est lente. Elles atteignent leurs tensions maximales en 150 ms lors d'un mouvement balistique (mouvement qui se termine par une projection de charge). Elles ont un diamètre plus petit que les autres types de fibres étant alors les premières recrutées lors de la contraction musculaire, selon le principe de taille (Henneman, 1957). Elles produisent peu de force mais sont néanmoins résistantes à la fatigue. Les fibres de type IIa ou fast twitch sont des fibres moins résistantes à la fatigue mais sont en mesure de produire d'avantage de force et possèdent une vitesse de contraction plus élevée que les fibres de type I grâce à une composition en myosine libérant plus rapidement l'énergie nécessaire à la contraction. Enfin les fibres de type IIb, produisent des niveaux de force et de vitesse encore plus importants que les fibres de type IIa mais sont davantage fatigables (Buchthal et Schmalbruch, 1970). Elles atteignent leurs tensions maximales en 60 ms. Cette différence au niveau de la typologie des fibres musculaires influence donc la vitesse et la production de force externe du muscle. En d'autres termes, cette différence a un impact sur la puissance produite par le muscle (Bottinelli et al. , 1996) (cf. figure 13). - 39 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Figure 13 : Courbes force vitesse (A) et force puissance (B) en fonction des types de fibres () fibres de type I ; (o) fibres de type IIb - Puissance exprimée en Watts/litre. (Bottinelli et al. , 1996) La répartition des fibres de type I et II peut être très différente pour un muscle en fonction des individus. Par exemple, le pourcentage de fibres de types II du vaste latéral peut varier entre 25% et 80% (Andersen, 2001). Ces différences ont nécessairement un impact sur les qualités physiques et donc sur la production de force maximale développée par le sportif. Le tableau ci-dessous permet de récapituler les caractéristiques des différentes fibres musculaires (cf. tableau 2). Tableau 2 : Classification et paramètres des types de fibres musculaires (Weineck, 1997) inspiré de (Tidow et Wiemann, 1993) - 40 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance III. 2. b. Différences au niveau des aspects architecturaux Au-delà des différences au niveau des fibres musculaires, la structure du muscle est très disparate entre chaque individu. Ces différences s'expriment à travers des aspects architecturaux, notamment : - la longueur des faisceaux musculaires, c'est-à-dire la distance entre l'aponévrose profonde et superficielle. - l'angle de pennation défini comme l'angle que forment les fibres musculaires par rapport à l'axe selon lequel le muscle exerce une force. - la surface de section transversale (physiological cross sectionnal area : PCSA) étant l'aire de la section transversale d'un muscle perpendiculaire à ses fibres. Ces aspects sont déterminants dans les capacités de production de la force musculaire (Lieber et Fridén, 2000). En effet, l'augmentation de la longueur des fascicules se traduit par un développement du nombre de sarcomères en série, permettant d'augmenter la vitesse de raccourcissement du muscle (Reeves et al. , 2009). L'augmentation de l'angle de pennation permet une augmentation de la PCSA anatomique, en d'autres termes une augmentation de la densité du matériel contractile disponible et du nombre de sarcomères en parallèle (Reeves et al. , 2009). Ces augmentations d'angle de pennation et de PCSA sont corrélées à une augmentation de la production de force [(Hakkinen et al. , 1998) ; (Lieber et Fridén, 2000)]. Ci-dessous figure une illustration de l'angle de pennation (cf. figure 14). Figure 14 : Illustration de l'angle de pennation d'une vue longitudinale d'un quadriceps droit par IRM (imagerie à résonnance magnétique). (Formenti et al. , 2019) - 41 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Résumé De nombreux facteurs influencent la production de la force chez le sportif. Ce travail doctoral s'est volontairement centré sur les paramètres nerveux et structuraux. L'activation d'un muscle s'explique par la sollicitation des unités motrices (complexe motoneurone et fibres innervées par ce dernier). Afin d'augmenter la production de force, deux phénomènes s'opèrent, à savoir le recrutement spatial ; et le recrutement temporel qui s'explique par l'augmentation de la fréquence des décharges des unités motrices. De plus, une meilleure synergie entres les muscles responsables de la contraction et les muscles posturaux permet également une meilleure production de la force. Concernant le facteur structural, le type de fibres (I, IIa et IIb) composant le groupe musculaire, a une incidence sur la production de force qui en découle. En outre, des propriétés architecturales du muscle, à savoir les angles de pennations, la longueur des fascicules mais également la surface de section transversale peuvent avoir une incidence sur la production de la force. - 42 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance IV. Approche méthodologique de l'analyse de la force maximale L'objectif de cette partie est de présenter les exigences méthodologiques liées à l'étude de la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts. IV. 1. Outils de mesure pour l'analyse de la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts En 2004, Watts a construit un tableau récapitulatif des études qui ont mesuré la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts en fonction du niveau d'expertise, à l'aide de différentes variantes du Handgrip dynamometer (Watts, 2004) (cf. tableau 3). Tableau 3 : Récapitulatif des différentes études sur la force des muscles fléchisseurs des doigts. (Watts, 2004) Les résultats récapitulés dans ce tableau montrent qu'il n'y a pas de différence significative entre des grimpeurs élites ayant un niveau 8b (Watts et al. , 1993) et des non grimpeurs (Grant et al. , 1996). Ce constat a été confirmé par une étude de 2016 qui s'est attachée à comparer des grimpeurs élites, confirmés et novices en utilisant un test à nouveau basé sur le Handgrip dynamometer . Cette étude conclut une absence de différence significative : 450 122 N pour les novices, 548 120 N pour les confirmés et 567 121 N pour les élites (Laffaye et al. , 2016). Ces résultats sont surprenants ; ce qui a conduit à s'interroger sur la pertinence de la force exercée par les muscles fléchisseurs des doigts pour serrer le handgrip dynamometer . Ce n'est en effet pas le même geste et pour bien le comprendre il suffit de - 43 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance regarder la figure ci-dessous qui présente l'utilisation de certains des appareils utilisés dans les précédentes études (cf. figure 15). Figure 15 : Appareils de mesure de la force de flexion complète de l'ensemble des doigts. Il y apparat clairement que, pour exercer la force appropriée sur la poignée, il faut ajouter à la flexion des doigts une contraction concentrique de l'ensemble de la main. Cela ne correspond pas au geste du grimpeur et explique sûrement l'absence de différence rapportée dans ces études. Les études plus récentes [(Vigouroux et Quaine, 2006) ; (Michailov et al. , 2018)] ont donc proposé des tests qui permettent de mesurer spécifiquement la force maximale isométrique des doigts. Comme montré dans la figure ci-dessous, les tests les plus récents continuent à utiliser le handgrip dynamometer mais, cette fois-ci, seule la dernière phalange est en contact avec l'appareil de mesure (cf. figure 16). Avec ces nouvelles conditions expérimentales, les résultats obtenus sont maintenant en adéquation avec les évaluations qualitatives car ils montrent qu'il y a effectivement une différence importante entre les grimpeurs élites et les non grimpeurs (412, 3 40, 9 N contre 361, 6 52, 1 N). - 44 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Figure 16 : Mesure de la force des muscles fléchisseurs superficiels et profonds des doigts. [(A) (Vigouroux et Quaine, 2006) ; . (B) (Michailov et al. , 2018)]. Tout ceci démontre l'intérêt de la mise au point d'un test permettant de mesurer de manière fiable et spécifique la force maximale que les muscles fléchisseurs des doigts sont capables d'exercer lorsqu'ils sont mobilisés par le grimpeur. IV. 2. Evolution de la force maximale en fonction du type de préhension Jusqu'à présent, nous n'avons parlé que d'une prise que le grimpeur doit saisir et tenir, mais il y a en fait une multitude de formes de prises. Pour chacune, la position des doigts, mais également l'angle du poignet sont différents, ce qui a bien-sûr un impact sur la façon de répartir la force développée. Ainsi, à chaque forme de prise correspond une préhension particulière. Il serait illusoire de vouloir les étudier chacune séparément tant le champ des possibilités est large. L'idée est donc de les regrouper dans des types principaux de préhensions, une préhension particulière étant alors considérée comme une simple déclinaison du type auquel elle est rattachée. Trois types de préhensions peuvent être identifiées : celles tendues, semi tendues et arquées (cf. figure 17). La préhension tendue se caractérise par une flexion des interphalangiennes distales (IPD) accompagnée d'une légère flexion des interphalangiennes proximales (IPP). Pour la préhension semi tendue, l'angle entre l'IPP et l'IPD est de 90 degrés. Enfin en arquée, le pouce appuie sur les phalanges 2 et 3 et se caractérise par une hyper extension de l'IPD ainsi que par un angle de 90 degrés au niveau de l'IPP. - 45 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Figure 17 : Représentations des différents types de préhensions identifiés en escalade (a) tendue ; (b) semi tendue ; (c) arquée. (Amca et al. , 2012) Il est expliqué dans le paragraphe précédent que ces trois types de préhensions sollicitent différemment les muscles fléchisseurs. En fait, il faut également prendre en compte la taille de la prise d'escalade car elle influe aussi sur la répartition de la force maximale développée, comme l'a montré une étude de 2012 (Amca et al. , 2012). La figure ci-dessous, tirée de cette étude, montre ainsi, que pour une prise d'escalade de 1 cm, la force maximale produite par le grimpeur est significativement plus importante en préhension arquée par rapport aux autres conditions (439 55, 5 N en préhension arquée, 360, 8 34, 6 N en semi tendue et 350, 8 56, 0 N en tendue) et que, pour une prise de 4 cm, l'ordre est inversé entre la préhension tendue et celle semi tendue (575, 7 54, 5 N en tendue versus 517, 11 50, 1 N en semi tendue). (cf. figure 18). - 46 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Figure 18 : Moyenne des forces verticales maximales (N) (*) à p < 0, 05 pour chaque taille de prise. (Amca et al. , 2012) Ceci démontre que la force exercée par le sportif sur une prise d'escalade dépend bien de sa forme mais également de sa taille. Une étude de 2011 (Quaine et al. , 2011) montre l'intérêt du pouce dans la préhension arquée. Il permet ainsi d'augmenter la résultante de la force de l'ensemble des muscles fléchisseurs des doigts et de la main sur la prise d'escalade : 422, 0 42, 9 N sans le pouce, versus 494, 8 68, 8 N avec le pouce. L'étude montre que cette différence significative s'explique principalement par une augmentation de la force exercée par l'index lorsque le pouce est présent, cette augmentation étant cependant légèrement contrebalancée par l'effet inverse pour l'auriculaire. Pour finir cette discussion sur l'impact des types de préhensions, il faut rappeler que l'objectif du présent travail est d'analyser spécifiquement la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts. Il est donc primordial de limiter l'angle appliqué au poignet afin de s'affranchir du facteur de biais potentiel lié à une sollicitation des muscles responsables de la flexion du poignet. - 47 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance IV. 3. Forces maximales absolues et normalisées des muscles fléchisseurs des doigts Comme nous l'avons vu précédemment, la mesure de la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts est un indicateur pertinent du niveau d'expertise d'un grimpeur. Cependant, il convient de s'interroger sur la façon de l'exprimer : la force maximale, doit-elle être en valeur absolue ou bien normalisée à la masse du sportif ? Dans son étude de 2003, Watts a expliqué que la pratique en escalade se réalise à poids de corps (Watts et al. , 2003). Il ne serait donc pas judicieux d'analyser uniquement une force absolue sachant qu'elle dépend forcément de la masse des athlètes. Le tableau ci-dessous (cf. tableau 4) montre les différences de masse en fonction du niveau d'expertise du grimpeur. Tableau 4 : Récapitulatif de la masse des athlètes en fonction du niveau d'expertise. Les valeurs qui y sont présentées montrent que la masse corporelle moyenne est de 66, 8 kg pour les grimpeurs élites et de 74, 6 kg pour les grimpeurs novices, soit une différence de 10, 5 %. En conclusion, la force maximale doit être mesurée en valeur normalisée dans le cadre des comparaisons entre groupes de différents niveaux d'expertise. - 48 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Résumé La force maximale volontaire est un indicateur déterminant du niveau d'expertise d'un grimpeur. Il s'agit de la force (N ou N. kg-1) la plus importante que ce dernier est capable de développer durant une flexion maximale des doigts. La mesure de cette force maximale des muscles fléchisseurs des doigts (FSD et FPD) nécessite de disposer d'un test qui soit à la fois fiable et spécifique. Ainsi, seules les études durant lesquelles les grimpeurs positionnent uniquement la dernière phalange en contact avec le dynamomètre révèlent l'existence de différences importantes entre les grimpeurs élites et novices. L'exercice de l'escalade se traduit par la succession d'une multitude de préhensions différentes. Celles-ci sont regroupées dans 3 principaux types de préhensions : la préhension tendue, semi tendue et arquée. Il est indispensable d'en tenir compte dans l'évaluation des grimpeurs car elles ont une incidence sur la répartition de la force maximale développée. La pratique en escalade se réalise à poids de corps . Il reste donc pertinent d'évaluer la force en valeur absolue pour un grimpeur donné, mais il faut également la normaliser avec la masse, lorsqu'il s'agit de comparer des athlètes. - 49 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance V. Approche méthodologique de mesure du RFD Il semble maintenant important de présenter précisément les exigences méthodologiques lors de l'analyse du taux de développement de la force. Cette partie permet de prendre position et de justifier la démarche expérimentale suivie lors des études 1 et 2. V. 1. RFD tétanique et contractile Plusieurs types de RFD peuvent être évalués. Tout d'abord, il y a le RFD tétanique . Il correspond à la force développée par le muscle lors d'une contraction non volontaire. Elle peut être mesurée en réalisant des stimuli électriques par une stimulation percutanée du nerf (Folland, Buckthorpe, et Hannah, 2014) et permet d'analyser les capacités contractiles du muscle sans mobiliser l'influx nerveux volontaire (Folland et al. , 2014). Néanmoins, dans le cadre de la recherche de compréhension d'un mouvement sportif spécifique, mesurer un RFD tétanique ne semble pas approprié. En effet, il a été fait comme choix d'analyser une contraction volontaire de flexion de doigts. Par conséquent, il s'agit de mesurer le RFD contractile . Le graphique ci-dessous représente les deux signaux des contractions tétaniques et volontaires (cf. figure 19). Figure 19 : Comparaison entre contraction tétanique et volontaire. (Folland et al. , 2014) Concernant le RFD analysé lors d'une contraction volontaire, deux types des mesures sont envisageables. Il est possible de mesurer le RFD absolu ou normalisé par rapport à la FMV (force maximale volontaire). Le fait de normaliser permet d'exprimer la capacité de génération de la force disponible dans une situation explosive (Aagaard et al. , 2002). - 50 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Néanmoins, dans le cas o la force maximale volontaire n'évolue pas, prendre le RFD absolu semble davantage pertinent. Dans le cadre de ce travail de recherche et notamment dans l'évolution du RFD à la suite d'un entrainement spécifique, il sera mesuré un RFD absolu. Ci- dessous est présenté un graphique illustrant ces deux RFD dans le cas o il n'y a pas d'évolution de la FMV (cf. figure 20). Figure 20 : Evolution de la force en fonction du temps en pré et post entrainement. (Aagaard et al. , 2002) Le RFD apparat comme étant un indicateur plus instable que le FMV, (Tillin et al. , 2010). En effet, le RFD calculé entre 0 et 50 ms (CV4 entre 12, 8% et 16, 6%) est moins fiable que le RFD mesuré entre 0 et 100 ms (CV entre 4, 5 et 5, 3%) ainsi que le RFD mesuré entre 0 et 150 ms (CV entre 4, 5 et 5, 1%) [(Buckthorpe et al. , 2012) ; (Tillin, Pain et Folland, 2011)]. Cette grande variabilité des mesures des RFD lors de la phase initiale semble être principalement due à des facteurs neuronaux ainsi qu'aux différences interindividuelles. Par conséquent, il est important de calculer les coefficients de variations lors d'un test afin d'analyser et de contrôler la fiabilité des mesures. 4 CV : Il s'agit du coefficient de variation : paramètre statistique exprimant en pourcentage la variation entre les valeurs. - 51 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance V. 2. Description des outils de mesure Dans sa revue de littérature, Maffiuletti et al. (2016) énoncent que le RFD est un facteur complexe à mesurer, principalement lors de la première phase d'installation de la force ( De nombreux facteurs liés à la qualité de l'outil de mesure, à l'analyse de la mesure du RFD mais également les informations données aux sportifs, ont un impact sur le résultat. Par conséquent, un certain nombre d'exigences doivent être respectées. Tout d'abord, la tâche analysée doit être spécifique à l'activité en mettant en jeu les groupes de muscles voulus (flexion des doigts) (Bellumori, Jaric et Knight, 2011). V. 2. a. Importance du type de dynamomètre Ensuite, lors de l'utilisation du dynamomètre, plusieurs paramètres doivent être contrôlés. Tout d'abord, il est nécessaire de limiter, au maximum, la compliance du capteur. C'est-à-dire qu'il faut éviter que le dynamomètre se déforme lorsque le sportif agit dessus. Cela aura un effet d'absorption de l'effort qui viendrait minimiser les résultats mesurés car une partie de l'énergie développée ne serait pas prise en compte. Cette indication limite donc l'utilisation des dynamomètres o le groupe de muscles appuie sur une poignée, pour réaliser un mouvement concentrique. Il est alors plus intéressant d'analyser un mouvement isométrique sur un dynamomètre qui ne se déforme pas. La première phase de RFD (0-50 ms) est importante dans la compréhension de la performance [(De Ruiter et al, . 2006) ; (Tillin et al. , 2010)]. Il donc est important que l'appareil d'enregistrement possède un faible bruit afin d'analyser les différences de RFD dans les premières phases de contractions (Maffiuletti et al. , 2016). Si le bruit du signal est trop important, il serait plus compliqué de définir précisément le départ de la contraction musculaire (cf. figure 21). - 52 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Figure 21 : Illustration d'un bruit du signal d'un dynamomètre. (Maffiuletti et al. , 2016) V. 2. b. Importance de la calibration du dynamomètre La fréquence du signal doit être calibrée à 1000 Hz ou 1 KHz minimum pour plusieurs raisons. Cela permet, de mesurer avec précision le RFD produit par les muscles squelettiques, de synchroniser (si nécessaire) précisément le signal avec un EMG et enfin de mesurer exactement le retard électronique qui est de 7, 3 ms et de 13, 5 ms pour les contractions involontaires et volontaires (Tillin et al. , 2010). Enfin cette fréquence élevée permet d'identifier efficacement le départ de la contraction manuellement et de limiter l'effet du bruit (Tillin, Pain et Folland, 2013b). V. 2. c. Détermination du départ de la contraction Concernant le début de la contraction, plusieurs choix sont possibles. Les expérimentateurs peuvent définir un seuil, c'est-à-dire une différence de valeurs minimum qui est supérieure au bruit du signal, par exemple 7, 5 N. m (Andersen et Aagaard, 2006) . Ce seuil peut également être défini par rapport à un pourcentage de la contraction maximale volontaire (2% de la FMV (Granacher, Gruber et Gollhofer, 2009) ou encore 2, 5% de la FMV (Johnson et al. , 2015). Toutefois, prendre un seuil trop bas ainsi que l'automatiser peut biaiser les résultats, notamment lorsque les capteurs sont utilisés avec des bruits assez importants. En effet, le départ peut être dû non pas à une contraction mais plutôt à un bruit. - 53 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Figure 22 : Courbe de force en fonction du temps durant une contraction explosive lors d'une extension de genou. Le départ a été détecté manuellement en utilisant la méthode de Tillin (Tillin et al. , 2010). D'autres systèmes automatiques de détections utilisent des départs entre 2 et 3. 6% de la FMV. Dans cet exemple, le départ serait détecté 24-30 ms après le réel départ de la contraction. (Tillin et al. , 2013b) En utilisant des systèmes automatiques, les données sont biaisées surtout dans les débuts de l'installation de la force. Les valeurs de RFD mesurées dans les 50 premières millisecondes seront nécessairement fausses. Une autre approche est d'analyser uniquement manuellement le départ. Certains auteurs énoncent que le départ débutera après le dernier creux du bruit avant l'initiation de la contraction (Tillin et al. , 2010). Néanmoins, ce choix quant à l'identification du départ de la contraction fait encore débat dans la littérature scientifique et certains auteurs s'opposent. Centrons nous sur l'article de Tillin publié en 2013 et qui répond à une méthodologie donnée par Thompson [(Tillin, et al. , 2013b) ; (Thompson et al. , 2012)]. Tillin et al. (2013) préconisent une identification manuelle car les résultats sont plus fiables alors que Thompson et al. (2012) mettent en avant le fait qu'une identification automatique donnerait des résultats plus pertinents (cf. figure 22). Il semble donc très important d'avoir un bruit le plus faible possible avec une fréquence importante (1000 Hz) afin d'identifier correctement le départ de la contraction. - 54 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance V. 3. Contraintes des indications données aux sujets ainsi que le nombre d'essais De nombreuses indications doivent être fournies au sportif avant de réaliser le test. En effet, la principale difficulté est de développer une force maximale la plus importante et le plus rapidement possible. Sans recommandation de la part de l'expérimentateur, l'athlète fait inconsciemment le choix de développer, soit la force maximale, soit une force importante le plus rapidement possible. Une étude de 2001 met en avant une augmentation du pic du RFD de 20 à 46% lorsque l'objectif est d'aller le plus rapidement possible au détriment de la FMV (Sahaly et al. , 2001). Afin de limiter ces biais, qui ont un impact important sur les résultats, Maffiuletti et al. (2016) recommandent de bien préciser, à chaque essai du participant, qu'il est nécessaire de créer la tension maximale le plus rapidement possible et d'enlever les essais avec des pics de force trop bas (< 80% de la FMV). De plus, d'autres auteurs préconisent des temps d'efforts très courts entre 2 et 4 secondes avec entre 2 et 3 minutes de récupération (Barry, Warman et Carson, 2005). Les feedbacks et les interprétations données aux sujets, après chaque contraction sont importants afin qu'ils tentent d'améliorer la force maximale et le RFD. Des encouragements doivent être faits pendant chaque essai. Ces indications ont un impact tant sur le pic du RFD (Tillin et al. , 2010) que sur le temps entre 2-30% de la FMV (De Ruiter et al. , 2004). Une familiarisation de l'effort doit être réalisée en amont afin que les sportifs s'approprient l'effort. Maffiuletti et al. (2016) recommandent 5 essais par condition, afin de mesurer correctement le RFD et de prendre les 3 meilleurs essais. Néanmoins, si le nombre de conditions est trop important, il est possible de réduire le nombre d'essais à 3 afin de limiter au maximum les effets liés à la fatigue. Enfin, les mouvements avec des pré-tensions (agonistes antagonistes) ou des contre mouvements ne doivent pas être retenus lors de l'analyse des résultats. La position doit être bien standardisée. Lors des 200 dernières millisecondes avant le départ, il est préconisé de ne pas avoir une variation du signal supérieure à 0. 5 N en plus du bruit de l'appareil (Blazevich et al. , 2009). V. 4. Variables mesurées Des études prennent comme variable dépendante un pourcentage de la FMV (temps nécessaire pour arriver à 50% de la FMV par exemple) [(Hakkinen, Komi et Alén, 1985) ; (Hannah et Folland, 2015)]. Cette méthode peut être intéressante pour les tâches nécessitant de développer un pourcentage spécifique de la force pour réaliser un mouvement sportif - 55 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance performant. Or, en escalade, le pourcentage de force nécessaire à produire pour tenir une prise d'escalade, à la suite d'un mouvement dynamique, n'est pas connu. Une autre variable pouvant être analysée est le pic de RFD. Il s'agit de la variation la plus importante durant la pente d'installation de la force (cf. figure 23). Cette variable ne semble pas pertinente car elle intervient à des moments différents lors de l'installation de la force entre chaque athlète et est trop sensible à la variabilité inter individuelle. Cette donnée peut être néanmoins utilisée dans certaines contractions balistiques très brèves (Casartelli, Lepers, et Maffiuletti, 2014). Figure 23 : Illustration du pic de RFD lors de l'installation de la force. (Andersen et Aagaard, 2006) Enfin, il est envisageable de prendre comme variable dépendante, le temps. Les expérimentateurs peuvent prendre des valeurs en partant à chaque fois du départ de la contraction (0-50 ms, 0-100 ms, 0-200 ms, etc). Cela permettra donc d'analyser la production de force durant un temps spécifique (cf. figure 24). (Aagaard et al. 2002)a - 56 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Figure 24 : Présentation des différentes mesures possibles du RFD. (Maffiuletti et al. , 2016) Aagaard et al. (2002) s'accordent à dire que le début de la pente d'installation de la force (entre 0 et 200 ms) est régi par un facteur nerveux. De plus, une corrélation importante a été montrée entre la FMV et le RFD200ms (cf. figure 25) (Andersen et Aagaard, 2006). Un RFD plus tardif serait également lié à un facteur nerveux mais est aussi associé à des propriétés contractiles du muscle (types de fibres II, propriétés architecturales du muscle). Figure 25 : Relation entre RFD200ms (Nm. s-1. kg-1) et FMV (Nm. Kg-1). (Andersen et Aagaard, 2006) - 57 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Résumé Dans ce travail de thèse il est choisi d'analyser un RFD contractile et absolu afin de regarder les évolutions de ce paramètre indépendamment de la force maximale. De plus, l'analyse méthodologique du RFD est complexe et demande de nombreuses précisions. A propos des outils de mesure, il est primordial que le dynamomètre ne se déforme pas lors de la contraction musculaire afin de limiter au maximum la compliance. Etant donné que le début de l'installation de la force est analysé, il est important d'avoir un bruit le plus faible possible avec une fréquence de 1 KHz afin de pouvoir définir précisément le départ de la contraction. La détermination de ce départ fait encore débat dans la littérature scientifique et il est possible de définir le départ soit manuellement, soit automatiquement en mettant un seuil de départ. Les participants doivent produire une contraction la plus forte et la plus rapide possible avec un nombre d'essais suffisant. Enfin, il est possible de mesurer le pic du RFD qui n'est autre que la variation la plus importante durant la pente d'installation de la force. Néanmoins, cette mesure apparat comme peu fiable et est sujette à de nombreuses variations. Il est également possible de prendre le temps comme indicateur et d'analyser l'évolution du RFD en fonction des différences (50ms, 100ms, 200ms) ; permettant alors une comparaison entre les sportifs. - 58 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Synthèse méthodologique de la force maximale et du RFD L'objectif est maintenant de faire un récapitulatif des différentes contraintes méthodologiques qui ont été abordées durant ce chapitre. Il a été montré que les muscles fléchisseurs apparaissent comme étant déterminants dans la performance en escalade. Deux indicateurs de la performance peuvent être analysés, à savoir la force maximale volontaire et le taux de développement de la force (RFD). De nombreuses contraintes méthodologiques sont indispensables afin de mesurer correctement ces deux paramètres. Au niveau de la mesure de la force maximale en escalade : Le test doit être spécifique et doit bien mesurer la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts. l'escalade se traduisant par une multitude de prises différentes, il est important d'analyser plusieurs préhensions. Dans ce travail de recherche, 3 préhensions ont été retenues : la préhension tendue, semi tendue et arquée. Etant donné que l'escalade est une activité à poids de corps, il est indispensable de mesurer à la fois une force maximale absolue mais également normalisée. Dans un premier temps, il sera donc nécessaire de rapporter la masse de l'athlète en N (en multipliant par l'accélération gravitationnelle). Puis, il sera divisé la force produite par les muscles fléchisseurs des doigts par la masse de l'athlète mis en N. Cette force normalisée sera donc une valeur sans unité. . C'est-à-dire qu'il faut rapporter cette valeur de force à la masse du grimpeur. Au niveau de la mesure du RFD en escalade : Etant donné qu'il est analysé lors d'un mouvement volontaire, le taux de développement de la force mesurée est un RFD contractile et non tétanique. Dans le cadre de ce travail, il sera évalué un RFD absolu et non rapporté à la force maximale. Il est nécessaire de limiter la compliance du dynamomètre, qui en se déformant pourrait absorber une partie de la force produite par le grimpeur. Le dynamomètre doit être précis avec un bruit le plus faible possible. La calibration doit être faite à 1000 Hz afin d'avoir la plus grande précision, notamment lors du tout début de la contraction musculaire (< 100 ms). - 59 - PARTIE 1 Chapitre I : Contraintes spécifiques à l'activité de l'escalade et indicateurs de la performance Concernant l'identification du départ de la contraction musculaire, un débat est toujours d'actualité dans la communauté scientifique. Il est possible de définir un seuil, lié à un pourcentage de la force maximale. Il est également envisageable d'analyser manuellement le départ. Il est très important de limiter les pré-tensions agonistes / antagonistes avant le début de l'effort qui pourraient empêcher l'identification du départ de la contraction. Le nombre d'essais doit être suffisant. En effet, les coefficients de variations montrent une faible fiabilité du RFD, notamment dans les 100 premières millisecondes. Durant les essais, les grimpeurs doivent réaliser une contraction la plus rapide et la plus forte possible. De plus, des encouragements et des feedbacks doivent être réalisés de la part des expérimentateurs. Il est possible de calculer différents RFD, en lien avec un pourcentage de la force maximale ou déterminés en fonction d'un temps choisi (50ms, 100ms, 200ms). - 60 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Il s'agit dans cette partie de présenter les études n1 et n2 réalisées durant ce travail doctoral. Dans un souci de clarté et d'homogénéité, ces articles publiés figurent en annexe sous leurs formes originales (Annexe 2 et 3). Il en est présenté une synthèse afin de lier les études entre elles et de débattre plus facilement concernant les choix méthodologiques ainsi que les résultats. Par conséquent, certaines explications n'ont pas été présentées dans cette partie car elles n'apportent pas d'informations pertinentes dans la réponse aux objectifs. A l'inverse, certaines informations supplémentaires sont présentes afin de mieux développer notre argumentaire. De plus, une étude réalisée à la fin de ce chapitre présente les différences entre les grimpeurs internationaux de bloc et de difficulté. En effet, il apparait fondamental d'analyser les différences et les similitudes chez les sportifs de haut niveau en escalade. Les principaux objectifs de ces travaux sont alors : De vérifier la fiabilité et la reproductibilité d'un test mesurant la force maximale et le taux de développement de la force (RFD) des muscles fléchisseurs des doigts. D'examiner les différences entre ces indicateurs en fonction des niveaux d'expertise (internationaux ou haut niveau, confirmés et novices). D'analyser l'impact d'un entrainement spécifique chez une population de haut niveau en escalade. De présenter les différences de la force maximale volontaire et du RFD des muscles fléchisseurs des doigts entre des grimpeurs internationaux en bloc et en difficulté. Dans les faits, il s'avère que l'analyse de l'évolution de la force maximale ainsi que le RFD (étude n1) a été réalisée en premier. Puis, l'étude n2 a validé la fiabilité et la reproductibilité du test. Il est important de le préciser car il y a eu des évolutions de la démarche méthodologique qui seront détaillées par la suite. - 61 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau I. Protocole expérimental Cette partie décrit précisément le protocole expérimental utilisé lors des études 1 et 2. De nombreux liens sont réalisés avec le chapitre précédent, notamment dans la justification de la démarche expérimentale. I. 1. Détails des outils de mesures I. 1. a. Dynamomètre Un dynamomètre électronique power grip manipulandum, PGM (SENSIX, biopôle, 4 rue Carol Heitz - 86 000 Poitiers), avec une dimension de 120 * 45 * 25 mm, une masse de 320 g, une sensibilité de 0, 166%, étalonné à une fréquence allant de 100 Hz à 1000 Hz, est utilisé. Il fonctionne avec une alimentation de 5 volts et est connecté à l'ordinateur avec une carte d'acquisition. Les données peuvent être traitées par un logiciel spécifique et sont stockées dans un ordinateur. Lors des deux études, le dynamomètre est bloqué par trois pièces de bois et une sangle qui l'empêche de tomber (cf. figures 27 et 28). Cela n'a néanmoins pas d'incidence sur les mesures enregistrées. La surface de contact entre les doigts et le dynamomètre est de 10 mm 120 mm. Il ne se déforme pas sous la pression des doigts et respecte donc les exigences présentées précédemment. Enfin, le bruit de l'appareil est au maximum de 0, 35 N. I. 1. b. Balance à impédance Des mesures anthropométriques sont réalisées avant chaque test pour l'ensemble des participants à l'aide d'une balance à impédance, InnerScan, Tanita BC 545n (TANITA, Amsterdam, Pays-Bas). Un courant alternatif de faible intensité, parcourt l'organisme. La distinction entre la masse grasse et la masse maigre est possible en mesurant l'impédance du corps humain. Cette technique, dont le principe repose sur la mesure de la conductivité des différents tissus, permet d'extrapoler la masse corporelle, maigre et grasse. La mesure de la masse corporelle (kg) avec ce type de balance apparat comme étant fiable. Néanmoins, une étude de 2016 remet en cause la précision de la masse grasse, par rapport à des mesures réalisées avec un scanner DXA (Explorer S/N 91075, Hologic Inc Waltham, USA). Ce dernier est considéré comme étant la référence de l'analyse corporelle (Macfarlane et al. , 2016). - 62 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau I. 2. Présentation des groupes expérimentaux et de la procédure I. 2. a. Répartition des groupes et temporalité des études La première expérimentation concernant les effets d'un entrainement spécifique sur la force maximale et le RFD s'est déroulée entre novembre 2016 et janvier 2017. Les 14 grimpeurs sont répartis de façon aléatoire dans deux groupes appelés le groupe contrôle , et le groupe expérimental ayant suivi un entrainement spécifique de 4 semaines. Les mesures de la force maximale volontaire et du RFD ainsi que les évaluations anthropométriques sont réalisées une première fois avant le début de l'expérimentation et une seconde fois une semaine après la fin du cycle d'entrainement. La figure présentée ci-dessous propose un récapitulatif de la procédure (cf. figure 26). Figure 26 : Déroulement de l'étude n1 La seconde expérimentation a eu lieu entre avril 2017 et juillet 2017. Afin d'analyser la fiabilité et la reproductibilité, la procédure est réalisée deux fois, espacée de 10 2 jours pour tous les participants de chaque groupe. Les grimpeurs de haut niveau et confirmés ont reçu l'instruction de ne pas réaliser d'entrainement spécifique des membres supérieurs, afin de ne pas biaiser les résultats. La figure ci-dessous présente un récapitulatif de la seconde expérimentation (cf. figure 27). Figure 27 : Déroulement expérimental de l'étude n2. - 63 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau I. 2. b. Présentation et analyse des groupes Afin de mettre en lumière les évolutions engendrées à la suite d'un entrainement spécifique, 2 groupes composés de 7 grimpeurs (14 au total) sont recrutés par les entraineurs nationaux de bloc (Nicolas Januel et Rémi Samyn). L'ensemble des grimpeurs participent à des compétitions de niveau international et certains d'entre eux ont réalisé des podiums durant la saison 2015 - 2016. Puis, afin de vérifier et valider la fiabilité et reproductibilité du test, trois groupes, différenciés au regard de leurs expertises, ont été composés. Un échantillon de 31 participants (12 grimpeurs internationaux / de haut-niveau, 10 grimpeurs confirmés et 9 non grimpeurs) ont participé à cette étude. Le niveau d'expertise de chaque groupe est présenté dans le tableau ci-dessous (cf. tableau 5). Tableau 5 : Niveau de chaque groupe en fonction des différents systèmes de cotations (Annexe 1) Fb : Fontainebleau ; YDS : Yosemite Decimal System ; IRCRA : International Rock Climbing Research Association. Concernant le volume d'entrainement, les grimpeurs de haut niveau doivent s'entrainer au minimum 6 fois par semaine et participer à des compétitions de niveau international (coupes et championnats du monde, coupes et championnats d'Europe). Les grimpeurs de niveau confirmé grimpent 4 fois par semaine. Les non grimpeurs ne doivent pas avoir une pratique régulière de l'escalade. De plus, aucun des participants ne doit avoir souffert de blessures des membres supérieurs durant les 10 derniers mois. - 64 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau I. 3. Détails de la procédure des expérimentations I. 3. a. Lieu de l'expérimentation Chaque participant doit respecter une période de récupération de 2 jours avant chaque mesure, afin de limiter les effets de la fatigue liée à leur pratique sportive. Les tests ont lieu au pôle France d'escalade dans la salle Karma (Route Militaire, 77300 Fontainebleau). Les participants réalisent la même séance d'échauffement durant 10 minutes. Puis il s'ensuit une période de 30 minutes au cours de laquelle ils grimpent en commençant par des mouvements de faible intensité et en terminant par des mouvements de très haute intensité. Ils effectuent le test à la même heure de la journée (10h du matin) et au même endroit afin d'éliminer toute influence de la variation circadienne. Les conditions ambiantes ont également été standardisées (20 0, 5 C). Enfin, ils ont 10 minutes pour se familiariser avec le mouvement et le dynamomètre utilisé lors du test. I. 3. b. Posture et position des sujets Concernant la posture durant le test, les participants mettent une main sur le dynamomètre. L'angle entre le bras et le tronc est de 90 degrés ainsi que l'angle entre le bras et l'avant-bras, dans le plan sagittal. L'angle entre le tronc et le bras est de 20 degrés dans le plan transversal. L'autre bras reste immobile le long du corps (cf. figure 28). La hauteur de l'appareil est ajustée en fonction de la taille de chaque participant. Avant chaque flexion de doigts, un contrôle visuel des angles est réalisé afin de garantir une position standardisée. Les participants peuvent mettre de la magnésie afin d'enlever l'humidité présente sur les mains. Cependant, il leur est demandé de l'essuyer avec un tissu afin d'éviter d'endommager le dynamomètre. Durant l'exercice, il leur est demandé de ne pas réaliser de pré-contraction avant l'effort afin de ne pas biaiser les résultats, notamment dans la mesure du RFD (Maffiuletti et al. , 2016). Dans le cas contraire, l'essai n'est pas comptabilisé et ce dernier doit recommencer. - 65 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Figure 28 : Présentation de la posture durant l'étude n1 et n2. I. 3. c. Choix des préhensions analysées Trois préhensions sont utilisées durant l'étude n1, à savoir : la préhension tendue, semi tendue et arquée (cf. figure 29). Ces différentes préhensions ont été présentées et détaillées précédemment. Il est à noter que la préhension arquée n'est pas utilisée dans le travail mené sur la reproductibilité et la fiabilité de l'étude, et ce, afin d'éviter d'éventuelles blessures chez les non grimpeurs. En effet, les poulies A2 et A4 (anneaux qui maintiennent les muscles fléchisseurs profonds et superficiels des doigts) sont soumises à une sollicitation très importante, notamment avec la position du pouce qui permet de bloquer mécaniquement l'index et le majeur (Schffl et al. , 2007). Figure 29 : Illustration des trois préhensions : tendue (A), semi tendue (B) et arquée (C). - 66 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau I. 3. d. Présentation des essais Les grimpeurs appliquent une force verticale directement sur le dynamomètre en réalisant une flexion de doigts le plus fort et le plus rapidement possible durant 5 secondes (Maffiuletti et al. , 2016). Etant donné que la mesure du RFD est complexe, Maffiuletti et al. (2016) préconisent de faire 5 essais et de sélectionner les trois meilleurs. Néanmoins, dans le cas présent, cela engendre nécessairement une fatigue nerveuse et structurale en raison du nombre important de conditions. Par conséquent, chaque participant a 10 minutes pour s'accoutumer à l'effort et au dynamomètre. Durant ce temps imparti, le grimpeur réalise des flexions de doigts le plus fort et le plus rapidement possible. Il s'en suit une récupération de 10 minutes avant de commencer le test. Puis, il réalise 3 essais par préhension qui sont enregistrés, avec un temps de récupération de 3 minutes entre chaque essai. I. 3. e. Présentation du plan d'entrainement L'entrainement spécifique du groupe expérimental est conçu en collaboration avec les entraineurs de l'équipe de France de bloc et consiste en une série d'exercices de type isométrique (cf. tableau 6). Les grimpeurs doivent réaliser cet entrainement 2 fois par semaine pendant 4 semaines. Les 4 autres sessions comprennent des séances d'escalade. Le protocole n'a pas modifié le volume d'entrainement entre les deux groupes (6 sessions d'entrainement d'escalade pour le groupe de contrôle). Tableau 6 : Détails de l'entrainement spécifique du groupe expérimental. Concernant l'entrainement spécifique, les grimpeurs sont debout, suspendus à une main sur une petite prise personnalisée avec des lattes de 25 à 6 mm de la marque 180 et - 67 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau de la marque HRT . L'autre main reste inactive. La taille de la préhension est choisie individuellement de manière à ce que les athlètes ne puissent pas tenir la prise plus de 6 secondes en gardant un angle de 120 degrés entre le bras et l'avant-bras (cf. figure 30). Figure 30 : Illustration de la posture lors de l'entrainement spécifique. I. 4. Méthodologie des paramètres analysés I. 4. a. Choix des paramètres analysés La force maximale (Fmax) est étudiée en valeur absolue (N) mais également en valeur normalisée, c'est-à-dire divisée par la masse corporelle rapportée en Newton. Le RFD est étudié en valeur absolue (N. s-1). Etant donné qu'il s'agit d'un mouvement volontaire, il est analysé un RFD contractile. Concernant le choix de mesures du RFD, des modifications entre la première et la seconde étude ont été effectuées. En effet, lors de l'étude n1, le dynamomètre est réglé à 100 Hz. Or, Maffiuletti et al. (2016) préconisent une calibration à 1000 Hz. Cette différence a un impact important sur les valeurs du RFD sur des temps très courts (50 ms et 100 ms). Afin de limiter un maximum les effets de cette calibration sur la pertinence des résultats, il est choisi - 68 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau d'analyser un RFD200ms ainsi qu'un RFD95% (correspondant au taux de développement de la force pour atteindre 95% de la force maximale volontaire). Dans l'étude n2, le dynamomètre est réglé à 1000 Hz. De fait, différents RFD, à savoir le RFD50ms, le RFD100ms, RFD200ms et le RFD95% sont mesurés. La figure présentée ci- dessous illustre ces différents types de RFD (cf. figure 31). Une identification manuelle de départ de la contraction est utilisée comme le préconisent Tillin et al. (2013) avec un seuil fixé à 4 N. Figure 31 : Illustration des RFD50ms, RFD100ms, RFD200ms et RFD95% analysés. I. 4. b. Justification des paramètres analysés Un RFD absolu et non rapporté à la force maximale des athlètes est mesuré, et ce pour plusieurs raisons. Etant donné que la force chez les grimpeurs de haut niveau n'a pas évolué à la suite de l'entrainement, il n'est pas important de rapporter ces valeurs à la FMV. De plus, la force maximale est fortement liée à l'expertise (différence entre les grimpeurs de haut niveau, les grimpeurs confirmés et les non grimpeurs). Par conséquent, rapporter ce RFD à la force induit nécessairement des différences significatives entre les trois groupes. Or, il s'agit ici de se centrer uniquement sur les différences des RFD. De plus, étant donné qu'il s'agit d'un mouvement isométrique, les valeurs proches de la force maximale atteignent un plateau. Ensuite, le niveau de force stagne mais peut néanmoins légèrement évoluer en raison de très légères variations de la posture du sujet. Par conséquent, afin de limiter ce biais, il est choisi d'analyser un RFD avant que ce plateau ne soit atteint (RFD95% et non RFD100%). La figure proposée ci-dessous illustre ce propos (cf. - 69 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau figure 32). Enfin, le pic du RFD n'est pas utilisé car Maffiuletti et al. (2016) ont montré qu'il s'agit d'un indicateur non fiable. Figure 32 : Différence entre le RFD95% et le RFD100%. Résumé Afin de mesurer l'effet d'un entrainement spécifique, deux groupes de 7 grimpeurs de haut niveau sont constitués. Un groupe effectue un entrainement durant 4 semaines alors que l'autre grimpe librement. Afin d'analyser les différences en fonction du niveau d'expertise, 3 groupes constitués de 31 participants (12 grimpeurs internationaux, 10 grimpeurs confirmés et 9 non grimpeurs) réalisent deux mesures espacées de 10 2 jours. Une posture bien spécifique est indispensable à conserver lors de chaque essai. Différentes préhensions sont utilisées (tendue, semi tendue et arquée). De plus, seulement 2 préhensions sont conservées dans l'étude de la fiabilité et de la reproductibilité du test, afin d'éviter d'éventuelles blessures chez les non grimpeurs. Pour chaque préhension, 3 essais sont mesurés. Au préalable, les sujets ont 10 minutes pour se familiariser avec le dynamomètre et l'effort demandé. Lors de chaque essai, ils produisent une force verticale la plus importante et la plus rapide possible sur un dynamomètre électronique. Les paramètres mesurés sont la force maximale volontaire absolue et normalisée, ainsi que le RFD50ms, le RFD100ms, le RFD200ms et le RFD95%. - 70 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau II. Analyses statistiques La normalité et l'homogénéité de la variance sont vérifiées à l'aide du test Shapiro- Wilk et du test de Brown-Forsythe, Les tests statistiques ont été traités à l'aide du logiciel STATISTICA (version 10, StatSoft, Inc. ). Afin de mesurer les différences entre le groupe expérimental et le groupe contrôle, une analyse de variances à mesure répétée (ANOVA) est effectuée (avant et après entrainement), le groupe étant le facteur inter et l'entrainement, le facteur intra. Lorsque l'ANOVA est significative, un test de post-hoc de Fischer ainsi que la puissance du test (1 - ) sont effectués. Pour toutes les analyses statistiques, le seuil de significativité est fixé à p < 0, 05 et la taille de l'effet () a été définie comme petite pour > 0, 01 ; moyenne pour > 0, 09 ; et large pour > 0, 25. Afin de vérifier la reproductibilité et la fiabilité du test dans la seconde étude, les coefficients de corrélation intra classe (ICC) et les coefficients de variation (CV en%) sont calculés pour les deux sessions, dans chaque condition et pour chaque groupe. Selon Atkinson et Nevill (1998), un ICC supérieur à 0, 8 et un CV inférieur à 10% garantissent une excellente fiabilité. De plus, la fiabilité entre les sessions est évaluée à l'aide d'un test T. Trois grimpeurs internationaux sont exclus de cette analyse car ils ont réalisé un entrainement avant la session n2. (Atkinson and Nevill 1998) Enfin, pour évaluer la différence entre les trois groupes, une analyse de variance à un facteur (ANOVA), est effectuée. En cas de significativité, un test de post-hoc de Fisher et la puissance du test (1 - ) sont calculés. Seules les valeurs de la force maximale et du RFD de la première session sont conservées pour évaluer cette hypothèse. Certains participants ont la main gauche dominante (2 grimpeurs internationaux, 1 confirmé et 2 non grimpeurs). Par conséquent, la main dominante par rapport à la main non dominante est analysée plutôt que la main droite par rapport à la main gauche . - 71 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau III. Résultats expérimentaux et interprétations Il s'agit dans cette partie de présenter et d'interpréter les résultats issus des deux études. De nombreux liens sont réalisés avec le chapitre précédent afin de discuter des évolutions ou non de la force maximale volontaire et du RFD des muscles fléchisseurs des doigts. III. 1. Résultats sur la base de facteurs anthropométriques III. 1. a. Résultats La figure ci-dessous met en lumière la synthèse des données anthropométriques entre les deux études, présentant les spécificités entre chaque groupe (cf. tableau 7). Il existe de nombreuses différences significatives concernant la masse, l'indice de masse corporelle (IMC) et le pourcentage de masse grasse entre les grimpeurs internationaux, les grimpeurs confirmés et les non grimpeurs (p < 0, 05). Néanmoins, les résultats montrent une absence de différence au sein des grimpeurs internationaux / de haut niveau. Enfin, dans l'étude n1, il n'y a pas d'évolution avant ou après entrainement. Tableau 7 : Synthèse des données anthropométriques des études 1 et 2. * : Différences significatives entre les grimpeurs internationaux et confirmés par rapport aux non grimpeurs (p III. 1. b. Interprétation Les caractéristiques anthropométriques des grimpeurs internationaux semblent très similaires aux études réalisées précédemment sur des élites. En effet, les grimpeurs de ces - 72 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau études ont une masse moyenne comprise entre 63, 9 3, 6 kg et 65, 7 6, 9 kg avec un pourcentage de matière graisseuse compris entre 8, 7 3% et 9, 8 1, 6%. Ces valeurs sont proches de celles trouvées dans la littérature pour l'escalade, que ce soit pour la masse corporelle [(Watts et al. , 2000) ; (Lpez-Rivera et González-Badillo, 2012)] ou pour le pourcentage de matière grasse (Arazi et al. , 2018). Ces valeurs sont également proches de celles mis en avant dans le tableau (cf. tableau 4). Aucune différence significative n'est trouvée entre le groupe expérimental et contrôle (< 1%). En outre, les différences avant et après entrainement sont négligeables (< 1%). Ces résultats permettent d'affirmer que s'il existe une évolution concernant la force normalisée (rapport entre la force et la masse corporelle), cela s'explique par un effet de l'entrainement et non par une variation de la masse des grimpeurs. Enfin, la différence entre les grimpeurs internationaux et les non grimpeurs est très importante (20, 39%). Cela peut s'expliquer car la production de force est plus importante lorsque l'intensité des voies et des blocs augmente. Par conséquent, les contraintes au niveau des doigts sont également amplifiées. Moins l'athlète aura une masse importante, moins les contraintes des muscles fléchisseurs des doigts seront élevées. Résumé Il existe d'importantes différences entre les grimpeurs internationaux, les grimpeurs confirmés et les non grimpeurs à propos de la masse corporelle et du pourcentage de matière grasse. Cela s'explique notamment par le fait que l'escalade est une activité à poids de corps et que la masse a une incidence importante. Néanmoins, il n'existe pas de différence au sein des grimpeurs internationaux. Ce résultat est très important pour la suite de ce travail, notamment lorsque sera analysée la force maximale normalisée. - 73 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau III. 2. Résultats sur la fiabilité et la reproductibilité de l'étude n2 III. 2. a. Résultats Concernant les valeurs de la force maximale volontaire, préhensions confondues, les grimpeurs de haut niveau présentent des valeurs comprises entre 548, 08 77, 95 N et 567, 26 70, 45 N ; les grimpeurs confirmés entre 414, 85 51, 82 N et 452, 11 44, 79 N et les non grimpeurs entre 258, 91 54, 19 N et 268, 96 48, 41 N. A propos du RFD50ms, la moyenne des valeurs est de 1186, 44 813, 01 N. s-1 pour les grimpeurs de haut niveau, 926, 61 563, 58 N. s-1 pour les grimpeurs confirmés et 671, 55 297, 18 N. s-1 pour les non grimpeurs. Pour le RFD100ms, la moyenne des valeurs est de 1396, 55 717, 51 N. s-1 pour les grimpeurs de haut niveau, 1338, 94 588, 23 N. s-1 pour les confirmés et 776, 32 295, 15 N. s-1 pour les non grimpeurs. L'étude du RFD200ms révèle une moyenne de 1329, 29 431, 28 N. s-1 pour les grimpeurs internationaux, 1003, 48 346, 19 N. s-1 pour les grimpeurs confirmés et 661, 88 206, 56 N. s-1 pour les non grimpeurs. Enfin le RFD95% montre une moyenne des valeurs de 570, 1 203, 5 N. s-1 pour les grimpeurs de haut niveau, 312, 54 147, 86 N. s-1 pour les confirmés et 244, 87 138, 4 N. s-1 pour les non grimpeurs. La fiabilité intra-session révèle des ICC moyens pour la force maximale variant de 0, 95 à 0, 98 pour les grimpeurs internationaux, de 0, 94 à 0, 99 pour les grimpeurs confirmés et de 0, 89 à 0, 92 pour les non grimpeurs. Les CV varient entre 2, 90% et 4, 33% pour les internationaux, de 2, 64% à 5, 93% pour les confirmés et entre 5, 46% et 9, 99% pour les non grimpeurs. Les valeurs de RFD révèlent des ICC moyens allant de 0, 74 à 0, 90 pour les grimpeurs internationaux, de 0, 58 à 0, 98 pour les grimpeurs confirmés et de 0, 40 à 0, 91 pour les non- grimpeurs. Les CV varient entre 7, 77% et 16, 22% pour les grimpeurs internationaux, entre 9, 83% et 28, 34% pour les grimpeurs confirmés et entre 12, 56% et 25, 44% pour les non grimpeurs. La fiabilité entre les sessions n'a révélé aucune différence. Le tableau ci-dessous présente les résultats concernant la reproductibilité et la fiabilité de l'étude (cf. tableau 8). - 74 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Tableau 8 : Récapitulatif des valeurs des ICC et CV en fonction de la session pour chaque groupe. III. 2. b. Interprétation A propos de la force maximale : L'ensemble des valeurs révèle donc une bonne fiabilité et une bonne reproductibilité du test dans l'analyse de la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts (Atkinson et Nevill, 1998). Cette fiabilité élevée peut s'expliquer par le fait que la force maximale est la résultante de l'expression de nombreux facteurs (structural, nerveux, métabolique), indépendamment du temps et par conséquent, plus stable dans le temps. L'entrainement engendre des évolutions du facteur nerveux ayant comme conséquence une évolution de la force maximale. Néanmoins, durant une même session, cette force maximale sera principalement dépendante du nombre de fibres musculaires finales recrutées ainsi que de la surface de la section transversale (Cohen et al. , 2015). De plus, la comparaison entre les valeurs des grimpeurs internationaux et les valeurs mises en avant dans la littérature montrent qu'elles sont similaires avec une différence de 5% [(Fanchini et al. , 2013) ; (Macdonald et Callender, 2011)]. - 75 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Etant donné les bons résultats de la fiabilité, couplés au fait qu'il n'y ait pas d'évolution entre les deux sessions, il est possible de conclure que ce test est fiable dans l'analyse de la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts. De plus, les valeurs mesurées sont proches de celles mises en avant dans la littérature, il apparat donc que le test est également reproductible. A propos du RFD : Lorsque le RFD est analysé, les résultats montrent une augmentation des valeurs d'ICC avec le niveau d'expertise. En effet, les ICC sont excellents pour les grimpeurs internationaux (0, 74 à 0, 90), bons et excellents pour les grimpeurs confirmés (entre 0, 58 et 0, 98). Une étude de 2013 montre des valeurs comparables (0, 74 à 0, 96) pour le RFD (Tillin et al. , 2013a). Pour les non grimpeurs, la disparité des valeurs des ICC est plus importante (entre 0, 40 et 0, 91). Les coefficients de variations moyens pour l'ensemble des conditions sont de 17, 78% chez les non grimpeurs contre 12, 40% chez les internationaux. Ces valeurs sont en accord avec celles montrées dans la littérature (Buckthorpe et al. , 2012). Cela suppose donc que les grimpeurs internationaux sont en mesure de reproduire de façon plus stable une installation de la force au fil du temps. Cela peut s'expliquer notamment par l'effet de l'entrainement sur le recrutement des unités motrices (Van Cutsem et Duchateau, 2005). En escalade, le grimpeur doit, dans un cours laps de temps, réguler sa posture en produisant de la force rapidement, afin d'éviter de chuter, notamment lors de mouvements dynamiques. Cela peut donc expliquer la différence entre les grimpeurs internationaux et les non grimpeurs. (Folland et al. 2014) En s'intéressant aux différents taux de développement de la force, le RFD200ms semble être plus fiable que les autres mesures du RFD. Cette étude révèle une moyenne des CV de 15, 15% pour le RFD50ms et de 12, 29% pour le RFD200ms, ce qui a déjà été montré (Tillin et al. , 2013a). Dans son étude, Tillin et al. (2013) montrent que le RFD200ms est également plus stable que le RFD50ms (CV 14, 6% pour le RFD50ms contre 7, 9% pour le RFD200ms). Une étude de Folland et al. (2014) indique également une baisse des coefficients de variations en fonction du temps lors de contractions isométriques (48% à 50 ms et 23% à 150 ms). Enfin, en analysant les résultats du RFD95% (CV compris entre 12, 56% et 28, 34%), il apparat que ce facteur est instable. Cela révèle qu'atteindre le plus rapidement 95% de la force maximale implique de nombreuses différences intra individuelles. - 76 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau En conclusion, il semble que le RFD soit un paramètre biomécanique très variable notamment au début de la phase d'installation de la force. Cela peut être dû au bruit du dynamomètre utilisé ( 0, 35 N) ou encore à des différences inter et intra individuelles importantes. Il apparat néanmoins que le RFD200ms est le paramètre le plus stable. - Résumé - L'étude de la fiabilité de la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts révèle des résultats solides. De plus il n'y a pas de variation de ces valeurs entre les deux sessions garantissant une bonne reproductibilité. Le RFD50ms, le RFD100ms et le RFD95% apparaissent comme étant instables. Néanmoins, plus le niveau d'expertise des grimpeurs est élevé, plus le RFD devient stable. Le RFD200ms apparat comme étant l'indicateur le plus fiable à analyser. - 77 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau III. 3. Résultats sur la force maximale absolue et normalisée III. 3. a. Résultats Il existe une différence significative entre les grimpeurs internationaux, les grimpeurs confirmés et les non grimpeurs. Le test post-hoc de Fisher révèle une différence entre chaque groupe (p < 0, 001). Les résultats sont présentés ci-dessous (cf. tableau 9). Tableau 9 : Résultats de la force maximale absolue (N) et normalisée entre les grimpeurs internationaux, confirmés et les non grimpeurs : Différence significative entre les grimpeurs internationaux et confirmés : Différence significative entre les grimpeurs internationaux et les non grimpeurs * : Différence significative entre les grimpeurs confirmés et les non grimpeurs L'étude sur l'effet d'un entrainement spécifique ne révèle pas de différence significative entre le groupe expérimental et le groupe contrôle lorsque les valeurs de la force maximale sont exprimées en absolu (cf. tableau 10). Toutefois, concernant la valeur normalisée, il y a un effet significatif sur la préhension tendue droite (F (1. 12) 7, 56 ; p 0, 02 ; 0, 38 et 0, 71). Le test post-hoc de Fisher révèle un effet de l'entrainement pour le groupe expérimental (p 0, 03) ; ainsi qu'une différence significative entre ce dernier et le groupe contrôle (p 0, 02) lors de la mesure 2. - 78 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Tableau 10 : Résultats de la force maximale absolue (N) et normalisée entre le groupe contrôle et * : Différence significative entre le groupe expérimental et le groupe contrôle (p < 0. 05). expérimental. III. 3. b. Discussion Différences de la force maximale entre les trois groupes : Au regard des différences entre les grimpeurs internationaux, confirmés et les non grimpeurs concernant la force maximale absolue et normalisée, il en ressort une différence significative pour toutes les conditions quelle que soit la main (différence moyenne de 22, 11% entre les grimpeurs internationaux et confirmés et de 38, 58% entre les confirmés et les non-grimpeurs pour la force maximale absolue). Une telle différence a été montrée dans de précédentes études (Laffaye et al. , 2016). Ces résultats révèlent bien que la force maximale des doigts est effectivement une variable clé dans la performance en escalade comme le soutiennent de nombreux auteurs dans la littérature. Une meilleure synergie entre les différents muscles permettant à la fois la flexion de doigts mais également la posture, peut expliquer la différence concernant la force produite - 79 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau (Kristiansen et al. , 2015). Enfin étant donné que les grimpeurs de haut niveau ont un volume de pratique très important, il est possible de supposer que des évolutions du facteur structural expliquent ces différences au niveau de la force maximale produite. Aagaard et al. (2001) montrent qu'un entrainement intensif engendre une augmentation significative du PCSA (77, 5 3, 0 cm contre 85, 0 2, 7 cm après entrainement) ainsi que de l'angle de pennation (8, 0 0, 4 degrés contre 10, 7 0, 6 degrés après entrainement) (Aagaard et al. , 2001). Parallèlement, la force isométrique du quadriceps augmente de 282, 6 11, 7 to 327, 0 12, 4 N. m. Aagaard et al. (2001) expliquent que les résultats suggèrent que la morphologie, l'architecture et les propriétés contractiles d'un muscle humain in vivo sont interdépendantes. Ces interactions semblent induire des adaptations spécifiques . (Aagaard et al. , 2001). Néanmoins, la répartition des fibres de type I et II reste inchangée à la suite de l'entrainement. Par conséquent, si les proportions des fibres de types II ont une incidence sur la force développée, il apparat que ces proportions n'évoluent pas. Différences en fonction de l'entrainement spécifique : D'une part, il est à noter une absence d'évolution pour le groupe contrôle. D'autre part, une seule condition (tendue droit) révèle un gain significatif ( 8%) pour le groupe expérimental (0, 82 0, 05 contre 0, 88 0, 07). Ces résultats sont comparables à ceux fournis lors d'une précédente étude qui s'est intéressée à des grimpeurs confirmés. En effet, 4 semaines d'entrainement ont engendré un gain de 5% pour la préhension semi tendue (Fanchini et al. , 2013 ). Pendant les modalités d'entrainement, les grimpeurs doivent faire des suspensions sur une prise qu'ils doivent tenir en préhension tendue, ce qui peut expliquer le gain significatif obtenu dans la même condition. De plus, il existe un gain de 5, 3% et 7, 5% pour les préhensions arquées et semi tendues malgré une absence de différence significative. Cela peut néanmoins révéler un transfert possible de la production de force entre les trois conditions. Cette limitation des effets sur certains types de préhensions peut s'expliquer par plusieurs raisons. Il est possible de formuler l'hypothèse que la durée entre la fin de l'entrainement et la seconde mesure ne soit pas suffisante pour pouvoir constater les effets - 80 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau d'une surcompensation5 (Cometti et Joly, 1989). De plus, on peut supposer qu'une stimulation plus importante soit nécessaire, étant donné qu'il s'agit de grimpeurs de haut niveau ayant déjà réalisé plusieurs cycles d'entrainements de ce type. Un ouvrage démontre qu'il y aurait un état de stagnation lors d'efforts isométriques répétitifs et que d'autres sollicitations seraient nécessaires (Weineck, 1997). De plus, une étude de 2012 montre d'importantes différences au niveau de la force produite entre la préhension semi tendue et arquée (546, 2 40. 9 N en arquée contre 490, 1 41, 6 N) (Amca et al. , 2012). Or dans notre étude, les résultats concernant le groupe expérimental, avant entrainement, révèlent une force maximale volontaire de 517 57, 5 N en semi tendue et 507 41, 5 N en arquée. Cette absence de différence entre les deux préhensions, contredisant la littérature, peut s'expliquer par le fait que de nombreux grimpeurs de l'équipe de France préfèrent les préhensions tendues et semi tendues par peur de blessures en préhension arquée (Hochholzer et al. , 2012). En effet, en préhension arquée, les poulies A2 et A4 sont soumises à une pression très importante, due notamment à la position du pouce. Une étude de 2006 montre qu'en préhension arquée, les poulies A2 et A4 reçoivent respectivement une contrainte de 254, 8 N et de 220, 9 N pour une force externe de 95, 6 N. A l'inverse, en préhension tendue, la tension est beaucoup plus faible (57, 4 N pour la poulie A4 et 8, 1 N pour la poulie A2, pour force externe égale). De plus, en préhension arquée, à 25 % de la force maximale, les poulies A2 sont soumises à 3 fois plus de pressions (Schweizer, 2001). Ces deux études nous montrent bien la relation entre la force externe produite et la tension exercée au niveau des poulies A2 et A4. Nos résultats suggèrent des valeurs de 505 N développées par le grimpeur en préhension arquée. En accord avec les valeurs présentées par les précédentes études, les poulies A2 et A4 reçoivent bien une pression très importante et pourraient endommager les structures anatomiques passives. Il apparat donc évident que les grimpeurs utilisent prioritairement à l'entrainement les préhensions tendues et semi tendues plutôt qu'arquées. Il est possible de conclure que ce test met en avant d'importantes différences entre les 3 groupes. En outre, malgré un gain pour la préhension tendue, un entrainement de 4 semaines ne semble pas suffisant pour mesurer une évolution significative chez une population de haut 5 Il s'agit d'un mécanisme de réadaptation qui permet, à la suite d'une période de récupération, de générer un plus haut niveau de force. - 81 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau niveau en escalade. Il serait intéressant de voir si un entrainement plus long (6 semaines par exemple) engendrerait une évolution concernant la force maximale, comme le montrent certains auteurs tels que Duchateau et Hainaut (1984). Duchateau and Hainaut 1984). Résumé Des différences importantes sont mises en avant entre les grimpeurs internationaux, les grimpeurs confirmés et les non grimpeurs que ce soit au sujet de la force absolue ou de la force normalisée pour toutes les préhensions et quel que soit la main. La force maximale des muscles fléchisseurs est donc bien discriminante du niveau d'expertise. De plus, les valeurs mesurées étant proches de celles de la littérature existante, cela confirme effectivement que ce test mesure bien la force des muscles fléchisseurs des doigts. S'il n'y a pas eu d'évolution pour le groupe contrôle, une seule préhension présente une différence significative après un entrainement spécifique. Cela révèle qu'un cycle de 4 semaines ne serait pas suffisant pour engendrer un gain significatif chez une population de sportifs de haut niveau. - 82 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau III. 4. Résultats sur le RFD III. 4. a. Influence des niveaux d'expertises sur le RFD Une absence de différence est trouvée pour le RFD50ms, contrairement aux RFD100ms, RFD200ms et RFD95%. L'ensemble de ces résultats est présenté dans le graphique et le tableau ci-dessous (cf. figure 33 et tableau 11). Figure 33 : Différences des valeurs du RFD en fonction des trois groupes 1, 2, 3 : correspondent aux résultats du test de post hoc de Fisher (p < 0. 05) ; NS : Non significatif. Tableau 11 : Différences des valeurs du RFD en fonction des trois groupes. NS : Non significatif - 83 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Interprétation et discussion : Une très récente étude de 2019 a analysé la différence au niveau du RFD entre des grimpeurs de difficulté et de bloc (Stien et al. , 2019). Néanmoins, les auteurs s'intéressent à un niveau d'expertise faible (entre 6b et 7a cotation Fb) ; les valeurs étant difficilement comparables avec les nôtres. De plus, cette étude s'est centrée uniquement sur le pic de RFD, révélant donc certaines limites comme évoquées dans la partie protocole. A notre connaissance, seulement une seule étude s'est intéressée à l'évolution du RFD sur les muscles fléchisseurs des doigts lors de contractions isométriques en escalade chez des sportifs élites (Fanchini et al. , 2013). Dans cette étude, les auteurs présentent des valeurs normalisées de 48 18 N. s-1. kg-1 pour la préhension arquée. Après standardisation des unités, les grimpeurs produisent alors 3300 N 1200 N. s-1 en préhension arquée. Toutefois, dans cette étude, le RFD est calculé à sa valeur maximale dans la pente d'installation de la force. Par conséquent, ces valeurs ne peuvent pas être comparables à celle présentées précédemment, que ce soit pour le RFD200ms ou pour le RFD95%. Les études analysant un RFD contractile montrent que le pic du RFD n'apporte pas des informations pertinentes. En effet, ce paramètre se centre uniquement sur une partie très spécifique de la courbe, étant alors très sensible aux variations (Maffiuletti et al. , 2016). C'est pourquoi, son utilisation n'est pas recommandée dans des actions fonctionnelles, comme en escalade. Il est alors plus pertinent d'étudier l'évolution de la force sur un temps donné comme nous l'avons fait ; en analysant l'installation de la force durant les 200 premières millisecondes et jusqu'à atteindre un plateau situé à 95% de la force maximale ; et ce afin d'avoir l'interprétation la plus juste possible. Le RFD50ms n'a montré aucune différence significative entre les groupes. Cela peut s'expliquer par la variabilité inter sujet, due à la forte contribution nerveuse au cours de cette phase d'installation de la force. Le fait que ce facteur ne soit pas stable et sujet à une trop grande variation, peut expliquer cette absence de différence entre les groupes. Le RFD50ms ne semble donc pas être discriminant du niveau en escalade. Néanmoins, d'autres études présentent des différences significatives entres des athlètes et des non sportifs (Tillin et al. , 2010). Cela pourrait s'expliquer par une différence du groupe musculaire analysé, ainsi que du régime de la contraction (concentrique ou isométrique). Le RFD100ms révèle une différence de 11, 61% entre les internationaux et les confirmés, de 37, 11% entre les grimpeurs confirmés et les non grimpeurs et de 44, 41% entre les internationaux et les non grimpeurs. Ce temps d'installation de la force au cours de la tâche - 84 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau isométrique est influencé par le facteur nerveux, notamment par la décharge des unités motrices (Tillin et al. , 2010). Des différences ont été observées pour les RFD200ms pour l'ensemble des conditions, avec une moyenne de différence de 24, 51% entre internationaux et grimpeurs confirmés, 34, 04% entre non grimpeurs et confirmés, et 50, 21% entre internationaux et non grimpeurs. Andersen et Aagaard (2006) expliquent que le RFD entre 150 et 250 ms dépend à la fois des propriétés contractiles du complexe tendon-muscle (comme la surface de la section transversale) et à la fois du facteur nerveux (décharge des unités motrices). Une corrélation supplémentaire entre la FMV et le RFD révèle un r de 0, 61 pour le RFD200ms. La force maximale est liée à la surface de la section transversale musculaire (Cohen et al. , 2015). Ce lien entre architecture musculaire et RFD est confirmé par une étude récente qui a montré une corrélation entre la force explosive lors d'une durée de 150 ms et la contraction volontaire maximale (r 0, 95) (Folland et al. , 2014). De plus, une étude de 2006 révèle que le RFD200ms est également corrélé à la FMV (cf. figure 34) (Andersen et Aagaard, 2006). Figure 34 : Relation entre RFD200ms (Nm. s-1. kg-1) et MVC (FMV) (Nm. Kg-1). (Andersen et Aagaard, 2006) La pratique intensive de l'escalade semble donc avoir un impact sur de nombreux facteurs, à savoir la décharge des unités motrices, l'architecture du muscle. Il serait intéressant d'analyser plus spécifiquement la raideur musculo-tendineuse intrinsèque. - 85 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Pour le RFD95%, une moyenne des différences de 45, 18% entre les internationaux et les grimpeurs confirmés et de 57, 05% entre les internationaux et le non grimpeurs est observée. Cela signifie que les grimpeurs internationaux peuvent atteindre 95% de leur force maximale plus rapidement que les autres groupes. Cette valeur est deux fois plus grande chez les grimpeurs internationaux que chez les grimpeurs confirmés et les non grimpeurs. Cela peut s'expliquer par une meilleure adaptation dans une large variété de mouvements, tels que les jetés ou les mouvements dynamiques, incluant des mouvements d'adaptation posturale. Néanmoins, ce facteur étant très instable il est difficile de l'interpréter et de montrer qu'il s'agit d'un facteur discriminant de très haute performance. III. 4. b. Evolution du RFD avant et après entrainement Concernant le groupe expérimental, la moyenne des valeurs du RFD95% est de 379, 66 182 N. s-1 avant entrainement et 398, 87 161, 92 N. s-1 après entrainement pour la préhension arquée ; 342, 12 150, 15 N. s-1 et 423, 41 195, 93 N. s-1 pour la préhension tendue ; 343, 92 150, 30 N. s-1 et 414, 74 138, 86 N. s-1 pour la préhension semi tendue. Pour le groupe contrôle, la moyenne des valeurs est de 294, 4 162, 45 N. s-1 avant entrainement et 322, 89 182, 60 N. s- 1 après entrainement pour la préhension arquée ; 367, 04 240, 60 N. s-1 et 377, 44 240, 65 N. s- 1 en tendue ; 357, 70 142, 27 N. s-1 et 305, 89 125, 66 N. s-1 pour la préhension semi tendue. Il n'y a pas de différence significative au niveau du RFD95% entre le groupe expérimental et le groupe contrôle. Concernant le RFD200ms, des différences significatives ont été trouvées pour l'ensemble des préhensions. L'ensemble des résultats est présenté dans les graphiques et tableaux ci-dessous (cf. figure 35, tableau 12 et 13). Aucune différence n'est révélée pour le RFD95% et le RFD200ms entre le groupe contrôle et le groupe expérimental avant l'entrainement. - 86 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Tableau 12 : Moyenne des valeurs des RFD200ms (N. s-1) entre la mesure 1 et 2 pour le groupe contrôle et expérimental. * : différences significatives (p < 0. 05). Tableau 13 : Résultats du test de l'Anova à mesure répétée pour le groupe expérimental avec la puissance () et la taille de l'effet (). - 87 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Figure 35 : Evolution du RFD200ms pour le groupe contrôle et expérimental entre la mesure 1 et 2. * : différences significatives (p < 0. 05) A : arquée ; B : semi tendue C : tendue. Interprétation et discussion : Tout d'abord, il est important de préciser que, dans cette étude, le temps moyen nécessaire au groupe expérimental pour atteindre la force maximale avant l'entrainement est de 2, 62 0, 36 secondes. De plus, pour atteindre 95% de la force maximale, le temps moyen est de 1, 12 0, 29 secondes. Par conséquent, sur de nombreux mouvements en bloc le temps pour saisir la prise sera toujours plus court que le temps nécessaire pour atteindre la force maximale ; augmenter le RFD est donc un moyen crucial d'accrotre les performances. - 88 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Les résultats montrent un gain significatif du RFD200ms pour le groupe expérimental pour les 3 préhensions (tendue, semi tendue et arquée). Une moyenne des gains de 32% pour la préhension tendue, de 27, 5% pour la préhension semi tendue et de 28% pour la préhension arquée a été enregistrée. A l'inverse, aucune évolution n'a été mesurée pour le groupe contrôle. Le RFD est un facteur qui est affecté par l'entrainement [(Aagaard et al. , 2002) ; (Aagaard, 2003)]. L'activation du muscle lors d'une contraction rapide et explosive est principalement déterminée par la fréquence des décharges d'unités motrices, c'est-à-dire liée au facteur nerveux (Aagaard et al. , 2002). Cette décharge se produit au début de la contraction et est déterminante dans les 100 200 premières ms (Tillin et al. , 2010). Une étude de 2003 montre qu'un entrainement de 12 semaines avec des contractions isométriques engendre une amplification de la fréquence des décharges des unités motrices avec comme conséquence une augmentation du RFD (Aagaard, 2003) (cf. figure 36). L'évolution du RFD200ms serait donc due à une augmentation de la fréquence des décharges de l'unité motrice, comme suggéré par Aagaard. Figure 36 : Décharges des unités motrices lors d'une contraction maximale avant et après entrainement. Taux de décharges moyens enregistrés lors du premier, second et troisième intervalle. (Aagaard, 2003), données issus de (Van Cutsem, Duchateau et Hainaut, 1998) De récentes études de 2019 viennent appuyer ces propos en expliquant que le RFD est intimement lié à la fréquence de décharge des unités motrices (Del Vecchio et al. , 2019b). Cette étude s'attachant à analyser le membre inférieur, et plus précisément les tibial antérieur, fournit des résultats s'accordant avec ceux d'Aagaard (2003). De plus, une étude de 2019 sur - 89 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau la variation du RFD en fonction d'un entrainement, met en lumière que cette évolution significative serait le résultat d'une baisse du seuil de recrutement des unités motrices (cf. figure 37) mais également d'une augmentation du nombre de motoneurones recrutés de la moelle épinière vers le muscle (Del Vecchio et al. , 2019a) . Néanmoins, cette étude analyse une population sédentaire et il serait pertinent de s'intéresser à cette évolution chez une population de sportifs de haut niveau Figure 37 : Dispersion des seuils de recrutement pour les mêmes unités motrices pour chaque participant des groupes contrôles (astérix) et entrainement (cercles pleins). A et B : seuil de recrutement absolu (N) pour toutes unités motrices. C et D : seuil de recrutement normalisé et exprimé en pourcentage de la force maximale volontaire (% FMV). Valeurs moyennes des seuils de recrutement des unités motrices en absolue (E) et normalisée (F). * : p < 0, 05 ; * : p < 0, 01 (Del Vecchio et al. , 2019a) Le RFD200ms est également lié à la force maximale volontaire. En effet, une étude de 2019 montre que l'évolution du RFD influence la FMV (Del Vecchio et al. , 2019a). En d'autres termes, augmenter son RFD engendrerait une augmentation de la FMV. Dans le cas, présent, il y a une nette évolution du taux de développement de la force sans pour autant qu'il y ait une évolution de la FMV. Néanmoins, les résultats révèlent une absence de la variation de la force maximale volontaire à la suite d'un entrainement spécifique de 4 semaines. - 90 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Plusieurs hypothèses peuvent être faites. Etant donné qu'il s'agit de sportifs de haut niveau, les capacités d'augmentation de la production de force maximale apparaissent limitées et plus lentes à se développer. Une autre hypothèse serait d'énoncer que la FMV étant liée à des propriétés architecturales du muscle ; 4 semaines ne suffiraient pas pour développer la structure du corps charnu. En conséquence, il y aurait une évolution significative du RFD sans pour autant une évolution de la FMV. Cette dernière hypothèse expliquerait notamment le fait que 4 semaines n'ont pas eu d'effet sur l'évolution du RFD95%. Il est admis que des propriétés contractiles du muscle (répartition des fibres de types II et I) mais également la structure musculo-tendineuse interviennent également dans l'augmentation du RFD [(Korhonen et al. , 2006) ; (Tillin et al. , 2010)]. Le fait qu'il n'y ait aucun effet sur le RFD95% indique qu'un entrainement de 4 semaines n'a probablement eu aucun impact sur les facteurs structuraux (à savoir les fibres de type II) (Andersen et Aagaard, 2006). Il serait intéressant de confirmer cette hypothèse dans les études futures en analysant plus particulièrement l'évolution de l'architecture musculaire avec l'entrainement. En effet, dans son ouvrage de 2012, Hochholzer fait le constat que l'escalade engendrerait des évolutions structurales tant au niveau tendineux que musculaires. En effet, des analyses par imagerie à résonance magnétique (IRM) révèlent des différences entre des grimpeurs spécialistes et des non grimpeurs. Les résultats montrent que les ligaments latéraux au niveau des doigts et de la main sont davantage développés. Les tendons fléchisseurs des doigts ont un volume deux fois supérieur en comparaison à des non grimpeurs. De plus, les muscles intrinsèques de la main, à savoir les lombricaux et les interosseux auraient un volume musculaire (PCSA) augmenté de 30%. (Hochholzer et Schffl, 2012). Nous pouvons donc formuler l'hypothèse qu'un entrainement spécifique et répété aura pour conséquence de faire également évoluer les propriétés architecturales du muscle. Les facteurs influençant le RFD200ms sont présentés dans la figure ci-dessous (cf. figure 38). - 91 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Figure 38 : Présentation des différents éléments influençant le RFD (Maffiuletti et al. , 2016). En rouge sont entourés les facteurs évoluant avec un entrainement spécifique. Résumé La mesure du RFD50ms ne révèle aucune différence entre les trois groupes. Si pour la préhension droite dominante, le RFD100ms présente des différences significatives, il apparat que la mesure du RFD200ms montre des différences entre les grimpeurs internationaux, confirmés et les non grimpeurs. Ces différences importantes peuvent s'expliquer notamment en raison de la fréquence des décharges des unités motrices qui serait plus élevée pour les grimpeurs spécialistes en escalade. De plus, des facteurs structuraux tels que des propriétés architecturales peuvent également expliquer cette différence. La mesure du RFD95% révèle elle aussi des différences importantes entre les trois groupes. Néanmoins, ce facteur étant très instable, il est difficile de l'interpréter. En analysant l'effet d'un entrainement sur le RFD, il est montré que seul le RFD200ms évolue de façon très importante. Cette évolution peut s'expliquer par l'augmentation de la fréquence des décharges mais également par une baisse du seuil de recrutement des unités motrices. - 92 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau IV. Comparaison entre les grimpeurs de haut niveau en bloc et en difficulté De nouvelles mesures ont été effectuées lors d'un stage avec l'équipe de France de difficulté en fin d'année 2018, encadré par l'entraineur de l'équipe de France, Cécile Avezou. Cette analyse complémentaire permet d'apporter des réponses quant aux différences de la force maximale volontaire et du RFD des muscles fléchisseurs des doigts en fonction de la discipline sportive. IV. 1. Protocole expérimental Des grimpeurs de haut niveau en difficulté (n 8) ayant participé à des compétitions internationales ont réalisé le même protocole que l'étude n2. Les données relevées sont comparées à des grimpeurs internationaux en bloc (n 11). IV. 2. Analyse statistique Les tests statistiques ont été traités à l'aide du logiciel STATISTICA (version 10, StatSoft, Inc. , Tulsa, USA). La normalité ainsi que l'homogénéité des données ont été testées avant l'analyse à l'aide du test de Shapiro-Wilk et du test de Brown-Forsythe. Un test T de Student est ensuite utilisé afin de comparer la force maximale absolue et normalisée des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que les RFD200ms. IV. 3. Résultats Les coefficients de variations sont compris entre 4, 76% et 6, 39% avec une moyenne de 5, 15% pour la force maximale, et entre 4, 97% et 10, 03% avec une moyenne de 8, 75% pour le RFD200ms. Les ICC sont compris entre 0, 97 et 0, 99 pour la force maximale et entre 0, 91 et 0, 98 pour le RFD200ms. La masse corporelle moyenne des grimpeurs de bloc est de 64, 85 3, 00 kg et de 7, 43 1, 89% de matière grasse. Pour les grimpeurs de difficulté, la masse moyenne est de 62, 03 3, 96 kg et 7, 95 2, 39% de matière grasse. Aucune différence significative n'est mesurée au niveau des données anthropométriques. Les résultats concernant la force maximale et le RFD200ms sont présentés ci-dessous (cf. figure 39 et 40, tableau 14). Les conditions semi tendues présentent des différences - 93 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau significatives entres les grimpeurs de bloc et de difficulté pour le RFD ainsi que pour la force maximale. Figure 39 : Evolution de RFD200ms en fonction de la spécialité sportive (gris : difficulté ; noir : bloc). * représente les différences significatives à p < 0. 05. Figure 40 : Evolution de la force maximale absolue et normalisée en fonction de la spécialité sportive noir : bloc ; gris : difficulté - * différences significatives à p < 0, 05 - 94 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Tableau 14 : Résultats de la force maximale absolue (N), normalisée et du RFD200ms en fonction de la spécialité sportive * différence significative (p < 0. 05) IV. 4 Discussion et interprétation Ces résultats sont très intéressants puisqu'ils montrent que les grimpeurs de bloc sont capables de produire une force maximale plus importante au niveau des muscles fléchisseurs des doigts en comparaison aux grimpeurs de difficulté. Cette même différence est retrouvée pour le RFD200ms dans les conditions semi tendues. Ces spécificités peuvent s'expliquer notamment en raison des nombreux mouvements dynamiques qui sont présents en bloc (White et Olsen, 2010) avec des temps d'efforts très courts et avec une intensité très importante. Ces différences sont d'ailleurs en accord avec la littérature. En effet, une étude de 2013 a également montré que les grimpeurs de bloc ont une force maximale et un RFD plus importants que les grimpeurs de difficulté (Fanchini et al. , 2013). Néanmoins, il s'agit de la première étude qui s'intéresse à des grimpeurs participants à des échéances internationales. - 95 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau Par conséquent, la production de force maximale ainsi que la capacité à produire rapidement de la force au niveau des doigts apparaissent comme étant des facteurs de différenciations entre les spécialités sportives. La performance en escalade s'explique par des facteurs physiques tels que la force maximale et le RFD, ces indicateurs sont également discriminants au sein d'une population de sportifs de haut niveau. Si ce travail doctoral montre qu'il existe des spécificités au niveau des disciplines, il serait pertinent d'analyser les évolutions structurelles mais également nerveuses engendrées par ces différences de pratique. - 96 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau V. Limites et perspectives Ces trois études révèlent de nombreux résultats quant à la spécificité des grimpeurs de haut niveau en escalade. Néanmoins de nombreuses limites peuvent être soulevées et vont être analysées dans cette partie. V. 1. Limites V. 1. a. Limite liée au délai entre les mesures Tout d'abord, la durée entre la fin du cycle d'entrainement et la seconde mesure n'est que d'une semaine. Il s'agit ici d'une limite de l'étude. En effet, il semble qu'un bornage sur une semaine ne soit pas suffisant afin que les processus de récupération et de surcompensation aient lieu. La raison pour laquelle les mesures ont été effectuées une semaine après le dernier entrainement est uniquement logistique et temporel. De fait, certains grimpeurs de haut niveau ne pouvaient plus être disponibles après ce délai, notamment à cause de leurs nombreux déplacements. Par ailleurs, d'autres grimpeurs débutaient de nouveaux cycles d'entrainements, engendrant nécessairement une fatigue physiologique et nerveuse. En raison de ces contraintes, les mesures ont dû être réalisées une semaine après la fin du cycle. V. 1. b. Limite liée à la posture Il a été fait ce choix postural, afin de limiter les contributions des autres groupes musculaires. De plus ce choix a été fait de façon à proposer une situation se rapprochant de la pratique. Malgré cela, il est probable que le grand dorsal ait participé à la force soumise sur le dynamomètre, agissant en tant que muscle synergiste. Vraisemblablement, lorsque le grimpeur évolue sur une structure d'escalade, il met en action un ensemble de groupes musculaires. Par ailleurs, de nombreuses études montrent que des différences entre des sportifs élites et des novices s'expliquent par des coordinations inter musculaires plus fines et plus optimales, par exemple dans la discipline de la natation (Leblanc et al. , 2005), dans le cyclisme (Chapman et al. , 2009) et dans l'escrime (Williams et Walmsley, 2000). Ces synergies musculaires semblent donc participer à la performance sportive. Il serait possible de formuler l'hypothèse qu'en se centrant uniquement sur les muscles fléchisseurs des doigts (en soumettant le groupe musculaire à une contraction tétanique par exemple), les résultats seraient différents et pas nécessairement en lien avec la performance des sportifs élites. - 98 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau L'argument qui serait d'énoncer que la contribution des muscles adducteurs des bras (le grand dorsal par exemple) et fléchisseurs du coude (biceps brachial par exemple) explique la différence entre les trois groupes, n'apparat pas comme étant pertinent. De facto, dans leur étude, Ozimek et al. (2017) montrent qu'il n'existe pas de différence entre des grimpeurs confirmés et élites quant à la force produite lors d'une traction. Or, les résultats de la présente étude indiquent une différence significative entre des grimpeurs de haut niveau et des grimpeurs confirmés concernant la force mesurée par le dynamomètre. Par conséquent, il est possible d'affirmer que cette différence ne s'explique non pas par la force des muscles des bras, mais plutôt par les muscles fléchisseurs des doigts. Une autre possibilité serait d'énoncer que le test mesure une force maximale externe produite par les doigts, due à l'ensemble de la contraction de la chaine des membres supérieurs. Dans ce sens, il serait pertinent de faire varier le protocole expérimental, en ne se focalisant uniquement sur les muscles fléchisseurs des doigts, en empêchant la contribution des autres groupes musculaires. Une étude de Balas et al. (2014) compare le niveau de force des muscles fléchisseurs des doigts en fonction de la posture. Une position avec le coude complètement tendu serait plus représentative de la force des muscles fléchisseurs des doigts qu'avec un angle de 90 degrés au niveau du coude. Toutefois, les sujets ont un angle de 45 degrés entre le tronc et le bras dans le plan transversal engendrant une contribution de certains muscles comme le grand pectoral, ce qui n'est pas le cas dans nos études. En conclusion, ce choix de posture a été de se rapprocher le plus possible de la situation écologique. Une variation du protocole expérimental permettrait peut-être de mieux se focaliser sur les muscles fléchisseurs des doigts, en limitant au maximum la contribution des autres groupes musculaires. (Balá et al. 2014) V. 2. Perspectives Le test réalisé mesure une force dans l'axe vertical. Une étude d'Amca et al. (2012) montre qu'il existe également une force antéro-postérieure lorsque le grimpeur réalise une flexion de doigts. La posture, réalisée lors de ce travail de thèse limite la production de la force dans cet axe. Il serait néanmoins pertinent de s'intéresser davantage à cette force et de voir son évolution en fonction des différents niveaux d'expertise. De plus, cette même étude montre que la force exercée par les muscles fléchisseurs des doigts varie en fonction de la préhension et de la taille de la prise (Amca et al. , 2012). Plus la taille de la préhension est petite (< 2 cm) plus il y a de différences à propos de la force développée. En effet, en dessous de 2 cm, la force développée est significativement plus - 99 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau importante en préhension arquée (439, 6 55, 5 N) qu'en préhension semi tendue (360. 8 34. 6 N) ou en préhension tendue (350, 8 56, 0 N). Il semblerait alors pertinent de diminuer la taille de la prise d'escalade et de voir l'évolution de la force maximale ainsi que du RFD. Enfin, les résultats de ces études montrent que des facteurs nerveux et structuraux influencent la force maximale et le RFD des muscles fléchisseurs. Néanmoins, d'autres éléments peuvent avoir des incidences sur ces deux indicateurs, comme par exemple le système tendineux et métabolique. De futures recherches pourraient s'intéresser plus précisément à ces autres éléments chez des sportifs de haut niveau. Résumé De nombreuses limites sont présentes dans ces deux études qu'il convient de présenter. La durée entre la fin de l'entrainement et la mesure de la force maximale et du RFD des muscles fléchisseurs des doigts apparat comme étant faible (1 semaine), car dû à des contraintes logistiques. La posture du test peut être critiquée et il serait intéressant de voir si des valeurs similaires sont retrouvées lorsque cette posture est légèrement modifiée et suit les exigences méthodologiques de l'étude de Balas et al. (2014). Néanmoins, nos valeurs sont proches de celles de la littérature et l'argument qui est d'énoncer que les muscles adducteurs des bras et fléchisseurs des coudes sont responsables de la différence entre les trois groupes, ne tient pas. Il est montré que lors d'une flexion de doigts, une force dans l'axe antéro-postérieure est également appliquée. Il serait intéressant d'analyser l'évolution de cette force sur cet axe, notamment entre des groupes de différents niveaux. De plus, étant donné que la taille de la prise influence la force maximale développée, il apparat pertinent de faire varier la taille de la prise dans ce test. - 100 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau VI. Conclusions et applications pratiques Après avoir rappelé les objectifs de cette thèse ainsi que les résultats obtenus, nous montrerons l'intérêt en citant certains de leurs apports possibles à la pratique de l'escalade de haut niveau. VI. 1. Conclusions Un premier objectif est de concevoir un test permettant de mesurer spécifiquement la force et le taux de développement de la force des muscles fléchisseurs des doigts puis d'en vérifier la fiabilité et la reproductibilité. Notre étude montre que le test proposé est bien à la fois spécifique, fiable et reproductible. Il nous a ainsi permis d'avoir des premiers résultats intéressants pour l'évaluation des grimpeurs : - La force maximale est un indicateur de la performance qui est effectivement utilisable car elle est stable d'une séance à l'autre. Le RFD présente, par contre, une variabilité importante lorsqu'on s'intéresse à l'ensemble des grimpeurs de tout niveau. Néanmoins, il s'avère beaucoup plus stable lorsqu'on se restreint à ceux qui participent aux compétitions internationales. Enfin le RFD constitue bien un indicateur utilisable pour l'évaluation de la performance chez ces sportifs. Le second objectif est d'utiliser ces indicateurs pour voir s'ils sont en mesure de discriminer les groupes de différents niveaux d'expertise : internationaux / haut niveau, confirmés et non grimpeurs : - Les grimpeurs de niveau international produisent une force maximale au niveau des muscles fléchisseurs des doigts significativement plus importante que les grimpeurs confirmés qui, eux même développent une force maximale plus élevée que les non grimpeurs. La force maximale des muscles fléchisseurs des doigts est donc bien discriminante du niveau. - L'analyse du RFD200ms et du RFD95% apparat également comme étant discriminant. Néanmoins le RFD95%, présente une faible stabilité limitant son interprétation. Le troisième objectif est d'analyser l'impact d'un entrainement spécifique chez une population de haut niveau en escalade. Alors que la force maximale produite ainsi que le RFD n'ont pas évolué chez le groupe contrôle qui grimpait librement, il a été observé que chez le groupe expérimental, seule la condition tendue droit révèle un gain significatif concernant - 101 - PARTIE 1 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau la force maximale ( 8%). Concernant le RFD95%, aucune évolution n'a été mise en évidence mais, en revanche, le RFD200ms a montré des gains très importants. Ces premiers résultats peuvent s'expliquer notamment par l'augmentation de la fréquence de décharges des unités motrices. Concernant l'évolution des propriétés structurales du muscle, il faudrait probablement prolonger l'entrainement spécifique. Enfin une étude des comparaisons sur ces facteurs a été effectuée chez des grimpeurs de haut niveau en bloc et en difficulté. Les résultats montrent que les grimpeurs de bloc présentent une force maximale volontaire ainsi qu'un RFD200ms supérieurs aux grimpeurs de difficulté. Ces facteurs sont donc spécifiques à la discipline sportive. Il est très intéressant de s'y intéresser notamment dans les cadres de compétitions de type combiné o les grimpeurs participeront à plusieurs pratiques sportives. Si notre étude ne s'est pas intéressée à des grimpeurs de spécialistes de vitesse, les résultats montrent que dans le cadre d'une compétition de type combiné avec le bloc et la difficulté, les grimpeurs de bloc seraient avantagés. En conclusion, notre étude révèle que la production de force maximale mais également la capacité à produire rapidement de la force sont bien des indicateurs fondamentaux pour l'évaluation de la très haute performance chez les grimpeurs. VI. 2. Applications pratiques La force maximale volontaire et le RFD des muscles fléchisseurs des doigts apparaissent comme étant deux indicateurs caractéristiques des sportifs de haut niveau en escalade. Cette analyse met bien en lumière leur importance dans la performance sportive en escalade et, par-là, l'intérêt d'utiliser le test proposé en vue d'en évaluer régulièrement la progression durant un programme d'entrainement sportif spécifique. Ce travail de thèse présente l'intérêt majeur d'être quasiment le seul à s'être intéressé à l'évaluation de la performance et de l'impact d'un entrainement spécifique chez des sportifs participants à des compétitions internationales d'escalade. Par exemple, il a montré qu'un entrainement spécifique permet de faire rapidement évoluer le RFD. Cela peut donc pousser un entraineur à travailler en priorité cette aptitude chez les athlètes à l'approche d'échéances sportives internationales. - 102 - PARTIE 2 Chapitre II : Mise en place d'un test mesurant la force des muscles fléchisseurs des doigts ainsi que le RFD et effet d'un entrainement spécifique sur une population de haut niveau PARTIE 2 RELATION FORCE-VITESSE-PUISSANCE CHEZ LES GRIMPEURS DE HAUT NIVEAU SIMILITUDES ET SPECIFICITES - 103 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance I. Intérêt de la relation force-vitesse-puissance en escalade Dans une première partie, nous avons démontré que la force maximale et le RFD des muscles fléchisseurs des doigts sont discriminants en escalade. En outre, il est constaté qu'il y a d'importantes différences entre des grimpeurs de haut niveau de bloc et de difficulté. Ces résultats sont intéressants car ils mettent en avant les spécificités entre les deux disciplines. Jusqu'à maintenant, la notion de production de mouvement n'a pas été encore abordée alors qu'elle est indispensable dans les activités physiques et sportives. Comme il l'a été précisé dans la première partie, l'escalade est une alternance entre phase mobile et immobile (Billat et al. , 1995). Les phases mobiles se composent de mouvements dynamiques et statiques (White et Olsen, 2010). Les mouvements dynamiques induisent une notion de vitesse plus importante que les mouvements statiques. Par conséquent, l'analyse de la production de force à différentes vitesses prend donc tout son sens. Si les muscles fléchisseurs des doigts permettent de saisir et de tenir une prise d'escalade ; le mouvement n'est rendu possible que grâce à la production de force des membres supérieurs et inférieurs. Il s'avère que la production de force externe des muscles actifs lors de la traction, apparat comme caractéristique de la performance [(Magiera et al. , 2013) ; (Ozimek et al. , 2017)]. En effet, les sportifs élites en escalade sont capables de produire une force externe importante au niveau des membres fléchisseurs des bras, par exemple sur un test de tractions lestées. D'ailleurs Magiera et al. (2013) montrent bien dans leur analyse que la force des bras explique en partie la performance en escalade. A notre connaissance, une seule étude s'intéresse à la vitesse qui est produite par les membres supérieurs (Laffaye et al. , 2014) lors d'un mouvement d'une traction balistique chez des grimpeurs (cf. figure 41). Cette méthode validée montre que les grimpeurs élites sont significativement plus performants que les grimpeurs confirmés, eux-mêmes plus performants que les grimpeurs novices. Toutefois, elle ne permet pas de révéler de spécificités entre les grimpeurs élites de bloc et de difficulté au niveau de la hauteur atteinte (arm jump score). Par conséquent, ce test ne peut pas être utilisé dans le cadre de l'étude des spécificités chez des sportifs de haut niveau en escalade en fonction de leur discipline. - 104 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Figure 41 : Arm jump test allant de la position de départ (a) à la position finale (d). (Laffaye et al. , 2014) A notre connaissance, aucune étude ne s'est intéressée à l'évolution de cette production de force externe des membres supérieurs à différentes vitesses chez des grimpeurs. Or, en escalade, le grimpeur doit régulièrement, à l'aide de ses membres supérieurs, produire une force à des vitesses différentes, en fonction de la situation (mouvement dynamique ou statique), mais également en fonction de sa spécialité sportive (bloc, difficulté et vitesse). Le fait que l'escalade soit aux Jeux Olympiques de 2020 sous la forme d'un combiné rend indispensable la mise en avant des spécificités entre les 3 disciplines. Paradoxalement, de nombreux gestes sportifs tels que le squat jump (Samozino et al. , 2008), le contre-mouvement-jump (Jiménez-Reyeset al. , 2017), le développé couché (Rahmani et al. , 2017) ont été observés par la relation force-vitesse-puissance. Ces études montrent l'évolution de la production de force externe à différentes vitesses. Les résultats de ces analyses ont apporté de nombreuses informations quant aux spécificités des athlètes afin d'améliorer la performance sportive. Pour l'heure, une seule étude a utilisé cette relation pour comparer des sportifs sur le mouvement de la traction (Muoz-Lpez et al. , 2017). Or, ce mouvement est caractéristique en escalade et vecteur de la performance (Laffaye et al. , 2014). Utiliser ce profil force-vitesse-puissance sur le mouvement de la traction permettrait donc d'étudier les différences ainsi que les spécificités entre des grimpeurs spécialistes de chaque discipline (bloc, difficulté et de vitesse). - 105 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Résumé La force des muscles des bras est déterminante dans la performance en escalade. Une étude révèle des différences significatives concernant la production de force externe sur le mouvement d'une traction balistique en fonction du niveau d'expertise (élites, confirmés, novices). Néanmoins, elle ne permet pas de discriminer une population élite en fonction de sa discipline sportive. A notre connaissance, la relation force-vitesse-puissance apparat peu étudiée sur le mouvement de la traction à l'inverse de nombreux mouvements (développé couché, contre-mouvement-jump). L'objectif de ce présent travail est d'étudier les spécificités de la production de force externe des membres supérieurs à différentes vitesses dans les trois disciplines en escalade afin de les mettre en lumière. - 106 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance II. Relation force-vitesse et puissance-vitesse II. 1. Interdépendance de la force et de la vitesse La capacité de production de force externe au niveau des doigts permettant de saisir et tenir des prises d'escalade a été largement développée durant ce travail doctoral. Cependant, l'étude du déplacement du sportif rendu possible par la production de force des membres supérieurs n'a pas été abordée. La vitesse est très importante dans la compréhension de la performance. Si elle n'est que le résultat de la production d'une force, elle est responsable du déplacement de l'athlète. La vitesse est définie comme étant la dérivée de la position par rapport au temps. La puissance est également un paramètre primordial dans la performance du sportif car elle fait le lien entre la production de force et la vitesse du mouvement. Il est possible de l'écrire sous la forme de : () Ou encore () () () avec P la puissance, la force, la vitesse et () la quantité de travail. Ce paramètre est défini comme étant le travail d'un système par unité de temps et s'exprime en Watts (W). Pour une production de vitesse équivalente, si la force produite augmente, alors la puissance augmente automatiquement. Toutefois, plus le mouvement est rapide, plus la force maximale que le sportif est capable de produire est faible. Il existe donc une relation entre la force, la vitesse et par conséquent la puissance, qui semble intéressante à décrire afin de comprendre la performance d'un geste sportif. II. 2. Relation au niveau du muscle isolé Afin d'étudier les propriétés mécaniques du muscle, des études ont proposé des modèles mécaniques permettant de simuler le comportement du couple tendon-muscle. Hill (1938), propose un modèle à 3 composantes, associant une composante contractile (responsable de la force produite) à deux composantes élastiques placées en séries et en parallèles de la composante contractile. Les composantes élastiques n'interviennent que peu dans la production de force en partant d'une position de repos. De fait, il n'est analysé uniquement que la partie responsable de la production de force. Les mécanismes de cette - 107 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance production de force peuvent être expliqués par la théorie des filaments glissants (Huxley, 1957). Les myofibrilles sont composées entre autres de filaments protéiques, de myosine et d'actine. Lors d'une contraction musculaire, les ions calcium se fixent au niveau de la troponine des filaments d'actine. La troponine fait basculer les molécules de tropomyosine, libérant ainsi les sites actifs de l'actine. Les têtes de myosine s'accrochent sur les sites actifs des filaments d'actine créant un pont acto-myosine. Les têtes de myosine tirent sur les filaments vers le centre du sarcomère. Une succession de ces étapes permet le raccourcissement de la fibre musculaire. Ces relations entre production de force et vitesse de raccourcissement a été décrit mathématiquement par Hill en 1938. Ce dernier montre que la relation hyperbolique est inverse entre la force produite par un muscle isolé et la vitesse de raccourcissement. Il propose une équation de type : (Hill 1938) ( ) ( ) (0 ) (0 ) avec V0 la vitesse maximale de raccourcissement, F0 étant la force maximale isométrique, a et b des constantes ayant la dimension d'une force et d'une vitesse. La figure ci-dessous illustre cette relation entre charge exercée et vitesse produite (cf. figure 42) pour un muscle. Figure 42 : Evolution de la vitesse en fonction de la charge (g). (Hill, 1938) - 108 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Cette relation hyperbolique inverse entre la force et la vitesse de raccourcissement du muscle fournit des informations sur les capacités de productions de force. En effet, l'intersection avec l'axe de la force représente la force maximale produite avec une absence de mouvement (force maximale isométrique) (F0). A l'inverse, l'intersection avec l'axe des coordonnées représente la vitesse maximale de raccourcissement du muscle avec une absence de production de force (V0). La puissance étant le produit de la force par la vitesse il est donc possible de tracer la relation parabolique qui représente une valeur maximale représentant la puissance maximale (Pmax) (Cormie, McGuigan et Newton, 2011) (cf. figure 43). Figure 43 : Relation force-vitesse et puissance-vitesse des muscles squelettiques lors de contractions concentriques. La force, la vitesse et la puissance sont normalisées respectivement par rapport à la force maximale isométrique (Fmax), la vitesse maximale de raccourcissement du muscle (Vmax) et la puissance maximale (Pmax). Néanmoins, dans le cas présent, les conditions expérimentales sont matrisées, c'est-à-dire que la fibre musculaire est soumise à une tension maximale, à une température donnée, etc Il se pose donc la question de savoir comment se comporte ce muscle, in vivo c'est-à-dire lors d'une contraction volontaire. II. 3. Relation force-vitesse au niveau d'un mouvement mono-articulaire Les capacités de production de force d'un mouvement mono-articulaire ont tout d'abord été étudiées en 1922 par A. V. Hill qui montre une diminution de la force avec - 109 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance l'augmentation de la vitesse lors d'un effort maximal. Néanmoins, c'est l'équipe de Dern qui montre en 1947, sur le mouvement d'une flexion de coude, une forme hyperbolique entre la force et la vitesse (Dern et al. , 1947). Cette même relation sera mise en avant sur d'autres mouvements mono-articulaires comme par exemple le groupe extenseur de genou. Par conséquent, il existe une similarité entre le comportement d'un muscle isolé et un groupe de muscle sur un mouvement mono articulaire au niveau de la relation force-vitesse et puissance- vitesse. Néanmoins, dans le cadre d'analyse de la performance, il n'est pas pertinent d'analyser un muscle isolé ou un mouvement mono articulaire mais plutôt de se focaliser sur le mouvement sportif et donc sur les coordinations entres plusieurs segments. II. 4. Relation force-vitesse au niveau des mouvements poly-articulaires Une coordination motrice implique la sollicitation de différents groupes musculaires qui fonctionnent ensemble. Nous parlons alors de mouvement poly-articulaire car plusieurs articulations sont mises en jeu. De nombreux auteurs ont analysé différents mouvements tels que le sprint en course à pied (Jaskolski et al. , 1996), le sprint en cyclisme (Arsac, Belli, et Lacour, 1996), le squat jump (Rahmani et al. , 2000), le développé couché (Garca-Ramos et al. , 2016) ou encore le mouvement de la traction (Muoz- Lpez et al. , 2017). Ces auteurs mettent en avant qu'au niveau poly-articulaire, il y a une relation linéaire entre la force et la vitesse quel que soit le geste sportif. Plus la vitesse d'exécution augmente, plus la production de force diminue. Cette relation a été observée par Best et Partridge en 1928 sur la pratique du sprint (Best et Partridge 1928). La figure ci- dessous met en avant différentes relations force vitesse en fonction de différentes pratiques sportives (cf. figure 44). - 110 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Figure 44 : Relation force vitesse mesurée sur du sprint (A) (Morin et al. , 2010) ; sur du squat (B) (Rivière et al. , 2017), en pédalage (Dorel et al. , 2010) et sur des tractions (Muoz-Lpez et al. , 2017). Les raisons de cette linéarité sont encore débattues dans la littérature. Une étude de 2012 explique que des dynamiques segmentaires limiteraient la capacité de production de force de chaque muscle (Bobbert, 2012). En effet, la mesure de la relation force-vitesse lors d'une extension ou d'une flexion de coude n'analyse pas la mise en action d'un muscle particulier mais plutôt d'une synergie de muscles. Examiner un mouvement poly-articulaire fournit des capacités de travail permettant d'optimiser le système entier. Il semble alors difficile que chacun de ces muscles puisse fournir leurs conditions maximales de travail (Herzog, 2000). Il ne sera donc pas envisageable d'étudier les caractéristiques propres de chaque muscle dans ce type de relation. II. 5. Facteurs analysés par la relation force-vitesse-puissance La relation linéaire entre la force et la vitesse apporte de nombreuses informations indispensables à notre travail dont l'objectif est la compréhension de la performance sportive. - 111 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Tout d'abord, en extrapolant la courbe, il est possible de déterminer deux paramètres clés dans la performance, à savoir F0 et V0. F0 correspond à la force maximale théorique à vitesse nulle (Samozino et al. , 2008). V0 correspond à la vitesse maximale théorique à charge nulle (Vandewalle, Peres et Monod, 1987). Il s'agit de deux paramètres représentant les limites mécaniques et neuromusculaires des segments impliqués dans le mouvement. L'équation de la courbe (Sfv) fournie par la relation force-vitesse donne des indications sur les variations de la vitesse en fonction de la force et peut être exprimée sous la forme de : 0 0 (Samozino et al. , 2012) De plus, à partir de la vitesse produite pour une production de force externe donnée, il est possible de calculer la puissance (P) définie comme : avec F la force et v la vitesse. L'illustration de cette puissance induit alors une parabole (polynomiale du 2ème degré) (cf. figure 45). Figure 45 : Représentation graphique de la relation force-vitesse et puissance-vitesse. (Cross et al. , 2017) - 112 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Cette forme en cloche est caractéristique de la puissance développée. Le sommet de la parabole correspond à la puissance maximale (Pmax) qu'un sujet peut développer lors d'un mouvement (Cross et al. , 2017). Sur le plan algébrique, il est possible de définir la puissance maximale telle que : 0 0 4 (Samozino et al. , 2012) Plus précisément, il s'agit du rapport optimum entre la force et la vitesse (Vopt) qui peut être écrit sous la forme de : 0 2 L'ensemble de ces paramètres (V0, F0, Sfv, P, Pmax, Vopt) peut être comparé entre des individus, fournissant des informations sur les capacités mécaniques de la production de force externe des sportifs sur le même mouvement. Une étude de Samozino et al (2012), met en avant la notion de profils orientés force et de profils davantage orientés vitesse illustrée dans la figure de ci-dessous (cf. figure 46) (Samozino et al. , 2012). Figure 46 : Relation force-vitesse (graphique gauche) et puissance-vitesse (graphique droit) typique pour deux sportifs avec des profils différents (Samozino et al. , 2012) Les deux graphiques nous montrent bien que pour l'athlète 1 (ronds pleins), V0 est plus élevée que pour l'athlète 2 (ronds creux) et que cela a donc une incidence sur le profil puissance-vitesse. Les deux athlètes présentent des différences concernant leur puissance - 113 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance maximale théorique. Néanmoins, il est possible d'avoir une Pmax identique avec des V0 ainsi que des F0 différents. Par conséquent, la mesure de la puissance maximale à elle seule n'apporte pas la totalité des réponses sur les profils des athlètes. L'analyse des mouvements de types squat jump, contre-mouvement-jump, développé couché apporte des réponses quant à la performance sportive. En effet, Cronin et Hansen (2005) montrent qu'il y a une corrélation entre le squat, le-contremouvement-jump et la vitesse atteinte au sprint sur 5 mètres, 10 mètres et 30 mètres (Cronin et Hansen, 2005). Néanmoins, une récente étude de 2018 explique que la relation entre le niveau de performance et les indicateurs fournis par les relations force-vitesse et vitesse-puissance n'est pas si triviale, principalement chez une population d'athlètes de haut niveau (Jiménez-Reyes et al. , 2018). Cette étude a comparé les résultats entre squats jumps (SJ) à différentes charges et des sprints horizontaux linéaires à différentes distances (30 et 40 mètres). Après avoir calculé les relations force-vitesse et puissance-vitesse pour le mouvement du squat jump et les sprints, les auteurs se sont intéressés aux corrélations entre les paramètres mécaniques (F0, V0, Pmax). Les corrélations apparaissent comme étant très variables et faibles chez une population de sportifs de haut niveau. Les auteurs recommandent donc d'évaluer les relations force-vitesse et puissance-vitesse dans différentes conditions (sauts et courses) afin d'avoir un meilleur aperçu des capacités mécaniques maximales des membres inférieurs, notamment chez les sportifs de haut niveau (Jiménez-Reyes et al. , 2018). - 114 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Résumé L'analyse de la relation force-vitesse sur des mouvements poly-articulaires met en avant une linéarité entre la production de force et la vitesse produite. Plus précisément, plus la vitesse est rapide moins la production de force est importante. L'étude de ces mouvements fournit de nombreuses informations quant aux capacités mécaniques d'un système entier mais n'apporte pas de réponses précises sur les capacités maximales de production de force d'un muscle en particulier. Cette linéarité permet de tracer une relation force-vitesse ainsi qu'une relation puissance- vitesse sous la forme d'une parabole, fournissant de nombreux paramètres, à savoir : - V0, la vitesse maximale théorique produite par le mouvement à force nulle, - F0, la force maximale théorique à vitesse nulle, - Sfv, l'équation de la courbe entre la force et la vitesse, - P, la puissance étant le produit de la force et de la vitesse, - Pmax, la puissance maximale externe. Étant donné que l'analyse des mouvements tels que le squat, le développé couché ou encore les tractions est corrélée à l'analyse des performances sportives, étudier ces paramètres apporte des informations sur ces performances. Néanmoins, afin d'avoir un aperçu plus approfondi des capacités mécaniques du membre étudié, certains auteurs recommandent de réaliser plusieurs gestes sportifs différents, à savoir la course et les sauts. - 115 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance III. Evaluation des capacités mécaniques Différentes évaluations indirectes peuvent être proposées afin d'évaluer les capacités mécaniques d'un mouvement poly-articulaire. L'objectif de cette partie est de présenter les différents tests possibles. Ces méthode de terrain permettent d'estimer la puissance d'un athlète sur un geste spécifique sans avoir recours à une plateforme de force ou autre outil mesurant l'évolution précise de la production de force, de la vitesse ou encore l'accélération. III. 1. Evaluation des capacités mécaniques par des méthodes de terrain L'étude des capacités mécaniques des sportifs peut être analysée de différentes façons. Sargent et al. (1921) présentent un test mesurant les qualités de détente des membres inférieurs à partir du déplacement vertical du centre de masse au cours d'un saut. Un système de marques, entre la hauteur initiale de la main tendue en position debout et le point le plus haut atteint lors du saut, permet d'estimer le déplacement du centre de masse (cf. figure 41). La configuration du corps étant la même entre la position initiale et finale, il est possible de considérer que l'élévation de la main est égale à l'élévation du centre de masse du sujet. D'autres outils permettant de mesurer ce déplacement vertical se sont ensuite développés. Le test d'Abalakov permet de mesurer la détente en mettant en avant le cycle étirement raccourcissement (SSC). Le sportif part debout, exécute un contremouvement et réalise ensuite un saut le plus haut possible. Un ruban attaché à sa taille permet de mesurer le déplacement du centre de masses (cf. figure 47). Bosco et al. (1983) proposent un test sur un tapis mesurant cette fois-ci le temps d'envol lors du saut. Le tapis calcule le temps écoulé entre le moment o les membres inférieurs quittent le tapis et retouchent de nouveau le sol grâce à un système électrique fermé (cf. figure 47). La hauteur atteinte du centre de masses est calculée à partir de la formule suivante : 1 8 (Bosco, Luhtanen et Komi, 1983) h étant le déplacement total réalisé par le centre de masses et tf étant le temps de la phase aérienne. - 116 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Figure 47 : Tests mesurant la détente verticale. (Rahmani, 2000) III. 2. Estimation indirecte de la puissance maximale En 1966, Margaria et al. (1966) proposent un test mesurant la puissance anaérobie des membres inférieurs. Après un échauffement complet, le sportif réalise une course de 6 mètres et grimpe le plus rapidement possible allant directement à la marche 3, puis à la 6 et enfin à la 9. L'objectif est de mesurer la taille des marches et prendre le temps que le sportif met pour monter de la marche 3 à la 9 (à 0, 01 secondes près). Il alors possible de mesurer la puissance anaérobie à partir de la formule suivante : M étant la masse de l'athlète, g l'accélération gravitationnelle (9, 81 m. s-2), h est la hauteur entre la 3ème et la 9ème marche et t le temps mis pour aller de la marche 3 à la marche 9. Ce test permet de mesurer la puissance du sportif sans nécessiter d'outils scientifiques. En 1983, Bosco et al proposent un test simple qui se présente sous la forme de rebonds verticaux entre 5 secondes et 60 secondes (Bosco et al. , 1983). La puissance moyenne (Pmoy) développée pour chaque saut est égale à : 4 (Bosco et al. , 1983) - 117 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance avec tt étant le temps total du saut, tv le temps en phase aérienne et tc le temps de contact entre les deux phases de vol. Néanmoins, l'ensemble de ces méthodes ne permet que des mesures indirectes de la puissance. Le tableau ci-dessous dresse une récapitulatif des différentes méthodes permettant l'estimation de la puissance maximale (cf. tableau 15). Tableau 15 : Equations permettant d'estimer la puissance maximale. (Lara et al. , 2006) Toutefois, une étude récente explique que la hauteur atteinte lors d'un squat jump et d'un contre-mouvement jump ne représente pas toujours un indicateur pertinent des capacités de puissances maximales, remettant donc en cause les méthodes fournies dans le tableau précédent (cf. tableau 15) (Morin et al. , 2019). Les précédentes études ne prenant en considération uniquement des données anthropométriques ainsi que la hauteur maximale atteinte lors du centre amèneraient à des estimations de puissances erronées. Les auteurs expliquent que la masse des athlètes, la hauteur atteinte du centre de masse lorsque le participant quitte l'appui du sol, la charge optimale mais également le profil force vitesse sont indicateurs mettant mieux en lumière la relation entre hauteur du saut et puissance. Ils expliquent d'ailleurs qu'une méthode développée par Samozino en 2008 permettrait une estimation plus précise des capacités maximales de puissances d'un athlète (Samozino et al. , 2008). Dans ce sens, il nous apparat donc crucial de s'intéresser plus particulièrement à cette méthode. - 118 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance III. 3. Modèle biomécanique étudiant la relation force-vitesse-puissance En 2008, une étude propose une méthode simple mesurant la relation force-vitesse- puissance sans avoir besoin d'utiliser d'outils méthodologiques (Samozino et al. , 2008). Il suffit de ne relever que les données anthropométriques du sportif ainsi que les mesures fournies lors d'un squat jump (cf. figure 48), à savoir : - hs , la hauteur du centre de masse en position initiale (CM) - hpo, la hauteur atteinte du CM lorsque le sportif décolle ses pieds du sol - h, la hauteur maximale atteinte Figure 48 : Figure illustrant les trois valeurs clefs dans la méthode computationnelle de Samozino. (Samozino et al. , 2008) Avec ces trois valeurs, Samozino et al. (2008) calculent le travail total réalisé par le système, ce qui équivaut à l'évolution de l'énergie potentielle entre les deux positions tels que : ( ) Ce qui équivaut à ( ) (Samozino et al. , 2008) - 119 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance avec m la masse du sportif, g l'accélération gravitationnelle. En prenant en compte que WT est égal au produit de hpo multiplié par la force verticale moyenne générée par les membres inférieurs, il est possible d'écrire : Ou encore ( 1) (Samozino et al. , 2008). La vitesse moyenne verticale du CM durant la phase de poussée peut être formulée sous la forme de : avec tpo, la durée de la phase poussée, obtenue à partir de la relation impulsion-moment. Etant donné que la vitesse de départ est nulle, l'équation peut être formulée sous la forme de : ( ) (Samozino et al. , 2008) avec vto, la vitesse verticale atteinte lors du début de la phase aérienne calculée par : 2 Par conséquent 2 (Samozino et al. , 2008). Enfin, la puissance étant le produit de la vitesse et de la force, il est possible d'exprimer la puissance comme : ( 1) 2 (Samozino et al. , 2008). Samozino et al. (2008) comparent les valeurs de vitesse, de force et de puissance trouvées par leur méthode avec celles fournies par une plateforme de force. Les résultats indiquent que les valeurs entre la méthode computationnelle et la plateforme de force sont proches. Les coefficients de variation (CV) de la force, de la vitesse et de la puissance sont compris entre 2, 52% et 7, 24% pour la plateforme de force et entre 2, 56% et 6, 35% pour la méthode computationnelle (Samozino et al. , 2008). De plus le test de Bland et Altman (1983) confirme la différence entre les valeurs des deux méthodes (cf. figure 49). Ceci est très - 120 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance intéressant et permet d'analyser facilement la relation entre la force, la vitesse et la puissance sans utilisation d'outils scientifiques. Figure 49 : Différences entre la plateforme de force et la méthode computationnelle pour la force (a), la vitesse (b) et la puissance (c). La ligne horizontale continue correspond au biais moyen. Les lignes pointillées horizontales supérieures et inférieures représentent les limites de degrés de liberté (moyenne 1, 96 écarts-types de la différence entre les méthodes). Une récente étude de 2017 reprend le même principe et l'applique sur le développé couché (Rahmani et al. , 2017). Cette étude compare les résultats entre une méthode computationnelle et ceux fournis par un accéléromètre. Elle montre bien que cette méthode computationnelle peut être utilisée afin de mesurer la relation force-vitesse-puissance sans appareil de mesures. Cette méthode simple permettant de mesurer la relation force-vitesse-puissance chez des sportifs pourrait être réalisée sur le mouvement de la traction. Néanmoins, celle-ci demande de créer un modèle biomécanique qui serait une perspective très intéressante dans la prolongation de ce travail de thèse. - 121 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Résumé De nombreuses méthodes de terrain permettent d'évaluer les capacités mécaniques lors d'un mouvement poly-articulaire (test de Sargent, test de Bosco). Ces différentes méthodes apportent des réponses sur les capacités de production de forces externes d'un athlète à poids de corps. Ces méthodes de terrain permettent d'estimer indirectement la puissance maximale qu'un athlète est capable de produire. Néanmoins, de récentes études remettent en cause l'estimation de la puissance maximale des capacités mécaniques du membre analysé. Une récente étude de 2019 préconise de davantage suivre la méthode proposée par Samozino en 2008, s'appliquant au membre inférieur. - 122 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance IV. Analyse de la relation force-vitesse-puissance par des outils méthodologiques L'objectif de cette partie est de présenter les différents outils méthodologiques permettant d'analyser la relation force-vitesse-puissance. IV. 1. Utilisation de la plateforme de force Avec l'apparition et le développement des outils électroniques d'une grande précision, il devient alors possible d'analyser plus précisément la relation entre la production de force externe à différentes vitesses. Plusieurs études ont approfondi cette relation force-vitesse- puissance sur des segments inférieurs via une plateforme de force par exemple sur le mouvement du contre-mouvement-jump (Jiménez-Reyes et al. , 2014). Cet outil permet de mesurer les forces appliquées dans le plan sagittal, frontal et horizontal. Il est alors possible de mesurer l'accélération ainsi que la vitesse du centre de masses sur certains mouvements comme la marche ou le saut. En outre, en faisant varier la charge additionnelle de l'athlète il est possible de voir l'évolution des différentes composantes citées précédemment dans les trois plans. Ce type d'outil permet de réaliser des mouvements proches des situations auxquelles le sportif sera confronté dans sa discipline. Les informations analysées seront donc pertinentes dans la compréhension de la performance. Toutefois, ce travail s'intéressant aux membres supérieurs, l'utilisation d'une plateforme de force apparat limitée. IV. 2. Utilisation d'outils embarqués De nouveaux outils comme des opto jump, encodeurs linéaires ou encore des accéléromètres myotest sont des appareils scientifiques permettant également d'analyser la relation force-vitesse-puissance. Le myotest mesure l'accélération verticale instantanée (en m. s-2) ainsi que la force à chaque instant suivant la seconde loi de Newton : avec a l'accélération et m la masse du système. Le Myotest a l'avantage d'être facilement transportable et peut se fixer sur l'athlète lorsque celui ci réalise un mouvement. Dans le cadre de ce travail o le grimpeur réalise une traction, l'utilisation d'un Moytest dans l'analyse de la relation force-vitesse-puissance est - 123 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance d'un grand intérêt. D'ailleurs Laffaye et al. (2014) utilisent un Myotest afin d'estimer la puissance des grimpeurs. IV. 3. Fiabilité des outils embarqués Casartelli et al. (2010) étudient la fiabilité d'un Myotest sur différents mouvements (squats, contre-mouvement-jump, sauts à répétition) et comparent les résultats avec ceux d'un opto-jump (Glatthorn et al. , 2011). Les résultats montrent une bonne fiabilité des deux appareils de mesure. En revanche, les paramètres fournis par le Myotest (notamment la vitesse) sont surestimés. Le Myotest semble donc présenter certaines limites sur la précision des mesures. Néanmoins, une étude de Giroux et al. (2015) révèle une meilleure précision des mesures du Myotest. Elle compare sur un mouvement de squat-jump les données fournies par un opto jump, un encodeur linéaire, une plateforme de force ainsi qu'un Myotest (Giroux et al. , 2015) (cf. figure 50). Figure 50 : Plate-forme de force (FP), encodeur linéaire (LntT), accéléromètre (Acc) et système de mesure optique (Opto jump) permettant de déterminer la hauteur de saut et mesurer la force, la vitesse et la puissance. (Giroux et al. , 2015) Une étude de la fiabilité montre que les valeurs fournies par les différents outils scientifiques sont légèrement différentes et sont présentées dans le tableau ci-dessous (cf. - 124 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance tableau 16). Les données fournies par l'accéléromètre apparaissent moins fiables que celles fournies par la plateforme de force, en gardant des coefficients de variations convenables entre 5, 3% et 10, 2% pour la vitesse et la force. Dans le cadre de l'utilisation d'accéléromètre de type myotest, les résultats révèlent une bonne fiabilité. De plus, les mesures de vitesses sont similaires aux autres outils de mesure. Concernant la force, il existe une différence négligeable (3, 5%) entre les valeurs fournies par l'accéléromètre et celles fournies par l'accéléromètre. Dans ce sens, l'accéléromètre semble donc être un outil de mesure fiable. Tableau 16 : Fiabilité de la force, de la vitesse et de la puissance fournies par la plateforme de force (FP), l'encodeur linéaire (LnT), l'accéléromètre (Acc), la méthode de Samozino (Sam) (Giroux et al. , 2015) IV. 4. Utilisation de ces outils méthodologiques en escalade Le Myotest a déjà été utilisé dans l'estimation de la puissance chez une population de grimpeurs. Cet accéléromètre présente l'avantage de pouvoir être fixé au sportif durant la traction (cf. figure 39). Les mesures relevées sont fiables et proches des valeurs fournies par une plateforme de force (Giroux et al. , 2015). Il est fait le choix de l'utiliser afin d'analyser la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau. Il aurait été néanmoins possible d'utiliser un transducteur linéaire dont Muoz-Lpez et al. (2017) se sont servis lors de leurs analyses du mouvement de la traction. - 125 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Résumé De nombreux outils scientifiques permettent d'analyser la relation force-vitesse-puissance tels que des plateformes de force, des accéléromètres, etc . Le Myotest est un outil déjà utilisé dans une précédente étude chez des grimpeurs. Des études s'étant intéressées à la fiabilité et la précision du Myotest démontrent que cet outil est fiable malgré qu'il puisse légèrement surestimer les mesures de force, de vitesse et de puissance. Par ailleurs, il est également possible d'utiliser une méthode computationnelle en ne prenant que quelques paramètres clés sans avoir besoin d'outils scientifiques afin d'analyser la relation force- vitesse-puissance sur des mouvements de types squat-jumps, par exemple. Ce type de méthode est très précis mais nécessite la validation d'un modèle. Il serait très intéressant de s'y intéresser plus précisément lors de futures études sur la relation force-vitesse- puissance sur le mouvement de la traction. - 126 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance V. Méthodologie pour la mesure et l'analyse de la relation force-vitesse- puissance Cette dernière partie présente les différents paramètres qui seront pris en compte dans l'analyse de la relation force-vitesse-puissance lors de notre étude. V. 1. Analyse des membres inférieurs et supérieurs La relation force-vitesse-puissance a beaucoup été analysée au niveau des membres inférieurs sur des gestes de types squat jump (Samozino et al. , 2008), de sprint ou encore de pédalage. Au niveau des membres supérieurs, certains auteurs se sont intéressés au développé couché (Garca-Ramos et al. , 2016). Néanmoins, un seul auteur s'est intéressé à la relation- force-vitesse-puissance sur le mouvement de la traction (Muoz-Lpez et al. , 2017). Le peu d'étude sur ce type de mouvement peut s'expliquer par une raison très simple liée à la masse du système mesuré (athlète et charge additionnelle). La force externe qu'est capable de produire un sportif avec ses membres inférieurs est plus élevée que celle produite avec ses membres supérieurs. De plus, la charge additionnelle rajoutée aura un impact très important, afin de faire varier la production de force externe. V. 2. Mouvement balistique versus mouvement non balistique Le type de mouvement analysé est également un facteur important ayant un impact sur la relation force-vitesse-puissance. Il existe des mouvements de type balistique o il y a projection du système étudié, comme par exemple le développé couché o le sportif en fin de contraction lance la barre (Garca-Ramos et al. , 2016). Il existe également les mouvements non balistiques o il n'y a pas de projection du système comme par exemple le squat. Une étude de Garcia Ramos et al (2016) compare ces deux types de mouvements sur le développé couché. Les résultats suggèrent tout d'abord, quel que soit le type de mouvement, une relation linéaire avec des valeurs de régressions linéaires intéressantes (R > 0, 99). Le développé couché non balistique engendre une pente de la courbe plus importante (3, 62 0. 84 N. s. m- 1. kg-1 contre 3, 21 0, 56 N. s. m-1. kg-1) alors que le développé couché balistique induirait un V0 (2, 51 0, 33 m. s-1 contre 2, 82 0, 28 m. s-1) et une puissance plus importante (5, 53 1, 03 W. kg-1 contre 6, 36 1, 17 W. kg-1). Ces résultats ne sont pas étonnants car lors d'un mouvement non balistique, le sportif ralentit son mouvement afin de ne pas lâcher la barre et terminer le mouvement en atteignant la vitesse nulle. - 127 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Par conséquent, la modalité de l'exercice aura une incidence sur la relation force- vitesse-puissance. Néanmoins, dans le cadre de tractions, il s'avère difficile de faire un mouvement balistique notamment avec une charge additionnelle importante pour des raisons de sécurité de l'athlète. V. 3. Paramètres mesurés Quel que soit l'outil méthodologique utilisé, un mouvement sportif est généré par une production de force qui engendre de la vitesse. Ci-dessous sont présentées plusieurs courbes typiques de vitesses et de forces lors de différents mouvements (cf. figure 51). Il y a une augmentation de la vitesse en fonction du temps jusqu'à atteindre un pic avant une diminution. La différence se fait au niveau du mouvement lui-même, à savoir s'il est balistique ou non, et s'il y a une phase de contremouvement pour la préparation du jump. Figure 51 : Exemple de courbes typiques de vitesse et de force lors d'un squat (A et B) et d'un contremouvement jump (C et D) [(Rivière et al. , 2017) ; (Linthorne, 2001)]. Il est néanmoins possible de se poser la question sur le choix de mesure au niveau de la vitesse. En effet, certains auteurs vont analyser des valeurs instantanées qui donnent des informations sur la valeur du paramètre à un instant spécifique du mouvement (angle particulier du mouvement ou instant du décollage du sol). Il est possible d'analyser le pic de - 128 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance vitesse (Garca-Ramos et al. , 2016), c'est-à-dire le point culminant de la courbe de la vitesse. D'autres auteurs vont préférer analyser la vitesse moyenne (Samozino et al. , 2008), en mesurant donc l'évolution de la vitesse sur la totalité du mouvement. Ce choix est encore débattu dans la littérature scientifique [(Vandewalle et al. , 1987) ; (Dugan et al. , 2004)]. Néanmoins, dans le cadre d'un mouvement poly-articulaire il semble plus intéressant d'analyser la capacité du groupe musculaire à produire de la vitesse sur toute la durée du geste. Certains auteurs vont comparer des productions de forces absolues (N) [(Rivière et al. 2017) ; (Rahmani et al. , 2017)] alors que d'autres vont s'intéresser à la force rapportée à la masse de l'athlète (N. kg-1) (Morin et Samozino, 2016). Dans le cadre de comparaisons entre des sportifs, il semble davantage pertinent de rapporter la production de force externe à la masse de l'athlète. En effet, les charges additionnelles sont liées à la masse de l'athlète (30% de charge additionnelle par exemple). Il est donc plus intéressant de regarder la force rapportée à la masse et non la force absolue qui pourrait biaiser les comparaisons. V. 4. Choix au niveau des charges additionnelles : relation avec le 1-RM Les études proposent une disparité importante concernant les charges additionnelles utilisées. Certains auteurs choisissent des charges additionnelles élevées proches du 1-RM (Muoz-Lpez et al. , 2017) alors que d'autres choisissent un nombre de charges à tester, allant de 30% à 90% au niveau des charges additionnelles [(Jiménez-Reyes et al. , 2017) ; (Banyard et al. , 2017). Afin d'avoir une relation la plus représentative possible des capacités mécaniques du muscle, il est important d'avoir un nombre de charges testé suffisant. Au niveau du la régression linéaire, il est important que ce coefficient soit le plus proche possible du chiffre 16 [(Samozino et al. 2014) ; (Sreckovic et al. 2015)]. Plus la pente de la relation force-vitesse est proche de chaque point tracé entre la force et la vitesse, plus la relation est précise. (Jidovsteff et al. 2011) Enfin, au niveau du lien entre la relation force-vitesse-puissance et le 1-RM, les auteurs s'opposent. 6 Compris entre 0 et 1, une relation force-vitesse fiables induit un r compris entre 0. 90 et 0. 99 - 129 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance En effet, Muoz-Lpez et al. (2017) montrent qu'il y a une corrélation importante entre F0 et le 1-RM (r 0, 81). Une autre étude de Jidovsteff et al. (2011) propose d'ailleurs une formule permettant de trouver le 1-RM à partir de la relation force-vitesse telle que : 1 (0, 871 0) 0, 624 avec LD0 qui peut être défini comme étant la production de force maximale théorique à vitesse nulle, soit F0. Une récente étude de Rivière en 2017, s'intéresse à la position du 1-RM sur la relation force-vitesse sur un test de squat jumps. Après avoir mesuré ce 1-RM sur un test de squat, les athlètes réalisent des squats jumps avec différentes charges additionnelles (0% à 100% de la masse corporelle) permettant alors de tracer un profil force-vitesse. Les résultats montrent que cette répétition maximale serait sur la relation force vitesse, la valeur du 1-RM (0, 22 0, 05 m. s-1) étant environ 16% supérieur à la valeur fournie par la plus haute charge du squat jump mais 11% inférieur de F0. Bien que corrélées, les valeurs entre F0 et 1-RM ne sont pas identiques. La figure ci-dessous illustre la relation entre 1-RM et F0 (cf. figure 52). Figure 52 : Relation force-vitesse obetnue à la suite du test du Squat Jump (points noirs) par rapport à la condition du 1-RM (losange noir) (Rivière et al. , 2017) - 130 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance Néanmoins, Banyard et al. (2017) montrent une différence très importante entre le 1- RM prédit par la relation force vitesse et le 1-RM réel. Le 1-RM prédit, est dans le cas présent, surestimé. Celui-ci explique cette différence au niveau de l'appareil utilisé, étant un appareil de développé couché guidé, engendrant alors des frottements spécifiques. De plus, Jidovsteff et al. (2011) demandent au sportif de ne réaliser uniquement la phase concentrique sans la phase excentrique au niveau du 1RM et des répétitions, afin de minimiser le SSC (stretch shortening cycle ou cycle étirement raccourcissement). Banyard et al. (2017) quant à eux défendent l'idée que le 1-RM et les répétitions doivent être mesurées en utilisant ce SSC pour une meilleure validité écologique. De plus, les athlètes seraient plus proches de leur répétition maximale qu'en condition normale. En conclusion, si le 1-RM est lié à la relation force-vitesse, il semble donc que les conditions d'exercices aient un impact important sur les résultats produits. Résumé La relation entre la force et la vitesse sur des mouvements poly articulaires a été analysée sur des mouvements impliquant les membres inférieurs et supérieurs. Toutefois, une seule étude s'est intéressée au mouvement de la traction. Des mouvements balistiques et non balistiques peuvent être utilisés. Néanmoins le mouvement non balistique minimise les qualités de vitesse. Il est possible d'utiliser soit le pic de vitesse ou la vitesse moyenne. L'analyse de la vitesse moyenne est davantage pertinente dans le cadre de la compréhension d'un geste sportif. De plus il est possible d'analyser soit la force absolue soit celle rapportée à la masse de l'athlète. Si l'objectif de l'étude est de comparer des résultats entre des sportifs il semble que rapporter la force à la masse de l'athlète soit plus intéressant. Enfin, au niveau des charges additionnelles, proposer des charges très différentes les unes des autres permet une meilleure relation force-vitesse-puissance. Si de nombreuses études montrent que le 1-RM est lié à la relation force vitesse, les conditions d'exercices ont un impact sur les résultats produits. - 131 - PARTIE 2 Chapitre I : Présentation de la relation force-vitesse-puissance VI. Choix méthodologiques dans l'analyse de la relation force-vitesse- puissance en escalade Ce chapitre a montré que la relation force-vitesse-puissance permet d'avoir des paramètres objectifs (V0, F0, Pmax, etc). Cette relation étudie la production de force externe à différentes vitesses. Les résultats fournissent des indications quant aux capacités mécaniques que le sportif peut produire. En outre, ces informations sont en lien avec la performance sportive. Il s'agit maintenant de présenter les choix faits quant au protocole méthodologique qui sera utilisé dans l'étude de la relation force-vitesse-puissance chez une population de grimpeurs de haut niveau. Les contraintes méthodologiques utilisées sont donc : d'analyser la relation force-vitesse-puissance sur un mouvement poly-articulaire qui sera celui de la traction ; d'utiliser un Myotest présentant une bonne fiabilité et déjà utilisé sur la seule étude s'intéressant à la puissance développée par des grimpeurs ; de prendre comme critères de comparaisons entre les disciplines, les différents paramètres issus de la relation force-vitesse-puissance à savoir V0, F0, Sfv, Pmax ; d'analyser des productions de forces externes rapportées à la masse du grimpeur ; de calculer une vitesse moyenne et de ne pas s'intéresser au pic de vitesse ; de réaliser une traction non balistique, minimisant V0 mais indispensable pour des aspects sécuritaires ; de tester un nombre de charges additionnelles important afin d'obtenir la relation la plus précise possible. - 132 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse Ce chapitre présente l'étude n3 qui a été réalisée durant ce travail doctoral dont la version originale figure en annexe (Annexe 4). Des indications supplémentaires sont volontairement présentes dans la version présentée dans ce document afin de mieux débattre du travail réalisé. L'objectif de cette étude est de comparer les capacités mécaniques de production de force externe des membres supérieurs entre des grimpeurs spécialistes en bloc, en vitesse et en difficulté et ce, à différentes vitesses de raccourcissement des fibres musculaires. Ces capacités ont été évaluées à l'aide de la relation force-vitesse-puissance lors d'un test de tractions lestées. I. Méthode expérimentale Cette première partie présente la méthode expérimentale utilisée lors de cette étude. I. 1. Présentation des participants Un échantillon de 24 grimpeurs de haut niveau en escalade a été divisé en trois groupes : 11 spécialistes en bloc (âge 26, 3 4, 7 ans), 8 spécialistes en difficulté (âge 22, 6 5, 5 ans) et 5 en vitesse (âge 24, 2 5, 5 ans). L'ensemble de ces grimpeurs ont participé à des échéances de niveau international (Coupe du monde, Coupe d'Europe, Championnat d'Europe et Championnat du Monde) la saison précédente dans leur discipline respective. De plus, ils s'entrainent au moins 6 fois par semaine. Les grimpeurs de bloc ont un niveau de 8b bloc, cotation Fb ; 5. 13d cotation YDS et un niveau de 28 cotation IRCRA. Les grimpeurs de difficulté ont un niveau de 8c, 5. 14b cotation YDS et un niveau de 27 cotation IRCRA. Enfin, les grimpeurs de vitesse réalisent la voie de vitesse officielle (15 mètres de hauteur avec 5 degrés de dévers) en 6, 28 0, 81 secondes (meilleur chronomètre en coupe du monde durant la saison 2017 2018). Aucun de - 133 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse ces grimpeurs ne doit souffrir de blessures au niveau des membres supérieurs sur ces dix derniers mois. I. 2. Procédure de la démarche expérimentale I. 2. a. Echauffement Tous les participants réalisent les essais durant la même période de la journée (10h) afin de limiter l'influence des variations circadiennes. Les grimpeurs reçoivent l'instruction de ne pas boire de café ou d'alcool durant les 12 heures précédant l'étude, mais ils peuvent boire de l'eau. L'ensemble des données anthropométriques, à savoir la taille (cm), la masse corporelle (kg), le pourcentage de matière grasse (%), l'envergure des bras (cm), l'APE index (rapport entre la taille des bras et la taille du sportif) et enfin la longueur bi-acromiale sont mesurés avant la session. Chaque participant suit le même échauffement durant 20 minutes. Il grimpe sur la même structure, commençant par des mouvements à faible intensité avant de terminer par des mouvements à haute intensité. Après cela, il réalise trois tractions avec différents pourcentages de charge additionnelle (10%, 20% et 40%) avec 3 minutes de récupération entre chaque répétition. I. 2. b. Procédure expérimentale Concernant la procédure expérimentale, chaque grimpeur réalise deux tractions explosives lestées à différents pourcentages de leur masse corporelle ( 0%, 30%, 45%, 60% et 70% de leur masse corporelle) pour un total de 10 tractions. Entre chaque répétition, un temps de récupération est fixé à 3 minutes, afin de limiter les effets liés à la fatigue. Les tractions sont volontairement réalisées dans le désordre. Concernant la position, le grimpeur tient la barre de traction (40 mm de diamètre), mains en pronation espacées d'une longueur égale à 1, 5 fois leur longueur bi-acromiale. Les pieds ne touchent pas le sol et les épaules restent tendues avant le signal du début du test. Au bip sonore, les participants doivent réaliser une traction verticale le plus rapidement possible. La traction est validée seulement si le menton dépasse la barre de la traction. La position est maintenue pendant 1 seconde afin de garantir une immobilité et le grimpeur peut ensuite descendre. Si ces conditions ne sont pas respectées, l'essai n'est pas - 134 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse comptabilisé et l'athlète doit recommencer. Une illustration du test est présentée (cf. figure 53). Figure 53 : Illustration du test. (a) représente la position de départ, (b) la position finale. I. 3. Méthodologie Un accéléromètre tri-dimensionnel (Myotest, Sion, Switzerland, Fréquence 500 Hz) est fixé sur une ceinture située juste au-dessus du baudrier dans la zone lombaire. Le départ du mouvement est déterminé lorsque l'accélération verticale dépasse 0. 10 m. s-2. La fin du mouvement est caractérisée lorsque la vitesse est de 0 m. s-1, c'est-à-dire lorsque le grimpeur finit la traction et reste immobile, le menton au-dessus de la barre. Seulement la partie ascendante de la traction est prise en compte dans cette étude. Les données enregistrées par l'accéléromètre sont stockées pendant la procédure expérimentale puis transférées au logiciel Myotest ProSoftware, (version 1. 3. 2). La vitesse verticale instantanée (V) du centre de masses est obtenue après avoir intégré l'accélération avec une vitesse initiale de 0 m. s-1. L'accélération est utilisée à chaque instant afin de calculer la force (in N. kg-1) ; m étant la masse du grimpeur avec la charge additionnelle. La puissance instantanée est le produit de la force et de la vitesse à chaque instant avec (W. kg-1). La force moyenne, la vitesse et la puissance de chaque essai sont calculées en tant - 135 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse que moyenne de la force instantanée, de la vitesse et de la puissance pendant la partie ascendante de la traction. Les relations force-vitesse et vitesse-puissance sont décrites par la régression linéaire des moindres carrés en utilisant l'essai avec la vitesse moyenne maximale pour chaque condition [(Samozino et al. 2012) ; (Jiménez-Reyes et al. , 2014)]. Les courbes F V sont extrapolées afin d'obtenir le F0 (N. kg1) et le V0 (m. s1), correspondant respectivement aux intersections de la courbe avec les axes force (ordonnée) et vitesse (abscisse). Le profil F V a été calculé comme la pente de la relation linéaire F V (Sfv, en N. s. kg1. m1). Les valeurs de puissance maximale (Pmax, en W or W. kg1) sont déterminées à partir de 0 0/4 (Samozino et al. , 2012). Cette Pmax est comparée à la puissance (P) développée par l'athlète durant la traction sans charge additionnelle. Cela permet d'évaluer si les grimpeurs sont capables de développer leur puissance maximale à leur propre masse corporelle. Résumé Une analyse force-vitesse-puissance est issue d'un test composé de tractions lestées. Un échantillon de 24 grimpeurs de haut niveau, divisé en trois groupes (bloc, difficulté, vitesse) réalise deux tractions explosives lestées à différents pourcentages de leur masse corporelle ( 0%, 30%, 45%, 60% et 70% de leur masse corporelle) pour un total de 10 tractions. La mesure de l'accélération et de la force est enregistrée à chaque instant avec l'aide d'un Myotest. L'intégration de cette accélération permet d'obtenir la vitesse. Il est fait le choix de mesurer une vitesse, une force et une puissance moyenne durant la partie ascendante de la traction. La relation force-vitesse-puissance permet d'obtenir des paramètres tels que le V0, le F0, la Pmax, Sfv qu'il convient de comparer en fonction des différentes spécialités sportives. - 136 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse II. Analyses statistiques Toutes les données sont présentées en moyenne écart type. La normalité et l'homogénéité de la variance sont vérifiées avant l'analyse à l'aide du test de Shapiro-Wilk et du test de Brown-Forsythe. Les tests statistiques sont traités à l'aide du logiciel STATISTICA (version 10, StatSoft, Inc. , Tulsa, USA). Afin d'évaluer la fiabilité de F et de V, le coefficient de corrélation intraclasse (ICC) et le coefficient de variations (CV, exprimée en%) sont calculés entre les deux essais dans chaque condition sur les valeurs moyennes de F et de V quantifiées lors de la traction. En ce qui concerne la fiabilité des mesures, Atkinson et Nevill (1998) ont montré qu'un 0, 8 et un CV < 10% garantissent une excellente fiabilité (Atkinson et Nevill, 1998). Pour évaluer la différence entre les trois groupes, une analyse de variance à 1 facteur est réalisée (ANOVA) à l'aide d'un test de Post-Hoc de Tukey. Le seuil de significativité est fixé à p < 0, 05 et la taille de l'effet () est définie comme petite pour 0, 01, moyenne pour 0, 09 et grande pour 0, 25 (Cohen, 1988). Pour chaque résultat, la puissance observée () est calculée. - 137 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse III. Résultats Les résultats issus de cette étude sont présentés dans cette partie. Après avoir montré qu'il y a de légères variations anthropométriques entre les trois groupes, il s'agira de montrer que les mesures issues de la relation force-vitesse-puissance mettent en avant d'importantes différences entre ces 3 groupes. III. 1. Résultats sur les données anthropométriques Les données anthropométriques (masse corporelle, pourcentage de matière grasse, IMC) sont mesurées à l'aide d'une balance à impédance (utilisée pour l'étude 1 et 2). L'ensemble de ces données est présenté dans le tableau ci-dessous (cf. tableau 17). Tableau 17 : Caractéristique anthropométrique des trois groupes. représente une différence significative entre les grimpeurs de difficulté et de vitesse (p < 0. 05). Une seule différence significative de la masse est observée entre les trois groupes, F (2. 21) 3, 99, p 0, 034 avec 0, 28 et 0. 65. Le test de post Hoc de Tukey révèle que les grimpeurs de vitesse ont une masse significativement plus élevée que les grimpeurs de difficulté ( 10, 03%). Ces valeurs sont proches d'autres études concernant des grimpeurs élites et de haut niveau [(Lpez-Rivera et González-Badillo, 2012) ; (Ryepko, 2013b)]. III. 2. Résultats sur la relation force-vitesse-puissance Les variations du signal de la vitesse pour les charges de 0%, 45% et 70% sont présentées ci-dessous (cf. figure 54). Le temps mis pour réaliser la phase ascendante de la traction augmente avec la charge. De plus, les signaux sont différents entre les trois groupes, particulièrement dans la phase initiale de la traction. Pour les grimpeurs de bloc et de - 138 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse difficulté, à 0% de la charge additionnelle, la vitesse semble augmenter de manière presque linéaire jusqu'à la vitesse instantanée maximale ; alors que pour les grimpeurs de vitesse, une légère décélération est observée après le début de la traction. Puis cette dernière augmente pour atteindre sa vitesse maximale. Figure 54 : Représentation graphique d'un signal typique des grimpeurs de bloc (B), des grimpeurs de difficulté (L) et des grimpeurs de vitesse (S) à 0%, 45% et 70% des charges additionnelles. Le signal typique de la relation force - vitesse durant le mouvement d'une traction est présenté ci-dessous (cf. figure 55). - 139 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse Figure 55 : Relation typique de la relation F-V entre deux athlètes (1 et 2). L'athlète 1 présente un F0 plus élevé avec un V0 plus faible comparé à l'athlète 2 pour une Pmax similaire. Concernant la fiabilité, les valeurs ICC et CV de la force moyenne et de la vitesse moyenne ; ont été répertoriées dans le tableau ci-dessous (cf. tableau 18). La force varie de 9, 92 0, 79 N. kg-1 à 17, 38 2, 22 N. kg-1 ; le CV de 1, 00% à 6, 18% et le ICC de 0, 98 à 0, 99. La vitesse varie de 0, 38 0, 12 m. s-1 à 0, 93 0, 109 m. s-1 ; le CV de 2, 75% à 6, 62% et les ICC de 0, 84 à 0, 95. Tableau 18 : Moyenne des coefficients de corrélations intraclasses (ICC) et des coefficients de variations (CV) pour les vitesses et forces moyenne en fonction des différents pourcentages de charges additionnelles (0%, 30%, 45%, 60% et 70%). - 140 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse Les relations individuelles du profil force-vitesse sont cohérentes avec les régressions linéaires (R compris entre 0, 93 et 0, 99) avec une valeur moyenne de 0, 98 0, 02 pour les grimpeurs de bloc, 0, 95 0, 02 pour les grimpeurs de difficulté et 0, 98 0, 01 pour les grimpeurs de vitesse. Les variables issues de la relation force-vitesse-puissance pour les trois groupes sont présentées ci-dessous (cf. tableau 19). Tableau 19 : Moyenne et écart type des résultats des paramètres issus de la relation force- vitesse- puissance en fonction des groupes. * Quand différence significative (p < 0, 05) Quand différence significative avec les grimpeurs de difficulté (p < 0, 05) Quand différence significative avec les grimpeurs de vitesse (p < 0, 05) Le test de post-hoc de Tukey a révélé une différence significative entre les grimpeurs de bloc et de difficulté pour Pmax (p < 0, 01), Sfv (p < 0, 05), V0 (p < 0, 01), P (p < 0, 01) et entre grimpeurs de vitesse pour Pmax (p < 0, 05), V0 (p 0, 01) et P (p < 0, 01). Une différence moyenne de 2, 80 0, 24% entre Pmax est enregistrée pour les trois groupes (2, 72 0, 21% pour les grimpeurs de bloc, 4, 20 0, 25% pour les grimpeurs de difficulté et 1, 48 0, 09% pour les grimpeurs de vitesse). - 141 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse IV. Discussion Après avoir présenté les résultats issus de cette étude, il s'agit maintenant de discuter et de montrer que chacune des disciplines présentent des caractéristiques spécifiques. IV. 1. Fiabilité du test En ce qui concerne la fiabilité du test, la moyenne des ICC est de 0, 89 pour la vitesse et de 0, 99 pour la force. La moyenne des CV est de 4, 23% pour la vitesse et de 2, 98% pour la force. Ces résultats sont conformes aux précédentes études utilisant des accéléromètres et qui montrent un CV de 4, 2% pour la force et de 8, 2% pour la vitesse, lors d'un test de squat jump (Giroux et al. , 2015). Atkinson et Nevill (1998) ont montré qu'un ICC supérieur à 0, 8 et qu'un CV inférieur à 10% garantissent une excellente fiabilité. La méthode utilisée pour tester la capacité de production de force lors des exercices de traction apparat donc comme étant très fiable. La pente de régression linéaire montre que le R se situe entre 0, 93 et 0, 99. Ce résultat est similaire aux études précédentes menées sur les membres inférieurs [(Samozino et al. , 2008) ; (Samozino et al. , 2014)] et supérieurs (Muoz-Lpez et al. , 2017). Cela confirme la qualité de la relation linéaire entre la vitesse et la force externe produite lors d'une traction. IV. 2. Interprétations de Pmax et de V0 En ce qui concerne la Pmax, une différence significative est montrée entre les grimpeurs de bloc comparativement aux grimpeurs des deux autres disciplines (11, 03 1, 56 W. kg-1 contre 8, 57 1, 09 W. kg-1 et 8, 13 1, 48 W. kg-1). Les grimpeurs de bloc sont en mesure de produire une puissance maximale plus élevée en raison d'une meilleure capacité de production de force à vitesse importante en comparaison des autres disciplines. En effet, les spécialistes de bloc présentent des valeurs de V0 significativement plus élevées que les autres groupes (2, 09 0, 36 m. s-1 versus 1, 59 0, 24 m. s-1 et 1, 64 0, 24 m. s-1), révélant de nombreux indicateurs sur leur profil. Les grimpeurs de difficulté ont besoin d'une force maximale élevée ainsi que de l'endurance au niveau des doigts et des bras [(Macleod et al. , 2007) ; (Ozimek et al. , 2017)]. Si la discipline de bloc demande aussi une force importante au niveau des doigts, elle est également caractérisée par de nombreux mouvements dynamiques (White et Olsen, 2010) et révèle par conséquent un profil demandant des qualités de production de force à vitesse rapide. - 142 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse Par ailleurs, il existe également une différence significative entre les grimpeurs de bloc et de vitesse. Deux raisons peuvent expliquer cette différence. Premièrement, dans la discipline de vitesse, le déplacement du corps est en partie due aux membres inférieurs (Kozina et al. , 2013). Or, ce test ne porte que sur les membres supérieurs, ce qui peut induire une sous-estimation de l'importance de la contribution des qualités de puissance spécifique au grimpeur de vitesse. Deuxièmement, tous les sportifs commencent avec les bras complètement tendus. Ils réalisent ensuite la montée le plus rapidement possible. Deux phases durant la traction sont identifiées : d'abord la descente de la scapula, et ensuite une adduction et une extension du bras couplées à la flexion du coude. Cependant en vitesse, les grimpeurs n'effectuent pas de mouvement sans vitesse en ayant les bras tendus à l'exception du départ, cela afin de limiter l'amplitude des mouvements et de conserver la vitesse durant l'ascension. A l'inverse, en bloc et en difficulté, de nombreux mouvements débutent en position bras tendus afin de maximiser l'amplitude. Les grimpeurs initient leurs mouvements sans vitesse et doivent produire une force importante avec une forte amplitude. Ces deux raisons peuvent expliquer la différence entre les performances des grimpeurs de bloc par rapport à celles des grimpeurs de vitesse. La capacité à produire des mouvements rapides dans les membres supérieurs semble être spécifique à l'escalade de bloc. IV. 3. Interprétation de F0 Concernant F0, aucune différence n'est observée pour les grimpeurs des trois groupes (entre 19, 81 1, 31 N. kg-1 et 21, 23 1, 87 N. kg-1). Ces valeurs sont supérieures à celles d'une autre étude mentionnée précédemment qui utilise la relation force-vitesse sur le mouvement de la traction (entre 14, 8 2, 1 N. kg-1 et 19, 0 2, 6 N. kg-1) (Muoz-Lpez et al. , 2017). Cette différence peut s'expliquer notamment par le niveau d'expertise des athlètes. En effet, cette étude s'intéresse à des grimpeurs de haut niveau s'entrainant depuis de nombreuses années à la différence de l'autre étude. Les résultats de F0 démontrent donc qu'un haut niveau de force semble nécessaire pour être un grimpeur de haut niveau, sans pour autant être discriminant entre les groupes. IV. 4. Interprétation de Sfv Le profil force-vitesse est un rapport entre les capacités de production de force à basse et haute vitesse et est caractérisé par la pente de la courbe (Sfv) [(Samozino et al. , 2012) ; (Samozino et al. , 2014)]. Une différence significative a été montrée entre les grimpeurs de - 143 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse bloc et de difficulté (-10, 48 2, 24 contre -14, 17 3, 49), la valeur de la pente étant plus faible pour les grimpeurs de bloc. Plus la pente descend rapidement, plus les capacités de production de force diminuent rapidement lorsque la vitesse de déplacement augmente. Par conséquent, les spécialistes de bloc ont un profil force-vitesse plus élevé, orienté vers des qualités de vitesse (c'est-à-dire une production de force à grande vitesse). IV. 5. Rapport entre Pmax et P Ces différences au niveau de la relation force-vitesse-puissance ont induit une puissance élevée lors de la traction à poids de corps (sans charge additionnelle) avec une différence significative entre les grimpeurs de bloc et les 2 autres groupes. De plus, une différence moyenne de 2, 80% entre le Pmax et le P moyen a été enregistrée pour les trois groupes. Par conséquent, la moyenne de la puissance développée à poids de corps est presque similaire à celle du Pmax. De récentes études se sont intéressées à la notion de charge optimale (Markovic et Jaric, 2007). En d'autres termes, à quelle charge, les athlètes développent leurs puissances maximales. Des études montrent que dans le cas du membre inférieur, la puissance maximale est développée à une charge égale ou très proche de la masse corporelle des sportifs (Markovic et Jaric, 2007). Ces auteurs font l'hypothèse que le système locomoteur est conçu pour déplacer sa propre masse corporelle et par conséquent fonctionne de manière optimale (Jaric et Markovic, 2009). Néanmoins, dans certaines activités o les sportifs travaillent régulièrement avec des charges additionnelles, il est possible de voir une charge optimale légèrement supérieure à leur masse corporelle (Thomas et al. , 2007). Nous montrons ici que les résultats apparaissent comme étant similaire au niveau du membre supérieur, ce qui n'avait pas encore été montré, à notre connaissance. De fait, les grimpeurs de haut niveau en escalade sont en moyenne, capables de développer leur puissance maximale lorsqu'ils mobilisent leur propre masse corporelle. Ces résultats doivent être analysés de façon plus approfondis mais si nous faisons le lien avec l'hypothèse de Jaric et Markovic de 2009, cela reviendrait à montrer que la pratique de l'escalade déplace la charge optimale vers la masse corporelle. - 144 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse Résumé Les résultats montrent une absence de différence au niveau de F0. La relation force-vitesse révèle une différence uniquement entre les grimpeurs de difficulté et de bloc. En revanche, les paramètres tels que V0, Pmax et P apparaissent comme étant significativement plus importants pour les grimpeurs de bloc, comparativement aux deux autres disciplines. Ces indications révèlent d'une part que les grimpeurs de bloc possèdent une puissance supérieure. D'autre part, ils sont capables de produire une force externe plus importante à la fois à vitesse élevée et à vitesse lente, à la différence des grimpeurs de difficulté et de vitesse. Enfin, la puissance maximale (Pmax) est similaire à la puissance développée à poids de corps. Cela montre que les grimpeurs de haut niveau sont en mesure de produire leur puissance maximale à poids de corps. - 145 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse V. Limites de l'étude De cette étude peut être relevée de nombreuses limites. Le Myotest est fixé à la ceinture dans la région lombaire. Pendant le mouvement de traction, la flexion des membres supérieurs induit un léger mouvement du centre de masse vers le bas tandis que le Myotest ne bouge pas. Par conséquent, l'accélération et la vitesse peuvent être légèrement surestimées. Cependant, les erreurs induites sont négligeables comme le démontre une étude sur le saut vertical dans lequel le même phénomène se produit pour les membres inférieurs qui sont plus lourds que les membres supérieurs (Samozino et al. , 2008). Cela n'a donc pas eu d'impact sur les résultats de cette étude. Deuxièmement, les grimpeurs spécialistes en vitesse sont peu nombreux ; cette pratique étant relativement récente et le mur officiel n'apparaissant qu'en 2007. Par conséquent, le nombre de participants en France est inférieur à celui de l'escalade de bloc et de difficulté. En outre, en voulant augmenter la taille de l'échantillon, il aurait été nécessaire de diminuer le niveau d'expertise. Il n'aurait été alors plus possible de comparer les trois groupes. Il est possible de s'interroger sur le lien entre les paramètres issus du profil F V (F0, V0 et Pmax) pour chaque athlète et leur performance en escalade. En effet, il est contestable d'énoncer que le niveau d'expertise en escalade s'explique uniquement par des paramètres issus du profil F V. Des études montrent malgré tout que ce mouvement de traction est caractéristique du niveau des grimpeurs [(Ozimek et al. , 2017) ; (Laffaye et al. , 2016)] . Une solution serait de proposer le même protocole expérimental à des athlètes d'un niveau plus faible. Cependant, l'ajout de charge additionnelle engendrerait d'autres problématiques. En effet, pour que la relation soit la plus précise et caractéristique des capacités mécaniques de production de force externe, il est important d'avoir un nombre suffisant de points. Plus précisément, il est impératif de diversifier le nombre de charges additionnelles. Or, rapidement les sportifs sont limités par leur propre capacité mécanique à produire une force externe suffisante. Une autre limite se trouve être le choix du mouvement analysé et plus précisément la condition. En effet, en proposant une traction non balistique et donc sans projection de charge, le grimpeur doit décélérer la fin du mouvement afin d'atteindre une vitesse nulle entrainant une sous-estimation des capacités de V0. Une solution serait de reprendre le mouvement du - 146 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse arm jump test (Laffaye et al. , 2014), qui utilise la traction balistique. Par ailleurs, il serait nécessaire de gérer un aspect sécuritaire, notamment lié à la chute du grimpeur avec une charge additionnelle. Enfin, une dernière limite s'explique par la production de force externe du sportif. En effet, la première charge à déplacer est la masse corporelle du grimpeur. Dès lors, l'ajout de charge additionnelle induit forcément une baisse de la vitesse. Par conséquent, les points qui sont tracés lors de la relation force-vitesse-puissance ne représentent qu'un seul côté de la parabole de la puissance (cf. figure 56). D'ailleurs, la puissance à poids de corps (P) est intimement liée à la Pmax qui est le point de la parabole. Il serait intéressant de proposer également des tractions délestées afin d'avoir une relation plus précise et complète. Figure 56 : Relations entre la production de force à différentes vitesses (rectangles) et points déduits sur la parabole (ronds). La zone en bleu correspond à la partie de la parabole analysée lors du test. (Cross et al. , 2017) - 147 - PARTIE 2 Chapitre II : Etude de la relation force-vitesse-puissance chez des grimpeurs de haut niveau en bloc, difficulté et vitesse VI. Application pratique et conclusion VI. 1. Application pratique Il s'agit de la première étude qui utilise la relation force-vitesse-puissance pour tester la capacité de production de force externe sur des grimpeurs de haut niveau. Le but de cette étude est de comparer les différences et les similarités entre les grimpeurs de bloc, de difficulté et de vitesse sur un test de traction. Dans le cadre d'un format olympique de type combiné, il semble que la spécialité la plus adaptée soit celle qui associe non seulement un haut niveau de force [(Ozimek et al. , 2017) ; (Laffaye et al. , 2014)] et d'endurance (Vigouroux et Quaine, 2006), mais également une puissance importante, en raison des mouvements dynamiques dans le bloc (White et Olsen, 2010). Un profil orienté vitesse capable de produire une force externe importante à grande vitesse semble plus approprié pour le format combiné. Par conséquent, il semble que le bloc soit la discipline la plus favorable aux Jeux olympiques de 2020 qui se dérouleront au Japon. D'autres études seraient nécessaires pour voir comment l'optimisation de ce profil F-V, en fonction d'un entrainement spécifique, est possible (Jiménez-Reyes et al. , 2017). VI. 2. Conclusion La capacité de production de force externe du grimpeur de haut niveau est évaluée lors d'un test de tractions lestées avec l'utilisation de la relation force-vitesse-puissance. La fiabilité de la méthode s'est avérée élevée. De plus, il y a de nombreuses différences significatives entre les grimpeurs de blocs et les grimpeurs de difficulté (Pmax, Sfv, V0 et P), et entre les grimpeurs de bloc et les grimpeurs de vitesse (Pmax, V0 et P). Par rapport aux grimpeurs de vitesse et de difficulté, les grimpeurs de bloc produisent à la fois une production de force externe importante à vitesse lente et à vitesse rapide. Leurs qualités de puissance sont déterminantes dans leur discipline et permettent probablement une meilleure adaptation dans les autres disciplines d'escalade. Ces différences révèleraient un profil vitesse chez les grimpeurs de bloc, ce qui n'avait encore jamais été montré auparavant. - 148 - CONCLUSION GENERALE CONCLUSION GENERALE Durant ce travail de thèse, les facteurs physiques influençant la performance en escalade ont été étudiés. Les facteurs qui déterminent le niveau d'expertise, et ceux qui sont spécifiques à chaque discipline (bloc, difficulté, et vitesse) ont été mis en lumière. Il s'agit maintenant de faire une synthèse de chaque étude en rappelant les principaux résultats. La force maximale des muscles fléchisseurs des doigts est-elle discriminante du niveau en escalade ? Un test de flexion maximale de doigts sur un dynamomètre électronique a été utilisé avec un protocole expérimental identique pour chaque participant. Deux préhensions ont été utilisées (tendue et semi tendue) car elles sont caractéristiques des préhensions présentes en escalade. Plusieurs groupes ont été testés (non grimpeurs, confirmés, internationaux). Ces mesures ont montré que la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts apparat comme étant un facteur fiable et reproductible. Les résultats révèlent qu'il existe bien des différences importantes entre les grimpeurs internationaux, confirmés et les non grimpeurs quelles que soient les préhensions. Si ces résultats ne permettent pas de différencier les sportifs de haut niveau entre eux, ils permettent de souligner l'importance de développer une force maximale importante. Par conséquent, la force maximale des muscles fléchisseurs des doigts est bien discriminante du niveau en escalade. Le taux de développement de la force est-il un paramètre fiable et discriminant ? Durant le même test, la capacité à produire de la force le plus rapidement possible a été analysée. Cet indicateur est appelé le taux de développement de la force (RFD). Les RFD contractiles à savoir le RFD50ms, le RFD100ms, le RFD200ms et le RFD95% ont été mesurés. - 149 - CONCLUSION GENERALE Une étude de la fiabilité a montré que seul le RFD200ms est fiable quel que soit le niveau du grimpeur, les autres RFD présentant d'importantes fluctuations. La comparaison de ces paramètres en fonction du niveau d'expertise révèle que les grimpeurs internationaux possèdent un RFD200ms supérieur aux grimpeurs confirmés et aux non grimpeurs. Ces spécificités révèlent qu'être en mesure de produire de la force rapidement est indispensable afin d'être performant en escalade. Ces différences peuvent s'expliquer à la fois en raison d'une différence au niveau de la structure des muscles sollicités (muscles fléchisseurs superficiels et profonds des doigts) mais également au niveau du facteur nerveux, notamment la fréquence de décharges des unités motrices. Enfin, il y a une corrélation entre la force maximale volontaire et le RFD. De récentes études de 2019 révèlent que le RFD influence cette production de force maximale (Del Vecchio et al. , 2019b). En d'autres termes, si les grimpeurs cherchent à développer leurs forces maximales, ils doivent donc chercher à travailler également leur RFD, par conséquent à produire une force élevée le plus rapidement possible. La dimension temporelle de la production de force doit être travaillée. La force maximale et le RFD peuvent-ils évoluer en fonction d'un entrainement spécifique ? Une deuxième étude chez des sportifs de haut niveau a analysé l'évolution de la force maximale, le RFD200ms et le RFD95%, en fonction d'un entrainement spécifique. Les résultats montrent que le RFD200ms est le seul indicateur sensible à l'entrainement. Il s'avère que l'amplification de la fréquence des décharges des unités motrices soit responsable de l'augmentation du RFD. De plus, il est à noter que des gains rapides et significatifs peuvent être mesurés en seulement 4 semaines. Dans l'optique d'un travail physique proche de compétitions importantes, il serait donc intéressant de développer le RFD. Existe-t-il des différences au niveau de ces paramètres en fonction des spécialités sportives ? Une étude suivant le même protocole expérimental a montré qu'il existe des différences de la force maximale et du RFD200ms entre des grimpeurs internationaux en bloc et en difficulté. Les résultats montrent que ces grimpeurs de bloc sont en mesure de produire une force maximale ainsi qu'un RFD200ms plus important que les grimpeurs de difficulté. Ces - 150 - CONCLUSION GENERALE affirmations confirment bien la notion de spécificité des facteurs physiques entre chaque discipline. Etant donné, l'évolution des compétitions d'escalade, notamment la part de mouvements dynamiques de plus en plus importants en difficulté, il serait possible de poser la question du travail spécifique du bloc en vue d'échéances de difficulté. La production de force des muscles permettant le mouvement de la traction est également un facteur déterminant de la performance. Existe-t-il des différences en fonction des trois disciplines ? Après s'être intéressé aux muscles fléchisseurs des doigts, une réflexion s'est portée sur la production de force des membres supérieurs à différentes vitesses sur le mouvement d'une traction. Il s'agit du premier travail qui s'est intéressé à la relation force-vitesse- puissance chez une population de grimpeurs. L'analyse de cette relation, issue du mouvement de la traction à l'aide d'un accéléromètre, propose des résultats fiables chez une population de grimpeurs de haut niveau. Les résultats ont révélé de nombreuses différences significatives entres les grimpeurs de bloc comparés aux grimpeurs de difficulté et de vitesse. La production de force maximale théorique à vitesse nulle (F0) n'apparat pas comme étant un facteur discriminant entre les 3 groupes. En revanche, la vitesse maximale théorique à force nulle (V0), la puissance maximale développée (Pmax) ainsi que la puissance produite à poids de corps (P) apparaissent comme étant discriminants entre les 3 groupes. Ces informations montrent que les grimpeurs de bloc sont en mesure de produire une force plus importante à vitesse rapide, sur l'amplitude totale d'une traction, à la différence des autres disciplines. On parle dans le cas présent de profil orienté vitesse. La puissance maximale est-elle proche de la puissance développée à poids de corps ? Les résultats montrent que la différence entre la puissance maximale théorique, calculée à partir du F0 (production de force maximale théorique à vitesse nulle) et du V0 (vitesse maximale théorique à force nulle) est très proche en moyenne de la puissance développée à poids de corps (différence de 2, 80%). Ces propos sont très cohérents du fait que - 151 - CONCLUSION GENERALE l'activité sportive se pratique à poids de corps. Néanmoins, cela montre bien que les sportifs de haut niveau sont en mesure d'adapter leurs productions de force en fonction de leur masse corporelle. Un travail devrait être réalisé sur des grimpeurs ayant un niveau d'expertise plus faible de façon à voir si la différence entre puissance maximale et puissance développée à masse corporelle est identique. Il est possible de faire l'hypothèse que cette capacité à développer sa puissance maximale à masse corporelle soit une spécificité des grimpeurs de haut niveau. Quelle est la différence entre RFD, force maximale et puissance ? A quel point ces paramètres sont-ils dépendants les uns des autres ? Il existe une différence importante entre ces trois termes. La force maximale correspond à la force qu'un muscle ou un groupe de muscles peut générer lors d'une contraction maximale ou d'un mouvement musculaire spécifique. Le RFD représente la capacité à produire de la force le plus rapidement possible. Il diffère de la puissance qui elle, analyse l'évolution de la production de force en fonction de la vitesse de raccourcissement des fibres. Algébriquement, la force maximale peut être évaluée en N, ou sans unité, si la force est normalisée. Le RFD est mesuré en N. s-1. La puissance s'exprime en W ou W. kg-1 . Prenons un exemple concret afin d'illustrer la dépendance de ces trois indicateurs. Lorsqu'un sprinteur réalise un 100 mètres, il doit, durant les 10 premiers mètres, être capable de produire une force très importante à vitesse lente . Lors de sa préparation, il aura donc tout intérêt à travailler sur de la production de force à vitesse réduite en augmentant sa force maximale. Puis à partir de 50 mètres, il devra être en mesure de continuer à produire une force élevée mais cette fois-ci à vitesse rapide . Dans ce contexte, le sportif devra alors travailler sur de la production de force mais cette fois-ci à grande vitesse. De plus, le temps de contact au sol entre chaque foulée évolue en fonction du moment de la course. Une étude de 1997 montre que le temps de contact durant la première phase d'appui après le départ est compris entre 160 et 194 ms (Harland et Steele, 1997). A l'inverse, à 50 mètres, le temps de contact est de 94 4 ms (Rabita et al. , 2015). Par conséquent, lors du travail de préparation, l'athlète devra s'entrainer sur sa capacité à développer le plus de force durant ces temps impartis Le RFD prend alors tout son sens. - 152 - CONCLUSION GENERALE Ce n'est qu'en prenant en compte l'ensemble de ces facteurs et en les travaillant spécifiquement que la performance sera optimale. Est-il possible que les spécificités révélées aient un impact quant à la préparation d'une compétition de type combiné, par exemple pour les JO de Tokyo en 2020 ou encore ceux de Paris en 2024 ? L'ensemble de ces études montre bien que la discipline de bloc présente de nombreuses spécificités révélant un plus haut niveau de force des muscles fléchisseurs des doigts, ainsi qu'une capacité à produire de la force rapidement, comparativement aux deux autres disciplines. De plus, les grimpeurs de bloc sont en mesure de produire de la force à la fois à vitesse lente mais également à vitesse rapide. Dans le cadre d'un combiné des trois disciplines aux Jeux Olympiques de 2020, il apparat donc que le grimpeur spécialiste en bloc sera favorisé par rapport aux autres disciplines. De plus, lors des Jeux Olympiques de 2024 à Paris, l'escalade s'articulera sous la forme d'un combiné des épreuves du bloc et de la difficulté, la vitesse étant à part. Les informations fournies dans ce travail doctoral montrent que l'entrainement en bloc doit être favorisé, notamment dans le combiné bloc et difficulté. Quelles seraient les perspectives de futurs travaux de recherche ? De nombreuses études peuvent être effectuées afin de poursuivre les travaux qui ont été jusqu'à maintenant menés. Il a été montré que le RFD est un facteur clef qui évolue à la suite de l'entrainement. Il serait intéressant d'analyser plus précisément ce phénomène utilisant de l'électromyographie de surface (EMG). Cela permettrait d'apporter davantage de réponses sur le niveau d'activation des muscles lors d'une flexion de doigts mais également dans la contribution de l'ensemble des muscles de la chane des membres supérieurs permettant cette flexion de doigts. En faisant ensuite évoluer le protocole expérimental comme le préconise Michailov et collaborateurs en 2018, il serait alors possible de comparer les résultats fournis entre ces deux protocoles. - 153 - CONCLUSION GENERALE Si nous analysons l'ensemble des études sur le RFD, très peu s'intéressent à une population de sportifs de haut niveau. Ce travail met en lumière une différence importante au niveau du RFD et ce en fonction du niveau d'expertise en tentant d'expliquer ces différences, notamment par des spécificités au niveau du système nerveux (augmentation de la fréquence de décharge des unités motrices). Néanmoins, dans le cas présent, nous interprétons des résultats issus de populations non expertes, engendrant donc des limites quant aux explications possibles au niveau de ces différences de RFD. Il serait pertinent de s'inspirer des protocoles expérimentaux développés par l'équipe de Del Vecchio en 2019. [(Del Vecchio et al. , 2019a ; Del Vecchio et al. , 2019b)] Cela apporterait de nombreuses indications quant à l'adaptation du membre supérieur chez l'humain à la suite d'une pratique intensive. Un point important qui n'a pas été abordé durant ce travail doctoral serait de s'intéresser à l'effet de la fatigue sur ce RFD. En effet, l'escalade se caractérise par un effort avec des niveaux de productions de force très importants. Des auteurs tels que Vigouroux et Quaine en 2006 se sont intéressés à la baisse de la force maximale volontaire au niveau des muscles fléchisseurs des doigts lors d'un test intermittent avec 5 secondes d'efforts et 5 secondes de récupération (Vigouroux et Quaine 2006). Les auteurs comparent l'évolution de la force maximale développée en fonction des répétitions entre une population de grimpeurs élites et des non grimpeurs. Les résultats montrent que les grimpeurs sont en mesure de conserver une production de force supérieure à 80% plus longtemps que les non spécialistes. Une étude de Laffaye et collaborateurs de 2016 révèlent des résultats équivalents sur un test de répétitions de tractions balistiques (Laffaye et al. , 2016). Par conséquent, les grimpeurs spécialistes gardent un niveau de force élevé plus longtemps que les non spécialistes. Dans le même sens, l'étude de 2006 met en avant la notion de point de rupture . Il s'agit d'un point o le niveau de force produit par le grimpeur baisse prématurément avant de se stabiliser. Cela s'expliquerait par une ischémie importante au niveau des muscles de l'avant-bras, amenant alors à une perturbation de la circulation du liquide interstitiel (facilitant notamment le drainage des déchets). Cela engendrerait une accumulation des ions H [(Bigland-Ritchie et al. , 1981 ; Enoka et Stuart, 1992)] Ce point de rupture arriverait plus tardivement chez les grimpeurs élites que les non spécialistes. Il serait alors intéressant de voir l'évolution du RFD à la suite d'un effort intermittent et voir si, d'une part, cette zone de rupture arriverait au même moment que la baisse de la FMV. De plus il serait pertinent de comparer ce phénomène en fonction des disciplines sportives. Nous pouvons faire l'hypothèse que les grimpeurs de difficulté seraient - 154 - CONCLUSION GENERALE en mesure de conserver un niveau de force plus longtemps que les spécialistes en bloc. Il serait également intéressant de voir si un entrainement spécifique serait en mesure de retarder ce point de rupture. Une étude de 2012 a montré que la force exercée par les muscles fléchisseurs des doigts varie en fonction de la préhension mais également en fonction de la taille de la prise (Amca et al. , 2012). Plus la taille de la préhension est petite (< 2 cm) plus les différences de forces développées en fonction des préhensions sont importantes. En effet, en dessous de 2 cm, la force développée est significativement plus importante en préhension arquée qu'en préhension semi tendue ou en préhension tendue. Il semblerait alors pertinent de diminuer la taille de la prise d'escalade et de voir l'évolution du RFD. Une étude de 2018 montre un lien entre le nombre de tractions effectuées et la taille de la préhension au niveau des doigts (Vigouroux et al. , 2018). En effet, après avoir réalisé un nombre maximal de tractions sur une barre, la taille des prises a ensuite été réduite. Il en résulte une baisse du nombre de tractions que le sportif est capable de réaliser. Il apparat donc que la force des bras soit limitée par la force que peut produire les muscles fléchisseurs des doigts. A notre connaissance, aucune étude ne s'est intéressée à l'effet de la taille de la prise sur la production de force des membres supérieurs à différentes vitesses. Plus précisément, il serait intéressant d'analyser l'évolution de la relation force-vitesse-puissance lors d'un test de tractions lestées sur différentes préhensions. Les résultats montrent qu'en moyenne, la puissance maximale développée par les grimpeurs de haut niveau est très proche de leur puissance développée à poids de corps. Il serait pertinent d'analyser plus spécifiquement la notion de charge optimale, développée par Jaric et Markovic [(Markovic et Jaric, 2007 ; Jaric, 2015)], en testant notamment des non spécialistes. En effet, il serait possible de voir si une pratique intensive de l'escalade déplacerait la charge optimale vers la masse corporelle et engendrerait une adaptation du membre supérieur. Le concept de profil optimal développé par l'équipe de Samozino en 2012 permettrait de répondre à la problématique de l'optimisation de la performance. Il s'agit d'une approche théorique qui évalue, pour une même capacité de puissance, un rapport / équilibre optimal entre les capacités de forces et de vitesse, afin d'optimiser la performance sportive (Samozino - 155 - CONCLUSION GENERALE et al. , 2012). Il serait très intéressant de voir s'il serait possible de reproduire la même approche théorique, s'appliquant alors au membre inférieur. Enfin, il a été montré dans ce travail de thèse qu'une méthode computationnelle a été validée pour le squat jump (Samozino et al. , 2008) ainsi que pour le développé couché (Rahmani et al. , 2017). Cette méthode permet de mesurer la relation force-vitesse-puissance sans avoir recours à une plateforme de force, Myotest, etc. mais avec uniquement certaines mesures (hauteur du centre de masses, hauteur maximale atteinte par le centre de masses, etc). Ce type de méthode pourrait être réalisé en escalade sur la base du test du arm jump test . Les résultats fournis pourraient apporter de nombreuses indications aux entraineurs sur les capacités mécaniques de leurs athlètes. - 156 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES Aagaard, P. 2003. Training-Induced Changes in Neural Function. Exercise and Sport Sciences Reviews 31(2) : 6167. Aagaard, P. , J. Andersen, P. Dyhre-Poulsen, A. M. Leffers, A. Wagner, S. P. Magnusson, Jens Halkjr-Kristensen, and Erik B. Simonsen. 2001. A Mechanism for Increased Contractile Strength of Human Pennate Muscle in Response to Strength Training : Changes in Muscle Architecture. Journal of Physiology 534(2) : 61323. Aagaard, P. , E. B. Simonsen, J. L. Andersen, P. Magnusson, and P. Dyhre-Poulsen. 2002. Increased Rate of Force Development and Neural Drive of Human Skeletal Muscle Following Resistance Training. Journal of Applied Physiology 93(4) : 131826. Altman, D. G. and J. M. Bland. 1983. Measurement in Medicine : The Analysis of Method Comparison Studies. The Statistician 32(3) : 30717. Amca, A. M. , L. Vigouroux, S. Aritan, and E. Berton. 2012. Effect of Hold Depth and Grip Technique on Maximal Finger Forces in Rock Climbing. Journal of Sports Sciences 30(7) : 66977. Amiridis, L. G. , A. Martin, B. Morlon, L. Martin, G. Cometti, M. Pousson, and J. Van Hoecke. 1996. Co-Activation & Tension-Regulating Phenomena during Isokinetic Knee Ext in Sedentary & Highly Skilled Humans. European Journal of Applied Physiology 73 : 14956. Andersen, J. L. 2001. Muscle Fiber Type Characteristics of the Runner. Running & Science. Copenhagen : Munksgaard 4965. Andersen, L. L. and P. Aagaard. 2006. Influence of Maximal Muscle Strength and Intrinsic Muscle Contractile Properties on Contractile Rate of Force Development. European Journal of Applied Physiology 96(1) : 4652. Arazi, H. , A. Rashidlamir, M. Z. Abolhasani, and S. A. Hosaini. 2018. Profiling and Predicting Performance of Indoor Rock Climbers. Revista Brasileria de Cineantropometria & Desempenho Human 20(1) : 8294. - 157 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Arsac, L. M. , A. Belli, and J. Lacour. 1996. Muscle Function during Brief Maximal Exercise : Accurate Measurements on a Friction-Loaded Cycle Ergometer. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology 74(12) : 100106. Atkinson, G. and A. M. Nevill. 1998. Statistical Methods for Assessing Measurement Error (Reliability) in Variables Relevant to Sports Medicine. Sports Medicine 26(4) : 21738. Balá, J. , M. Panácková, J. Kodejka, D. Cochrane, and A. Martin. 2014. The Role of Arm Position during Finger Flexor Strength Measurement in Sport Climbers. International Journal of Performance Analysis in Sport 14(2) : 34554. Banyard, H. G. , N. Kazunori, and G. G. Haff. 2017. Reliability and Validity of the Load- Velocity Relationship to Predict the 1RM Back Squat. Journal of Strength and Conditioning Research 31(7) : 18971904. Banyard, H. G. , K. Nosaka, A. D. Vernon, and G. G. Haff. 2017. The Reliability of Individualized Load-Velocity Profiles. International Journal of Sports Physiology and Performance 13(6) : 76369. Barry, B. K. , G. E. Warman, and R. G. Carson. 2005. Age-Related Differences in Rapid Muscle Activation after Rate of Force Development Training of the Elbow Flexors. Experimental Brain Research 162 : 12232. Batuev, M. and L. Robinson. 2019. Organizational Evolution and the Olympic Games : The Case of Sport Climbing. Sport in Society 22(10) : 167490. Bellumori, M. , S. Jaric, and C. A. Knight. 2011. The Rate of Force Development Scaling Factor (RFD-SF) : Protocol, Reliability, and Muscle Comparisons. Experimental Brain Research 212(3) : 35969. Best, C. H. and R. C. Partridge. 1928. The Equation of Motion of a Runner, Exerting a Maximal Effort. Proceedings of the Royal Society B : Biological Sciences 103(724) : 218 25. Billat, V. , 2012 Physiologie & méthodologie de l'entrainement ; de la théorie à la pratique. Belgique. Bruxelles. De Boeck Supérieur. Billat, V. , P. Palleja, T. Charlaix, P. Rizzardo, and N. Janel. 1995. Energy Specificity of Rock Climbing and Aerobic Capacity in Competitive Sport Rock Climbers. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness 35(1) : 2024. - 158 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Bigland-Ritchie, B. , E. F. Donovan and C. S. Roussos. 1981. Conduction velocity and EMG power spectrum changes in fatigue of sustained maximal efforts. Journal of Applied Physiology 51(5) : 1300-1305. Blazevich, A. J. , D. Cannavan, S. Horne, D. R. Coleman, and P. Aagaard. 2009. Changes in Muscle Force-Length Properties Affect the Early Rise of Force in Vivo. Muscle and Nerve 39(4) : 51220. Bobbert, M. F. 2012. Why Is the Force-Velocity Relationship in Leg Press Tasks Quasi- Linear Rather than Hyperbolic ? Journal of Applied Physiology 112(12) : 197583. Bosco, C. , P. Luhtanen, and P. V. Komi. 1983. A Simple Method for Measurement of Mechanical Power in Jumping. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology 50(2) : 27382. Bottinelli, R. , M. Canepari, M. A. Pellegrino, and C. Reggiani. 1996. Force-Velocity Properties of Human Skeletal Muscle Fibres : Myosin Heavy Chain Isoform and Temperature Dependence. Journal of Physiology 495(2) : 57386. Le Bozec, S. and S. Bouisset. 2004. Does Postural Chain Mobility Influence Muscular Control in Sitting Ramp Pushes ? Experimental Brain Research 158(4) : 42737. Buchthal, F. and H. Schmalbruch. 1970. Contraction Times and Fibre Types in Intact Human Muscle. Acta Physiologica Scandinavica 79(4) : 43552. Buckthorpe, M. W. , R. Hannah, T. G. Pain, and J. P. Folland. 2012. Reliability of Neuromuscular Measurements during Explosive Isometric Contractions, with Special Reference to Electromyography Normalization Techniques. Muscle and Nerve 46(4) : 56676. Carroll, T. J. , S. Riek, and R. G. Carson. 2001. Neural Adaptations to Resistance Training. Sports Medicine 31(12) : 82940. Casartelli, N. , R. Lepers, and N. A. Maffiuletti. 2014. Assessment of the Rate of Force Development Scaling Factor for the Hip Muscles. Muscle & Nerve 50(6) : 93238. Casartelli, N. , R. Mller, and N. A. Maffiuletti. 2010. Validity and Reliability of the Myotest Accelerometric System for the Assessment of Vertical Jump Height. The Journal of Strength & Conditioning Research 24(11) : 318693. - 159 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Chapman, A. , B. Vicenzino, P. Blanch, and P. Hodges. 2009. Do Differences in Muscle Recruitment between Novice and Elite Cyclists Reflect Different Movement Patterns or Less Skilled Muscle Recruitment ? Journal of Science and Medicine in Sport 12(1) : 31 34. Cohen, C. , D. Texier, G. Laffaye, L. Auvray, and C. Clanet. 2015. Weightlifting and the Actomyosin Cycle. Proceedings of the Royal Society A : Mathematical, Physical and Engineering Sciences 471(2184) : 20150473. Cohen, J. 1988. Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences Lawrence Earlbaum Associates. Hillsdale, NY 2026. Cometti, G. and B. Joly. 1989. Les Méthodes Modernes de Musculation. edited by P. de l'Université de Bourgogne. Dijon. Cormie, P. , M. R. McGuigan, and R. . Newton. 2011. Developing Maximal Neuromuscular Power. Sports Medicine 41(1) : 1738. Cronin, J. . and K. T. Hansen. 2005. Strength and Power Predictors of Sports Speed. Journal of Strength and Conditioning Research 19(2) : 34957. Cronin, J. and G. Sleivert. 2005. Challenges in Understanding the Influence of Maximal Power Training on Improving Athletic Performance. Sports Medicine 35(3) : 21334. Cross, M. . , M. Brughelli, P. Samozino, S. Brown, and J. B. Morin. 2017. Optimal Loading for Maximizing Power During Sled-Resisted Sprinting. International Journal of Sports Physiology and Performance 12 : 106977. Van Cutsem, M. and J. Duchateau. 2005. Preceding Muscle Activity Influences Motor Unit Discharge and Rate of Torque Development during Ballistic Contractions in Humans. Journal of Physiology 562(2) : 63544. Van Cutsem, M. , J. Duchateau, and K. Hainaut. 1998. Changes in Single Motor Unit Behaviour Contribute to the Increase in Contraction Speed after Dynamic Training in Humans. Journal of Physiology 513(1) : 295305. Datta, A. K. , S. F. Farmer, and J. A. Stephens. 1991. Central Nervous Pathways Underlying Synchronization of Human Motor Unit Firing Studied during Voluntary Contractions. Journal of Physiology 432(1) : 40125. - 160 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Del Vecchio, A. , A. Casolo, F. Negro, M. Scorcelletti, I. Bazzucchi, R. Enoka, F. Felici and D. Farina. 2019a. The increase in muscle force after 4 weeks of strength training is mediated by adaptations in motor unit recruitment and rate coding . The Journal Of Physiology. 597(7) : 1873-1887. Del Vecchio, A. , F. Negro, A. Holobar, A. Casolo, J. P. Folland, F. Felici and D. Farina. 2019b. You are as fast as your motor neurons : speed of recruitment and maximal discharge of motor neurons determine the maximale rate of force development in humans . Journal Of Physiology. 597(9) : 2445-2456. Dorel, S. , A. Couturier, J. R. Lacour, H. Vandewalle, C. Hautier and F. Hug. 2010. Force- Velocity Relationship in Cycling Revisited : Benefit of Two-Dimensional Pedal Forces Analysis . Medicine and Science in Sports and Exercise. 42 : 1174-1183. Dern, R. J. , Leneve, J. M. and Blair, H. A. (1947). Forces exerted at different velocities in human arm movements. American Journal of Physiology. 151, 415-437. Doutreloux, J. . , M. Masseglia, and P. Robert. 1992. Le Muscle : De l'entretien à La Performance. Amphora. Draper, N. , D. Giles, V. Schffl, F. Konstantin Fuss, P. Watts, P. Wolf, J. Balá, V. Espana- Romero, G. Blunt Gonzalez, S. Fryer, M. Fanchini, L. Vigouroux, L. Seifert, L. Donath, M. Spoerri, K. Bonetti, K. Phillips, U. Stcker, F. Bourassa-Moreau, I. Garrido, S. Drum, S. Beekmeyer, J. L. Ziltener, N. Taylor, I. Beeretz, F. Mally, A. Mithat Amca, C. Linhart, and E. Abreu. 2015. Comparative Grading Scales, Statistical Analyses, Climber Descriptors and Ability Grouping : International Rock Climbing Research Association Position Statement. Sports Technology 8(34) : 8894. Duchateau, J. and S. Baudry. 2011. Neuromuscular Aspects of Sport Performance. edited by P. V Komi. Duchateau, J. and K. Hainaut. 1984. Isometric or Dynamic Training : Differential Effects on Mechanical Properties of a Human Muscle. Journal of Applied Physiology 56(2) : 296 301. Duchateau, J. , J. G. Semmler, and R. M. Enoka. 2006. Training Adaptations in the Behavior of Human Motor Units. Journal of Applied Physiology 101(6) : 176675. - 161 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Duchateau, Jacques and Karl Hainaut. 1988. Training Effects of Sub-Maximal Electrostimulation in a Human Muscle. Medicine and Science in Sports and Exercise 20(1) : 99104. Dugan, E. L. , T. L. Doyle, B. Humphries, C. J. Hasson, and R. U. Newton. 2004. Determining the Optimal Load for Jump Squats : A Review of Methods and Calculations. Journal of Strength and Conditioning Research 18(3) : 66874. Enoka R. M. and D. G. Stuart. 1992. Neurobiology of muscle fatigue. Journal af applied Physiology 72(5) : 1631-1648. Enoka, R. M. and A. J. Fuglevand. 2001. Motor Unit Physiology : Some Unresolved Issues. Muscle & Nerve : Official Journal of the American Association of Electrodiagnostic Medicine 24(1) : 417. Fanchini, M. F. Violette, F. M. Impellizzeri, and N. A. Maffiuletti. 2013. Differences in Climbing-Specific Strength between Boulder and Lead Rock Climbers. The Journal of Strength and Conditioning Research 27(2) : 31014. Folland, J. P. , M. W. Buckthorpe, and R. Hannah. 2014. Human Capacity for Explosive Force Production : Neural and Contractile Determinants. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 24(6) : 894906. Formenti, P. , M. Umbrello, S. Coppola, S. Froio, and D. Chiumello. 2019. Clinical Review : Peripheral Muscular Ultrasound in the ICU. Annals of Intensive Care 9(1) : 113. Garca-Ramos, A. , S. Jaric, P. Padial, and B. Feriche. 2016. Force Velocity Relationship of Upper Body Muscles : Traditional Versus Ballistic Bench Press. Journal of Applied Biomechanics 32(2) : 17885. Giroux, C. , G. Rabita, D. Chollet, and G. Guilhem. 2015. What Is the Best Method for Assessing Lower Limb Force-Velocity Relationship ? International Journal of Sports Medicine 36(02) : 14349. Glatthorn, J. F. , S. Gouge, S. Nussbaumer, S. Stauffacher, F. M. Impellizzeri, and N. A. Maffiuletti. 2011. Validity and Reliabiloty of Optojump Photoelectric Cells for Estimating Vertical Jump Height. Journal of Strength and Conditioning Research 25(2) : 55660. Granacher, U. , M. Gruber, and A. Gollhofer. 2009. Resistance Training and Neuromuscular Performance in Seniors. International Journal of Sports Medicine 30(9) : 65257. - 162 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Grant, S. , T. Hasler, C. Davies, T. C. Aitchison, J. Wilson, and A. Whittaker. 2001. A Comparison of the Anthropometric, Strength, Endurance and Flexibility Characteristics of Female Elite and Recreational Climbers and Non-Climbers. Journal of Sports Sciences 19(7) : 499505. Grant, S. , V. Hynes, A. Whittaker, and T. Aitchison. 1996. Anthropometric, Strength, Endurance and Flexibility Characteristics of Elite and Recreational Climbers. Journal of Sports Sciences 14(4) : 3019. Guo, F. , Q. Wang, Y. Liu, and N. Hanson. 2019. Changes in Blood Lactate and Muscle Activation in Elite Rock Climbers during a 15-m Speed Climb. European Journal of Applied Physiology 119(3) : 791800. Hakkinen, K. , M. Kallinen, M. Izquierdo, K. Jokelainen, H. Lassila, E. Mlki, W. J. Kraemer, R. U. Newton, and M. Alen. 1998. Changes in Agonist-Antagonist EMG, Muscle CSA, and Force during Strength Training in Middle-Aged and Older People. Journal of Applied Physiology 84(4) : 134149. Hakkinen, K. , P. V. Komi, and M. Alén. 1985. Effect of Explosive Type Stregth Training on Isometric Force and Relaxation Timen, Electromyographic and Muscle Fibre Characteristics of Leg Extensor Muscles. Acta Physiologica Scandinavica 125 : 587600. Hannah, R. and J. P. Folland. 2015. Muscle-Tendon Unit Stiffness Does Not Independently Affect Voluntary Explosive Force Production or Muscle Intrinsic Contractile Properties. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism 40(1) : 8795. Harland, M. J. and J. R. Steele. 1997. Biomechanics of the Sprint Start . Sports Medicine 23(1) : 11-20. Henneman, E. 1957. Relation between Size of Neurons and Their Susceptibility to Discharge. Science 126(3287) : 134547. Herzog, W. 2000. Muscle Properties and Coordination during Voluntary Movement. Journal of Sports Sciences 18(3) : 14152. Hill, A. V. 1938. The Heat of Shortening and the Dynamic Constants of Muscle. P RoY Lond B Bio 126 : 13695. Hochholzer, T. and V. Schffl. 2012. Escalade : Blessures et Traumatismes : Les Prévenir, Les Guérir. Glénat. - 163 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Huxley, A. F. (1957). Muscle structure and theories of contraction. Progress in biophysics and biophysical chemistry 7, 255-318. Jaric, S. , G. Markovic. 2009. Leg Muscles Design : The Maximum Dynamic Output Hypothesis. Medicine and Science in Sports Excercis 41(4) : 780-787. Jaric, S. 2015. Force-Velocity Relationship of Muscles Performing Multi-Joint Maximum Performance Tasks. International Journal of Sports Medicine 36(09) : 699-704. Jaskolski, A. , B. Veenstra, P. Goossens, A. Jaskolska, and J. S. Skinner. 1996. Optimal Resistance for Maximal Power during Treadmill Running. Research in Sports Medicine : An International Journal 7(1) : 1730. Jidovsteff, B. , N. K. Harris, J. M. Crielaard, and J. B. Cronin. 2011. Using the Load-Velocity Relationship for 1RM Prediction. Journal of Strength and Conditioning Research 5(1) : 26770. Jiménez-Reyes, P. , P. Samozino, M. Brughelli, and J. B. Morin. 2017. Effectiveness of an Individualized Training Based on Force-Velocity Profiling during Jumping. Frontiers in Physiology 7 : 677. Jiménez-Reyes, P. , P. Samozino, V. Cuadrado-Peafiel, F. Conceiço, J. J. González-Badillo, and J. B. Morin. 2014. Effect of Countermovement on PowerForceVelocity Profile. European Journal of Applied Physiology 114(11) : 228188. Jiménez-Reyes, P. , P. Samozino, V. Cuadrado-Peafiel, F. Conceiço, J. J. González-Badillo, and J. B. Morin. 2014. A Simple Method to Measure Force-Velocity Profile in Counter Movement Jump. British Journal of Sports Medicine 48(Suppl 3) : A3. 2-A3. Jiménez-Reyes, P. , P. Samozino, F. Pareja-Blanco, F. Conceiço, V. Cuadrado-Peafiel, J. J. González-Badillo, and J. B. Morin. 2017. Validity of a Simple Method for Measuring Force-Velocity-Power Profile in Countermovement Jump. International Journal of Sports Physiology and Performance 12(1) : 3643. Johnson, S. T. , K. Kipp, M. F. Norcross, and M. A. Hoffman. 2015. Spinal and Supraspinal Motor Control Predictors of Rate of Torque Development. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 25(5) : 62329. Korhonen, M. T. , A. Cristea, M. Ale, K. Hakkinen, S. Sipila, A. Mero, J. T. Viitasalo, L. Larsson, and H. Suominen. 2006. Aging , Muscle Fiber Type , and Contractile Function in Sprint-Trained Athletes. Journal of Applied Physiology 101(3) : 90617. - 164 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Kozina, Z. L. , O. A. Ryepko, K. . Prusik, and Cielicka M. 2013. Physiological Possibility of Moutaineers and Climbers Specializing in Speed Climbing and Climbing Difficulty. Medical-Biological Problems of Physical Training in Sports 4146. Kristiansen, M. , P. Madeleine, E. A. Hansen, and A. Samani. 2015. Inter-Subject Variability of Muscle Synergies during Bench Press in Power Lifters and Untrained Individuals. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 25(1) : 8997. Laffaye, G. , J. M. Collin, G. Levernier, and J. Padulo. 2014. Upper-Limb Power Test in Rock-Climbing. International Journal of Sports Medicine 35(8) : 67075. Laffaye, G. , G. Levernier, and J. M. Collin. 2016. Determinant Factors in Climbing Ability : Influence of Strength, Anthropometry, and Neuromuscular Fatigue. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 26(10) : 115159. Lara, A. J. , J. Abian, L. M. Alegre, L. Jiménez, and X. Aguado. 2006. Assessement of Power Output in Jump Tests for Applicants to a Sports Sciences Degree. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness 46(3) : 41924. Leblanc, H. , L. Seifert, L. Baudry, and D. Chollet. 2005. Arm-Leg Coordination in Flat Breaststroke : A Comparative Study between Elite and Non-Elite Swimmers. International Journal of Sports Medicine 26(9) : 78797. Lieber, R. L. and J. Fridén. 2000. Functional and Clinical Significance. Muscle Nerve : Official Journal of the American Association of Electrodiagnostic Medicine 23(11) : 1647 66. Linthorne, N. P. 2001. Analysis of Standing Vertical Jumps Using a Force Platform. American Journal of Physics 69(11) : 11981204. Lpez-Rivera, E. and J. J. González-Badillo. 2012. The Effects of Two Maximum Grip Strength Training Methods Using the Same Effort Duration and Different Edge Depth on Grip Endurance in Elite Climbers. Sports Technology 5(34) : 100110. Luhtanen, P. and P. Komi. 1979. Mechanical Power and Segmental Contribution to Force Impulses in Long Jump Take-Off. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology 41(4) : 26774. Macdonald, J. H. and N. Callender. 2011. Athletic Profile of Highly Accomplished Boulderers. Wilderness and Environmental Medicine 22(2) : 14043. - 165 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Macfarlane, D. J. , N. T. Chan, M. A. Tse, and G. M. Joe. 2016. Agreement between Bioelectrical Impedance and Dual Energy X-Ray Absorptiometry in Assessing Fat, Lean and Bone Mass Changes in Adults after a Lifestyle Intervention. Journal of Sports Sciences 34(12) : 117681. Macleod, D. , D. L. Sutherland, L. Buntin, A. Whitaker, T. Aitchison, I. Watt, J. Bradley, and S. Grant. 2007. Physiological Determinants of Climbing-Specific Finger Endurance and Sport Rock Climbing Performance. Journal of Sports Sciences 25(12) : 143343. Maffiuletti, N. A. , P. Aagaard, A. J. Blazevich, J. Folland, N. Tillin, and J. Duchateau. 2016. Rate of Force Development : Physiological and Methodological Considerations. European Journal of Applied Physiology 116(6) : 10911116. Magiera, A. , R. Roczniok, A. Maszczyk, M. Czuba, J. Kantyka, and P. Kurek. 2013. The Structure of Performance of a Sport Rock Climber. Journal of Human Kinetics 36(1) : 10717. Margaria, R. , P. Aghemo, and E. Rovelli. 1966. Measurement of Muscular Power (Anaerobic) in Man. Journal of Applied Physiology 21(5) : 166264. Markovic, G. , S. Jaric. 2007. Positive and Negative Loading and Mechanical Output in Maximum Vertical Jumping . Medicine & Science in Sports & Exercise 39(10) : 1757- 1764. Marques, M. C. , R. Van den Tilaar, J. D. Vescovi, and J. J. Gonzalez-Badillo. 2007. Relationship between Throwing Velocity, Muscle Power, and Bar Velocity during Bench Press in Elite Handball Players. International Journal of Sports Physiology and Performance 2(4) : 41422. Medernach, P. J. , H. Kleinder, and H. H. Ltzerich. 2015. Fingerboard in Competitive Bouldering : Training Effects on Grip Strength and Endurance. The Journal of Strength and Conditioning Research 29(8) : 228695. Michailov, M. L. , J. Balá, S. K. Tanev, H. S. Andonov, J. Kodejka, and L. Brown. 2018. Reliability and Validity of Finger Strength and Endurance Measurements in Rock Climbing. Research Quarterly for Exercise and Sport 89(2) : 24654. Michailov, M. , L. V. Mladenov, and V. R. Schffl. 2009. Anthropometric and Strength Characteristics of World-Class Boulderers. Medicina Sportiva 13(4) : 23138. - 166 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Morin, J. B. and P. Samozino. 2016. Interpreting Power-Force-Velocity Profiles for Individualized and Specific Training. International Journal of Sports Physiology and Performance 11(2) : 26772. Morin, J. B. , P. Samozino, R. Bonnefoy, P. Edouard, and A. Belli. 2010. Direct Measurement of Power during One Single Sprint on Treadmill. Journal of Biomechanics 43(10) : 197075. Morin, J. B. , P. Jiménez-Reyes, M. Brughelli and P. Samozino. 2019. When Jump Height is Not az Good Indicator of Lower Limb Maximal Power Output : Theorical Demonstration, Experimental Evidence and Practical Solutions . Sports Medicine 49(4) : 999-1006. Muoz-Lpez, M. , D. Marchante, M. A. Cano-Ruiz, J. L. Chicharro, and C. Balsalobre- Fernández. 2017. Load, Force and Power-Velocity Relationships in the Prone Pull-up Exercise. International Journal of Sports Physiology and Performance 12(9) : 124955. Newton, I. 1687. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. London : Pepys. , S. Noe, F. , F. Quaine, and L. Martin. 2001. Influence of Steep Gradient Supporting Walls in Rock Climbing : Biomechanical Analysis. Gait and Posture 13(2) : 8694. Ozimek, M. , M. Krawczyk, E. Zadarko, Z. Barabasz, T. Ambrozy, A. Stanula, D. Mucha, A. Jurczak, and D. Mucha. 2017. Somatic Profile of the Elite Boulderers in Poland. Journal of Strength and Conditioning Research 31(4) : 96370. Ozimek, M. , R. Rokowski, P. Draga, V. Ljakh, T. Ambroy, M. Krawczyk, T. Rgwelski, A. Stanula, K. Grner, A. Jurczak, and D. Mucha. 2017. The Role of Physique, Strength and Endurance in the Achievements of Elite Climbers. PLos One 12(8) : 111. Quaine, F. , L. Vigouroux, F. Paclet, and F. Colloud. 2011. The Thumb during the Crimp Grip. International Journal of Sports Medicine 32(1) : 4953. Rabita, G. , S. Dorel, J. Slawinski, E. Sàez-de-Villarreal, A. Couturier, P. Samozino, and J. B. Morin. 2015. Sprint Mechanics in World-Class Athletes : A New Insight into the Limits of Human Locomotion . Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports. 25(5) : 583-94. Rahmani, A. (2000). Mesure de la force musculaire à partir de l'accélération appliquée à une charge. Relation force-vitesse dans des conditions ballistiques. Thèse de doctorat. Lyon : Université Claude Bernard. - 167 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Rahmani, A. , G. Dalleau, F. Viale, C. A. Hautier, and J. Lacour. 2000. Validity and Reliability of a Kinematic Device for Measuring the Force Developed during Squatting. Journal of Applied Biomechanics 16 : 2635. Rahmani, A. , P. Samozino, J. B. Morin, and B. Morel. 2017. A Simple Method for Assessing Upper-Limb ForceVelocity Profile in Bench Press. International Journal of Sports Physiology and Performance 13(2) : 200207. Reeves, N. D. , C. . Maganaris, S. Longo, and M. V. Narici. 2009. Differential Adaptations to Eccentric versus Conventional Resistance Training in Older Humans. Experimental Physiology 94(7) : 82533. Rivière, J. R. , J. Rossi, P. Jiménez-Reyes, J. B. Morin, and Pierre Samozino. 2017. Where Does the One-Repetition Maximum Exist on the Force-Velocity Relationship in Squat ? International Journal of Sports Medicine 38(13) : 103543. De Ruiter, C. J. , R. D. Kooistra, M. I. Paalman, and A. De Haan. 2004. Initial Phase of Maximal Voluntary and Electrically Stimulated Knee Extension Torque Development at Different Knee Angles. Journal of Applied Physiology 97(5) : 16931701. De Ruiter, C. J. , D. Van Leeuwen, A. Heijblom, M. Bobbert, and A. De Haan. 2006. Fast Unilateral Isometric Knee Extension Torque Development and Bilateral Jump Height. Medicine and Science in Sports and Exercise 38(10) : 184352. Ryepko, O. A. 2013a. Features and Functionality of Speed and Power Capabilities of Elite Climbers and Various Types of Rock Climbing. Physical Education of Students 17(6) : 6065. Ryepko, O. A. 2013b. Morphological Characteristics of Elite Athletes, Specializing in Speed Climbing, Climbing and Alpinism. Pedagogics, Psychology, Medical-Biological Problems of Physical Training and Sports 17(12) : 6771. Saeterbakken, A. H. , E. Loken, S. Scott, E. Hermans, A. V. Vereide, and V. Andersen. 2018. Effects of Ten Weeks Dynamic or Isometric Core Training on Climbing Performance among Highly Trained Climbers. PLoS One 13(10) : 113. Sahaly, R. , H. Vandewalle, T. Driss, and H. Monod. 2001. Maximal Voluntary Force and Rate of Force Development in Humans - Importance of Instruction. European Journal of Applied Physiology 85(34) : 34550. - 168 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Samozino, P. , P. Edouard, S. Sangnier, M. Brughelli, P. Gimenez, and J. B. Morin. 2014. Force-Velocity Profile : Imbalance Determination and Effect on Lower Limb Ballistic Performance. International Journal of Sports Medicine 35(6) : 50510. Samozino, P. , J. B. Morin, F. Hintzy, and A. Belli. 2008. A Simple Method for Measuring Force, Velocity and Power Output during Squat Jump. Journal of Biomechanics 41(14) : 294045. Samozino, Pierre, E. Rejc, P. E. Di Prampero, A. Belli, and J. B. Morin. 2012. Optimal Force-Velocity Profile in Ballistic Movements-Altius : Citius or Fortius ? Medicine and Science in Sports and Exercise 44(2) : 31322. Sargeant, A. J. , Hoinville, E. and Young, A. (1981). Maximum leg force and power output during short-term dynamic exercise. J. Appl. Physiol. 51, 1175-1182 Schiaffino, S. and C. Reggiani. 2011. Fiber Types in Mammalian Skeletal Muscles. Physiological Reviews 91(4) : 14471531. Schffl, I. , F. Einwag, W. Strecker, F. Hennig, and V. Schffl. 2007. Impact of Taping after Finger Flexor Tendon Pulley Ruptures in Rock Climbers. Journal of Applied Biomechanics 23(1) : 5262. Schweizer, A. 2001. Biomechanical Properties of the Crimp Grip Position in Rock Climbers. Journal of Biomechanics 34(2) : 21723. Sears, T. A. and D. Stagg. 1976. Short-Term Synchronization of Intercostal Motoneurone Activity. Journal of Physiology 263(3) : 35781. Sreckovic, S. , I. Cuk, S. Djuric, A. Nedeljkovic, D. Mirkov, and S. Jaric. 2015. Evaluation of ForceVelocity and PowerVelocity Relationship of Arm Muscles. European Journal of Applied Physiology 115(8) : 177987. Staron, R. S. 1997. Human Skeletal Muscle Fiber Types : Delineation, Development, and Distributin. Canadian Journal of Applied Physiology 22(4) : 30727. Stien, N. , A. H Saeterbakken, E. Hermans, V. A. Vereide, E. Olsen and V. Andersen. 2019. Comparison of climbing-specific strength and endurance between lead and boulder climbers. Plos One 14(9). - 169 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Teramoto, M. , C. L. Cross, R. H. Rieger, T. G. Maak, and S. E. Willick. 2018. Predictive Validity of National Basketball Association Draft Combine on Future Performance. The Journal of Strength and Conditioning Research 32(2) : 396-408. Thomas, G. A. , W. J. Kraemer, B. A. Spiering, J. S. Volek, J. M. Anderson and C. M. Marseh. 2007 Maximal Power at Different Percentages of One Repetition Maximum : Influence of Resistance and Gender . Journal of Strength and Conditioning and Research 21(2) : 336-342. Thompson, B. J. , E. D. Ryan, T. J. Herda, P. B. Costa, A. A. Walter, E. J. Sobolewski, and J. T. Cramer. 2012. Consistency of Rapid Muscle Force Characteristics : Influence of Muscle Contraction Onset Detection Methodology. Journal of Electromyography and Kinesiology 22(6) : 893900. Tidow, G. and K. Wiemann. 1993. Zur Interpretation Und Vernderbarkeit von Kraft-Zeit- Kurven Bei Explosiv-Ballistischen Krafteinstzen. Deutsche Zeitschrift Fr Sportmedizin - Sonderdruck 44(3) : 92103. Tillin, N. A. , P. Jimenez-Reyes, M. T. G. Pain, and J. P. Folland. 2010. Neuromuscular Performance of Explosive Power Athletes versus Untrained Individuals. Medicine and Science in Sports and Exercise 42(4) : 78190. Tillin, N. A. , M. T. G. Pain, and J. P. Folland. 2011. Shortterm Unilateral Resistance Training Affects the AgonistAntagonist but Not the ForceAgonist Activation Relationship. Muscle & Nerve 43(3) : 37584. Tillin, N. A. , M. T. G. Pain, and J. P. Folland. 2013a. Explosive Force Production during Isometric Squats Correlates with Athletic Performance in Rugby Union Players. Journal of Sports Sciences 31(1) : 6676. Tillin, N. A. , M. T. G. Pain, and J. P. Folland. 2013b. Identification of Contraction Onset during Explosive Contractions. Response to Thompson et Al. Consistency of Rapid Muscle Force Characteristics : Influence of Muscle Contraction Onset Detection Methodology. Journal of Electromyography and Kinesiology 23(4) : 99194. Vandewalle, H. , G. Peres, J. Heller, J. Panel, and H. Monod. 1987. Force-Velocity Relationship and Maximal Power on a Cycle Ergometer - Correlation with the Height of a Vertical Jump. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology 56(6) : 65056. - 170 - REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Vandewalle, H. , G. Peres, and H. Monod. 1987. Standard Anaerobic Tests. Sports Medicine 4 : 26889. Vigouroux, L. , M. Devise, T. Cartier, C. Aubert, and E. Berton. 2018. Performing Pull-Ups with Small Climbing Holds Influences Grip and Biomechanical Arm Action. Journal of Sports Sciences 37(8) : 886894. Vigouroux, L. and F. Quaine. 2006. Fingertip Force and Electromyography of Finger Flexor Muscles during a Prolonged Intermittent Exercise in Elite Climbers and Sedentary Individuals. Journal of Sports Sciences 24(2) : 18186. Watts, P. B. 2004. Physiology of Difficult Rock Climbing. European Journal of Applied Physiology 91(4) : 36172. Watts, P. B. , M. Daggett, P. Gallagher, and B. Wilkins. 2000. Metabolic Response during Sport Rock Climbing and the Effects of Active versus Passive Recovery. International Journal of Sports Medicine 21(3) : 18590. Watts, P. B. , L. M. Joubert, A K. Lish, J. D. Mast, and B. Wilkins. 2003. Anthropometry of Young Competitive Sport Rock Climbers. British Journal of Sports Medicine 37(5) : 42024. Watts, P. B. , D. T. Martin, and S. Durtschi. 1993. Anthropometric Profiles of Elite Male and Female Competitive Sport Rock Climbers. Journal of Sports Sciences 11(2) : 11317. Weineck, J. 1997. Manuel d'entrainement. Vigot. Paris. White, D. J. and P. D. Olsen. 2010. A Time Motion Analysis of Bouldering Style Competitive Rock Climbing. The Journal of Strength and Conditioning Research 24(5) : 135660. Williams, L. R. T. and A. Walmsley. 2000. Response Timing and Muscular Coordination in Fencing : A Comparison of Elite and Novice Fencers. Journal of Science and Medicine in Sport 3(4) : 46075. Wislff, U. , C. Castagna, J. Helgerud, R. Jones, and J. Hoff. 2004. Strong Correlation of Maximal Squat Strength with Sprint Performance and Vertical Jump Height in Elite Soccer Players. British Journal of Sports Medicine 38(3) : 28588. - 171 - ANNEXE 1 : COTATIONS EN ESCALADE ANNEXE 1 : COTATIONS EN ESCALADE Note : IRCRA stands for the International Rock Climbing Association ; YDS for Yosemite Decimal System ; BRZ for Brazilian scale, UIAA for the Union Internationale des Associations d'Alpinisme and Font for Fontainebleau. Sources : Watts, Martin & Durtschi (1993), Benge & Raleigh (1995), Draper et al. (2011b), Schffl et al. (2010), BMC (2007), Rockfax (n. d. ), The American Alpine Club (2012). - 173 - ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 Levernier, G. and G. Laffaye. 2017 Four Weeks of Finger Grip Training Increases the Rate of Force Development and the Maximal Force in Elite and Top World-Ranking Climbers. Journal of Strength and Conditioning Research 33 (9) : 2471-2480. - 175 - ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 - 176 - ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 - 177 - ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 - 178 - ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 - 179 - ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 - 180 - ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 - 181 - ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 - 182 - ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 - 183 - ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 - 184 - ANNEXE 2 : 1ER ARTICLE PUBLIE, 2017 - 185 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 Levernier, G. and G. Laffaye. 2019 Rate of Force Development and Maximal Force : Reliability and Difference between Non-Climbers , Skilled and International Climbers. Sports Biomechanics 112. - 187 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 188 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 189 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 190 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 191 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 192 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 193 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 194 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 195 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 196 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 197 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 198 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 199 - ANNEXE 3 : 2ND ARTICLE PUBLIE, 2019 - 200 - ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 Levernier, G. , P. Samozino, G. Laffaye 2019 Force-Velocity-Power profile in high elite boulder, lead, speed climbers competitors. International Journal of Sports Physiology and Performance. - 201 - ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 - 202 - ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 - 203 - ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 - 204 - ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 - 205 - ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 - 206 - ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 - 207 - ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 - 208 - ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 - 209 - ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 - 210 - ANNEXE 4 : ARTICLE ACCEPTE, 2019 - 211 - | HAL | Scientific |
Le changement de concentration, de marque (fabricant), de type d'insuline (Rapide, Protamine Isophane, isophane, Zinc, Long, etc. ), d'espèce (animale, humaine, analogue d'insuline humaine), et/ ou de méthode de fabrication (ADN recombinant vs. insuline d'origine animale) peut nécessiter une modification de posologie. | EMEA_V3 | Medicinal |
25 Faites attention avec Revatio | EMEA_V3 | Medicinal |
Transfusions sanguines et Témoins de Jéhovah | WMT16 | Scientific |
Antivitamines K et coagulation sanguine : un nouvel anticoagulant de synthèse : Lalpha-naphtyl 3 hydroxy 4 coumarine | WMT16 | Scientific |
Le contenant ne peut être rerempli. | EMEA_V3 | Medicinal |
Iléite de Crohn et grossesse | WMT16 | Scientific |
Valeurs diagnostique et pronostique des troponines au cours des syndromes coronariens aigus | WMT16 | Scientific |
Titulaire de l' autorisation de mise sur le Nom de fantaisie marché TRITACE 2. 5 PLUS AVENTIS PHARMA DEUTSCHLAND TRITACE 5 PLUS GMBH Brningstrae 50 65926 Frankfurt am Main Allemagne | EMEA_V3 | Medicinal |
Etude expérimentale d'un nouveau sulfamide hypoglycémiant particulièrement actif, le HB 419 ou glibenclamide | WMT16 | Scientific |
QU'EST-CE QUE HBVAXPRO 40 microgrammes/ml ET DANS QUEL CAS EST-IL UTILISÉ | EMEA_V3 | Medicinal |
MODIFICATIONS DE LA R'EACTIVIT'E 'A L'ADR'ENALINE ET DE L'ELECTROGEN'ESE CORTICALE AU COURS DE L'INTOXICATION ALCOOLIQUE AIGUUE CHEZ LE CHIEN | WMT16 | Scientific |
comprimés pour petits chiens | EMEA_V3 | Medicinal |
Si votre asthme s' aggrave ou n' est pas correctement contrôlé (par exemple : si les sifflements bronchiques augmentent ou si vous avez plus souvent besoin d' utiliser votre traitement bronchodilatateur de secours), n' augmentez pas systématiquement le nombre de bouffées de Seretide que vous prenez mais consultez votre médecin rapidement afin qu' il réévalue votre état de santé et le traitement dont vous avez besoin. | EMEA_V3 | Medicinal |
Maladie de Hodgkin à localisation pulmonaire excavée apparemment primitive. A propos d'un cas | WMT16 | Scientific |
Torsion aigu du grand epiploon | WMT16 | Scientific |
Malabsorption et tuberculose intestinale. A propos d'un cas | WMT16 | Scientific |
Pourquoi Macugen a -t-il été approuvé ? | EMEA_V3 | Medicinal |
Effect thérapeutique de l'association isoniazidestreptovaricine sur la tuberculose expérimentale du cobaye | WMT16 | Scientific |
Formation médicale : conflits d'intérêt ? | WMT16 | Scientific |
La splénectomie dans la maladie de Gaucher. A propos de deux cas dont l'un précédé d'une embolisation | WMT16 | Scientific |
Il a été établi que les interférons réduisent l' activité des enzymes hépatiques dépendantes du cytochrome P450 chez l' homme et l' animal. | EMEA_V3 | Medicinal |
Donnees immunologiques concernant l'allergie au cours des infections | WMT16 | Scientific |
La tuberculose - la prévention | WMT16 | Scientific |
Evolution des lombalgies vers la chronicité (sujet de la Partie B du programme no. 26 du Fonds national suisse de recherche) | WMT16 | Scientific |
Atorvastatine ou rosuvastatine (pour faire diminuer le taux de cholestérol) car Norvir peut augmenter la concentration sanguine de ces médicaments. | EMEA_V3 | Medicinal |
Les oedèmes pulmonaires hémodynamiques per- et post-opératoires. Aspects étiopathogéniques | WMT16 | Scientific |
Evaluation contrôlée d'un traitement au mistabron chez des bronchiteux chroniques | WMT16 | Scientific |
Relation dose-volume effets dans les cancers du col utérin traités par curiethérapie adaptative guidée par l'imagerie 3D. Renaud Mazeron To cite this version : Renaud Mazeron. Relation dose-volume effets dans les cancers du col utérin traités par curiethérapie adaptative guidée par l'imagerie 3D. Médecine humaine et pathologie. Université Paris Saclay (CO- mUE), 2015. Français. NNT : 2015SACLS169. tel-01340866 HAL Id : tel-01340866 Submitted on 2 Jul 2016 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. NNT : 2015SACLS169 THESE DE DOCTORAT DE L'UNIVERSITE PARIS-SACLAY, préparée à Gustave Roussy Cancer Campus ÉCOLE DOCTORALE N 582 CBMS | Cancérologie : biologie - médecine - santé Spécialité : Recherche clinique, innovation technologique, santé publique Par Renaud Mazeron Relations dose-volume effets dans les cancers du col utérin traités par curiethérapie adaptative guidée par l'imagerie 3D Thèse présentée et soutenue publiquement, le 08 Décembre 2015 Composition du Jury : Mme le Professeur Isabelle Barillot, CHU de Tours, Rapporteur M le Professeur Philippe Maingon, Centre Georges-François Leclerc, Rapporteur et Président du jury Mme le Docteur Christine Haie-Meder, Gustave Roussy, Examinateur M le Professeur Eric Deutsch, Gustave Roussy, Examinateur M le Docteur Jean-Pierre Manens, Centre Eugène Marquis, Invité M le Docteur Dimitri Lefkopoulos, Gustave Roussy, Directeur de Thèse ii RELATIONS DOSE-VOLUME EFFETS DANS LES CANCERS DU COL UTERIN TRAITES PAR CURIETHERAPIE ADAPTATIVE GUIDEE PAR L'IMAGERIE 3D iii iv A Madame le Docteur Christine HAIE-MEDER, qui m'a appris la curiethérapie, transmis sa rigueur, et accorder sa confiance. Sans elle, ce travail n'aurait pu être mené. A Monsieur le Docteur Dimitri LEFKOPOULOS, qui a accepté de diriger ce travail et qui par ses conseils avisés a permis de le mener à son terme. A Mme le Professeur Isabelle BARILLOT, qui a accepté avec enthousiasme de partager son expérience en jugeant ce travail. A Monsieur le Professeur Philippe MAINGON, pour ses encouragements, sa disponibilité, et son dynamisme. A Messieurs les Professeurs Didier PEIFFERT et Erik VAN LIMBERGEN, qui ont accepté de partager leur expertise de la curiethérapie en jugeant ce travail. A Monsieur le Professeur Eric DEUTSCH qui m'a donné les moyens d'accomplir ce travail dans son département d'Oncologie Radiothérapie et au sein de l'unité de Radiothérapie Moléculaire, à Gustave Roussy. A Monsieur le Docteur Jean-Philippe MANENS, qui a accepté de participer à l'analyse de travail. A Monsieur le Professeur Jean BOURHIS, qui avait participé à l'initiation de ce travail. v A Madame Isabelle DUMAS, qui avec rigueur, patience et dynamisme, m'a permis de collecter les informations dosimétriques nécessaires à ce travail. Aux Professeurs Richard POTTER, Kari TANDERUP, Christian KIRISITS, et à l'ensemble du groupe de recherche EMBRACE, qui m'ont permis de progresser en profitant de leur expertise. A Mesdames et Messieurs les Docteurs Laurie MONNIER, Jolle HELOU, Pierre MAROUN, Cyrus CHARGARI, et aux équipes médicale, paramédicale, et de radiophysique du département d'Oncologie Radiothérapie sans qui ce travail n'aurait pu être possible. A Solène, pour ses encouragements, son soutien précieux. A Louise, pour tout le temps que je n'ai pu lui consacrer. A mes Parents, pour leurs conseils bienveillants. A mes proches. vi LISTE DES ABREVIATIONS ET ACRONYMES deux Dimensions trois dimensions American Brachytherapy Society Adénocarcinome Carcinome Adénosquameux point ALG (Alain Gerbaulet) Body Mass Index Curage Lombo-aortique Common Toxicity Criteria for Adverse Events Clinical Target Volume Clinical Target Volume à haut risque Clinical Target Volume à risque intermédiaire Dose minimale calculée dans les 0, 1cm3 les plus exposés Dose minimale calculée dans les 2cm3 les plus exposés dose minimale délivrée à 90% du volume dose calculée au point ALG dose calculée au point de l'ICRU External Beam Radiotherapy Effective dose for a 10% probability 2D 3D ABS ADC ADS ALG BMI CLA CTC-AE CTV CTV-HR CTV-RI D0. 1cm3 D2cm3 D90 DALG DICRU EBRT ED10 EMBRACE an intErnational study on MRI-guided Brachytherapy in locally Advanced CErvical cancer EORTC FIGO European Organisation of Research and Treatment of Cancer Fédération Internationale de Gynécologie Obstétrique GEC-ESTRO Groupe Européen de Curiethérapie - European Society for Radiation Oncology Gynecologyc Oncology Group Gross Target Volume Gray Hémoglobine Haut Débit de Dose GOG GTV Gy Hb HDD vii HPV ICRU IGABT IMRT IRM ITV J L2 LA N Nbre NCI OAR PDR PIBS PS Pts PTV RCMI RCP ROC RTOG SCC SEER Human Papilloma Virus International Commission for Radiation Units and measurements Image-Guided Adaptive Brachytherapy Intensity Modulated Radiation Therapy (RCMI) Imagerie par résonnance magnétique Internal Target Volume Jour vertèbre Lombaire numéro 2 Lombo-Aortique envahissement ganglionnaire Nombre National Cancer Institute Organe A Risque Pulsed-dose rate Postero Inferior Border of the Symphisis Performance Status Patientes Planning Target Volume Radiothérapie Conformationnelle avec Modulation d'intensité Réunion de Concertation Pluridisciplinaire Receiver Operating Characteristic Radiation Therapy Oncology Group Squamous Cell Carcinoma Surveillance Epidemiology and End Results SOMA-LENT Subjective, Objective, Management, Analytic-Late Effects of Normal Tissues TDM TEP TPS TRAK Tomodensitométrie Tomographie par Emission de Positons Treatment Planning System Total Reference Air Kerma V100% Volume recevant 100% de la dose prescrite Différence viii TABLE DES MATIERES INTRODUCTION AVANT PROPOS . 1 CHAPITRE I - ETAT DE L'ART DE LA CURIETHERAPIE DU COL UTERIN . 3 I. 1 Aspects anatomiques et prise en charge thérapeutique . 3 I. 1. 1 Rappels anatomiques . 3 I. 1. 2 Généralités sur le cancer du col de l'utérus . 6 I. 1. 3 Bilan pré thérapeutique . 7 I. 1. 3. 1 Imagerie . 7 I. 1. 3. 2 Biologie . 8 I. 1. 3. 3 Classification FIGO . 8 I. 2 Approches thérapeutiques . 10 I. 2. 1 La chirurgie . 10 I. 2. 1. 1 Hystérectomie . 10 I. 2. 1. 2 Chirurgie ganglionnaire . 10 I. 2. 2 La radiothérapie . 11 I. 2. 2. 1. 1 Imagerie de planification . 11 I. 2. 2. 1. 2 Définition des volumes de planification . 13 I. 2. 2. 1. 3 Définition des organes à risque . 14 I. 2. 2. 1. 4 Planification dosimétrique et balistique d'irradiation . 16 I. 2. 2. 1. 5 Contrôle du positionnement de la patiente . 17 I. 2. 3 La chimiothérapie . 17 I. 2. 3. 1 La chimiothérapie néo-adjuvante. 17 I. 2. 3. 1. 1 Avant chirurgie . 17 I. 2. 3. 1. 2 Avant radiothérapie . 18 I. 2. 3. 1. 3 Suivie de chirurgie contre radiothérapie. 18 I. 2. 3. 2 L'avènement de la radiochimiothérapie concomitante . 19 I. 2. 3. 3 La chimiothérapie adjudante . 21 I. 4 La curiethérapie dans les cancers du col utérin . 23 I. 4. 1 Définition et historique . 23 I. 4. 2 Rôle primordial de la curiethérapie et son évaluation par rapport à la radiothérapie de haute précision . 24 ix I. 4. 3 Applicateurs . 26 I. 4. 4 Curiethérapie classique . 29 I. 4. 4. 1 Imagerie de planification avec implant en place . 29 I. 4. 4. 2 Définitions des organes à risque . 30 I. 4. 4. 3 Systèmes de prescription . 30 I. 4. 4. 4 Réalisation du traitement . 32 I. 4. 5 Curiethérapie guidée par l'image . 32 I. 4. 5. 1 Introduction . 32 I. 4. 5. 2 Imagerie de planification . 34 I. 4. 5. 3 Digitalisation des vecteurs . 36 I. 4. 5. 4 Définition des volumes cibles . 36 I. 4. 5. 5 Définition des organes à risque . 38 I. 4. 5. 6 Calcul de la distribution de dose / Optimisation . 40 I. 5 Prise en charge des cancers du col de l'utérus . 41 I. 5. 1 Tumeurs de stade limité . 41 I. 5. 2 Tumeurs de stade avancé . 42 I. 5. 3 Cas particuliers . 43 I. 5. 4 Arbre décisionnel adopté à Gustave Roussy pour la prise en charge des tumeurs de stade IB2-IVB . 44 I. 6 Relation dose-effet en curiethérapie . 45 I. 6. 1 Contrôle local et dose . 45 I. 6. 1. 1 Contrôle local et dose : données de curiethérapie classique . 45 I. 6. 1. 2 Taux de contrôle local dans les séries de curiethérapie guidée par l'imagerie 3D . 45 I. 6. 1. 2. 1 Etudes monocentriques . 45 I. 6. 1. 2. 2 Comparaison des cohortes . 46 I. 6. 1. 2. 3 Etudes en cours . 51 I. 6. 2 Relation dose-effet des organes à risque dans la curiethérapie 2D . 51 I. 6. 2. 1 Relation dose-effet : Rectum . 51 I. 6. 2. 2 Relation dose-effets : Vessie . 52 CHAPITRE II- PARAMETRES DOSIMETRIQUES D'EVALUATION DE LA DISTRIBUTION DE DOSE EN CURIETHERAPIE GUIDEE PAR L'IMAGE . 53 II. 1 Matériels et méthodes des études concernant l'évaluation de l'efficacité dosimétrique de la curiethérapie guidée par l'image . 53 x II. 2 Comparaison des doses évaluées au point de l'ICRU du rectum et des paramètres dosimétriques modernes pour la curiethérapie du cancer du col utérin localement évolué . 57 II. 2. 1 Introduction . 57 II. 2. 2 Matériels et méthodes . 57 II. 2. 3 Résultats . 58 II. 2. 3 Discussion . 60 II. 2. 5 Conclusion de l'étude . 61 II. 3 Comparaison de la D2cm3 de la vessie à la DICRU et évaluation volumétrique d'un point vessie alternatif . 68 II. 3. 1 Introduction . 68 II. 3. 2 Méthodologie . 68 II. 3. 3 Résultats . 69 II. 3. 4 Discussion . 70 II. 3. 5 Conclusion . 71 II. 4 Localisation de la zone la plus exposée de la vessie et proposition d'une méthode permettant de la repérer à partir des paramètres dosimétriques . 79 II. 4. 1 Introduction . 79 II. 4. 2 Matériels et méthodes . 79 II. 4. 2. 1 Indices dosimétriques des patientes de l'étude. . 79 II. 4. 2. 2 Localisation de la zone la plus exposée de la vessie (D2cm3) . 80 II. 4. 2. 3 Analyses statistiques . 81 II. 4. 3 II. 4. 4 Résultats . 82 Conclusion . 85 CHAPITRE III - EVALUATION DES MOUVEMENTS INTRA-FRACTIONNELS DES ORGANES DANS LA CURIETHERAPIE GUIDEE PAR L'IMAGE ET LEURS IMPACTS DOSIMETRIQUES . 94 III. 1 Introduction . 94 III. 2 Matériels et méthodes . 94 III. 2. 1 Méthodologie de l'évaluation des mouvements des organes . 95 III. 2. 2 Comparaison des plans. 96 III. 3 Résultats . 97 III. 3. 1 Mouvements des organes à risque . 97 III. 3. 2 Impact dosimétrique . 99 xi III. 3. 3 Corrélation entre la variation du volume d'intersection entre V10Gy et la D2cm3 des organes . 100 III. 4 Discussion . 100 III. 5 Conclusion . 101 CHAPITRE IV - CORRELATIONS DOSE-EFFET ET PARAMETRES DOSIMETRIQUES MODERNES . 109 IV. 1 Corrélations entre taux de contrôle local et paramètres dosimétriques . 109 IV. 1. 1 Introduction . 109 IV. 1. 2 Matériels et Méthodes . 109 IV. 1. 3 Définitions et statistiques . 110 IV. 1. 4 Résultats . 110 IV. 1. 4. 1 Population . 110 IV. 1. 4. 2 Facteurs pronostiques . 112 IV. 1. 4. 3 Relation paramètres dosimétriques et contrôle local . 113 IV. 1. 4. 4 Impact des caractéristiques tumorales sur la relation paramètres dosimétriques et contrôle local . 114 IV. 1. 4. 5 Impact spécifique de l'étalement sur le contrôle local et la relation dose effet . 116 IV. 1. 4. 6 effet entre la D90 (CTV-HR) et le contrôle local . 117 Impacts conjoints des facteurs pronostiques indépendants sur la relation dose IV. 1. 5 Conclusion . 118 IV. 2 Relations dose-volume effet pour les organes à risque . 126 IV. 2. 1 Relations dose-volume effet pour le rectum et la vessie pour des patientes traitées à Gustave Roussy par la curiethérapie guidée par l'image. . 126 IV. 2. 1. 1 Introduction . 126 IV. 2. 1. 2 Matériels et méthodes . 126 IV. 2. 1. 2. 1 Critères d'inclusion . 126 IV. 2. 1. 2. 2 Traitements . 126 IV. 2. 1. 2. 3 Suivi . 127 IV. 2. 1. 2. 4 Définitions et statistiques . 127 IV. 2. 1. 3 Résultats . 128 IV. 2. 1. 3. 1Population . 128 IV. 2. 1. 3. 2 Morbidité urinaire . 129 IV. 2. 1. 3. 2. 1 Description des événements rapportés . 129 IV. 2. 1. 3. 2. 2 Incidence et prévalence des événements urinaires . 130 IV. 2. 1. 3. 2. 3 Comparaison des doses moyennes délivrées à la vessie . 132 xii IV. 2. 1. 3. 2. 4 Relations dose-effet / analyses Probit pour les événements vésicaux . 133 IV. 2. 1. 3. 2. 5 Relations dose-effet / test du Log-rank pour les événements vésicaux . 135 IV. 2. 1. 3. 3 Morbidité rectale . 136 IV. 2. 1. 3. 3. 1 Description des événements rectaux . 136 IV. 2. 1. 3. 3. 2 Incidence et prévalence des événements rectaux . 137 IV. 2. 1. 3. 2. 3 Comparaison des doses moyennes délivrées au rectum . 139 IV. 2. 1. 3. 3. 4 Relations dose-effet / analyses Probit événements rectaux . 140 IV. 2. 1. 3. 3. 4 Relations dose-effet / test du Log-rank événements rectaux . 142 IV. 2. 2 Relation dose-effet pour les rectorragies . 150 IV. 2. 2. 1 Inclusion / exclusion . 150 IV. 2. 2. 2 Traitement . 151 IV. 2. 2. 2. 1 Radiothérapie externe . 151 IV. 2. 2. 2. 2 Curiethérapie guidée par l'image . 151 IV. 2. 2. 3 Morbidité . 151 IV. 2. 2. 4 Paramètres dosimétriques . 152 IV. 2. 2. 5 Résultats . 153 IV. 2. 2. 5. 1 Analyses descriptives . 153 IV. 2. 2. 5. 2 Analyse dose- volume effet. 156 IV. 2. 5 Conclusion . 163 CHAPITRE V - DISCUSSION . 164 V. 1 Comparaison des paramètres volumétriques aux doses-points . 164 V. 1. 1 Rectum . 164 V. 1. 2 Vessie . 168 V. 2 Corrélations dose-volume effets . 169 V. 2. 1 Organes à risque . 169 V. 2. 1. 1 Relations dose-volume effets dans les études monocentriques . 169 V. 5. 1. 2 Limites . 173 V. 2. 1. 3 Relations dose-volume effets au sein de la cohorte EMBRACE . 176 V. 2. 1. 4 D0. 1 ou D2cm3 ? . 177 V. 2. 2 Contrôle local . 179 V. 2. 1 Etalement et contrôle local . 179 V. 2. 2 Dose et contrôle local . 182 V. 3 Incertitudes dosimétriques liées aux mouvements des organes sains . 184 xiii V. 3. 1 Expériences rapportées dans la littérature . 184 V. 3. 2 Gestion de la conséquence des incertitudes liées aux mouvements . 185 V. 3. 3 Impact pour l'évaluation des corrélations dose-volume effets . 186 V. 4 Quel intérêt pour les points à l'ère des histogrammes dose-volume ? . 188 V. 4. 1 Localisation de la position de la D2cm3 de la vessie et possible intérêt pour l'établissement de relations dose-volume effets . 188 V. 4. 1. 1 Ratio D2cm3/DICU et distribution de la dose dans la vessie . 188 V. 4. 1. 2 Validation du concept . 188 V. 4. 2 Morbidité vaginale et échec des D0. 1 cm3 et D2cm3 . 190 V. 5 Perspectives . 194 V. 5. 1 La curiethérapie guidée par l'IRM, standard des années à venir . 194 V. 5. 2 Développement d'autres sources d'imagerie . 195 V. 5. 2. 1 La tomodensitométrie . 196 V. 5. 2. 2 L'échographie . 197 V. 2. 2. 1 Echographie transabdominale . 197 V. 2. 2. 2 Echographie transrectale . 199 CHAPITRE VI -CONCLUSIONS . 200 LISTE DES FIGURES . 202 LISTE DES TABLEAUX . 206 REFERENCES . 207 LISTE DES ARTICLES PUBLIES ISSUS DE LA THESE . 231 xiv INTRODUCTION AVANT PROPOS La curiethérapie est la technique de radiothérapie la plus ancienne, utilisée depuis plus d'un siècle dans la prise en charge des cancers du col utérin. En association avec la radiothérapie externe, elle constitue le traitement standard des formes localement avancées. Par ses qualités intrinsèques, et notamment un gradient de dose important, elle permet de délivrer des doses élevées à la tumeur tout en limitant la dose délivrée aux organes à risque de proximité à un niveau acceptable. Malgré l'absence de données scientifiques, une décroissance des indications de curiethérapie dans les cancers du col utérin a été observée, au profit de surimpression par techniques de radiothérapie de haute précision comme la radiothérapie conformationnelle avec modulation d'intensité ou la radiothérapie en condition stéréotaxique. Des études récentes basées sur des données épidémiologiques ont conclu que ce déclin s'accompagnait d'une diminution significative des taux de survie globale. En parallèle, la curiethérapie a connu des avancées techniques ces dernières années. Pendant des décennies, la dosimétrie a été basée sur des clichés orthogonaux de l'implant. Les organes à risque étaient repérés par des points géométriquement construits à partir du matériel implanté (sonde urinaire, applicateur). Plusieurs systèmes de prescription existaient, rendant la comparaison des techniques difficiles. Deux innovations ont permis d'évoluer vers une curiethérapie adaptative guidée par l'imagerie 3D (IRM ou tomodensitométrie). Premièrement, les projecteurs de source, développés initialement à des fins de radioprotection pour la curiethérapie à haut débit de dose, permettent de moduler les positions et temps d'arrêt de la source d'Iridium. Secondairement, les logiciels de dosimétrie (Treatment Planning System, TPS) ont évolué afin d'accepter les imageries 3D (TDM, IRM), et de permettre la délinéation des structures d'intérêt. La conjonction de ces deux technologies permet d'optimiser les dosimétries en fonction de la topographie des volumes cibles et de celle des organes sains. L'avènement de la curiethérapie guidée par l'imagerie a incité le GEC-ESTRO (Groupe Européen de Curiethérapie European Society for Radiation Oncology) à proposer des recommandations pour la curiethérapie des cancers du col utérin. Dès le début des années 2000, le GEC-ESTRO a mené une réflexion pour harmoniser les méthodes de rapport de la dose en curiethérapie. Deux volumes cibles ont ainsi été définis (CTV à risque intermédiaire et à haut risque), associés à des paramètres dosimétriques (D100, D98, V100, V50). Pour les organes à risque, la dose délivrée dans des petits 1 volumes a été retenue (D0. 1cm3, D2cm3). Publiées en 2005 et 2006, ces recommandations ont rapidement été adoptées et se sont imposées. L'objectif de cette thèse est de tester la capacité de ces paramètres dosimétriques à prédire les effets de la curiethérapie en établissant des relations dose-effet. La thèse s'articule autour de 5 parties. La première consiste en une revue de la littérature sur la curiethérapie des cancers du col utérin. L'objectif y est de détailler les techniques, leurs évolutions récentes, et l'état des connaissances. Les trois chapitres suivants sont consacrés aux résultats expérimentaux. L'objectif des travaux rapportés dans le chapitre 2 est de comparer les paramètres dosimétriques modernes recommandés par le GEC-ESTRO à ceux antérieurement utilisés en curiethérapie basée sur clichés orthogonaux. Dans le chapitre 3, l'impact des mouvements des organes à risque sur la dose délivrée, source d'incertitudes, est étudié. Dans le chapitre 4, des corrélations dose-volume effet sont testées entre les paramètres dosimétriques modernes et l'obtention du contrôle local ou la survenue d'événements radio-induits. Enfin, le dernier chapitre est consacré à une discussion de l'ensemble des résultats rapportés, leur comparaison par rapport aux données publiées, et leur apport dans la curiethérapie moderne. 2 CHAPITRE I - ETAT DE L'ART DE LA CURIETHERAPIE DU COL UTERIN I. 1 Aspects anatomiques et prise en charge thérapeutique I. 1. 1 Rappels anatomiques Le col de l'utérus fait partie de l'appareil reproducteur féminin. Il relie le corps de l'utérus au vagin (Figure 1). Il est constitué de deux parties : l'endocol, partie interne du col, et l'exocol. Chaque mois, sauf lors d'une grossesse ou après la ménopause, le revêtement de l'utérus (endomètre) est évacué du corps utérin en passant par le col puis le vagin. Ce processus est appelé menstruations. Figure 1 : Anatomie de l'appareil reproducteur féminin Une partie de la muqueuse du col contient des glandes qui sécrètent du mucus. Pendant presque toute la durée du cycle menstruel, ce mucus est épais et ne permet pas au sperme de pénétrer dans l'utérus. Lors de l'ovulation, soit quand un ovule est libéré d'un des deux ovaires chaque mois, l'épaisseur du mucus change permettant au sperme de passer par le col jusqu'à l'utérus. Le col joue 3 aussi un rôle important lors de l'accouchement il se dilate afin de permettre l'engagement du nouveau-né. Le péritoine recouvre le corps utérin ainsi que les annexes, réalisant un cul de sac vésico utérin en avant et un cul de sac vagino-rectal en arrière ou de Douglas. Les rapports du col utérin sont (Figures 2 et 3) : - - - - - En avant : la paroi postérieure de la vessie par l'intermédiaire du fascia vésico-utérin En arrière : la paroi antérieure du rectum par l'intermédiaire du cul de sac de Douglas En bas : le vagin et les culs de sac vaginaux En haut : le corps de l'utérus Latéralement : les paramètres, contenant artères utérines et uretères Figure 2 : Appareil génital féminin, coupe sagittale. 1 : artère et veine iliaques communes, 2 : vaisseaux iliaques internes, 3 ; rectum, 4 : cul de sac de Douglas , 5 : corps utérin, 6 : col utérin, 7 : vagin, 8 : anus, 9 : introïtus vaginal, 10 : vaisseaux iliaques externes, 11 : ovaire, 12 : trompe de Fallope, 13 : fascia vésico-utérin, 14 : vessie, 15 : symphyse pubienne, 16 : urètre, 17 : clitoris, 18 : petite lèvre, 19 : grande lèvre. 4 Figure 3 : Structures anatomiques situées dans les paramètres, latéralement au col utérin. La description d'une tumeur cervicale doit être accompagnée d'un schéma (Figure 4), récapitulant ses rapports avec les culs de sac vaginaux, les paramètres et ses dimensions. Figure 4 : Schéma descriptif de la lésion cervicale à l'examen clinique développé pour l'étude EMBRACE. 5 I. 1. 2 Généralités sur le cancer du col de l'utérus Le cancer du col de l'utérus représente le onzième cancer féminin avec, en France, 3 028 nouveaux cas estimés en 2012, pour environ un millier de décès. Son incidence a considérablement diminué ces dernières décennies passant de 15 cas pour 100 000 en 1980 à 6, 7 cas pour 100 000 en 2012. Le pic d'incidence se situe autour de 40 ans avec un âge médian au moment du diagnostic de 51 ans. Dans le monde, le cancer du col constitue un problème de santé publique majeur avec 530 000 nouveaux cas par an, et 275 000 décès. Quatre-vingt-six pour cent des cas sont diagnostiqués dans les pays en voie de développement [1]. Les cancers du col utérin naissent de la zone de transition entre l'épithélium cylindrique et l'épithélium malpighien. Quatre-vingt-cinq pour cent sont des carcinomes épidermoïdes, les autres des adénocarcinomes le plus souvent. L'évolution peut être longtemps locorégionale avec une extension vers les paramètres latéralement, le vagin en bas, le corps utérin en haut, la vessie en avant et plus rarement le rectum en arrière. Le franchissement de la membrane basale définit le cancer invasif et expose à un risque d'extension vasculaire sanguine et lymphatique et d'une progression vers l'espace para-cervical et les paramètres. Le principal facteur de risque est l'infection de la muqueuse cervicale par le papillomavirus humain (HPV), transmis par rapport sexuel. Les HPV 16 et 18 sont présents dans plus de 70 % des cas de cancer invasif [2]. Les autres facteurs de risque pouvant favoriser la survenue d'un cancer du col de l'utérus sont les rapports sexuels à un âge précoce, la multiplicité des partenaires, la multiparité, le tabac, l'immunosuppression et certaines infections génitales (Chlamydia Trachomatis et virus de l'herpès simplex de type 2). Le dépistage des lésions précancéreuses ou invasives est possible grâce au frottis cervico-utérin, recommandé, en France, tous les 3 ans chez les femmes de 25 à 65 ans. L'autre moyen de prévention est la vaccination contre les virus HPV 16 et 18 [3]. Elle est recommandée depuis 2012 pour toutes les filles de 11 à 14 ans et en rattrapage vaccinal pour les filles de 15 à 19 ans révolus, non vaccinées, et n'ayant pas eu de rapport sexuel, ou éventuellement dans l'année suivant le premier. Seuls 2 vaccins ont eu une autorisation de mise sur le marché, l'un bivalent (HPV 16 et 18), l'autre tétravalent ciblant en plus des deux mêmes virus, les virus 6 et 11. Un vaccin ciblant 5 génotypes supplémentaires vient d'être approuvé aux Etats-Unis (31, 33, 45, 52, et 58). 6 I. 1. 3 Bilan pré thérapeutique I. 1. 3. 1 Imagerie L'imagerie par résonnance magnétique (IRM) est le meilleur examen pour évaluer la taille tumorale et son extension loco-régionale (paramètres, utérus, vagin, vessie, rectum, paroi pelvienne). Elle comprend des séquences en pondération T2 sans suppression de graisse, des séquences de diffusion, et des séquences dynamiques T1 après injection de produit de contraste au gadolinium. Sur les images en séquence T2, les cancers du col utérin apparaissent en signal intermédiaire, généralement plus élevé que le signal du stroma cervical, ce qui permet aisément de repérer une infiltration paramétrable. Figure 5 : IRM pelvienne d'une tumeur infiltrant les paramètres. A : sagittal. Flèche : tumeur. B : axiale. Flèche : persistance su stroma cervicale en avant. Effraction du stroma à droite comme à gauche. La tomographie par émission de positons au 18 Fluorodésoxyglucose (TEP-TDM) fait partie du bilan d'extension pour des tumeurs de plus de 4 cm (à partir du stade IB2, voir plus loin la classification de la FIGO). Cette imagerie métabolique est très performante pour détecter les adénopathies avec une sensibilité de 70 à 86% au niveau lombo-aortique, allant jusqu'à 96% au niveau pelvien [4]. La tomodensitométrie est quant à elle largement insuffisante dans la recherche d'extension lombo-aortique avec seulement 34% de détection dans une étude du GOG. Cependant, le taux de faux négatifs au niveau lombo-aortique est de l'ordre de 12% ce qui justifie par certaines équipes entrainées une lymphadénectomie lombo-aortique initiale de stadification [5]. 7 I. 1. 3. 2 Biologie Le bilan est à adapter aux antécédents de la patiente ainsi qu'à la nature de son traitement et peut comporter un hémogramme, un bilan rénal et hépatique. Pour les carcinomes épidermoïdes, le dosage du marqueur SCC (Squamous Cell Carcinoma) peut être utile pour le suivi [6]. I. 1. 3. 3 Classification FIGO La classification la plus rependue est l'échelle proposée par la FIGO (Fédération Internationale de Gynécologie Obstétrique), révisée en 2009 (Tableau 1) [7]. Stade I Cancer strictement limité au col utérin Stade IA cancer invasif identifié uniquement par examen microscopique infiltration stromale : profondeur maximum de 5 mm, largeur maximum de 7 mm IA1 IA2 profondeur 3 mm, largeur 7 mm 3 mm < profondeur 5 mm et largeur 7 mm Stade IB cancer clinique limité au col visible macroscopiquement ou cancer microscopique de dimension supérieure au IA IB1 IB2 Taille 4 cm Taille >4 cm 8 Stade II Cancer étendu au-delà du col mais n'atteignant pas la paroi pelvienne ni le tiers inférieur du vagin Stade IIA Atteinte jusqu'au deux tiers supérieurs du vagin IIA1 Taille 4 cm IIA2 Taille >4 cm Atteinte des paramètres (proximaux) Stade IIB Stade III Cancer étendu jusqu'à la paroi pelvienne et/ou au tiers inférieur du vagin (y compris hydronéphrose) Stade IIIA Stade IIIB Stade IV Atteinte vaginale jusqu'au tiers inférieur Fixation à la paroi pelvienne (ou hydronéphrose ou rein muet) Cancer étendu au petit bassin ou à la muqueuse vésicale et/ou rectale Stade IVA Stade IVB Atteinte par contigité d'un organe adjacent Extension à distance, y compris ganglions lombo-aortiques Tableau 1 : Classification des cancers du col utérin, définie par la FIGO en 2009 Les cancers localement avancés sont définis comme les lésions de stade IB2 et plus, ou IB1 avec invasion ganglionnaire. 9 I. 2 Approches thérapeutiques Toute décision thérapeutique doit être validée en réunion de concertation pluridisciplinaire (RCP). I. 2. 1 La chirurgie I. 2. 1. 1 Hystérectomie Des gestes d'exérèse localisée que sont les conisations ou les trachélectomies peuvent être réalisés à visée diagnostique ou thérapeutique en cas de stade précoce [8-10]. L'hystérectomie peut être pratiquée par laparotomie et actuellement le plus souvent par cœlioscopie. La colpo-hystérectomie élargie est l'intervention la plus fréquemment réalisée. Les exentérations pelviennes sont envisagées pour les tumeurs centro-pelviennes atteignant la vessie ou le rectum. I. 2. 1. 2 Chirurgie ganglionnaire La lymphadénectomie pelvienne peut être réalisée pour des stades précoces afin d'orienter la stratégie thérapeutique. Elle peut aussi être associée d'emblée à l'hystérectomie. La lymphadénectomie lombo-aortique par laparoscopie à visée de stadification peut être proposée dans la prise en charge initiale de tumeurs localement avancées sans atteinte lombo-aortique sur la TEP, ou en cas de stade précoce, après découverte d'une atteinte ganglionnaire pelvienne. L'objectif est ici d'identifier les patientes ayant une atteinte ganglionnaire lombo-aortique afin de leur proposer une radiothérapie étendue à ce niveau. En effet, deux essais randomisés de radiothérapie prophylactique des aires ganglionnaires lombo-aortiques menées chez des patientes à haut risque de récidive ont conclu à l'absence de bénéfice en termes de taux survie globale, et à un impact délétère en termes de morbidité tardive en particulier digestive [11, 12]. Le rôle carcinologique de cette chirurgie reste débattu [13]. L'abord laparoscopique et rétropéritonéal est bien toléré [14]. 10 I. 2. 2 La radiothérapie La radiothérapie externe associée à une chimiothérapie concomitante suivie d'une curiethérapie utéro vaginale est le traitement standard des stades IB1 avec envahissement ganglionnaire et des stades IB2, II, III, IVA, et certains IVB. En situation post opératoire, la radiothérapie est indiquée en cas de marge positive, d'atteinte ganglionnaire ou paramétriale. Seule la radiothérapie externe est développée dans cette section. La curiethérapie est abordée dans la section suivante, débutant page 14. I. 2. 2. 1. 1 Imagerie de planification La préparation d'une radiothérapie externe conformationnelle voire avec modulation d'intensité requiert un scanner de repérage (Figure 6). La patiente est généralement installée en décubitus dorsale, bras relevés au-dessus de la tête ou repliés sur la poitrine. Le champ d'acquisition s'étend habituellement de l'interligne L2-L3 à 2 cm sous le petit trochanter, mais peut être plus étendu en cas d'indication d'irradiation lombo-aortique [15]. Figure 6 : Limites d'acquisition en vue d'une irriation pelvienne (repères 1 à 2) ou pelvienne et lombo-aortique (repères 1 et 3). A : Vue de face, B : Vue de profil. scout view de tomodentométrie de centrage. 11 12 I. 2. 2. 1. 2 Définition des volumes de planification Différents volumes cibles sont délinéés sur l'imagerie de planification [16] : o Le volume tumoral macroscopique (GTV) englobe tous les tissus o la tumeur est décelable à partir des données de l'examen clinique, de l'IRM lombo-pelvienne et du TEP-TDM. o Le volume cible anatomo-clinique (CTV) comprend le col et le corps de l'utérus, les paramètres en totalité, les annexes, ainsi qu'une partie du vagin définie en fonction de l'atteinte macroscopique de la maladie [17, 18]. Si le vagin n'est pas atteint, le CTV comprend uniquement le tiers supérieur du vagin. En cas d'atteinte vaginale, la totalité du vagin est incluse. Toutes les aires ganglionnaires pelviennes sont incluses, depuis la bifurcation iliaque commune ; l'aire lombo-aortique ne le sera uniquement qu'en cas d'envahissement avéré, détecté par l'imagerie ou par le curage et l'aire inguinale uniquement si le 1/3 inférieur du vagin est atteint, ou en cas d'atteinte avérée à son niveau [19]. En situation post opératoire, le CTV inclut le 1/3 supérieur du vagin, les tissus graisseux jusqu'à la paroi pelvienne, les aires ganglionnaires pelviennes voir lombo- aortique si le curage à ce niveau est positif. o Le volume cible prévisionnel (PTV) prend en compte l'amplitude des mouvements potentiels de l'utérus liés au degré de remplissage de la vessie et du rectum et des erreurs de repositionnement de la patiente sur la table de traitement (Figure 7). Le col et le corps de l'utérus étant extrêmement mobiles, une marge d'au moins 1 cm est préconisée dans toutes les directions, voir plus en antéro-postérieur. Des équipes proposent également de décomposer cette marge en ITV (internal target volume, liée aux mouvements du CTV) et PTV (incertitudes de repositionnement). L'ITV est alors idéalement défini sur plusieurs examens de repérage, réalisés dans des conditions différentes (vessie pleine puis vide par exemple). 13 Figure 7 : Génération d'un PTV (B) par application de marges autour du CTV (A). Coupe axiale de tomodensitométrie. En rose, CTV ; en bleu, PTV ; en vert : vessie ; en jaune, rectum. I. 2. 2. 1. 3 Définition des organes à risque o En cas d'irradiation pelvienne, sont considérés comme organes à risque le rectum, le colon sigmoïde, la vessie, les têtes fémorales et l'intestin grêle, dont les modalités de délinéation ne sont pas consensuelle (cavité péritonéale, sac ou anses) (Figure 8). o En cas d'irradiation lombo-aortique, il faut délinéer, en plus des organes précédents, les reins ainsi que la moelle épinière. o La moelle osseuse peut également être délinéée, avec la possibilité d'appliquer des contraintes de doses [20]. Ces modalités de repérage restent à définir (TEP, os, IRM Dixon). o Par ailleurs des atlas sont également proposés pour aider les praticiens à définir et délinéer les volumes cibles et organes à risque. 14 Figure 8 : Délinéation des volumes d'intérêt pour la radiothérapie externe d'une lésion de stade IIB. IRM, séquence T2, coupe axiale. Bleu ciel : CTV ganglionnaire. Vert : GTV. Bleu foncé : CTV centro pelvien (col et paramètres), rouge : GTV adénopathie ilio-obturatrice G, marron : rectum, orange : sigmoïde, jaune : vessie. Des recommandations de contraintes de dose aux organes à risque sont disponibles (cf RECORAD, à paratre). 15 I. 2. 2. 1. 4 Planification dosimétrique et balistique d'irradiation o La radiothérapie externe conformationnelle est le standard et requiert des photons d'énergie 10 MV. Elle est délivrée classiquement par une technique à 4 champs (antérieur, postérieur, latéral droit et latéral gauche), et une pondération de 2/3 sur les faisceaux antero-postérieurs et de 1/3 sur les latéraux. Le PTV doit recevoir au minimum 95% de la dose prescrite au point de l'ICRU (International Commission on Radiation Unit and Measurements) et au maximum 107 % selon le rapport de l'ICRU 62. o La radiothérapie conformationnelle avec modulation d'intensité (RCMI) peut aussi être réalisée avec des photons de 6 MV à 15 MV. Cette technique permet une meilleure épargne des tissus sains [21-24]. Elle doit respecter les recommandations de l'ICRU 83 : la dose médiane au niveau du PTV doit correspondre à la dose prescrite. Sa supériorité sur la radiothérapie conformationnelle n'a cependant pas été formellement démontrée sur des données cliniques, même si les premiers résultats sont encourageants [25-28]. o La dose totale recommandée est de 44 Gy à 50, 4 Gy, délivrée en fractions de 1, 8 Gy à 2 Gy en association à une chimiothérapie concomitante, dans le PTV. o En cas d'atteinte ganglionnaire pathologique en place, la dose doit être portée à 60 Gy voir 65 Gy en fonction du volume de l'adénopathie cible. Ces surimpressions peuvent être réalisées de manière séquentielle, avec la réalisation de séances supplémentaires après la curiethérapie et évaluation de la contribution de celle-ci à l'irradiation des adénopathies. L'autre possibilité est de réaliser une RCMI avec boost intégré. Il est alors nécessaire de se baser sur une estimation de la contribution de la curiethérapie et de délivrer des doses variant de 2, 0 à 2, 4 Gy par fraction au niveau des adénopathies, en fonction de leur distance par rapport à l'utérus. Après curage ganglionnaire, même positif, une dose de 45-50 Gy semble suffisante. 16 I. 2. 2. 1. 5 Contrôle du positionnement de la patiente o Le contrôle du positionnement de la patiente durant son traitement est au moins hebdomadaire, idéalement quotidien. Il peut se faire soit par imagerie portale ou embarquée KV (recalage sur les structures osseuses) soit par tomographie conique (contrôle des réplétions vésicale et rectale, position du col et du corps de l'utérus). Les corrections de positionnement doivent tenir compte de la dissociation des mouvements des aires ganglionnaires et des organes centro-pelviens. I. 2. 3 La chimiothérapie I. 2. 3. 1 La chimiothérapie néo-adjuvante I. 2. 3. 1. 1 Avant chirurgie L'utilisation d'une chimiothérapie néo-adjuvante dans les cancers localement avancés aurait pour intérêt de permettre, en cas de bonne réponse tumorale, une résection chirurgicale. Panici et al. ont ainsi rapporté avoir pu opérer 23 patientes d'une série de 26 patientes (dont 9 atteintes de lésions de stade IIIB) après chimiothérapie néo-adjuvante de type cisplatine-bléomycine [29]. Plusieurs études randomisées ont depuis comparé chimiothérapie néo-adjuvante suivie de chirurgie à chirurgie d'emblée, ou radiothérapie en cas d'impossibilité d'exérèse de la tumeur cervicale malgré la chimiothérapie [30-35]. Cette démarche n'a de sens que si elle permet de se passer de radiothérapie, plus délétère en situation postopératoire, notamment au niveau digestif. Une méta- analyse, récente, reposant sur 6 études randomisées a évalué l'intérêt de la chimiothérapie néo- adjuvante avant chirurgie. Les données de 1 036 patientes, principalement atteintes de tumeurs de stade I et II, ont été analysées. Il n'a pas été observé de bénéfice en terme de contrôle local, à distance et de survie globale (HR 0. 95, IC95% : 0, 67-1, 07, p 0, 17) [36]. Il n'était d'ailleurs pas évident que le recours à la chimiothérapie néo-adjuvante rende ces lésions plus accessible à une résection chirurgicale (p 0, 07). 17 I. 2. 3. 1. 2 Avant radiothérapie Le groupe Cochrane a étudié l'intérêt de la chimiothérapie néo adjuvante avant radiothérapie contre radiothérapie exclusive d'emblée. Cette comparaison, sur données individuelles, intéressait 2 074 patientes, principalement atteintes de lésions classées stade I et II, et issues de 18 essais randomisés, pour la plupart menés dans les années 80, avant l'établissement de la radio-chimiothérapie concomitante comme standard de traitement. Les investigateurs ont observé la supériorité de la chimiothérapie néoajuvante, malgré une grande hétérogénéité, mais uniquement lorsque des dose- intensités élevées de cisplatine (> 25 mg/m par semaine) ou des cycles courts, de moins de 2 semaines, étaient utilisés [37]. A ce jour, cette stratégie n'a jamais été comparée à une radiochimiothérapie concomitante, actuel standard. Le recours d'une chimiothérapie néoadjuvante dans l'attente de débuter une radiochimiothérapie concomitante n'a pas non plus été étudié et fait débat [38]. Une étude randomisée est cependant en cours de mise en place, INTERLACE, randomisant chimiothérapie néo-adjuvante (carboplatine-taxol) suivie de radiochimiothérapie concomitante contre radiochimiothérapie concomitante d'emblée. I. 2. 3. 1. 3 Suivie de chirurgie contre radiothérapie Une méta-analyse sur données individuelles incluant 6 études est disponible [39-43]. Seules 872 patientes, atteintes en grande majorité de lésion de stade IB-IIA, ont été incluses dans ces essais. Ces études ont, dans leur globalité, montré une supériorité de l'association chimiothérapie-chirurgie sur la radiothérapie exclusive (HR 0, 65 ; 0, 53 0, 80 ; p 0, 0004) [37]. Les conclusions doivent cependant être nuancées au regard de l'importante hétérogénéité des études identifiées et des différentes combinaisons de chimiothérapie testées dont il n'est pas possible de dégager un traitement de référence. Par ailleurs, de nombreuses patientes des bras chirurgie ont reçu en post- opératoire une irradiation adjuvante du fait de facteurs de risque de récidive tels que l'infiltration paramétriale, des marges d'exérèse insuffisantes ou envahies, ou une atteinte ganglionnaire. Il faut aussi signaler que les patientes traitées par radiothérapie dans ces essais ont des résultats inférieurs à ceux habituellement rapportés dans la littérature. Deux essais de phase III sont cependant en cours et devraient prochainement permettre de clore le débat. L'un est mené par l'équipe du Tata Hospital de Mumbay et prévoit d'inclure 730 patientes de stade Ib2-IIb, 3 cycles de carboplatine-taxol. Ouvert en 2003, les résultats sont prochainement attendus (NTC000393380). L'autre est menée par L'EORTC (European Organisation for Research and 18 Treatment of Cancer), qui a ouvert une étude de phase III en 2002 (n 55994). Six-cent quatre-vingt- deux patientes sont prévues, traitées pour des lésions de stade IB2, IIA2 et IIB[44]. I. 2. 3. 2 L'avènement de la radiochimiothérapie concomitante Plusieurs études randomisées ont montré la supériorité de la radio-chimiothérapie concomitante sur la radiothérapie exclusive dans les cancers du col localement avancés, amenant en 1999, le NCI (National Cancer Institute) à déclencher une alerte pour recommander la radio-chimiothérapie à base de cisplatine comme standard de traitement [45-49]. Depuis, plusieurs méta-analyses ont confirmé cette supériorité et permis d'affiner ces effets. La plus récente d'entre elles a été publiée en 2008, et portait sur des données individuelles réactualisées. Au total, 15 essais randomisés ont été inclus dans cette analyse, sur les 25 initialement identifiés, regroupant les données de 3 452 patientes [50]. L'analyse des 13 études comparant radiochimiothérapie concomitante sans chimiothérapie adjuvante à radiothérapie seule (3 104 patientes) a montré un avantage net en faveur de la radiochimiothérapie concomitante avec une réduction importante du risque de décès (HR 0, 81 (IC 95% 0, 71 0, 91), p 0, 0006) se traduisant par un gain de survie globale à 5 ans de 6 %, tous stades confondus (Tableau 2). Il n'a pas été observé de différence en fonction du type de chimiothérapie, de la dose de cisplatine, ou de son schéma d'administration. De la même manière, il n'a pas été identifié de modification de l'effet de la chimiothérapie en fonction de l'âge, de l'histologie, du grade de la tumeur, ou du statut ganglionnaire. En revanche, il semblait que l'effet de la chimiothérapie s'estompait avec le stade tumoral, devenant moins important pour les stades avancés. Le gain de survie à 5 ans était ainsi évalué à 10 % pour les lésions de stade IB à IIA, 7 % pour les stades IIB et seulement 3 % pour les stades III et IVA. Ce faible impact de la chimiothérapie concomitante dans les cancers de stade IIIB a d'ailleurs poussé les investigateurs du Tata Memorial Hospital de Mumbai à proposer un essai de phase III, dont les inclusions viennent de s'achever (étude CRACx, NCT0019391). Zuliani et al. ont publié une étude randomisée similaire évaluant l'effet de la chimiothérapie concomitante chez 147 patientes atteintes de tumeur de stade IIIB. Ils ont montré un gain de 11% du taux de survie sans récidive à 3 ans (de 55 à 66%), mais sans impact significatif sur le taux de survie globale (68 versus 64%) [51]. Ils ont conclu à un effet réel mais limité de la chimiothérapie concomitante dans la prise en charge des tumeurs de stade IIIB. La radio-chimiothérapie est responsable d'une augmentation des toxicités aigus, en particulier gastro-intestinales et hématologiques. Dans la méta-analyse de Green et al. , le taux de toxicités aiges de grade 3 et 4 a ainsi été évalué à 9% en cas de radiochimiothérapie concomitante contre 4% 19 dans le bras radiothérapie exclusive [52]. En revanche les effets tardifs ont été peu étudiés. Zuliani et al. ne rapportaient pas de différence dans leur essai d'effectif réduit [51]. Le NCI recommandait donc en 1999 l'utilisation de deux schémas : 6 cycles de CDDP 40 mg/m hebdomadaires ou deux cycles de cisplatine 5 Fluorouracile J1-5 puis J22-26 de la radiothérapie. Le plus couramment utilisé est le premier en raison de son profil de toxicité plus favorable. Survie sans récidive Contrôle locorégional Survie sans métastase Survie globale HR 0, 78 0, 76 0, 81 0, 81 IC 95% p Gain absolu à 5 ans 0, 70-0, 87 0, 000005 0, 68-086 0, 000003 0, 72-0, 91 0, 0004 0, 71-0, 91 0, 0006 8 % 9 % 7 % 6 % Tableau 2 : Gains attendu de l'adjonction d'une chimiothérapie concomitante à la radiothérapie, d'après la méta-analyse [50]. Des essais cliniques ont été menés ou sont en cours pour tenter d'améliorer les résultats de la radio- chimiothérapie concomitante. Parmi ceux-ci, certains ont évalué des approches innovantes [53] : CETUXICOL, étude multicentrique française et randomisée de phase II, évaluant l'intérêt d'ajouter du cetuximab à la radio-chimiothérapie à base de cisplatine HPV-RX, étude de phase 1 menée à Gustave Roussy, testant le Vistid, un antiviral ciblant l'HPV, en association à la radiothérapie et au carboplatine [54]. La gemcitabine est une drogue puissamment radiosensibilisante dont le développement en concomitance à la radiothérapie a été freiné par des décès toxiques survenus dans une étude de phase II l'évaluant dans la prise en charge de cancers broncho-pulmonaires par radiochimiothérapie. Après avoir mené une étude de phase II, Duenas-Gonzalez et al. ont publié un essai randomisé sur l'intérêt de la gemcitabine dans le traitement des cancers du col localement avancés [55]. La gemcitabine a été administrée en plus du ciplatine pendant l'irradiation puis en adjuvant (2 cycles). Un total de 515 patientes a ainsi été randomisé entre un bras de référence, radiochimiothérapie concomitante avec cisplatine 40 mg/m hebdomadaire contre cisplatine 40mg/m et gemcitabine 125 mg/m hebdomadaire [56]. Le bras expérimental s'est révélé supérieur au bras standard, lui- même au niveau attendu : HR 0. 68, IC 95% : 0. 49-0. 95 (p 0, 0224). 20 D'autres stratégies sont en cours d'évaluation comme l'utilisation de la tyrapazamine, agent ciblant les cellules hypoxiques, considérées comme radiorésistantes. Après avoir montré des résultats encourageant dans une étude de phase I/II, elle est actuellement testée dans une étude de phase III, en association à la radiochimiothérapie (GOG 219) [57]. La sanazol (AK-2123), nitrotriazole ciblant lui aussi les cellules hypoxiques a fait l'objet d'une étude randomisée comparant radiothérapie exclusive à radiothérapie associée au sanazol chez 333 patientes atteintes de tumeurs cervicales de stade III [58]. Les auteurs ont rapporté une amélioration significative du taux de contrôle local, au prix d'une augmentation réversible du taux d'effets secondaires hématologiques, gastro-intestinaux et neurologiques. I. 2. 3. 3 La chimiothérapie adjudante Peu de données sont actuellement disponibles sur le rôle de la chimiothérapie adjuvante après traitement local. Dans la méta-analyse de Green et al. évaluant le rôle de la radiochimiothérapie concomitante, 2 essais associaient en plus une chimiothérapie adjuvante [59, 60]. Pris séparément des autres essais de la publication, ces essais étaient positifs (p 0, 009), mais l'impact des cycles adjuvants de chimiothérapie restait incertain. Kim et al. ont depuis publié une étude non randomisée d'effectif limité (205 patientes) comparant une chimiothérapie adjuvante chez des patientes atteintes de lésions de stade IB-IIB. Les patientes âgées, en mauvais état général ou peu favorables à recevoir une chimiothérapie adjuvante étaient allouées au bras standard. Les autres recevaient en plus des 3 cycles de 5FU-cisplatine concomitants, 3 cycles supplémentaires, adjuvants. Les auteurs n'ont pas montré de différence significative entre les deux bras [59]. Gonzalez-Duenas et al. ont montré que le schéma associant de la gemcitabine en concomitant et en adjuvant était supérieur à la radio-chimiothérapie concomitante à base de sel de platine. Il n'est cependant pas possible, dans cet essai, de différencier l'effet de la chimiothérapie adjuvante de son effet concomitant puisque les patientes du bras expérimental recevaient les deux modalités d'administration. Même si la faisabilité de ce schéma fait débat, le nombre important de rechute à distance chez des patientes dont la maladie pelvienne est par ailleurs contrôlée relance le débat d'une chimiothérapie adjuvante. Le taux particulièrement élevé de rechute métastatique chez les patientes traitées pour des tumeurs de stade III ou IV, ou N est un rationnel fort en faveur de ce type de traitement, ce d'autant plus que les traitements locaux modernes semblent bouleverser le pronostic local (voir plus loin). Le GOG vient de débuter une étude de phase III (OUTBACK, NCT0141608) testant 4 cycles de carboplatine- taxol en adjuvant chez les patientes atteintes de cancer du col de l'utérus de stade IB1 N , IB2, II, IIIB ou IVA et traitées par radiochimiothérapie concomitante suivie de curiethérapie utéro-vaginale [61, 62]. Les patientes ayant une infiltration ganglionnaire au-dessus de L3-L4 sont exclues. 21 22 I. 4 La curiethérapie dans les cancers du col utérin I. 4. 1 Définition et historique La curiethérapie, parfois appelée brachythérapie (du mot grec Brachy' qui signifie distance courte , brachytherapy en anglais) est une technique de radiothérapie consistant à amener une source radioactive scellée à proximité immédiate ou à l'intérieur du tissu tumoral. C'est la plus ancienne technique de radiothérapie, décrite dès 1901, peu après la découverte de la radioactivité par Henri Becquerel en 1896 (Figure 9). Pierre Curie avait suggéré à Henri-Alexandre Danlos, physicien et dermatologue, qu'une source de radium pouvait être insérée ou mise au contact d'une tumeur. Ce dernier a alors constaté que l'application d'une source de radium permettait d'obtenir une régression tumorale. Indépendamment, Alexandre Graham Bell a également proposé d'encapsuler des sources radioactives afin de les implanter dans le col utérin. Au début du XXe siècle, des applications ont ainsi été réalisées à l'Institut Curie à Paris par Danlos d'une part et à Saint- Luke's et au Memorial Hospital de New York par Robert Abbe d'autre part. Dans les années 1920, la télécuriethérapie (désormais radiothérapie externe), technique permettant d'éloigner la source radioactive des tissus à irradier dans le but d'augmenter l'efficacité du traitement en profondeur, a été développée. Figure 9 : Premier rapport d'une application intracavitaire de radium dans la prise en charge d'un cancer du col de l'utérus en 1905. Cleaves MA. Radium : With a preliminary note on radium rays in the treatment of cancer. Med Rec 1903 ; 64 : 601- 606. 23 I. 4. 2 Rôle primordial de la curiethérapie et son évaluation par rapport à la radiothérapie de haute précision La curiethérapie utéro-vaginale fait partie intégrante de la prise en charge des cancers du col de l'utérus localement avancés, en combinaison avec la radiochimiothérapie concomitante. Les caractéristiques intrinsèques de la curiethérapie lui confèrent plusieurs avantages sur la radiothérapie externe : - Gradient de dose : Diminuant avec l'inverse carré des distances, la dose délivrée décroit rapidement à distance de la source permettant une épargne des tissus sains localisés à proximité de la tumeur. - Balistique : la source étant située au contact ou au sein de la lésion. Il n'y a donc pas de dépôt de dose dans les tissus sains avant d'atteindre la cible. - Abstraction des mouvements de la cible : Les vecteurs de la source sont solidarisés à la tumeur. Lorsque celle-ci est en mouvement (avec la réplétion de la vessie ou du rectum, ou la respiration), le matériel implanté suit, à l'inverse de la radiothérapie externe, technique pour laquelle il est nécessaire d'appliquer des marges de sécurité pour prendre ce phénomène en compte [63]. Malgré ces avantages, les progrès techniques de la radiothérapie ont incité à remplacer la curiethérapie par des techniques de radiothérapie externe de haute précision telles que la RCMI ou la radiothérapie en condition stéréotaxique. Ces techniques, couplées à des méthodes de repositionnement performantes ont été adoptées par certaines équipes, malgré le manque d'évidence scientifique [64, 65]. Plusieurs études dosimétriques ont été publiées comparant les deux modalités. La plupart de ces études sont biaisées, comparant une RCMI à une curiethérapie obsolète, limitant la cible du traitement au résidu tumoral (GTV), appliquant des marges inférieures aux recommandations pour la prise en compte des mouvements en radiothérapie externe, ou ne prenant pas en compte les manchons d'hyperdosage de la curiethérapie. L'étude dosimétrique la plus aboutie est sans doute celle publiée par l'équipe de Richard Ptter, puisqu'elle compare RCMI, IGABT (Image guided adaptive brachytherapy) et protonthérapie, soit trois techniques modernes de radiothérapie. Familiarisés avec la curiethérapie guidée par IRM, ils ont choisi de définir des volumes de radiothérapie externe similaires à ceux de la curiethérapie. Ont ainsi été définis : GTV, CTV-RI et HR (CTV à haut risque et risque intermédiaire), PTV-RI (PTV à risque intermédiaire) et PTV-HR (PTV à haut risque) en appliquant des marges de 3 et 5 mm autour des CTV pour la planification de la RCMI. 24 L'objectif était de comparer les performances de la curiethérapie à celle de la RCMI et de la protonthérapie, tout en maintenant l'irradiation des OAR (vessie, rectum et sigmoïde) dans les mêmes limites que la curiethérapie et en utilisant les mêmes critères (D2cm3, dose minimale délivrée dans les 2cm3 les plus exposés de la structure). De même pour comparer les différentes dosimétries obtenues, les doses reçues par 90% du GTV, du PTV-HR et -RI ont été calculées. Une prescription identique de 4 x 7 Gy délivrée dans le CTV-IR a été appliquée quel que soit la modalité d'irradiation. Malgré des différences individuelles entre les 9 cas étudiés, il est apparu que les performances de la RCMI étaient inférieures à celles de la curiethérapie optimisée pour des doses délivrées aux OAR similaires. Ainsi si pour certaines patientes la couverture du GTV était comparable, pour d'autres, la différence de D90 (dose délivrée à 90% du volume) pouvait atteindre jusqu'à 3-4 Gy par fraction pour le GTV ainsi que pour le PTV-HR. Les auteurs ont aussi observé que le volume de l'isodose 60 Gy (en équivalent 2 Gy) correspondant à la dose recommandée par le GEC-ESTRO dans le CTV-RI était deux fois plus important en RCMI qu'en curiethérapie. En réduisant les marges autour des CTV de 5 à 3 mm, ce qui parat assez hasardeux au vue de l'amplitude des mouvements du col, les couvertures du PTV s'amélioraient et devenaient satisfaisantes pour 2 des 9 patientes. La protonthérapie faisait jeu égal avec la curiethérapie 3D lorsque les marges appliquées au CTV-HR étaient de 3 mm. L'importance de la curiethérapie a été clairement démontrée dans le passé. Coia et al. ont ainsi montré que son recours améliorait les taux de control local (de 53 à 78%) et de survie globale (36 à 67%) [66]. Komaki est arrivé à la même conclusion en établissant un parallèle entre l'amélioration des résultats des patientes traitées pour des cancers de stade III pendant 3 périodes successives, et l'utilisation de plus en plus fréquente de la curiethérapie (60, 5 puis 76, 5 et enfin 87%) [67]. Logdson et al. ont aussi rapporté un taux de survie de 45% chez les patientes pour des lésions de stade IIIB ayant eu une curiethérapie contre seulement 24% pour les autres [68]. Ces constatations s'expliquent simplement par les niveaux de doses plus élevés que la curiethérapie permet d'atteindre au niveau cervical, les sources radioactives étant placées au sein ou au contact de la tumeur. Ces études anciennes viennent d'être confortées par deux rapports récents. Malgré l'absence d'essai randomisé ou d'étude de cohortes, une tendance à l'abandon de la curiethérapie au profit de techniques modernes d'irradiation externe a été constatée. Han et al. viennent de rapporter les résultats d'une étude basée sur les registres américains SEER (Surveillance, Epidemiology, and End Results) [69]. Ils ont constaté, aux Etats-Unis, une tendance progressive à l'abandon de la curiethérapie au profit de la radiothérapie externe exclusive. Ainsi, en 1988, 83% des patientes traitées pour cancer du col utérin recevaient la combinaison des deux modalités d'irradiation, contre seulement 58% en 2009. Les auteurs ont montré que ce déclin s'accompagnait d'une diminution du taux de survie spécifique de 64. 3% à 51. 5% à 4 ans, et du taux de survie globale 25 de 58. 2% à 46. 2%. Ils ont aussi démontré que le recours à la curiethérapie était un facteur pronostique indépendant du succès du traitement. Gill et al. ont également rapporté une étude épidémiologique sur les modalités d'irradiation des tumeurs localement avancées (stade IIB-IVA) aux Etats-Unis chez 7 654 patientes [70]. Comme les auteurs précédents, ils ont constaté un déclin de l'utilisation de la curiethérapie, dont les indications étaient passées de 96. 7% en 2004 à 86. 1% en 2011. En parallèle, le recours aux techniques de radiothérapie externe de haute précision (RCMI et radiothérapie en condition stéréotaxique) était de plus en plus fréquent, passant de 3. 3% à 13. 9% (p Les facteurs identifiés pour favoriser un traitement exclusif par radiothérapie externe était l'âge élevé, une tumeur de stade IVA, le faible volume tumoral, un traitement dans un centre de petite taille ou non académique, et un diagnostic récent dans la période étudiée. Le recours à une surimpression par radiothérapie externe était associé à un taux de survie global inférieur (HR 1. 86, 1. 35-2. 55, p Cet impact était plus important quand le traitement n'associait pas de chimiothérapie concomitante. La survie médiane des patientes traitées par curiethérapie était de 70. 9 mois quand celle des patientes traitées exclusivement par radiothérapie externe n'était que de 47. 1 mois. I. 4. 3 Applicateurs Dans le cas des cancers du col utérin, la curiethérapie peut-être intracavitaire, vaginale en situation postopératoire ou utéro-vaginale sinon, associée ou non à la mise en place d'aiguilles interstitielles pour couvrir des extensions paravaginales ou paramétriales. La curiethérapie peut être délivrée seule avant ou après la chirurgie ou en association avec la radiothérapie externe. Applicateurs Divers applicateurs sont disponibles dans le commerce (ovoïdes, ring). Ils associent un vecteur utérin nécessitant pour sa mise en place la dilatation du col et deux vecteurs vaginaux, et dérivent des applicateurs classiques (Stockholm, Méthode de Paris). Ils sont généralement compatibles avec la réalisation d'un scanner ou d'une IRM. Ces applicateurs offrent également la possibilité en choisissant parmi les différentes pièces fournies de s'adapter à l'anatomie de la patiente (taille du vagin, orientation de l'utérus). En fin d'application, il est nécessaire de combler la cavité vaginale avec des mèches ou des compresses afin de maintenir le dispositif en place et d'éloigner les organes à risque de la source radioactive. 26 Des applicateurs ont été développés pour la prise en charge spécifique de tumeurs avancées, avec l'ajout d'aiguilles interstitielles dans le paravagin et les paramètres dont la mise en place est guidée par une grille périnéale, comme le MUPIT ou l'applicateur de Syed (Figure 10) Figure 10 : Applicateur de Martinez, appelé MUPIT (Martinez Universal Perineal Interstitial Template) Ces derniers modèles ne permettent cependant pas d'obtenir un parallélisme parfait des aiguilles interstitielles, en grande partie du fait de la distance séparant les paramètres, cibles de l'implantation, de la grille périnéale. Pour répondre à ce problème, des équipes européennes ont développé de nouveaux applicateurs dérivés de ceux décrits ci-dessus (ovoïdes, ring). La partie vaginale de l'applicateur sert alors de guide afin de réduire la distance à parcourir avec les aiguilles et conserver leur parallélisme (applicateurs de Vienne et d'Utrecht, Figure 11). Figure 11 : Applicateurs de Vienne (A) et d'Utrecht (B). Nucletron (An Eleckta Company, Stockholm, Suède) 27 Certaines équipes utilisent l'applicateur moulé vaginal qui nécessite la réalisation au préalable d'une empreinte vaginale (Figures 12 et 13) et permet une adaptation optimale à l'anatomie de la patiente, ainsi que du nombre de vecteurs et de leur position [71]. L'empreinte est réalisée en consultation, sans anesthésie particulière. Après obtention du moule vaginal, le curiethérapeute peut décider de la position exacte des vecteurs en se basant sur les données de son examen clinique et sur la forme de l'empreinte tumorale [72]. Figure 12 : Empreinte vaginale, de face. Au sommet, l'empreinte du col est clairement visible, ainsi que celle de son orifice, marqueur bleu, et celle de la tumeur elle-même, sous forme d'un défect irrégulier rouge. Figure 13 : Exemples d'applicateurs moulés personnalisés vaginaux. 28 Des applicateurs destinés à la curiethérapie interstitielle combinent aux vecteurs vaginaux et utérin une plaque périnéale afin de guider la mise en place d'aiguilles par voie périnéale (applicateurs de Syed-Neblett et de Martinez). I. 4. 4 Curiethérapie classique I. 4. 4. 1 Imagerie de planification avec implant en place Traditionnellement, les dosimétries étaient réalisées sur des clichés orthogonaux de l'implantation, réalisés au décours de l'implantation (Figures 15 et 16). Figure 14 : Réalisation de clichés orthogonaux Figure 15 : Clichés orthogonaux d'un implant avec sources fictives dans les vecteurs de l'applicateur. A : de face, B : de profil. 29 I. 4. 4. 2 Définitions des organes à risque Les organes à risque étaient repérés par des points géométriquement construits sur les clichés orthogonaux : point rectum situé 5 mm en arrière du bord postérieur de l'applicateur au niveau de l'intersection du vecteur utérin avec le plan des vecteurs vaginaux et le point vessie, situé à la face postérieure du ballonnet de la sonde vésicale (Figure 17). Ces deux points faisaient l'objet d'une recommandation de rapporter la dose à leur niveau par l'ICRU (International Commission for radiation Units and Mesurements), rapport 38 [73]. Figure 16 : Construction des points Vessie et Rectum tels que définis par l'ICRU. Cliché radiologique latéral d'un implant. En bleu, pointillés : vecteurs, en jaune, pointillés : ballonnet de la sonde vésicale. Flèches blanches : bord postérieur de l'applicateur matérialisé par un fil radio-opaque inclus dans la paroi de l'applicateur moulé vaginal [73]. I. 4. 4. 3 Systèmes de prescription Différents types de prescription coexistaient : - Prescription au point A, défini par le GEC-ESTRO comme situé 2 cm de part et d'autre du vecteur utérin, dans un plan perpendiculaire au vecteur utérin, et 2 cm au-dessus de l'applicateur (Figure 18) [74]. Initialement décrite dans le système de Manchester, la 30 définition du point A a varié au cours des années, et n'a pas toujours été appliquée rigoureusement (2 cm au-dessus de l'intersection des axes des sources radioactives vaginales, localisation dans un plan perpendiculaire à l'axe du corps), source de confusion et de biais dans les études. Aujourd'hui encore, la définition du point A du GEC-ESTRO est sensiblement déférente de celle de l'ABS (American Brachytherapy society). Figure 17 : Définition des points A utilisés pour la prescription, d'après le GEC-ESTRO Handbook. (Gerbaulet et al. ed. , Brussels, 2002) - Isodose d'enveloppe : prescription sur une isodose choisie en fonction de ses dimensions afin de couvrir le volume cible tel que défini lors de l'examen clinique précédent l'implantation (Figure 19) [74]. 31 Figure 18 : Choix d'une isodose d'enveloppe pour la prescription, en fonction de ses dimensions. I. 4. 4. 4 Réalisation du traitement Le traitement était réalisé à l'aide de fils radioactifs d'Iridium 192, coupés à la longueur désirée et insérés dans les vecteurs utérin et vaginaux ou à l'aide de projecteur de source de Cesium 137 (voir Figure 20, A), permettant le contrôle de la source à distance. Compte tenu des activités de ces deux isotopes, les visites étaient limitées en cas de traitement par Iridium, et nécessitaient l'interruption du traitement pour le Cesium. Dans les deux cas, les possibilités d'optimisation de la dosimétrie étaient très limitées. I. 4. 5 Curiethérapie guidée par l'image I. 4. 5. 1 Introduction Tout comme la radiothérapie externe, la curiethérapie a bénéficié ces dernières années d'avancées technologiques. Les équipes disposent désormais de projecteurs de source d'Iridium 192 qui permettent de réaliser des irradiations à débit de dose pulsé ou à haut débit de dose (Figure 20) [75]. L'intérêt de ces projecteurs de source est double. D'une part, ils permettent une irradiation fractionnée, assurant la radioprotection du personnel et des visiteurs, en autorisant les visites en dehors des périodes d'irradiation pour le débit pulsé ou en confinant le traitement dans un 32 blockhaus pour le haut-débit de dose. D'autre part, les sources radioactives utilisées sont miniaturisées et muées par le projecteur (Figure 21) [76]. Figure 19 : Projecteurs de source. A : Pupitre de commande d'un curietron (Cesium137). B : Projecteur de source de type PDR (Iridium 192) Les volumes cibles sont couverts en déplaçant la source par pas, généralement de 5 mm. Il est alors possible de moduler les temps d'arrêt de la source aux différentes positions en fonction de la nécessité d'augmenter la dose au niveau de la tumeur ou à l'inverse de protéger un organe à risque. Figure 20 : Dimensions d'une source d'Iridium miniaturisée (source : Agence internationale de l'énergie atomique, A htm) Le débit de dose pulsé permet ainsi de mimer le débit de dose horaire traditionnel du bas débit en traitant quelques minutes toutes les heures tout en optimisant la distribution de dose (Figure 20) [77]. 33 Figure 21 : Débits de dose en curiethérapie Le débit de dose pulsé consiste donc à délivrer en quelques minutes la dose horaire du bas débit, et certains l'apparentent sur le plan radiobiologique à du haut débit de dose hyperfractionné . Tout comme pour le haut débit de dose, il est nécessaire de convertir les doses rapportées en équivalent 2 Gy (EqD2) pour comparaison avec les autres débits de dose. I. 4. 5. 2 Imagerie de planification L'autre avancée majeure est la possibilité pour les logiciels de planification d'intégrer des modalités d'imagerie à trois dimensions comme le scanner ou l'IRM, examen de référence pour l'analyse topographique des tumeurs gynécologiques (Figure 23) [78]. Il est ainsi possible de délinéer les volumes cibles et les organes à risque, tout comme en radiothérapie externe (Figure 24). Figure 22 : IRM pelvienne réalisée applicateur en place. Vues frontale (A), axiale (B) et sagittale (C) 34 Figure 23 : Délinéation des volumes d'intérêt, basée sur IRM pelvienne, séquences T2. Capture d'écran BrachyVision 8. 9 (Varian Medical System, Palo Alto, California, Etats-Unis d'Amérique) 35 I. 4. 5. 3 Digitalisation des vecteurs L'applicateur est reconstruit à partir de l'imagerie acquise de l'implant. Les positions potentielles de la source sont ainsi déterminées. Etape délicate, la reconstruction peut être facilitée par la mise en place de sources fictives lors de l'imagerie ou le recours à une bibliothèque virtuelle d'applicateurs [79]. Figure 24 : Positions potentielles de la source radioactive. A : cliché radiologique de face avec sources fictives matérialisant les positions de la source dans les vecteurs. B : Positions de la source digitalisées, vue en 3D. I. 4. 5. 4 Définition des volumes cibles La délinéation des volumes cibles repose sur des recommandations émises par le GEC-ESTRO (Groupe Européen de Curiethérapie European SocieTy for Radiation Oncology) en 2005 proposant outre de repérer le GTV, reliquat tumoral au moment de la curiethérapie, 3 CTV auxquels correspondent 3 niveaux de dose (Figure 23) [80] : - CTV à bas risque, qui correspond au CTV de la radiothérapie externe, et comprend : la tumeur, la totalité de l'utérus (col et corps), les paramètres, les annexes, et une portion du vagin dépendante de l'infiltration tumorale de celui-ci. L'objectif de dose est de 45-50 Gy. - CTV à haut risque (CTV-HR) qui comprend au minimum l'ensemble du col, les extensions tumorales en dehors du col et les zones grises visualisées sur les IRM en séquence T2, et considérées comme des reliquats tumoraux, situées en particulier dans les paramètres (Figure 26). La recommandation communément admise est de délivrer un minimum de 85 Gy à 90% du volume, par analogie aux prescriptions antérieurement faites aux points A. 36 Figure 25 : CTV définis par le GEC-ESTRO. Exemple d'une tumeur de stade IIB - CTV à risque intermédiaire (CTV-RI) qui correspond au minimum au CTV initial et qui inclut le CTV-HR avec des marges de 1 à 2 cm en tête-pied, 1 cm dans les paramètres et 0. 5 cm en avant vers la vessie et en arrière vers le rectum. Ce volume prend en compte le volume tumoral initial et sa réponse à la radio-chimiothérapie initiale. Ses dimensions sont donc adaptées à la réponse, d'o le terme de curiethérapie adaptative guidée par l'image (Figure 27). L'objectif est de délivrer 60 Gy à 90% du volume, par analogie aux prescriptions antérieures sur isodose d'enveloppe. 37 Figure 26 : Définitions des volumes cibles selon le GEC-ESTRO Tout comme en radiothérapie externe, ces CTV excluent les organes à risque à l'exception des lésions de stade IVA pour lesquels une partie de la vessie et/ou du rectum est infiltrée par la lésion cervicale et est donc considérée comme une cible du traitement. L'objectif de ces recommandations était principalement d'harmoniser les pratiques afin que les résultats de la curiethérapie guidée par l'image soient rapportés de manière homogène. Les logiciels de dosimétrie intègrent ces nouvelles modalités modernes d'imagerie 3D, permettant de visualiser les isodoses en trois dimensions et de repérer aisément les zones à optimiser. Ils permettent également de générer des histogrammes dose-volume. I. 4. 5. 5 Définition des organes à risque A l'instar de la radiothérapie externe, les contours externes des organes à risque sont délinéés : rectum, vessie, colon sigmoïde (Figure 28). Wachter et al. ont montré une concordance de l'évaluation des doses délivrées aux organes à risque définis par délinéation des contours externes de l'organe ou de sa paroi (valide jusqu'à 3cm3) [81]. Le vagin et les anses intestinales de proximité peuvent également être délinées afin de rapporter la dose, sans qu'aucune contrainte de dose consensuelle n'ait été démontrée. 38 Figure 27 : Délinéation des volumes en prévision d'une curiethérapie uétro-vaginale et interstitielle : IRM axiale séquence T2, centrée sur le vecteur utérin. Bleu foncé : GTV, rouge : CTV-HR, vert : CTV-RI, jaune : vessie, marron, rectum, bleu ciel : intestin grêle, flèche jaune : vecteur utérin, flèches blanches : aiguilles interstitielles placées dans le paramètre G. Figure 28 : Histogrammes dose-volume de la vessie et du rectum : paroi : traits pleins, contour externe : pointillés. Pour des petits volumes, les doses évaluées tendent à confluer, comme décrit par Wachter et al [81] 39 I. 4. 5. 6 Calcul de la distribution de dose / Optimisation Avec la curiethérapie guidée par l'image, les objectifs de planification sont atteints en modulant la position et les temps d'arrêt de la source. Ceci peut être fait manuellement (Figure 29), ou à l'aide d'outils avec ajustement automatique des temps d'arrêt (dose shaper ou planification inverse). Des représentations en 3 dimensions permettent d'apprécier la couverture des CTV et la position des zones les plus exposées des organes à risque (Figure 30). Des histogrammes dose-volume sont générés pour évaluer les doses délivrées. Figure 29 : Fenêtre de contrôle des positions et temps d'arrêt de la source. Figure 30 : Représentation en 3 dimensions de la zone la plus exposée du rectum (2cm3) en rose. Rectum en marron, isodose 100% en ver translucide, CTV-RI en vert clair. 40 I. 5 Prise en charge des cancers du col de l'utérus La prise en charge des cancers du col de l'utérus dépend du stade FIGO de la lésion. I. 5. 1 Tumeurs de stade limité CIS (carcinome in situ) La conisation in sano constitue le traitement de référence des cancers in situ. L'hystérectomie pourra être discutée au cas par cas en fonction de l'âge de la patiente, de la qualité de l'exérèse. Stade IA La chirurgie est le traitement standard des cancers de stade IA. La conisation est toujours nécessaire pour le diagnostic microscopique et l'appréciation des facteurs histo-pronostiques (profondeur d'invasion et embolies vasculaires) Les cancers de stade IA1 relèvent d'une conisation. Si les marges de celle-ci sont in sano, et en l'absence d'emboles, ce traitement est suffisant. En cas d'emboles, le traitement est alors identique aux tumeurs de stade IA2. Les cancers de stade IA2 s'accompagnent d'un risque ganglionnaire plus important justifiant d'une lymphadénectomie pelvienne habituellement cœlioscopique. Localement, en cas de désir de préservation de la fertilité, une trachélectomie peut être proposée. Dans le cas contraire une hystérectomie simple peut être réalisée. En cas d'atteinte ganglionnaire, la prise en charge est similaire à celles des cancers localement avancés. Stade IB1 Il correspond aux tumeurs de moins de 4 cm n'infiltrant ni le vagin ni les paramètres. Il n'y a pas de standard de traitement pour ces lésions [82]. Elles nécessitent en revanche une prise en charge des aires ganglionnaires pelviennes. A l'inverse des tumeurs plus évoluées, la TEP a des performances décevantes dans le bilan d'extension régionale de ces tumeurs. 41 - Chirurgie d'emblée : colpo-hystérectomie élargie non conservatrice et curages ganglionnaires pelviens. En cas de facteurs de risques de rechute sur la pièce chirurgical (taille > 4 cm, emboles, infiltration d'un paramètre, ou adénopathie positive), un traitement adjuvant par radiothérapie /- chimiothérapie ou curiethérapie est proposé. En cas de découverte d'une adénopathie pelvienne métastatique lors du geste, il est préférable de ne pas réaliser l'hystérectomie, et de traiter la patiente selon les recommandations des tumeurs localement avancées. - Curiethérapie utéro-vaginale suivie 6 à 8 semaines plus tard de chirurgie. Le but de cette stratégie est de limiter les indications de radiothérapie adjuvante, connue pour augmenter la morbidité en postopératoire. Certaines équipes proposent un curage pelvien premier, d'autres le réalisent dans le même temps que l'hystérectomie. - Association de radiothérapie externe suivie de curiethérapie. La dose de radiothérapie externe peut alors être diminuée, au profit de celle délivrée par curiethérapie. Il existe d'autres stratégies, d'exception, et dont le but est la préservation de la fertilité. Elles s'adressent uniquement aux femmes en âge de procréer, désireuses de grossesse, avec des résultats carcinologiques satisfaisants sous réserve de bien sélectionner les indications. La trachélectomie élargie s'adresse préférentiellement aux patientes atteintes de tumeur de moins de 2 cm, sans emboles, et après exérèse complète par conisation et curage pelvien négatif. Certaines études ont également rapporté des séries de patientes traitées par chimiothérapie néo-adjuvante suivie de conisation. I. 5. 2 Tumeurs de stade avancé Stades 1B2-IVA Le standard international est l'association d'une radiochimiothérapie concomitante suivie de curiethérapie utéro-vaginale [83] . La colpohystérectomie de clôture n'a pas fait preuve de son efficacité, alourdit la morbidité tardive, et n'est pas recommandée en l'absence de maladie résiduelle ou de récidive locale. Stade IVB Ce groupe de tumeurs est hétérogène puisqu'associant des maladies régionales (extension lombo- aortique ou inguinale) et métastatiques [84]. Les premières relèvent d'une radiothérapie étendue 42 aux aires ganglionnaires lombo-aortiques ou inguinales, les secondes, d'un traitement palliatif pouvant comprendre une radiochimiothérapie pelvienne afin d'éviter les progressions périnéales souvent douloureuses. I. 5. 3 Cas particuliers Cancer du col et grossesse : La prise en charge des cancers invasifs dépend de plusieurs facteurs comme le stade de la maladie, le statut ganglionnaire, le type histologique, le terme, et le désir de conserver la grossesse [10]. Si la radiothérapie externe est bien entendue incompatible avec la poursuite de la grossesse, une lymphadénectomie pelvienne est réalisable en début de grossesse, tout comme une chimiothérapie néo-adjuvante en fin de grossesse. L'accouchement doit être réalisé par césarienne. Ces cas doivent faire l'objet d'une discussion en réunion de concertation pluridisciplinaire spécialisée. Cancer développé sur col restant : La radiothérapie associée ou non à une chimiothérapie concomitante est le traitement de référence. 43 I. 5. 4 Arbre décisionnel adopté à Gustave Roussy pour la prise en charge des tumeurs de stade IB2-IVB Figure 31 : Arbre décisionnel de Gustave Roussy pour les tumeurs localement avancées 44 I. 6 Relation dose-effet en curiethérapie I. 6. 1 Contrôle local et dose I. 6. 1. 1 Contrôle local et dose : données de curiethérapie classique Lanciano avait démontré qu'une dose délivrée au point A supérieure à 85 Gy était un facteur pronostique de contrôle local dans une série de 289 patientes traitées pour des cancers de stade III [85]. Ce niveau de dose ne peut pas être atteint aisément par radiothérapie externe seule. L'irradiation des cancers du col repose donc sur un équilibre entre la radiothérapie externe qui permet de couvrir les aires ganglionnaires et la curiethérapie permettant d'escalader la dose au niveau cervical. Logsdon et al. ont mené une étude rétrospective sur 983 patientes atteintes de lésion de stade IIIb. Ils ont ainsi montré, au-delà des facteurs de risque habituels de rechute, que les patientes qui avaient reçu plus de 52 Gy dans le pelvis par radiothérapie externe avait une survie spécifique de 29 % pour la tranche 53-57 Gy, 34 % pour celles ayant reçu des doses de 58 à 62 Gy et seulement 27 % en cas de dose > 62 Gy, contre 53 % pour les patientes ayant reçu 52 Gy et moins [68]. Ces résultats s'expliquent par le fait que les patientes ayant reçu une dose plus faible par radiothérapie externe ont pu bénéficier ensuite d'une curiethérapie à doses élevées tout en maintenant les doses délivrées aux organes à risque à un niveau acceptable. Autrement dit, ces patientes ont reçu une dose cumulée supérieure au niveau du col. I. 6. 1. 2 Taux de contrôle local dans les séries de curiethérapie guidée par l'imagerie 3D Plusieurs études dosimétriques ont montré une supériorité de la curiethérapie guidée par imagerie 3D sur la curiethérapie classique [86-88]. Les principales publications rapportant les résultats cliniques de la curiethérapie guidée par l'image sont résumées dans le Tableau 3. I. 6. 1. 2. 1 Etudes monocentriques En ce qui concerne les principaux rapports, Potter et al. ont mis à jour la série de Vienne en 2011, rapportant les résultats de 156 patientes traitées par curiethérapie guidée par IRM. Avec un suivi 45 médian de 42 mois, une réponse complète a été enregistrée dans 97% des cas (151/156 patientes) [89]. Les taux de contrôle local à 3 ans étaient de 100%, 96% et 86% pour les tumeurs de stade IB, IIB et IIIB, respectivement, et les taux de survie globale de 74%, 78% et 45% respectivement. Nomden et al. ont rapporté des taux de contrôles locaux élevés après curiethérapie guidée par IRM. Ils ont observé une différence significative des résultats en fonction du statut ganglionnaire et du stade de la FIGO. Les taux de survie globale et sans progression à 3 ans étaient de 85% vs 53% (p 0, 013) de 77% vs 50% (p 0, 032) en l'absence d'atteinte ganglionnaire et en cas d'adénopathies infiltrées respectivement [90]. Les taux de survie sans progression et de survie globale à 3 ans étaient de 87% contre 42% (p 0, 002) et 83% vs 46% (p 0, 007) pour les tumeurs de stade IB- IIB contre III-IV, respectivement. La morbidité a été considérée comme raisonnable avec 9, 5% de patientes ayant rapporté une toxicité de grade 3-4. Mahanshetty et al. ont rapporté une série de 24 patientes traitées au Tata Memorial Hospital à Mumbai. Parmi celles-ci, 50% étaient atteintes de lésions de stade IIIB. Après 24 mois, 3 rechutes locales ont été observées (12, 5%), soit un taux de contrôle local de 87. 5% [91]. L'expérience de Gustave Roussy est la plus importante, avec les données de 225 patientes rapportées en suivant les recommandations du GEC-ESTRO. Les résultats montrent l'intérêt de la curiethérapie adaptative guidée par l'image avec un taux de contrôle local de 87, 5% à trois ans, et une incidence cumulée de 6, 2% de morbidité sévère [104]. I. 6. 1. 2. 2 Comparaison des cohortes Parmi les études publiées, certaines ont rapporté des comparaisons de cohortes. La première a été publiée par le groupe de Vienne en 2007. Les auteurs ont comparé deux cohortes de patientes : l'une traitée avant 2001, l'autre, prise en charge entre 2001 et 2003 avec des traitements basés sur les concepts de volumes à risque, repris plus tard par le GEC-ESTRO [92]. Dans les deux groupes, les patientes avaient une IRM pelvienne réalisée applicateur en place. Alors que les auteurs n'ont pas montré de différence entre les deux groupes traités pour les petites lésions (largeur cm au diagnostic) avec des taux de contrôles locaux de 96% à 3 ans dans les deux groupes, ils ont montré un impact significatif de la curiethérapie guidée par l'image sur les taux de contrôles locaux des lésions de plus de 5 cm de 71% à 90% (p 0, 05), traduit par une amélioration du taux de survie globale de 28 à 58% (p 0, 003). Entre les deux périodes, la morbidité sévère a diminué de 10 à 2%. Ces résultats doivent être interprétés à la lumière du recours à la chimiothérapie concomitante, devenu un standard en 2000 et dont le recours est déséquilibré entre les deux périodes. Toutefois, le gain 46 apporté par la curiethérapie 3D est supérieur à celui attendu d'après la méta-analyse évaluant la radiochimiothérapie concomitante ( 6%). Par ailleurs, le bénéfice de la chimiothérapie a été montré comme marginal dans les stades avancés pour lesquelles Potter et al. ont conclu à l'avantage de la curiethérapie 3D sur la curiethérapie conventionnelle. Lindegaard et al. ont rapporté une comparaison entre la cohorte historique Noceda, et une série moderne de patientes traitées à l'Université d'Aarhus par curiethérapie guidée par IRM [93]. Noceda était une étude de cohorte prospective menée de 1994 à 2000 visant à évaluer la radiothérapie conformationnelle 3D par rapport à la radiothérapie 2D basée sur des champs standards et des repères osseux. Comme pour l'étude précédente, la comparaison souffre du même déséquilibre d'utilisation de la chimiothérapie concomitante entre les deux cohortes (79% des patientes traitées par curiethérapie 3D ont également reçu une chimiothérapie contre 0% dans la série Noceda). Dans l'étude Noceda, la plupart des patientes ont reçu une curiethérapie basée sur des prescriptions aux point A, tandis que celles de la série contemporaine ont eu une curiethérapie suivant les recommandations du GEC-ESTRO. Les auteurs ont montré une amélioration significative du taux de survie globale de 63% à 79% (p 0, 005). En terme de morbidité, les toxicités tardives modérées et sévères ont été réduites d'environ 50% (p 0, 02) dans la cohorte curiethérapie 3D alors que leur traitement comprenait une chimiothérapie concomitante, connue pour augmenter la morbidité tardive. L'étude STIC (Soutien Technique aux Innovations Couteuses) était une étude multicentrique française évaluant la curiethérapie à débit de dose pulsé par comparaison au bas débit de dose [94, 95]. Ses principaux avantages sur les deux séries précédentes étaient qu'elle était prospective et que les cohortes étaient constituées simultanément, ce qui signifie que les deux bras étaient bien équilibrés et notamment en terme de chimiothérapie concomitante. Les deux modalités de la curiethérapie n'étaient pas randomisées et les investigateurs étaient libres d'allouer les traitements en fonction de la disponibilité des techniques. L'étude comprenait trois bras et donc six groupes : curiethérapie suivie de chirurgie pour les tumeurs de stade IB1, radiothérapie suivie de curiethérapie et de chirurgie de clôture (tumeur de stade IB2 et plus), ou radiothérapie exclusive (radiothérapie suivie de curiethérapie) pour les tumeurs de stade IB2 et plus. Dans ce dernier groupe, la radiothérapie exclusive a été proposée à 235 patientes, traitées soit par curiethérapie 2D ou 3D. Les auteurs ont conclu à la supériorité de la curiethérapie 3D sur la curiethérapie 2D, avec des taux de contrôle locaux à 2 ans de 79% vs 74%, respectivement, et une réduction du taux de morbidité de grade 3-4 de 14% à 1%. 47 Récemment, Rijkmans et al. ont rétrospectivement examiné et comparé deux cohortes de patientes respectivement traitées avant la mise en œuvre de la curiethérapie guidée par l'image dans le département, en 2007, et après (16). Ils ont conclu que la curiethérapie guidée par l'image améliorait le taux de survie globale à 3 ans de 51 à 86% (p 0, 001) [96]. En analyse multivariée, la curiethérapie 3D était le seul facteur pronostique indépendant de survie globale. 48 Type Année N Débit de dose Modalité d'imagerie Suivi (mois) Curiethérapie interstitielle Application des D90 recomandatio CTV-HR ns du GEC- (Gy) ESTRO Addenbrooke's Rétrospective hospital Et 2009 28 HDD TDM 23 0% Non - Angleterre [97] monocentrique Taux de Taux de controle survie local (années) globale 96% (3) (années) 81% (3y) * Taux de morbidité sévère 11% National center Corée [98] Rétrospective Et 2010 97 HDD TDM 41 0% Non - 97% (3) NR 2. 0% monocentrique Vienna Rétrospective University Et 2011 156 HDD TDM 42 44% Oui 93 /-13 Autriche [89] monocentrique 95 (3) 68 (3) 5. 6% Tata Mumbai Inde [91] Rétrospective Et 2011 24 HDD TDM 24 NR Oui 70. 9 /-10. 6 87. 5 (2) 96 (2) 4. 1% monocentrique STIC France [94] Prospective et multicentrique 2012 117 PDR CT 81. 8% IRM 18. 1% 24. 3 NR Oui 73. 1 /- 11. 3 Université d'Utrecht Rétrospective HDD (10. 9%) Et 2013 46 PDR (84. 8%) TDM 41 30. 4% Oui 84 /-9 Pays-Bas [90] monocentrique Mixe (4. 3%) Aarhus Rétrospective University Et 2013 140 PDR Danemark [93] monocentrique Chiang Mai Rétrospective IRM 98% CT 2% 36 43% Oui 91 Gy 78. 5 (2) 93 (3) 91% (3) 74 (2) 65 (3) 2. 6% 9. 5% 79% (3) 7% University Et 2013 17 HDD TDM 19 0% Oui 88. 3 ( /-3. 8) 100 94. 1 11. 8% Thailande. [99] monocentrique 49 Type Année N Débit de dose Modalité d'imagerie Suivi (mois) Curiethérapie interstitielle Application des D90 recomandatio CTV-HR ns du GEC- (Gy) ESTRO Taux de Taux de controle survie local (années) globale (années) Taux de morbidité sévère Pittsburg medical center Etats-Unis [100] Rétrospective Et 2014 128 HDD monocentrique IRM Université de Rétrospective Leiden Et 2014 83 HDD Pays-Bas [96] monocentrique Medical college Rétrospective IRM 86. 7% TDM 13. 3% 24. 4 0% Oui 82. 7 91. 6 (2) 87. 7% 0. 9% 42. 3 20% Oui 80. 8 93% (3) 86% (3) 8. 4% (3-y) Wisconsin Et 2014 18 HDD TDM 20 NR Oui 88 /-NR 100 (2) 93 (2) 11. 1% Etats-Unis [101] monocentrique University of Rétrospective Melbourne Et 2014 292 HDD échographie 49. 2 0% Non - 87. 5% (5) 65% (5) 6. 0% Australie [102] monocentrique Uniersity of Rétrospective California, Etats- et 2015 76 HDD TDM 17 5. 3% Oui 86 /-8. 1 94. 2% (2) 75% (2) 2. 2% Unis [103] Moncentrique Rétrospective Et 2015 225 PDR monocentrique IRM 89. 3% TDM 10. 7% Gustave Roussy France [104] 38. 8 2. 2% Oui 80. 4 /-10. 3 87. 5 (3) 76. 1 (3) 6. 2% Tableau 3 : Curiethérapie guidée par l'imagerie 3D dans la littérature. * : taux de survie spécifique. N : effectif, HHD : haut débit de dose, PDR : débit de dose pulsé. TDM : tomodensitométrie. 50 I. 6. 1. 2. 3 Etudes en cours EMBRACE (an intErnational study on MRI-guided BRachytherapy in locally Advanced CErvical cancer) et Rétro-EMBRACE, sont deux études multicentriques menées par le GEC-ESTRO pour valider les concepts de curiethérapie 3D et les recommandations GEC-ESTRO sur la définition des volumes et des paramètres dosimétriques [105]. Rétro-EMBRACE est une étude rétrospective multicentrique internationale combinant les données de 731 patientes traitées dans 12 centres, avant le lancement d'EMBRACE [106]. L'étude EMBRACE est prospective et a été lancée en 2008. C'est une étude observationnelle. Les investigateurs sont libres de traiter les patientes selon les protocoles de leur institution. Ils s'engagent cependant à inclure les patientes avant l'initiation du traitement, et à rapporter l'ensemble des données du traitement en suivant les recommandations du GEC-ESTRO. Les inclusions devraient s'achever fin septembre 2015, avec un objectif d'environ 1. 500 patientes enrôlées. L'étude a pour objectifs de rapporter les résultats cliniques d'efficacité et de morbidité, mais également d'affiner les objectifs de planification : prescription et établissement de contraintes de dose précises pour les organes à risque. Elle devrait assoir la curiethérapie guidée par IRM comme un standard dans le traitement du cancer du col localement avancé. I. 6. 2 Relation dose-effet des organes à risque dans la curiethérapie 2D I. 6. 2. 1 Relation dose-effet : Rectum Plusieurs études ont conclu que la DIRU du rectum était représentative des doses maximales délivrée à l'organe. La majorité des études consacrées à l'établissement de relation dose-point effets en curiethérapie 2D ont conclu à l'existence d'une corrélation entre la DICRU du rectum et la survenue d'une morbidité rectale. La série la plus large est celle rapportée par Perez et al. Les auteurs avaient revu les données de 1 456 patientes traitées par curiethérapie à bas débit de dose avec des prescriptions au point A. Les auteurs ont montré que les patientes avec un ratio DICRU / dose au point A < 0, 8 avaient un risque de toxicité rectale de moins de 2, 5% alors qu'il était de 7, 3% dans le cas contraire (p En cas de DICRU < 75 Gy, le taux de morbidité rectale était de 4% et 9% en cas de DICRU supérieure. Enfin, un débit de dose > 0, 80 Gy/h, entranait un risque de morbidité de 10, 7%, et à l'inverse, 5, 2% en cas de respect de ce seuil. En analyse multivariée, la dose au rectum était le seul facteur pronostique indépendant de toxicité rectale. 51 I. 6. 2. 2 Relation dose-effets : Vessie Pendant des années, le point ICRU de la vessie a été utilisé pour rapporter la dose délivrée à la vessie, bien que la dose calculée à son niveau soit connue pour ne pas représenter la dose maximale délivrée à la vessie [107-111]. La plupart des études ont également conclu qu'elle n'était pas corrélée avec la morbidité tardive urinaire [112-115]. Son principal avantage est d'être facilement construit sur les clichés orthogonaux, et donc être facilement reproductible. Dans la série de Perez et al. par exemple, la DICRU de la vessie n'était pas corrélée à la morbidité vésicale. Deux études étaient cependant contradictoires. Montana et Fowler avaient conclu à une relation dose-réponse positive entre le DICRU et la survenue d'une morbidité urinaire, axant leurs analyses sur les cystites [116]. Dans une série de 527 patientes traitées par curiethérapie 2D (prescriptions de 70 à 80 Gy au point A), les auteurs avaient rapporté 33 cas de cystite. Les doses moyennes calculées au point ICRU de la vessie n'étaient pas différentes entre les deux groupes : 66, 6 /-13, 1 Gy en cas de cystite contre 63, 0 /-13, 1 Gy sans, p 0, 19. Les auteurs ont cependant observé une relation entre probabilité de cystite et dose, avec un risque de 3% en cas de DICRU 50 Gy, augmentant progressivement à 12 % en cas de dose > 80 Gy. De la même manière, ils ont pu établir un parallèle entre sévérité et dose : DICRU 66, 0 /-13, 2 en cas d'événement de grade I contre 68, 6 /-8, 5 en cas de toxicité de grade 3. Auparavant, Orton et al. avaient conclu à une corrélation similaire dans une série de 410 patientes traitées avec des sources de radium dans les années 60, dont 33 étaient atteintes de symptômes urinaires radio-induits [117]. Cette cohorte de 33 patientes a été comparée à une série contrôle formée de 57 patientes sans symptômes urinaires. Dans ce rapport, la nature des événements n'est pas précisée, et les auteurs n'ont pas montré une corrélation entre la dose et la gravité des événements. Les événements urinaires survenaient plus tardivement que les événements rectaux (22 mois contre 10). 52 CHAPITRE II- PARAMETRES DOSIMETRIQUES D'EVALUATION DE LA DISTRIBUTION DE DOSE EN CURIETHERAPIE GUIDEE PAR L'IMAGE L'objectif des travaux présentés dans ce chapitre était de comparer les données dosimétriques volumétriques telles que proposées par le GEC-ESTRO, aux paramètres classiques calculés aux points de l'ICRU. Dans la section II. 1 nous présentons les matériels et méthodes communs aux trois études exposées dans ce chapitre. Les travaux des sections II. 2 et II. 3 rapportent les résultats des comparaisons entre D2cm3 du rectum et doses évaluées au point ICRU du rectum et entre D2cm3 de la vessie et point ICRU de la vessie. Dans l'étude présentée dans la section II. 3, la pertinence d'un point vessie alternatif est également testée. Dans la section II. 4, la localisation de la zone la plus exposée de la vessie a été étudiée. Les études sont présentées de manière schématique pour plus de clarté et afin de souligner les résultats les plus pertinents. Pour plus de détails sur la méthodologie et les discussions associées, le lecteur pourra se référer aux publications elles-mêmes jointes à la fin de chaque section du chapitre. II. 1 Matériels et méthodes des études concernant dosimétrique de la curiethérapie guidée par l'image l'évaluation de l'efficacité La sélection des patientes dont les données ont été exploitées et leurs méthodes de traitement sont similaires entre les études. Ci-dessous les méthodes communes aux trois travaux présentés dans le chapitre II sont résumées. Les spécificités de chaque étude sont présentées dans chaque sous- section. 53 SELECTION DES PATIENTES DE GUSTAVE ROUSSY Les patientes dont les données présentées dans les études du chapitre II sont atteintes de cancers du col utérin (classification FIGO : IB1N ; IB2 IVA) Toutes étaient traitées à visée curative Les spécificités de sélection des patientes seront précisées étude par étude. TRAITEMENT Association de radio(chimio)thérapie (RC3D ou RCMI) suivie de curiethérapie Volumes cibles de radiothérapie définis sur coupes axiales de scanner de 3 mm d'épaisseur. Curiethérapie utérovaginale à débit de dose pulsé, guidée par IRM ou TDM. DOSIMETRIE (voir page 54) SUIVI Contrôle local évalué par IRM et examen clinique 6-8 semaines après la fin du traitement. En cas de rémission complète : examen clinique tous les 3-4 mois pendant 2-3 ans, puis tous les 6 mois jusqu'à 5 ans puis annuellement au-delà. IRM pelvienne à titre systématique 1 / an. 54 ANALYSES STATISTIQUES Conversions des doses en équivalent 2 Gy (EqD2) Les doses calculées aux points A et ICRU du rectum et de la vessie ainsi que les D2cm3 et D90 des CTV ont été relevées prospectivement, et enregistrées en doses absolues. Pour les besoins des études, elles ont été converties en équivalent 2 Gy (EqD2) en utilisant le modèle linéaire quadratique avec un rapport / de 3 Gy pour la vessie, le rectum et le sigmoïde, et de 10 Gy pour les points A et les CTV, et un temps de demie-réparation de 1, 5 heures. Le même modèle a été appliqué pour convertir les doses de radiothérapie externe en EqD2. Les doses délivrées par radiothérapie externe et curiethérapie ont ensuite été additionnées. Pour cela, il a été assumé que les volumes étudiés pendant la curiethérapie (2 cm3 des OAR et CTV) ont reçu 100% de la dose prescrite lors de la radiothérapie externe. Outils statistiques Corrélation de facteurs : utilisation de la méthode de Pearson, définition du coefficient de corrélation R, établissement de l'équation liant les facteurs Comparaison de moyennes : tests de Student, de Wilconxon, ou de Wallis, en fonction du nombre de données et de la normalité des variables étudiées Analyse dose-effet : Méthode binaire Probit Analyse de survies : courbes de survie selon la méthode de Kaplan-Meier, et comparaison par test du Log-rank. Analyse ROC (Receiver Operating Characteristic) 55 DOSIMETRIE Imagerie de planification IRM pelvienne (1. 5 ou 3 Tesla) TDM pelvienne, coupes axiales de 3 mm après Sources fictives insérées dans les 3 injection d'iode afin d'améliorer la visualisation du tubes vecteurs de l'applicateur pour col utérin, ainsi que de la paroi postérieure de la faciliter sa reconstruction. Acquisition d'images axiales, coronales et sagittales, séquence T2, de 3 mm d'épaisseur, sans injection. vessie. Si : - - - IRM non disponible, contre-indiquée (implant ferromagnétique) refusée par la patiente (phobie) Pour les premières patientes incluses, en plus de l'imagerie 3D, des clichés orthogonaux ont également été réalisés pour contrôler la reconstruction des cathéters. Les points A, ICRU du rectum et la vessie ont également été construits sur ces radiographies, puis numérisées dans Plato et reportés sur l'IRM ou le scanner en utilisant un système de coordonnées. Cette procédure a par la suite été abandonnée : les points d'intérêt étant définis directement sur l'imagerie 3D TPS : Oncentra, Plato (Nucletron-Elekta, Stockholm, Suède) ou Brachyvision (Varian Medical Systems, Palo-Alto, Etats-Unis d'Amérique) Délinéation des CTV-HR, CTV-RI, rectum, sigmoïde et vessie. Les longueurs actives étaient déterminées à partir des volumes cibles préalablement délinéés et sur les constatations de l'examen clinique Dans un premier temps, un chargement standard était appliqué avec prescription de 15 Gy normalisée aux points A. Ensuite, l'optimisation était réalisée manuellement, pour atteindre les objectifs de planification suivants : un minimum 60 Gy à 90% du CTV-RI (D90) un minimum de 85 Gy à 90% du CTV-HR (D90) en équivalent 2 Gy (EqD2), en sommant les contributions de la curiethérapie et de la radiothérapie externe. Le modèle linéaire quadratique a été appliqué, avec un rapport / de 10 Gy, et un temps de demi- réparation de 1, 5 heures pour les deux techniques d'irradiation. Les contraintes de dose appliquées aux organes à risque étaient : de 75 Gy aux 2 cm3 les plus exposées du rectum et le sigmoïde (D2cm3) de 85 Gy à la D2cm3 de la vessie (EqD2). Les contraintes supplémentaires ont également été appliquées : V100% (15 Gy, dose absolue) limitée à 200-250 cm3 TRAK 2-2. 2 cGy / m. La prescription était finalement adaptée à une dose maximale par impulsion inférieure à 0, 6 Gy pour les organes à risque, sans modification de la dose physique totale. Par conséquent, les prescriptions variaient de 50 cGy / h pour 30 impulsions à 25 cGy / h pour 60 impulsions Les traitements débutaient le jour de l'insertion. 56 II. 2 Comparaison des doses évaluées au point de l'ICRU du rectum et des paramètres dosimétriques modernes pour la curiethérapie du cancer du col utérin localement évolué II. 2. 1 Introduction En 2005 le GEC-ESTRO, devant l'émergence de la curiethérapie guidée par l'image, a proposé d'uniformiser les méthodes de rapport de la dose en proposant deux paramètres dosimétriques pour les organes à risques (D0. 1cm3 et D2cm3). Les premières études ont en effet montré que la D2cm3 du rectum était proche de la dose évaluée au point ICRU du rectum. Elles rapportaient cependant des données sur un nombre limité de plans de traitement, avec une optimisation probablement limitée. L'objectif était ici d'étudier la corrélation entre les paramètres dosimétriques modernes et classiques en se basant sur un échantillon de données plus important et une optimisation poussée. II. 2. 2 Matériels et méthodes Les méthodes utilisées sont résumées dans la section II. 1. Pour ce travail, les données dosimétriques de 229 patientes traitées à Gustave Roussy ont été revues. Elles ont été converties en équivalent 2 Gy en suivant la méthode présentée ci-dessus. 57 II. 2. 3 Résultats Données dosimétriques Dose moyenne au point ICRU du rectum : Dose moyenne dans la D2cm3 du rectum : 55, 75 Gy 4, 15, 59, 27 Gy 6, 16 P 0. 003 Répartition des rapports D2cm3 / DICRU (section Results , Th 1) Le ratio moyen D2cm3 / DICRU* : 1, 04 0, 006 *(dose totale, somme des contributions de la curiethérapie et de la radiothérapie externe) 58 Différence entre D2cm3 et DICRU La différence (D2cm3 DICRU) moyenne était de : (D2cm3 DICRU) / dose totale (RT externe et curiethérapie) : (D2cm3 DICRU) / dose totale (curiethérapie seule) : 3, 53 Gy 4, 91. 5. 41 % 7. 40 15. 49 % 24. 3 Relation entre D2cm3 et DICRU Les deux paramètres étaient significativement corrélés (p E-6). Ils sont liés par l'équation : D2cm3 0, 902 8. 984 DICRU. (Coefficient de détermination R 0, 370). La différence entre les deux paramètres (surface rose) tend à s'estomper avec l'augmentation de la DICRU. 59 DICRU D2cm3DICRU D2cm3 II. 2. 3 Discussion A la suite nous discutons les résultats de cette étude en synthétisant les points les plus importants se référant aux résultats présentés, l'ensemble de la discussion générale étant présenté dans article (Th 1) ci-après. Discussion Différents travaux ont comparé les D2cm3 et DICRU du rectum, montrant une similitude des ratios variant Ces travaux suggèrent que le point ICRU est situé dans la région du 2cm3 du rectum (figure-A, ci-dessus). de 0. 93 à 1. 08. En complète contradiction avec ces résultats, Kirisits et al. ont rapporté des DICRU supérieurs aux D2cm3 Ces différences pourraient s'expliquer par des modes de chargement de l'applicateur ou des méthodes d'optimisation différents. 60 2cm3ICRUVessieRectumSigmoïdeCTV-HRCTV-RICTV-HR2cm3ICRUVessieRectumSigmoïdeCTV-HRCTV-RICTV-HR Discussion Nos résultats montrent : une corrélation significative de la D2cm3 et de la DICRU la sous-estimation de la D2cm3 par la DICRU un coefficient R2 faible illustrant l'impossibilité d'estimer la D2cm3 par la DICRU à l'échelle individuelle Nous proposons de calculer pour chaque patiente, les deux paramètres qui représentent deux régions différentes du rectum. Le point ICRU du rectum étant géométriquement construit par rapport à l'applicateur et aux vecteurs, se situe anatomiquement à proximité du rectum La corrélation DICRU et D2cm3, dépend de la position et de la forme du rectum au moment de l'imagerie. L'approche d'optimisation de la distribution de dose conditionne la topographie de la D2cm3 du rectum. En déséquilibrant les poids de deux cathéters vaginaux, la région de la D2cm3 pourrait se déplacer latéralement Finalement l'utilisation des aiguilles interstitielles pourrait également influencer ce déplacement L'optimisation tend à augmenter la dose dans le CTV-HR, en augmentant les temps d'arrêt de la source dans le vecteur utérin au- dessus du plan de vecteurs vaginaux par rapport au col de l'utérus qui est situé au- dessus du point ICRU (figure-B, ci-dessus). II. 2. 5 Conclusion de l'étude La dose évaluée au point ICRU du rectum sous évalue la D2cm3. Cette différence résulte probablement du processus d'optimisation. En l'absence d'études établissant une corrélation entre la D2cm3 et la probabilité d'engendrer une morbidité tardive, la plupart des équipes adoptent, comme contrainte de dose pour la D2cm3, celle établie à partie des données obtenues avec la DICRU. Une attention particulière doit donc être instaurée lors de la mise en place de la curiethérapie guidée par l'image. 61 Article Th1 62 63 64 65 66 67 II. 3 Comparaison de la D2cm3 de la vessie à la DICRU et évaluation volumétrique d'un point vessie alternatif II. 3. 1 Introduction La dose calculée au point ICRU est connue pour ne pas être représentative de la dose maximale délivrée à la vessie. Le point ICRU a cependant été conservé du fait de sa reproductibilité. Cela a conduit le Dr Alain Gerbaulet à proposer un point alternatif, appelé ALG, situé au-dessus du point ICRU, dans un plan parallèle au vecteur utérin [118]. A l'époque, le point avait montré une corrélation satisfaisante à la D3% de la vessie (données non publiées). Ses performances n'avaient cependant pas été testées par rapport à la D2cm3 de la vessie devenue entre-temps un standard pour rapporter la dose, et dans la situation d'une optimisation poussée. II. 3. 2 Méthodologie Cette étude est fondée sur les données dosimétriques de 162 patientes. L'approche méthodologique de la préparation du traitement est présentée dans la section II. 1. Définition du point alternatif ALG (section Dosimetry , Th2) Les points A, ICRU du rectum et de la vessie ont été reconstruits sur les radiographies selon les recommandations de l'ICRU, puis numérisées dans Plato et reportés sur l'IRM ou le scanner en utilisant un système de coordonnées. Pour le point ALG, le même processus a été appliqué. Celui-ci était localisé 1, 5 cm au-dessus du point ICRU de la vessie dans un plan parallèle au vecteur utérin (frontal et sagittal). 68 point ALGpointALGpoint ALGICRUVessieICRURectumICRUVessie II. 3. 3 Résultats Doses évaluées aux points ALG, ICRU et dans les 2 cm3 les plus exposés de la vessie Les contributions de la curiethérapie aux points ALG, ICRU et dans les 2 cm3 les plus exposés de la vessie étaient : DALG : 19, 40 7, 93 Gy DICRU : 17, 14 8, 70 Gy D2cm3 : 24, 40 6, 77 Gy Les ratios étaient : D2cm3 /DALG : 1, 37 0, 46 et D2cm3 /DICRU : 1, 68 0, 74 Ces différences étaient significatives, également en considérant l'ensemble du traitement (radiothérapie externe et curiethérapie) : 1, 09 0, 11 et 1, 13 0, 12 (p 0, 001), respectivement. Relation entre la dose DALG et la D2cm3 Les D2cm3 et DALG (radiothérapie externe et curiethérapie) étaient corrélés (p < 0. 001). et liés par l'équation : DALG 17. 82 0. 664 x D2cm3 (coefficient de détermination R 0, 321). Les points situés au-dessous de la droite verte d'équi-dose (DALG D2cm3) représentent les cas pour lesquels la DALG sous-estime la dose à la vessie par rapport à la D2cm3 (75. 4% des cas). La différence entre les deux paramètres (surface rose) tend à crotre avec l'augmentation de la D2cm3. 69 DALG D2cm3DALG D2cm3 Relation entre la dose DICRU et D2cm3 Les deux paramètres étaient corrélés (p < 0. 001). et sont liés par l'équation : DICRU 5. 49 0. 811 x D2cm3 (coefficient de détermination R : 0, 394). Les points situés au-dessous de la droite bleu d'équi-dose (DICRU D2cm3) représentent les cas pour lesquels la DICRU sous-estime la dose à la vessie par rapport à la D2cm3 (84. 3%). La différence entre les deux paramètres (surface rose) tend à augmenter avec l'augmentation de la D2cm3. II. 3. 4 Discussion Discussion Différents travaux ont comparé les D2cm3 et DICRU du rectum, rapportant des ratios D2cm3/DICRU variant de 1. 14-1. 39 pour la vessie (voir Table 1 de art Th2). Kirisits et al. ont évalué deux points complémentaires au point ICRU de la vessie, situés à 1. 5 et à 2 cm au-dessus du point ICRU, vers la tête et suivant l'axe du corps. Pour une série de 22 patientes les doses évaluées étaient : DICRU : 75 16 Gy. / D(ICRU 1. 5cm) : 100 25 Gy D2cm3 : 83 9 Gy / D(ICRU 2cm) : 112 34 Gy Les doses évaluées en ces deux points surestimaient la D2cm3. L'hétérogénéité de l'évaluation augmentait avec la distance par rapport au point ICRU En comparaison avec les résultats précédents, le point ALG proposé par l'équipe de Gustave Roussy fournissait des résultats plus homogènes. 70 DICRU D2cm3DICRU D2cm3 Les résultats obtenus par notre étude, montrent que les doses DICRU de la vessie et du rectum sous-estiment la D2cm3. Le point ALG fournit une dose significativement plus élevée que le point ICRU de la vessie et est ainsi plus proche de la D2cm3. Briot et al. (4, art-réf-xx) de Gustave Roussy avaient évalué le point ALG pour une série de 15 patients, obtenant les résultats suivants : D3% / DALG : 1. 05 (0. 84-1 . 46) D3% / DICRU : 1. 33 (0. 6-2. 22) Notre étude sur une série plus grande, a confirmé la corrélation du point ALG avec la D2cm3. La DALG sous-estime, tout comme la DICRU, la D2cm3, particulièrement pour des niveaux de dose supérieurs à 70 Gy. De plus, elle montre une grande variabilité, avec un coefficient R2 faible traduisant un manque de précision pour prédire la D2cm3 II. 3. 5 Conclusion Notre étude confirme la corrélation entre la dose évaluée au point ALG et la dose évaluée dans les 2cm3 les plus exposés de la vessie. Cependant DALG sous-estime la D2cm3, tout comme la DICRU. De plus, il montre une grande variabilité, comme le montre son coefficient R, qui indique que le point ALG n'est pas fiable au niveau individuel pour estimer la D2cm3. 71 RectumVessieALGRatios (point / D2cc)0. 01. 02. 0RectumVessieALGRatios (point / D2cc)0. 01. 02. 0 Article Th2 72 73 74 75 76 77 78 II. 4 Localisation de la zone la plus exposée de la vessie et proposition d'une méthode permettant de la repérer à partir des paramètres dosimétriques II. 4. 1 Introduction La dose calculée point ICRU de la vessie n'est pas représentative de la D2cm3. Sa localisation dans la vessie est en revanche relativement fixe, puisqu'il est construit par rapport au ballonnet de la sonde vésicale, ce dernier devant être tiré vers le bas, en butée contre la partie inférieure de la vessie. A l'inverse la D2cm3 est un paramètre représentatif de la dose délivrée à la vessie, mais ne donne aucun renseignement sur la localisation des points chauds au sein de l'organe. L'objectif du travail suivant était de localiser les zones les plus exposées de la vessie par rapport au point ICRU, et de rechercher une méthode simple pour localiser la zone la plus exposée (2cm3) de la vessie. II. 4. 2 Matériels et méthodes L'approche méthodologique de la préparation du traitement est présentée dans la section II. 1. II. 4. 2. 1 Indices dosimétriques des patientes de l'étude. Soixante-dix patientes remplissaient les critères d'inclusion. Une a été exclue en raison d'une mauvaise position du ballonnet de la vessie, non correctement tiré vers le bas au moment de l'acquisition de l'IRM, ce qui se traduisait par une position erronée du point de l'ICRU. Les caractéristiques cliniques et dosimétriques des 69 patientes incluses ont été évaluées et sont résumées dans le tableau-1 de l'article ci-après (Th3). 79 II. 4. 2. 2 Localisation de la zone la plus exposée de la vessie (D2cm3) Localisation de la région D2cm3 (section Methodes and materials , Th3) La zone la plus exposée de la vessie a été localisée en utilisant le système de coordonnées DICoM (Digital Imaging and Communications in Medicine) de l'IRM réalisée applicateur en place Méthodologie de localisation de la région correspondant à la D2cm3 Conversion de la D2cm3, obtenue après optimisation en EqD2. Opération Booléenne L'iso-surface EqD2 est générée et convertie en structure. Intersection entre la structure EqD2 et la vessie Structure correspondant à la zone la plus exposée de la vessie Les coordonnées DICOM sont réinitialisées sur le barycentre de cette dernière structure (x 0, y 0, z 0). Les coordonnées des points ICRU et ALG transformées dans ce dernier système de coordonnées ont été relevées. Les coordonnées de la D2cm3 ont été recalculées par rapport au point ICRU, devenu la nouvelle référence et centre du système. 80 II. 4. 2. 3 Analyses statistiques Un test de corrélation de Pearson a été utilisé pour évaluer la corrélation entre le rapport D2cm3 / DICRU et la coordonnée longitudinale de la région la plus exposée de la vessie (D2cm3). Dans un premier temps, l'hypothèse selon laquelle un ratio > 1 indiquerait que la D2cm3 se situerait au-dessus du point ICRU a été testée Dans un second temps, la valeur optimale du rapport D2cm3 / DICRU en termes de sensibilité et de spécificité a été identifiée par analyse ROC. Définitions Sensibilité : Probabilité que le test soit positif alors que la maladie est présente. Ici, probabilité que le ratio soit supérieur à une valeur donnée alors que la D2cm3 est bien située au- dessus du point ICRU. Sensibilité : Probabilité que le test soit négatif alors que la maladie est absente. Ici, probabilité que le ratio soit inférieur à une valeur donnée alors que la D2cm3 est bien située en- dessous du point ICRU. 81 II. 4. 3 Résultats Position longitudinale (axe cranio-caudal) Ci-contre : cas représentatif de la série (cf position moyenne) La coordonnée DICoM longitudinale de la zone D2cm3 est > à celle du point de l'ICRU dans 95. 7% des cas : d'au moins 1 cm : 78, 3% des cas, de 2 cm et plus : 37, 7% de 3 cm et plus : 11, 6%. Sa position maximale était 4, 07 cm au-dessus du point ICRU. Sa position moyenne était : z 1. 73 cm 0, 98, y 0, 59 cm 0, 65 et x -0, 02 0, 89 cm. 82 Distribution spatiale du barycentre de la D2cm3 par rapport au point ICRU de la vessie La D2cm3 était localisée en postérieur du point ICRU (81% des cas) Le point ALG, était quant à lui localisé en antérieur du point ICRU (74% des cas). Patientes ayant un envahissement vaginal initial (n 20) : Trois patientes sur 20 avaient une 2cm3 localisé en-dessous du niveau du point de l'ICRU (15%) Patientes sans envahissement vaginale initial : Aucune des patientes n'avait une 2cm3 au-dessous du niveau du point de I'CRU (p 0, 0217). En cas d'infiltration vaginale, la position de la D2cm3 était en moyenne 6, 02 mm inférieure à celle des patientes sans infiltration vaginale (1, 253 0, 950 vs 1, 854 1, 054, p 0, 03). Légende A : vue latérale, B : frontale, C : du dessus T : tête, G : gauche, P : postérieur 83 Ballonnet de la sonde vésicaleBallonnet de la sonde vésicaleBallonnet de la sonde vésicaleBallonnet de la sonde vésicaleBallonnet de la sonde vésicaleBallonnet de la sonde vésicale Rapport D2cm3 / DICRU Dans 60 cas (87%) la D2cm3 était plus élevée que la DICRU. Rapport moyen (D2cm3/DICRU) : 1, 165 /- 0, 164. Corrélation de (D2cm3/DICRU) avec la coordonnée longitudinale Z de la D2cm3 (R 0, 716, p Z (2cm3) 5, 0607 x (D2cm3 / DICRU) - 4, 1671 Sensibilité et spécificité de l'hypothèse : (D2cm3 / DICRU) >1 la D2cm3 est située au-dessus du point ICRU . Les sensibilité, spécificité, valeurs prédictives positives et négatives seraient : 95, 2%, 100%, 100%, et 66, 8%. L'aire sous la courbe ROC était de 0, 985. Les meilleures valeurs de sensibilité / spécificité ont été obtenues pour un rapport de 0, 9188 (97% et 100% respectivement). 84 (D2cm3/DICRU) > 160 cas (87%)(D2cm3/DICRU) > 160 cas (87%) II. 4. 4 Conclusion La position des 2cm3 les plus exposés de la vessie se situe au-dessus du point ICRU dans une majorité de cas. Le ratio D2cm3/DICRU est un paramètre simple et précis pour évaluer la position de cette zone. Sa localisation dans la vessie pouvant influencer la morbidité urinaire induite par le traitement, localiser la zone la plus exposée de la vessie pourrait être intéressant. 85 Article Th3 86 87 88 89 90 91 92 93 CHAPITRE III - EVALUATION DES MOUVEMENTS INTRA-FRACTIONNELS DES ORGANES DANS LA CURIETHERAPIE GUIDEE PAR L'IMAGE ET LEURS IMPACTS DOSIMETRIQUES L'objectif de ce chapitre était de développer des approches de gestion des mouvements des organes des patientes atteintes d'un cancer du col d'utérus traitées par curiethérapie guidée par l'image. III. 1 Introduction Les D2cm3 rapportées sont des doses prescrites en se basant sur l'imagerie réalisée applicateur en place. L'un des avantages majeurs de la curiethérapie est la relation étroite entre l'applicateur et les tissus cibles. Il est ainsi admis que les sources suivent les mouvements de la cible et qu'il n'est pas nécessaire d'appliquer des marges pour prendre en compte les mouvements du col dans le bassin entre l'imagerie et le début du traitement ou pendant la délivrance de la curiethérapie. En revanche les organes à risque situés autour de l'implant peuvent se mouvoir ou changer de forme, influençant la dose délivrée. Dans le travail suivant, l'impact de ces mouvements sur la dose effectivement délivrée a été étudié. III. 2 Matériels et méthodes Les méthodes utilisées pour cette étude pour mener la dosimétrie sont celles résumées dans la section II. 1. Pour l'évaluation des mouvements intra-fraction, une méthodologie spécifique a été développée, présentée ci-dessous. Les différentes méthodes rapportées dans la littérature pour quantifier les mouvements des organes pendant la radiothérapie externe ne sont pas pertinentes pour l'étude des mouvements per-curiethérapie. Dans la majorité des cas, un système de coordonnées axiales a été utilisé, principalement fondé sur des marqueurs osseux ou l'utilisation de repères implantés dans les tissus [44, 119-122]. Cependant, au cours de curiethérapie, les mouvements des organes doivent être étudiés par rapport à la position des sources. En effet, les sources radioactives se meuvent au sein du pelvis tout comme les organes et c'est la distance les séparant qui impacte principalement la dose délivrée. 94 III. 2. 1 Méthodologie de l'évaluation des mouvements des organes Suivi de l'évolution du volume d'intersection entre l'isodose 10 Gy et l'organe étudié (Section Methods and materials , Th 4) Le mouvement de chaque OAR a été évalué en fonction de la variation de sa distance par rapport aux sources radioactives. Choix d'une isodose pour générer une structure restant inchangée en forme et en volume pendant l'ensemble du traitement. Choix de l'isodose Suffisamment large pour entrecouper les trois organes à risque étudiés (rectum, vessie, et sigmoïde). Suffisamment limitée pour éviter d'englober l'ensemble de l'OAR étudié. L'isodose 10 Gy (dose physique) est apparue comme le meilleur compromis. 95 10 GyrectumVolume d'intersection10 GyrectumVolume d'intersection III. 2. 2 Comparaison des plans IRM : Dosimétrie en prévision du traitement En prévision de l'étude : Réalisation d'une TDM à J1 (jour de l'implantation), puis à J2 et J3, pendant la délivrance du traitement : Report de la dosimétrie de l'IRM dans les TDM Afin de prendre en compte toute déformation du vecteur utérin (semi-flexible). Reconstruction des cathéters après numérisation sur chaque scanner J1, J2 et J3. Le rectum, la vessie, et le sigmoïde ont été délinéés sur chaque scanner J1, J2 et J3. Les positions et temps d'arrêt de la source déterminés sur la dosimétrie guidée par l'IRM étaient reportés dans les dosimétries basées sur les scanners acquis à J1, J2, et J3. Calcul des volumes d'intersection isodose 10 Gy et OARs J1 J2 J3 Dans cette évaluation, il a été assumé que : Chaque scanner était représentatif des positions et topographies des organes à risque pendant un tiers du traitement La TDM acquise quelques minutes avant le début du traitement était représentative de la situation pour le premier tiers du traitement 96 Volume d'intersection OAR J2Volume d'intersection OAR J3D2cm3OAR J1Volume d'intersection OAR J1D2cm3OAR J2D2cm3OAR J3Volume d'intersection OAR J2Volume d'intersection OAR J3D2cm3OAR J1Volume d'intersection OAR J1D2cm3OAR J2D2cm3OAR J3 III. 3 Résultats III. 3. 1 Mouvements des organes à risque Dans la section Results OAR movement , de l'article correspondant (Th4) présenté à la suite, les mouvements individuels pour le rectum, vessie et sigmoïde de chaque patient sont présentés dans la figure-2. Nous présentons ici les variations moyennes pour toutes les patientes aux jours J1, J2 et J3. 97 Variation de l'intersection entre la 10 Gy et le OAR La variation descendante de la moyenne des intersections pour la vessie est principalement due aux variations d'une patiente largement supérieures à celles des 18 autres. Cela a impacté l'évolution de la moyenne de l'ensemble de la cohorte qui serait relativement plate sinon : -0. 19 à J1 et -1. 4 à J2, après exclusion de ce cas extrême La seule variation notable est celle du rectum. Variations individuelles de l'intersection pour la vessie. Flèches rouges : variations extrêmes d'un cas 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 La variation en % du volume du sigmoïde inclus dans l'isodose 10 Gy doit être interprétée au regard des faibles valeurs de volume absolu (cm3), engendrant des variations en % importantes. Rectum Vessie Sigmoïde 98 ) % ( 3 - 1 J n o i t c e s r e t n i ' d e m u o v l -15-10-50510J1J2J3 (cm3)RectumVessieSigmoïde Variation de la D2cm3 III. 3. 2 Impact dosimétrique représente la différence entre la dose délivrée (DJ1 DJ2 DJ3)/3) et la dose prescrite (DJ1). La variation de la D2cm3 est faible pour la vessie et le sigmoïde et plus importante pour le rectum. Une augmentation de la dose délivrée par rapport à la dose planifiée a été observée dans 89. 5% des cas, avec une moyenne de 3. 7 Gy, jusqu'à 9. 4 Gy. Les variations individuelles délivrées par patiente sont présentées dans la figures-4 de l'article Th4. Les doses délivrées pour chaque organe ne dépassaient les contraintes de dose appliquées à J1 que dans 3 situations : vessie 1 fois et rectum 2 fois. 99 575961636567697173J1J2J3D2cm3(Gy)VessieRectumSigmoide -0, 06 Gy /-4, 6 3, 7 Gy /-3, 5 0, 4 Gy /-4, 2 01234567RectumVessieSigmoïde D2cm3 délivrée -prescirte (%) III. 3. 3 Corrélation entre la variation du volume d'intersection entre V10Gy et la D2cm3 des organes Variation du volume d'intersection entre V10Gy et la D2cm3 des organes Les analyses de Pearson ont montré une corrélation significative entre la variation du volume d'intersection (V10Gy) et variation de la D2cm3 des organes pendant la délivrance du traitement : Vessie : p 0. 0001, R 0. 714 Rectum : p 0. 006, R 0, 370 Sigmoïde : p 0. 002, R 0, 445 100 III. 4 Discussion Les résultats présentés précédemment montrent que les variations systématiques des doses délivrées à la vessie et le sigmoïde sont limitées ; celles du rectum sont plus importantes. Ces résultats sont consistants avec le protocole de préparation des patientes. Vessie Les patientes sont traitées avec la vessie vide ; cela assurant la reproductibilité de la réplétion vésicale. Sigmoïde Le sigmoïde est un organe en mouvement et ses variations ne sont pas prédictibles. Les doses délivrées sont finalement proches des doses planifiées sur l'ensemble de la cohorte. Rectum Les mouvements du rectum sont plus importants, et plus systématisés (augmentation dans 17 cas / 19 Les patientes avaient des lavements la veille et quelques heures avant l'insertion de l'applicateur, dans le but d'obtenir une vacuité rectale). Il est possible que le rectum se remplisse progressivement pendant le traitement, augmentant ainsi la dose délivrée pour une majorité de patientes. III. 5 Conclusion Il n'a pas été observé de variation systématique de la dose délivrée par rapport à la dose prescrite pour le colon sigmoïde et la vessie. En revanche, la dose délivrée au rectum est augmentée d'un ordre de 6% (radiothérapie et curiethérapie), dans une majorité de cas. Cette différence, de 3. 48 Gy en moyenne (min : 0, 4 Gy, max : 9, 4 Gy), pourrait influencer d'éventuelles corrélations dose-effet, et expliquer des effets secondaires inattendus. Etant donné le caractère quasi-systématique de cette augmentation, une attention particulière est requise lorsque la D2cm3 du rectum planifiée est proche de la contrainte de dose. 101 Article Th4 102 103 104 105 106 107 108 CHAPITRE IV - CORRELATIONS DOSE-EFFET ET PARAMETRES DOSIMETRIQUES MODERNES L'objectif des travaux composant ce chapitre est d'étudier les relations dose-volume effet entre les paramètres dosimétriques modernes et la probabilité de survenue d'événements tels que le contrôle local ou d'une toxicité induite par le traitement. IV. 1 Corrélations entre taux de contrôle local et paramètres dosimétriques IV. 1. 1 Introduction En 2005, l'objectif premier du GEC-ESTRO était de proposer une standardisation de la méthode de report de la dose en curiethérapie des cancers du col utérin. Les CTV à haut risque et risque intermédiaire ont été définis dans ce but [123]. Dans cette étude, l'objectif était de tester la corrélation entre les paramètres dosimétriques recommandés en 2005 pour le rapport de la dose et la probabilité d'obtention du contrôle local. Autrement dit, ces deux CTV peuvent-ils servir de volume de prescription ? Le travail s'articule autour de deux parties. Dans un premier temps, une recherche de facteurs pronostiques du contrôle local. Dans un second temps, des analyses dose-volume effet ont été testées. IV. 1. 2 Matériels et Méthodes Le lecteur peut se référer à la section II. 1. Pour plus de détails concernant ce travail spécifiquement, il peut se référer à l'article qui suit (Th5). Au total, 225 patientes traitées consécutivement et exclusivement par radiothérapie et curiethérapie guidée par l'image ont été sélectionnées. Les patientes adressées uniquement pour curiethérapie, puis non suivies par la suite à Gustave Roussy ont été exclues (n 12). 109 IV. 1. 3 Définitions et statistiques Les survies ont été calculées à partir de la date du diagnostic (biopsie) jusqu'à la survenue de l'événement étudié. La rechute locale a été définie comme toute récidive dans le col, les paramètres, le vagin ou l'utérus, à tout moment du suivi, quelle que soit sa relation avec les CTV de la radiothérapie externe ou de la curiethérapie. Le volume tumoral initial a été évalué comme le produit des trois principales dimensions mesurées sur l'IRM réalisée au diagnostic, divisé par deux. Les courbes de survie ont été obtenues en utilisant la méthode de Kaplan-Meier. L'analyse univariée a été effectuée en utilisant des tests du log-rank. Les facteurs pronostiques identifiés en anlyse univariée ont fait l'objet d'une analyse multivariée basée sur le modèle de Cox. Les Analyses dose-effet ont été basées sur le modèle Probit. Toutes les analyses statistiques ont été effectuées à l'aide du logiciel SPSS 20, 0 (Statistical Package for Social Science) pour Windows (un logiciel de la société IBM, Chicago, Illinois, Etats-Unis), à l'exception des analyses Probit effectuées avec XLSTAT 2013 (Addinsoft SARL, Paris, France). IV. 1. 4 Résultats IV. 1. 4. 1 Population Les caractéristiques des patientes incluses sont résumées dans le tableau ci-dessous. Les patientes ont été réparties en deux groupes en fonction de l'obtention d'un contrôle local de la maladie, groupe succès , ou à l'inverse en cas de réponse locale incomplète ou de récidive locale, groupe échec . 110 Caractéristiques des patientes sélectionnées Groupe succès Groupe échec 195 (84. 3%) 30 (13. 3%) total 225 48. 30 /- 11. 4 49. 5 /- 9. 4 48. 5 /- 11. 1 44. 15 /- 22. 9 33. 6 /- 12. 9 39. 0 /-22. 3 3. 3% 26. 6% 8. 3% 49. 8% 1. 2% 8. 3% 2. 1% 43. 1% 57. 9% 86. 7% 10. 8% 2. 1% 2. 2% 22. 2% 6. 7% 51. 1% 4. 4% 11. 1% 4. 4% 43. 3% 30. 0% 73. 3% 22. 2% 4. 4% 2. 7% 24. 9% 8. 0% 48. 9% 1. 7% 10. 7% 3. 1% 43. 1% 54. 2% 84. 0% 13. 3% 2. 7% 47, 8 /- 13. 1 49. 8 /- 13. 5 48. 3 /-13. 6 47. 6 /- 42. 2 55. 3 /- 34. 8 48. 1 /- 42. 5 15. 8% 11. 1% 12. 0 /- 1. 6 11. 6 /- 2. 0 50. 4 /- 11. 1 55. 9 /- 12. 7 16. 9% 11. 8 /- 1. 7 50. 9 /-10. 1 25. 8 /- 16. 1 40. 0 /- 33. 1 28. 1 /- 20. 5 65. 2 /- 6. 9 80. 3 /- 9. 5 57. 2 /- 4. 3 67. 7 /- 5. 6 68. 9 /- 7. 5 59. 6 /- 6. 4 58. 7 /- 6. 8 1. 77 /- 0. 3 90. 9% 9. 1% 63. 0 /- 6. 9 75. 9 /- 10. 2 55. 6 /- 3. 9 65. 6 /- 6. 3 68. 1 /- 10. 3 59. 2 /- 5. 9 59. 7 /- 5. 8 1. 89 /- 0. 4 86. 7% 13. 3% 64. 8 /-7. 0 79. 6 /-9. 7 56. 9 /- 4. 3 67. 4 /-5. 8 68. 7 /-8. 1 59. 5 /-6. 4 58. 9 /-5. 8 1. 79 /-0. 3 90. 2% 9. 8% 111 ans mois FIGO IB1 IB2 IIA IIB IIIA IIIB IVA Carcinome épidermoïde Adénocarcinome Adenosquameux Moy (mm) Moy (cm3) Moy (g/dL) Moy (jours) Volume (cm3) D100 (Gy) D90(Gy) D100(Gy) D90(Gy) D2cm3(Gy) D2cm3(Gy) D2cm3(Gy) cGy/m IRM TDM N (%) Age Suivi Stade Envahissement ganglionnaire CLA Histologie Largeur tumorale Volume T (IRM) RT lombo-aortique Hb Etalement Paramètres dosimétriques CTV-HR CTV-RI Vessie Rectum Sigmoïde TRAK Imagerie IV. 1. 4. 2 Facteurs pronostiques Des critères de trois catégories : cliniques, biologiques et dosimétriques, ont été sélectionnés afin d'identifier ceux qui sont pronostiques du contrôle tumoral local, à l'aide d'analyses univariée et multi variée ont été utilisées Facteurs pronostiques (section Results : Local control prognostic factors , Th5) Cliniques Age Stade Taille tumorale Volume tumoral Etalement du traitement Chimio concomitante Biologiques sous-type histologique degré de différenciation concentration sérique d'hémoglobine Dosimétriques D90 du CTV-HR D90 du CTV-RI Volume du CTV-HR TRAK voir Table-2 de l'article Th5 Méthodologie d'identification des facteurs pronostiques Chaque facteur est analysé indépendamment des autres (analyse univariée). Les facteurs significativement corrélés en analyse univariée(p0, 05), ont ensuite été testés en analyse multivariée. En analyse univariée : l'étalement du traitement, le D90 pour CTV-RI, le D90 pour CTV-HR, le TRAK et le volume CTV-HR étaient des facteurs pronostiques pour le contrôle local (p 0, 05). En analyse multivariée : l'étalement du traitement, le volume CTV-HR étaient des facteurs indépendants 112 IV. 1. 4. 3 Relation paramètres dosimétriques et contrôle local Dans cette section nous étudions la corrélation entre les D90s de CTV-HR et CTV-RI et la probabilité d'obtenir le contrôle local pour l'ensemble des patientes étudiées ( Tumor control probability ). Les doses-seuil permettant d'obtenir un contrôle local de 90% sont également identifiées. Relation entre D90 et probabilité d'obtention du contrôle local : Escalade de la dose Corrélation significative entre D90(CTV-HR), D90(CTV-RI) et probabilité de contrôle local (p 0, 004 et 0, 024, respectivement). Pour un taux de contrôle local de 90% : - - D90(CTV-RI) D90(CTV-HR) : : 70. 8 Gy (65. 4 111. 9) 83. 5 Gy (76. 5 102. 6) Impact des D90s (section Results : Impacts of D90s ) : Escalade de la dose Les taux de contrôle local à 3 ans étaient de : 95. 6% en cas de D90 CTV-HR 85 Gy 88. 8% en cas de D90 comprises entre 80 et 85 Gy 80. 0% en cas de D90 < 80 Gy Ces différences étaient significatives (p 0. 018) 113 IV. 1. 4. 4 Impact des caractéristiques tumorales sur la relation paramètres dosimétriques et contrôle local Dans les analyses suivantes les patientes ont été regroupées en fonction de caractéristiques tumorales (stade, taille, volume). Les résultats suivants présentent des corrélations significatives entre la D90 du CTV-HR et la probabilité du contrôle local. Les doses-seuil requises à l'obtention d'un contrôle local de 90% ont été affinées en fonction de ces critères. Impact des D90s (section Results : Impacts of D90s ) Stade tumoral et D90(CTV-HR) Taille tumorale et D90(CTV-HR) Corrélation significative (p 0. 005) entre le stade tumoral et la D90(CTV-HR). Pour un taux de contrôle local de 90% : - D90(CTV-HR)[IB-IIA] : - D90(CTV-HR)[IIB] : - D90(CTV-HR)[III-IV] : 71. 5 Gy 89. 7 Gy 97. 0 Gy Corrélation significative (p 0. 005) entre la taille tumorale et la D90(CTV-HR). Pour un taux de contrôle local de 90% : - D90(CTV-HR)[L 50 mm] : - D90(CTV-HR)[ L < 50 mm] : 93. 0 Gy 73. 9 Gy 114 Impact des D90s (section Results : Impacts of D90s ) Volume tumoral et D90(CTV-HR) Corrélation significative (p 0. 03) entre le volume tumoral et la D90(CTV-HR). Pour un taux de contrôle local de 90% : - D90(CTV-HR)[ vol 30 cm3 ] : - D90(CTV-HR)[ vol < 30 cm3 ] : 92. 0 Gy 73. 9 Gy 115 IV. 1. 4. 5 Impact spécifique de l'étalement sur le contrôle local et la relation dose effet L'étalement s'est relevé être un facteur de risque indépendant du contrôle local dans l'analyse multivariée. Nous avons donc étudié la relation entre étalement et probabilité d'obtention du contrôle local. Dans les analyses suivantes les patientes ont été regroupées en fonction des trois seuils d'étalement ( semaines, 7 à 8 semaines, ou >8 semaines). Les résultats montrent une corrélation significative entre la D90 du CTV-HR et la probabilité du contrôle local en fonction de l'étalement. Nous avons aussi affiné les seuils de dose pour obtenir un contrôle local de 90% en fonction des différents niveaux d'étalement Impact de l'étalement total du traitement Un étalement > 55 jours est un facteur indépendant d'échec local (p 0. 022, odds ratio 2. 44) Relation étalement-contrôle local Impact de l'étalement sur la relation D90(CTV-HR) contrôle local - Au-delà de 55 jours la perte de probabilité de contrôle local est d'environ -0. 63% par jour, soit 4. 41% par semaine. - La corrélation est à ce niveau de la courbe quasi linéaire. Corrélation significative (p 0. 001) entre l'étalement du traitement et la D90(CTV-HR). Pour un taux de contrôle local de 90% : - D90(CTV-HR)[ < 7 sem ] : - D90(CTV-HR)[ 7-8 sem] : - D90(CTV-HR)[ > 8 sem ] : 77. 6 Gy 81. 2 Gy 105. 5 Gy 116 IV. 1. 4. 6 Impacts conjoints des facteurs pronostiques indépendants sur la relation dose effet entre la D90 (CTV-HR) et le contrôle local L'étalement > 55 jours et le volume du CTV-HR > 30 cm3 étaient des facteurs de risque indépendants (section IV. 1. 4. 2). Dans les analyses suivantes les patientes ont été réparties en quatre groupes en fonction de ces deux facteurs (absents / présents). Les résultats présentent une corrélation significative entre la D90 (CTV-HR) et la probabilité du contrôle local en fonction de la combinaison de ces deux facteurs. Nous avons aussi affiné les taux de contrôle local obtenus pour une D90 (CTV-HR) de 85 Gy pour chacun des groupes. Le modèle ne permettait pas d'évaluer les doses seuils correspondant à 90% d'obtenir le contrôle local, comme précédemment. Impacts conjoints de l'étalement et du volume du CTV-HR Sur la relation dose-effet entre D90 CTV-HR et contrôle local Corrélation significative (p 0. 001). Pour une D90 (CTV-HR) de 85 Gy : - - - - Prob (contrôle tumoral)[ 55 jours et CTV-HR cm3 ] : Prob (contrôle tumoral)[ 56 jours et CTV-HR cm3 ] : Prob (contrôle tumoral)[ 55 jours et CTV-HR30 cm3 ] : Prob (contrôle tumoral)[ 56 jours et CTV-HR30 cm3 ] : 94. 3% 86. 6% 81. 7% 64. 5% 117 IV. 1. 5 Conclusion Cette étude montre une corrélation forte entre les paramètres dosimétriques modernes (D90 des CTV-HR et RI) et la probabilité d'obtention du contrôle local. Elle montre également qu'il est possible de moduler le niveau de dose cible pour une même efficacité en fonction de paramètre clinique comme la taille tumorale au diagnostic ou le stade FIGO, ou encore en fonction de la réponse à la radiothérapie externe (volume du CTV-HR). L'impact négatif de l'augmentation de l'étalement du traitement peut être en partie compensé par une augmentation des objectifs de planification. A l'avenir les objectifs de planification pourront être individualisés en fonction de critères tumoraux. 118 Article Th5 119 120 121 122 123 124 125 IV. 2 Relations dose-volume effet pour les organes à risque Pendant des années, la dose délivrée aux organes à risque a été rapportée en deux points décrits dans le rapport ICRU 38, l'un pour le rectum, l'autre pour la vessie. Si le point rectum semblait dans la majorité des séries corrélé à la morbidité rectale tardive, celui de la vessie ne l'était pas. Les doses calculées en ce dernier point ne représentaient d'ailleurs pas les doses maximales délivrées à la vessie. De la même manière que pour les paramètres dosimétriques des CTV, le GEC-ESTRO a proposé en 2006 de rapporter la dose délivrée aux organes à risque dans de petits volumes (D2cm3 et D0. 1cm3). L'objectif des deux études suivantes était d'établir des corrélations entre ces deux paramètres dosimétriques et la probabilité de survenue d'effets radio-induits. IV. 2. 1 Relations dose-volume effet pour le rectum et la vessie pour des patientes traitées à Gustave Roussy par la curiethérapie guidée par l'image. IV. 2. 1. 1 Introduction L'objectif de ce travail était d'identifier des corrélations dose-effet entre les paramètres dosimétriques volumétriques et la survenue d'effets secondaires radio-induits. IV. 2. 1. 2 Matériels et méthodes IV. 2. 1. 2. 1 Critères d'inclusion Les patientes atteintes de cancer du col utérin localement avancé ont été identifiées à partir de la base de données du département. Celles traitées à visée curative avec une combinaison de radiothérapie externe suivie de curiethérapie adaptative guidée par l'image suivant les recommandations du GEC-ESTRO étaient éligibles. Les patientes ayant reçu un traitement adjuvant ou néo adjuvant ont été exclues, ainsi que les patientes atteintes de lésions de stade IVA, dont la nature ou la prise en charge peuvent impacter significativement la morbidité. IV. 2. 1. 2. 2 Traitements La procédure de préparation et de réalisation des traitements est décrite dans la section-II. 1. 126 IV. 2. 1. 2. 3 Suivi Les patientes étaient revues 6-8 semaines après la fin du traitement, puis tous les quatre mois pendant 3 ans, puis tous les six mois jusqu'à la cinquième année, et enfin chaque année. Une IRM était réalisée au moins une fois par an, ou plus souvent en cas de suspicion de récidive. IV. 2. 1. 2. 4 Définitions et statistiques Seuls les événements radio-induits et dont l'organe responsable faisait l'objet d'une évaluation dosimétrique ont été considérés. Les événements tardifs étaient définis comme survenant ou se poursuivant au-delà du seuil de 90 jours après l'initiation du traitement (définition du RTOG). L'échelle CTC-AE 3. 0 a été utilisée pour évaluer leur sévérité. Les patientes ayant une récidive étaient exclues des analyses à partir de la date de la rechute. En cas d'événements multiples chez une même patiente, le plus sévère (grade le plus élevé) ou à sévérité égale, le plus précoce, était considéré pour les analyses. Les méthodes statistiques utilisées sont présentées dans l'article correspondant (Th6) exposé à la suite. 127 IV. 2. 1. 3 Résultats IV. 2. 1. 3. 1Population 225 patientes identifiées 217 patientes éligibles Age moyen (années) Classification FIGO stade IB1 stade IB2 stade IIA stade IIB stade IIIA stade IIIB ganglionnaire Envahissement lombo- aortique (LA) diagnostiqué sur la TEP ou au curage LA. Suivi médian Radiothérapie externe limitée au pelvis Radiothérapie avec des champs étendus Chimiothérapie concomitante Curiethérapie guidée par IRM Curiethérapie guidée par scanner 48, 3 11, 7 2. 8% 25. 3% 8. 3% 50. 7% 1. 8% 11. 1% 8. 3% 35. 0 mois (3, 3 à 112, 6) 82. 5% 17. 5% 95% 90. 8% 9. 2 128 IV. 2. 1. 3. 2 Morbidité urinaire IV. 2. 1. 3. 2. 1 Description des événements rapportés Les évènements urinaires ont été recensés et regroupés en fonction de leur nature et de leur sévérité. e i s s e V Items Incontinence Cystite Hématurie Sténose Fistule Impériosités Grade 0 52 (76. 0%) 190 (87. 6%) 207 (95. 4%) 213 (98. 2%) 214 (98. 6%) 152 (70. 0%) Grade 1 34 (15. 7%) 17 (7. 8%) 6 (2. 8%) 1 (0. 5%) Grade 2 16 (7. 3%) 10 (4. 6%) 4 (1. 8%) 1 (0. 5%) 0 0 51 (23. 5%) 12 (5. 5%) Grade 3 2 (0. 9%) Grade 4 - 0 - 0 0 2 (0. 9%) 3 (1. 4%) 2 (0. 9%) 0 0 0 161 évènements ont été recensés. Le nombre de patientes ayant eu plusieurs évènements de nature différente a été évalué et l'évènement le plus sévère par patiente a été identifié. Les délais moyens de survenu de l'événement par grade ont été comparés, montrant l'absence de différence significative en fonction de sa nature ou de sa sévérité. 161 événements rapportés Délai moyen 16. 5 15. 5 mois grade 1 : grade 2 : grade 3 : 109 (67. 7%) 43 (26. 7%) 9 (3. 7%). Certaines patientes ont rapporté plusieurs événements : 1 item : 2 items : 3 items : 4 items : 35 patientes (35. 7%) 42 patientes (42. 8%) 15 patientes (15. 3%) 6 patientes (6. 1%) Grade le plus sévère / patiente grade 1 : grade 2 : grade 3 : 56 patientes (25. 8%) 34 patientes (15. 7%) 8 patientes (3. 7%). grade 1 : grade 2 : grade 3 : 17. 2 16. 5 mois 15. 5 15. 1 mois 16. 2 10. 3 mois Absence de différence de délai en fonction de la sévérité des événements p 0. 9) grade 1-2 : grade 3-4 : 16. 6 15. 9 mois 16. 2 10. 3 mois 129 IV. 2. 1. 3. 2. 2 Incidence et prévalence des événements urinaires L'incidence cumulée représente le taux d'évènements survenu entre le début du traitement et une date donnée. Elle ne prend pas en compte une éventuelle résolution de l'événement. La prévalence représente quant à elle le taux d'évènements en cours à un moment d'observation donné. Incidence cumulée à 3 ans : grade 1-4 : grade 2-4 : grade 3-4 : 47. 3%, 20. 7%, 4. 4% 130 131 Prévalence grade 2 grade 3 à 1 an : à 2 ans : à 3 ans : à 4 ans : 7. 5% 11. 4% 9. 3% 3. 2% 1. 0% 1. 2% 1. 9% 1. 6% IV. 2. 1. 3. 2. 3 Comparaison des doses moyennes délivrées à la vessie Les D0. 1cm3 et D2cm3 moyennes par grade ont été comparées. D0. 1cm3 (Gy) D2cm3 (Gy) Effectif (%) Moy /-DS p * Moy /-DS p * Grade 0 119 (54. 8%) 83. 9 18. 3 Grade 1 56 (25. 8%) 84. 0 17. 1 Grade 2 34 (15. 7%) 90. 6 18. 7 Grade 3 8 (3. 7%) 99. 8 23. 3 e i s s e V 0. 009 68. 3 8. 7 67. 3 7. 9 71. 1 8. 6 76. 3 9. 1 0. 006 Les D2cm3 et D0. 1cm3 étaient significativement augmentées avec la sévérité de la morbidité (p 0. 006 et 0. 009, respectivement). Différences significatives également en groupant les patientes par sévérité des événements grade 0-1 versus 2-4 D2cm3 (grade 0-1) 68. 08. 4 Gy D0. 1cm3 (grade 0-1) 83. 917. 9 Gy D2cm3 (grade 2-4) 72. 18. 8 Gy D0. 1cm3 (grade 2-4) 92. 419. 7 Gy (p 0. 005) (p 0. 022) 132 IV. 2. 1. 3. 2. 4 Relations dose-effet / analyses Probit pour les événements vésicaux Dans les analyses Probit, les évènements sont encodés en binaire (0/1, non survenu/ survenu). La notion du délai de survenue n'intervient pas. Une corrélation entre chaque type d'évènement et les paramètres dosimétriques a été testée, par degré de sévérité : Item Grade D0. 1cm3 D2cm3 Impériosités Incontinence Cystite Hématuries Sténose Fistule Tous 1-4 2-4 3-4 1-4 2-4 3-4 1-4 2-4 1-4 2-4 3-4 1-4 2-4 3-4 3-4 1-4 2-4 3-4 0. 46 0. 154 0. 748 0. 552 0. 226 0. 459 0. 430 0. 427 0. 515 0. 104 - * 0. 154 0. 222 0. 234 0. 022 0. 144 0. 01 0. 046 0. 885 0. 056 0. 141 0. 767 0. 158 0. 565 0. 073 0. 116 0. 452 0. 147 - * 0. 031 0. 039 0. 029 0. 072 0. 368 0. 007 0. 022 *événement non observé. Des corrélations statistiques significatives ont été observées : Entre sténoses de tout grade et D2cm3, Entre fistule de grade 3-4 et D0. 1cm3. Entre tout type d'événement vésical, de grade 2-4 et 3-4 et D0. 1cm3 et D2cm3 133 La D2cm3 correspondant, en théorie, à une probabilité de 10% de survenue d'un évènement (ED10%, D2cm3) a été évaluée L'ED10, pour les événements de tout type, de grade 2-4 était : 55. 4 Gy (15. 7-63. 6) Des corrélations statistiquement significatives ont été observées entre : Probabilité de morbidité vésicale de grade 2-4 et D2cm3, (n 190, p 0. 002) [ED10 of 59. 4 Gy (38. 5-65. 3)], après exclusion des événements survenus dans les 6 premiers mois. Probabilité de morbidité urinaire de grade 2-4 et D2cm3 (p 0. 003) [ED10 of 65. 5 Gy (51. 4-71. 6)] après exclusion des événements incontinence urinaire Les ED10 pour le risque de sténose étaient : grade 1-4 : grade 2-4 : grade 3-4 : 91. 9 Gy (80. 7-206. 7), 94. 6 Gy (82. 3-279. 7) 96. 3 Gy (83. 4-222. 2) 134 IV. 2. 1. 3. 2. 5 Relations dose-effet / test du Log-rank pour les événements vésicaux Les patientes ont été regroupées par niveau de D2cm3 planifiée et des courbes de Kaplan-Meier ont été générées pour évaluer les taux de survie sans évènement. Les courbes de survie ont ensuite été comparées à l'aide du test de Log-rank. Addititonal Figure-3-Vessie Test du Log-rank. Les taux de survies sans évènements étaient significativement diminués avec l'augmentation de la D2cm3 pour les toxicités de grade 1-4 et 2-4 (p et p 0. 01). Il n'a pas été observé de différence significative pour les événements de grade 3-4 (p 0. 588). Les taux de survie sans événement de grade 2-4 à 3 ans étaient : Gy : 94. 5% 65-70 Gy : 90% 70-75 Gy : 75-80 Gy : > 80 Gy : 79. 3% 70. 1% 67. 3% 135 IV. 2. 1. 3. 3 Morbidité rectale IV. 2. 1. 3. 3. 1 Description des événements rectaux Les évènements rectaux ont été recensés et regroupés en fonction de leur nature et de leur sévérité. Items Incontinence Rectite Rectorragies Sténose Fistule Grade 0 192 (88. 4%) 204 (94. 0%) 188 (86. 6%) 217 (100%) 216 (99. 5%) Grade 1 20 (9. 2%) 12 (5. 5%) 20 (9. 2%) Grade 2 5 (2. 3%) 1 (0. 5%) 8 (3. 7%) Grade 3 Grade 4 0 0 0 0 1 (0. 5%) 0 0 0 0 0 0 0 1 (0. 5%) 0 m u t c e R 68 évènements recensés ont été classés par type et degré de sévérité. Le nombre de patientes ayant eu plusieurs évènements de nature différente a été évalué. Dans cette situation, l'évènement le plus sévère par patiente a été retenu pour les analyses. Les délais moyens de survenue de l'événement par grade ont été comparés, montrant l'absence de différence significative. 68 évènements affectant 51 patientes ont été rapportés : grade 1 : grade 2 : grade 3 : 52 (76, 5%) 14 (20, 6%) 2 (2, 9%). Items par patiente 1 item : 2 items : 3 items : 39 patientes (76. 5%) 7 patientes (13. 7%) 5 patientes (9. 8%) Délais moyens : 16. 9 10. 3 mois grade 1 : grade 2 : grade 3 : 16. 5 10. 9 mois 16. 1 10. 4 mois 17. 7 7. 2 mois Absence de différence de délai en fonction de la sévérité : grade 1-2 : grade 3-4 : 16. 9 10. 5 mois 17. 7 7. 2 mois (p 0. 9). Evènement le plus sévère par patiente grade 1 : grade 2 : grade 3 : 36 patientes (16. 6%) 13 patientes (6. 0%) 2 patientes (0. 9%). Pas de différence significative en fonction de la nature des évènements : incontinence : 16. 8 11. 5 mois Rectite : 16. 5 11. 4 mois Rectorragies : 17. 5 9. 7 mois La proportion de patientes atteintes d'une toxicité rectale (51/217) 23. 5%) était significativement inférieure à celle concernée par une toxicité vésicale (98/217) 45. 1%) (p < 0. 0001) 136 IV. 2. 1. 3. 3. 2 Incidence et prévalence des événements rectaux L'incidence représente le taux d'évènements survenu entre le début du traitement une date et une période donnée. La prévenance représente le taux d'évènements en cours à un moment d'observation donné. L'incidence cumulée à 3 ans de la toxicité rectale était de : grade 1-4 : grade 2-4 : grade 3-4 : 28. 2%, 9. 6%, 1. 2% 137 138 La prévalence des évènements rectaux était de : grade 2 grade3 à 1 an : 3. 5% à 2 ans : 4. 2% à 3 ans : 5. 5% à 4 ans : 1. 6% 0. 5% 0. 6% 0. 9% 1. 6% IV. 2. 1. 3. 2. 3 Comparaison des doses moyennes délivrées au rectum Les doses moyennes max par grade de sévérité ont été comparées. N (%) D0. 1cm3 (Gy) D2cm3 (Gy) Moy /-DS p * Moy /-DS p * Grade 0 166 (76. 5%) 68. 0 11. 0 Grade 1 36 (16. 6%) 69. 5 12. 3 Grade 2 13 (6. 0%) 74. 2 17. 4 Grade 3 2 (0. 9%) 84. 8 21. 5 m u t c e R 0. 360 59. 3 6. 3 60. 5 6. 9 63. 9 7. 4 70. 0 10. 9 0. 072 Les D2cm3 and D0. 1cm3 moyennes n'étaient pas différentes en fonction de la sévérité des événements (p 0. 072 et 0. 360, respectivement). En regroupant les patientes en deux groupes (morbidité de grade 0-1 contre 2-4) : Différence significative des doses moyennes délivrées : D2cm3(grade 0-1) 59. 56. 4 Gy D0. 1cm3(grade 0-1) 68. 311. 2 Gy D2cm3(grade 2-4) 64. 47. 8 Gy D0. 1cm3(grade 2-4) 75. 715. 5 Gy (p 0. 004) (p 0. 022) 139 IV. 2. 1. 3. 3. 4 Relations dose-effet / analyses Probit événements rectaux Dans les analyses Probit, les évènements sont encodés en binaire (0/1, non survenu/ survenu). La notion du délai de survenue n'intervient pas. Une corrélation entre chaque type d'évènement et les paramètres dosimétriques a été testée, par degré de sévérité : Item Grade D0. 1cm3 D2cm3 Incontinence Rectite Rectorragies Sténose Fistule Tous 1-4 2-4 3-4 1-4 3-4 1-4 2-4 3-4 1-4 2-4 3-4 3-4 1-4 2-4 3-4 0. 053 0. 184 -* 0. 024 0. 721 0. 443 0. 506 0. 202 -* -* -* 0. 721 0. 111 0. 211 0. 239 0. 021 0. 119 -* 0. 026 0. 280 0. 106 0. 053 0. 111 -* -* -* 0. 280 0. 017 0. 013 0. 056 *événements non observés Des corrélations significatives ont été rapportées : Entre probabilité d'incontinence de grade 1-4 et D2cm3, Entre probabilité de rectite de grade 1-4 et D0. 1cm3 and D2cm3, Entre probabilité de toxicité de toute nature de grade 1-4 et 2-4 and D2cm3 ED10 58. 7 Gy (37. 7-65. 4) ED10 67. 4 Gy (61. 3-115. 4) 140 Nous avons évalué la dose D2cm3 correspondant, en théorie, à une probabilité de 10% de survenue d'un évènement (ED10%, D2cm3). L'ED10 du rectum était : Toxicité de toute nature de grade 2-4 : 65. 3 Gy (59. 8-81. 3) (p 0. 013) Après exclusion des évènements incontinence anale pour lesquels, la D2cm3 n'est probablement pas pertinente étant donné la faible probabilité que la région la plus exposée du rectum se situe au niveau du sphincter anal, l'ED10 était évaluée à 68. 3 Gy (62. 9-110. 9)], p 0. 023. 141 IV. 2. 1. 3. 3. 4 Relations dose-effet / test du Log-rank événements rectaux Les patientes sont regroupées par niveau de dose délivrée et des courbes de Kaplan-Meier sont générées pour évaluer la survie sans évènement. Elles sont ensuite comparées à l'aide du test de Log-rank. Addititonal Figure-3-Rectum Analyses du Log-rank Les taux de survie sans évènement décroissaient significativement avec l'augmentation de la D2cm3 pour les événements de grade 1-4 et 2-4 (p and p 0. 0001). Pas de différence significative pour les évènements de grade 3-4 Les taux de survie sans évènement de grade 2-4 étaient : Gy : 55-60 Gy : 60-65 Gy : 65-70 Gy : > 70 Gy : 100% 92. 4% 91. 4% 74. 8% 66. 7% 39 des 217 (18. 0%) patientes ont eu des évènements rectaux et vésicaux Parmi celles-ci, 5 ont eu des événements de grade 2 pour les 2 organes 142 Article Th6 143 144 145 146 147 148 149 IV. 2. 2 Relation dose-effet pour les rectorragies A la suite de ses recommandations, le GEC-ESTRO a lancé en 2008 une étude prospective d'enregistrement des données cliniques et dosimétriques afin d'évaluer la curiethérapie guidée par l'IRM (résultats cliniques/morbidité) et valider les paramètres dosimétriques proposés. Parmi les objectifs secondaires de l'étude, l'objectif #6 vise à établir des corrélations dose-volume effet entre les D0. 1cm3 et D2cm3 et la probabilité de survenue d'effets secondaires tardifs. IV. 2. 2. 1 Inclusion / exclusion L'étude EMBRACE a inclus prospectivement des patientes atteintes de cancers du col utérin histologiquement prouvés, issues de 24 centres localisés en Europe, Asie et Amérique du Nord. Les centres ont passé un dummy run avant d'être acceptés dans l'étude, afin de tester leur capacité à respecter le protocole de traitement. Ce dernier est consultable librement et dans son intégralité sur le site Web de l'étude ( En bref, pour être éligibles, les patientes ne devaient pas avoir d'antécédent de cancer en dehors de carcinome in situ du col utérin ou de carcinome baso-cellulaire, et aucun antécédent d'hystérectomie totale ou partielle. La réalisation d'une IRM pelvienne au moment du diagnostic était un prérequis à l'inclusion. Le traitement devait combiner radiothérapie externe (45-50 Gy) suivie d'une curiethérapie guidée par IRM pelvienne. L'objectif du traitement devait être curateur. Les patientes présentant une atteinte lombo-aortique pouvaient être incluses, sous réserve que l'adénopathie métastatique la plus haute soit située en dessous du niveau du disque intervertébral L1-L2. La prescription d'une chimiothérapie concomitante n'était pas obligatoire, mais recommandée. Aucun traitement néo ou adjuvant n'était autorisé. Les patientes pouvaient être traitées indifféremment par curiethérapie à débit de dose pulsé ou à haut débit de dose. Les objectifs de planification n'étaient pas imposés, mais l'ensemble des paramètres dosimétriques devaient être rapportés en suivant les recommandations du GEC-ESTRO. Les patientes devaient être incluses avant le début du traitement (première séance de radiothérapie externe). L'étude a été approuvée par les comités d'éthique locaux et un consentement individuel pouvait être requis en fonction des règles institutionnelles. Dans le cadre de cette étude, et en accord avec l'objectif #6, les données des 700 premières patientes incluses dans l'étude EMBRACE ont été extraites le 31 Octobre 2014. 150 IV. 2. 2. 2 Traitement L'étude EMBRACE était observationnelle et les investigateurs étaient libres d'appliquer les protocoles institutionnels. IV. 2. 2. 2. 1 Radiothérapie externe Pour la radiothérapie externe, radiothérapie conformationelle 3D et RCMI étaient autorisées. La dose totale délivrée au pelvis devait cependant être comprise entre 45 et 50. 4 Gy, délivrée avec un fractionnement classique (1. 8-2 Gy). Les surimpressions ganglionnaires pouvaient être réalisées de manière séquentielle ou par boost intégré. Les surimpressions paramétrables étaient autorisées. En revanche, aucun bloc médian n'était autorisé pendant la radiothérapie. Le protocole de l'étude décrivait les volumes cibles à délinéer et marges minimales à appliquer pour homogénéiser les pratiques entre les différentes équipes participantes. IV. 2. 2. 2. 2 Curiethérapie guidée par l'image Pour la curiethérapie, les choix des applicateurs, objectifs de planification, doses, débits de dose, et fractionnements étaient laissés libres aux investigateurs. Les doses devaient cependant impérativement être rapportées suivant les recommandations du GEC-ESTRO, imposant la délinéation des CTV-HR et -RI. IV. 2. 2. 3 Morbidité Les toxicités induites par le traitement ont été évaluées 3, 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36, 48 et 60 mois après la fin du traitement. La morbidité a été évaluée en utilisant l'échelle du NCI CTC-AE, version 3. 0. Le délai d'apparition des événements a été défini à partir du début du traitement (première fraction de RTE) jusqu'à leur survenue. Pour cette raison, les patientes ayant un suivi de moins de 90 jours ont été exclues. Les patientes atteintes de maladie résiduelle ou progressive à la réévaluation du traitement n'étaient pas éligibles pour l'évaluation de la morbidité. De même, les patientes ayant subi une rechute ont été exclues des analyses à la date de leur rechute. 151 Grade Description 1 2 3 4 5 Mild ; intervention not indicated Moderate symptoms ; moderate intervention or minor cauterization indicated Transfusion, radiologic, endoscopic, or elective operation indicated Life-threatening consequences, urgent intervention indicated Death Tableau 4 : Echelle d'évaluation de la sévérité des rectorragies selon la CTC-AE version 3. 0. IV. 2. 2. 4 Paramètres dosimétriques Les paramètres dosimétriques (D0. 1 et D2cm3) et DICRU rectale ont été convertis en équivalent 2 Gy en utilisant le modèle linéaire quadratique et une / 3 Gy et un temps de demi-réparation de 1, 5 heures. En cas de curiethérapie fractionnée, les doses ont été sommées en supposant que la zone la plus exposée du rectum était restée stable pendant la délivrance du traitement. On a également supposé que la dose prescrite correspondait à la dose administrée. Les doses rapportées dans l'étude correspondent à la somme des doses délivrées en radiothérapie externe et de celles délivrées par la curiethérapie, converties en EqD2. Il a été considéré, compte tenu des volumes étudiés (0, 1 et 2 cm3) que les zones les plus exposées du rectum étaient situées dans l'isodose 100% de la prescription de la radiothérapie externe. Les prévalences et incidences ont été calculées. En cas d'événements multiples rapportés chez une même patiente, l'événement de grade le plus élevé était considéré pour les analyses. Les doses moyennes rapportées en fonctions du grade des événements observés ont été comparées en utilisant le test de Kruskal-Wallis. Les relations dose-effets ont été analysées en utilisant deux méthodes. Premièrement, des tests du Log Rank ont été effectués sur des courbes de Kaplan Meier après répartition des patientes en groupes, en fonction de niveaux de doses délivrés au rectum. Deuxièmement, les corrélations ont été testées en utilisant le modèle Probit. Tous les tests ont été effectués en utilisant le logiciel de statistiques XLSTAT 2014 (Addinsoft, Paris, France) 152 IV. 2. 2. 5 Résultats Les données des 700 premières patientes ont été extraites de la base de données. Neuf patientes ont été exclues pour D2cm3 manquantes, 3 pour des incohérences dans les paramètres rapportés ( D0. 1cm3), et 54 car elles ne remplissaient pas les critères d'inclusion (suivi jours, maladie progressive, rechute, ou réponse incomplète avant la première évaluation de la morbidité). Finalement, 634 patientes ont été incluses dans les analyses. IV. 2. 2. 5. 1 Analyses descriptives Le suivi médian était de 31, 1 mois (3-66, 5). Les DICRU, D0. 1cm3 et D2cm3 moyennes étaient de 66 /- 8, 3 Gy, 73, 4 /- 11, 8 Gy et 63, 2 /- 7, 2 Gy, respectivement. Le Tableau résume les caractéristiques des patientes incluses dans l'étude. Au diagnostic, quatre patientes rapportaient des saignements rectaux, tous de grade 1. Parmi celles- ci, un seul événement a ensuite été signalé pendant le suivi, également de grade 1, déclaré à 3 mois. Ces 4 patientes n'ont pas été exclues. Un total de 223 événements a été rapporté au cours du suivi : 0, 35 par patient (0-6), concernant 117 patientes (18, 5%). Les délais moyens de survenue des rectorragies étaient respectivement : 18, 3 /- 10, 0, 16, 8 /- 8, 4, et 17, 1 /- 6, 7 mois pour les événements de grade 1, 2, 3 respectivement. Le monitorage de la prévalence a montré une augmentation du taux de saignement rectal de 3 mois à 2 ans (2, 5 et 11, 6% respectivement), suivie par une tendance à la décroissance (8, 1% et 5, 6% à 30 et 36 mois). Les taux d'incidence cumulée de grade 1-4, 2-4, et 3-4 à 3 ans étaient de 24%, 6, 8% et 2%, respectivement. 153 50. 5 /-13. 1 22. 2-91. 7 125 (19. 7) 44 (6. 9) 323 (50. 9) 2 (0. 3) 112 (17. 7) 19 (3. 0) 9 (1. 4) 83% 13% 4% 50. 4% 200 (31. 5%) 299 (47. 2%) 162 (25. 6%) 25. 7 /-5. 9 15. 4-49. 9 76. 2% 28. 1% 3. 2% 1% 69. 0% 34. 7% 5. 3% 12. 4 /-1. 7 7. 3-19. 2 80. 5% 26. 0% 3. 5% 35. 5% 2. 8% 96. 4% 328 (51. 7%) 306 (48. 3%) 41. 1% 53. 5% 27. 6% 15. 6% 3. 3% 66. 3 /-8. 5 73. 4 /-11. 2 63. 2 /-7. 2 Age (years) FIGO Stage Histologic subtype N Laparoscopic staging Vaginal infiltration Posterior infiltration of the vagina BMI (Kg/m) PS Smoker Hb at treatment initiation (g/dL) EBRT technique Nodal boost Parametrial boost Concomitant chemo Dose rate Interstitial Applicator at 1st fraction DICRU (Gy) D0. 1cm3 (Gy) D2cm3 (Gy) Tableau 5 : Caractéristiques des patientes incluses Mean /- SD range IB IIA IIB IIIA IIIB IVA IVB SCC ADC ADS Mean /-SD range 0 1 2 3 no yes NR Mean /-sd Range Conformal IMRT NR HDR PDR 1 2 3 other Mean /-sd Mean /-sd Mean /-sd 154 Figure 32 : Incidence cumulée des rectorragies, en fonction du grade des événements Figure 33 : Prévalences des rectorragies en fonction du suivi. M : mois. (n/%) : nombre de patientes et pourcentage par rapport au nombre de patientes incluses. 155 IV. 2. 2. 5. 2 Analyse dose- volume effet Les D0. 1cm3, D2cm3 et DICRU, augmentaient significativement avec la sévérité des événements rapportés. En regroupant les patientes en deux groupes en fonction de la sévérité des rectorragies ; grade 0-1 contre 2-4, les doses moyennes du second groupe étaient significativement supérieures, de 4, 1, 7, 6, et 6, 4 Gy pour les D2cm3, D0. 1cm3 et DICRU respectivement. 156 N (%) Min (Gy) Max (Gy) Mean /-sd (Gy) Mean /-sd (Gy) D2cm 3 D0. 1cm 3 rectal ICRU point Grade 0 517 (81. 5) Grade 1 87 (13. 7) 48 97 50 87 Grade 2 Grade 3 22 (3. 5) 55 75 8 (1. 3) 59 800 Grade 0 517 (81. 5) Grade 1 87 (13. 7) 49 140 53 125 Grade 2 Grade 3 22 (3. 5) 58 102 8 (1. 3) 66 101 Grade 0 504 (81. 3) Grade 1 86 (13. 9) 50 97 51 98 Grade 2 Grade 3 22 (3. 5) 60 12 8 (1. 3) 58 81 62. 6 /- 7. 1 65. 5 /- 6. 9 66. 4 /- 6. 0 69. 1 /- 7. 2 72. 4 /- 11. 6 76. 9 /- 11. 9 79. 8 /- 11. 1 83. 4 /- 12. 2 65. 5 /- 7. 4 69. 1 /- 9. 4 73. 7 /- 12. 3 68. 6 /- 7. 9 Tableau 6 : Doses moyennes des 3 paramètres dosimétriques rapportés. 63. 0 /- 7. 1 p p 0. 001 67. 1 /- 6. 4 73. 1 /- 11. 7 p p 0. 0003 80. 8 /- 11. 2 66. 0 /- 8. 3 p p 0. 003 72. 4 /- 11. 4 157 Les patientes ont été réparties en 7 groupes en fonction de niveaux de D2cm3 rectale, par paliers de 5 Gy : Gy, 55-60, 60-65, 65-70, 65-70, 70-75 75 Gy. Les analyses log rank ont montré que les taux de survie sans événement décroissaient à mesure que la D2cm3 augmentait, et ce pour les toxicités de grade 1-4, 2-4, et 3-4 (p p 0, 014, et p 0, 023, respectivement). Figure 34 : Courbes de Kaplan-Meier pour les rectorragies de grade 2-4, en fonction des différents niveaux de D2cm3 (p 0, 014) 158 Figure 35 : courbes de Kaplan-Meier pour les rectorragies de grade 1-4 (A, p et 3-4 (B, p 0, 023), en fonction des différents niveaux de D2cm3 159 Le modèle probit a montré une corrélation significative entre D0. 1cm3, D2cm3 et la probabilité de survenue de saignements rectaux de grade 1-4, 2-4 et 3-4. Une corrélation similaire a été observée pour la DIRCU et les évènements de grade 1-4 et 2-4, mais pas pour ceux de grade 3-4. 3 D0. 1 cm 3 D2cm DICRU ED10 (Gy) p ED10 (Gy) p ED10 (Gy) p Grade 1-4 57. 0 (40. 9-64. 3) p < 0. 0001 53. 6 (44. 4-57. 9) p < 0. 0001 55. 3 (45. 6-60. 0) p < 0. 0001 Grade 2-4 93. 0 (84. 7-116. 1) p 0. 002 75. 6 (70. 1-94. 9) p 0. 002 79. 7 (74. 1-93. 6) p 0. 0002 Grade 3-4 118. 2 (98. 7-338. 3) p 0. 025 89. 0 (77. 8-230. 4) p 0. 024 - p 0. 451 Tableau 7 : Résultats des analyses probit, en fonction de la sévérité des événements. 160 161 Figure 36 : Relation dose-volume effet entre D2cm3 et probabilité d'obtenir le contrôle local, pour les rectorragies de grade 2-4. Figure 37 : Relation dose-volume effet entre D2cm3 et probabilité d'obtenir le contrôle local, pour les rectorragies de grade 3-4. 162 L'effet de la longueur du suivi sur la relation dose-effet a été analysé. Les patientes ont été classées en fonction de leur suivi en 4 groupes : 36 mois, 24-36 mois, 12-24 mois et mois. Selon ces modèles, l'ED10 pour les rectorragies de grade 1-4 étaient 47, 1 Gy, 54, 1 Gy, 64, 1 Gy et 77, 5 Gy pour les patientes ayant un suivi 36 mois, 24-36 mois, 12-24 mois et 12 mois respectivement. Comme aucun événement de grade 2-4 n'a été rapporté au cours de la première année de suivi, seuls les trois premiers groupes ont été analysés pour les événements de grade 2-4 et 3-4. Considérant les rectorragies de grade 2-4 et les trois groupes 36mois, 24-36 mois, et 12-24 mois, les ED10 étaient de 69, 05 Gy, 74, 0 Gy, 77, 6 Gy, respectivement. Pour les rectorragies de grade 3-4, les ED10 étaient de 81, 7 Gy, 88, 3 Gy et 92, 1 Gy, respectivement. IV. 2. 5 Conclusion Des corrélations dose-volume effets existent entre morbidité tardive radio-induite et paramètres dosimétriques volumétriques. Les D2cm3 et D0. 1cm3 sont prédictifs des effets tardifs rectaux et vésicaux et peuvent être utilisés en routine pour évaluer la balance bénéfice-risque des plans de traitement. 163 CHAPITRE V - DISCUSSION V. 1 Comparaison des paramètres volumétriques aux doses-points V. 1. 1 Rectum La dose calculée au point ICRU du rectum est considérée comme représentative de la dose maximale rectale, malgré quelques controverses. La majorité des études a par ailleurs conclu à une corrélation de la dose évaluée à son niveau et la morbidité tardive (cf chapitre I). Dans l'attente de données cliniques basées sur la curiethérapie guidée par l'image, les contraintes de dose résultant de l'expérience de curiethérapie 2D ont été reprises. Le choix d'utiliser la dose minimale calculée dans les 2 cm3 les plus exposés avait été motivé par la forme des histogrammes dose-volume et la publication de Watcher-Gerstner et al [81]. Ces derniers ont montré une similitude entre les doses calculées dans des petits volumes (< 3 cm3), que les organes à risque aient été délinéés par un simple contour externe de l'organe ou qu'un double contour de la paroi ait été défini. Cette observation ne vaut pas pour des volumes plus importants, tels que 5 cm3. Le GEC-ESTRO a recommandé en 2006 de rapporter la dose dans deux volumes : D2cm3 et D0. 1cm3 [124]. Dès l'introduction de l'imagerie 3D en curiethérapie gynécologique, plusieurs comparaisons entre les doses délivrées dans les volumes les plus exposés et les points de l'ICRU ont été publiées. Le Tableau 8 récapitule ces séries. Pelloski et al, ont rapporté une série de 60 patientes traitées par curiethérapie à bas débit de dose (Césium 137) [125]. La dose calculée au point ICRU du rectum a été comparée à la D2cm3 et ne semblait pas statistiquement différente (différence moyenne de 2, 1 Gy / - 3, 4 Gy). Des résultats similaires ont été rapportés par d'autres auteurs avec des ratios D2cm3 / DICRU variant de 0, 93 à 1, 08 [125-132]. Ces données renforçaient l'idée de maintenir comme contraintes de dose pour la D2cm3 des doses de 70 à 75 Gy, basées sur les données des séries de curiethérapie 2D. Notre série est plus récente, d'effectif plus important, et basée sur un processus d'optimisation plus poussé [130]. Elle confirme une corrélation significative entre les deux paramètres dosimétriques, mais démontre une sous-estimation significative de la D2cm3 rectale par la DICRU (p Par ailleurs, le coefficient de corrélation R montre que le lien reliant les deux valeurs n'est pas assez puissant pour envisager la DICRU comme substitut pour la D2cm3 à un niveau individuel. Par conséquent, et en l'attente de corrélations entre événements indésirables et paramètres dosimétriques volumétriques, il semble important de tenir compte des deux valeurs, qui pourraient 164 représenter deux régions différentes du rectum. Cela souligne également la nécessité d'être prudent lors de la mise en place de la curiethérapie guidée par l'image, et de conserver des repères dosimétriques . Le point ICRU étant construit à partir de l'applicateur n'est pas systématiquement localisé dans la paroi du rectum. La corrélation des topographies des points de l'ICRU et de la D2cm3 du rectum dépend bien sûr de la position et de la forme (réplétion) du rectum au moment de l'acquisition des images de l'implant. Le processus d'optimisation de la dose joue également un rôle important dans la topographie de la région la plus exposée du rectum. L'objectif de l'optimisation est d'escalader la dose dans le CTV-HR, et donc d'augmenter les temps d'arrêt de la source dans le vecteur utérin en regard du col de l'utérus, situé au-dessus du plan du point ICRU. Cela amène logiquement à déplacer la zone la plus exposée du rectum horizontalement, vers la tête. En déséquilibrant les poids des deux cathéters vaginaux pour s'adapter à une extension paramétriale ou vaginale latéralisée, la zone peut également être déplacée dans l'axe droite-gauche. Enfin l'utilisation d'aiguilles interstitielles peut également modifier cet équilibre. On peut supposer que les conclusions de Pelloski et al. pourraient être expliquées par une optimisation limitée dans leur série, basée sur une curiethérapie à bas débit de dose [125]. En complète contradiction avec nos résultats, Kirisits al. ont montré des doses calculées au point ICRU plus élevées que dans les 2 cm3 les plus exposées, qui est également en opposition avec les conclusions des publications préliminaires sur la question [127, 128]. Cette différence pourrait être expliquée par le mode de chargement de l'applicateur ou par le procédé d'optimisation. Il n'est cependant pas possible de déduire les causes avec plus de précisions à partir de ces publications. L'intérêt d'évaluer en temps réel les paramètres dosimétriques repose sur la capacité de prédire le risque d'effets secondaires tardifs, pour l'équilibrer avec la probabilité d'obtenir le contrôle local de la maladie. Le fait que les doses-point sous-estiment les évaluations volumétriques alors que les mêmes limites de dose sont appliquées pour la curiethérapie 3D, suggère que ces contraintes basées sur des données 2D pourraient être trop sévères, limitant le processus d'optimisation de la distribution de dose. 165 Figure 38 : Représentation graphique de la localisation des points ICRU et des zones les plus exposées de la vessie, du rectum et du sigmoïde. Plan Sagittal [124]. 166 Vinod [131] Kirisits [128] Inn Tan [126] Yaparpalvi [132] Kirisits [127] Mazeron [129] 20 (62) Ovoïdes HDR 45 22 (76) Ring HDR 40-45 10 (55) Ovoïdes HDR 45-50. 4 10 (30) Vienna HDR 45 22 (50) Vienna HDR 45 3 x 8 Gy ou 4 x 7 Gy 4-6 x 7 Gy 5-6 x 5. 3 Gy 3 x 7 Gy 4 x 7 Gy N (plans) Applicateur Débit de dose RT (Gy) Curie (Gy) Prescription Rectum ICRU (Gy /- SD) 64 /- 10 69 /- 13 D2 cm3 (Gy /- SD) 67 /- 11 64 /- 6 Point A CTV-HR Point A 72 /- 6 74 /- 6 CTV 73 /- 4 74 /- 4 CTV-HR 71 /- 13 66 /- 6 162 Moule PDR 45 15 Gy CTV-IR 56 /- 4 59 /- 6 Ratio D2cm3/DICRU Vessie 1. 08 2. 64) (0. 69- 0. 92 (0. 48-1. 5) 1. 04 1. 01 (0. 92-1. 42) 0. 93 (0. 6-1. 26) 1. 04 /- 0. 08 ICRU (Gy /- SD) 93 /- 27 75 /- 16 67 /- 7 75 /- 4 73 /- 19 60 /- 9 D2 cm3 (Gy /- SD) Ratio D2cm3/DICRU (0. 87 83 /- 9 1. 38 (0. 71-2. 12) 1. 34 /- 0. 24 79 /- 15 84 /- 4 1. 04 (0. 82-2. 12) 84 /- 14 1. 14 (0. 71-3. 07) 68 /- 7 1. 13 /- 0. 12 1 cm (Gy /- SD) 1. 5 cm (Gy /- SD) 2 cm (Gy /- SD) DALG (Gy /- SD) Tableau 8 : Comparaison de la dose totale évaluée au point ICRU et dans les 2cm3 les plus exposés (D2cm3) du rectum et de la vessie. (Gy Gy, SD : écart type, N nombre de patientes, RT : radiothérapie externe, curie : Curiethérapie, HDR : haut débit de dose, PDR : débit de dose pulsé, NR : non rapporté, * contribution de la curiethérapie uniquement. 100 /- 25 - 112 /- 34 - - 92 /- 74 - - - - - 63 /- 8 - - - - - - - - 110 /- 24 1. 39 3. 35) - - - - 167 V. 1. 2 Vessie Les études sont contradictoires sur le point ICRU de la vessie. La plupart a échoué à montrer une corrélation entre la DICRU et la survenue d'une morbidité urinaire tardive. De nombreuses études ont conclu que la dose calculée au point de la vessie ICRU n'était pas représentative de la dose maximale à la vessie, et plusieurs techniques ont été proposées pour évaluer la dose maximale délivrée [107, 109-111, 133]. La plupart des études ont également conclu que la DICRU n'était pas corrélée avec la morbidité tardive urinaire [112-115]. Son principal avantage est d'être facilement construit sur les clichés orthogonaux, et donc être facilement reproductible. Montana et al. , qui ont publié l'une des rares études faisant état d'une relation dose-réponse positive entre le DICRU et la survenue d'une morbidité urinaire, ont axé leurs analyses sur les cystites, alors que la plupart des auteurs ont inclus toutes les toxicités urinaires dans leur série [116]. Orton et al. avaient conclu à une corrélation similaire dans une série de 33 patientes traitées avec des sources de radium dans les années 60, atteintes de symptômes radio-induits, et l'ont comparée à une sélection de patientes contrôles indemnes [117]. Dans ce rapport, la nature des événements n'est pas précisée, et les auteurs n'ont pas montré de corrélation entre la dose et la gravité des événements. Plus récemment, l'étude STIC (évaluation de l'image de curiethérapie guidée par rapport à la curiethérapie conventionnelle, voir chapitre I) a également conclu à une corrélation entre la dose de point de ICRU et la survenue d'événements tardifs, avec un seuil de DICRU de 68 Gy associé à un risque de toxicité radio-induite multiplié par 2, 4 (n 266, p 0, 025) [134]. Dans cette étude, 55% des patientes ont cependant eu une chirurgie de clôture connue pour alourdir la morbidité. Comme pour le point ICRU du rectum, plusieurs études comparant DICRU et D2cm3 ont été publiées. Pelloski et al. ont conclu que la DICRU de la vessie ne semblait pas équivalente à la D2cm3 (différence de 680 cGy / - 543 cGy, p [125]. Les auteurs ont également observé que la dose au point ICRU de la vessie correspondant à la D13cm3, volume plus important exposé à des doses plus faibles, alors que la dose délivrée au point du rectum ICRU correspondait à la D2. 1cm3 du rectum. Des résultats similaires ont été rapportés par d'autres auteurs avec des ratios pour D2cm3 / DICRU variant de 1. 14 à 1. 39 (Tableau 8). Ce constat a amené plusieurs auteurs à proposer des points vésicaux alternatifs. Kirisits et al. ont évalué deux points complémentaires au point ICRU de la vessie et comparé les doses calculées à leur niveau avec la D2cm3. Ils ont définis des points situés à 1, 5 cm au-dessus du point ICRU et un second, 0, 5 cm plus haut, à 2 cm du point ICRU, dans l'axe du corps. La dose moyenne estimée au point ICRU de la vessie dans une série de 22 patientes était de 75 /-16 Gy. Pour les points complémentaires, la dose moyenne était de 100 Gy /-25 pour le premier ( 1, 5 cm) et 112 /-34 Gy pour le second, tandis 168 que la dose moyenne de la D2 cm3 était de 83 /-9 Gy [127]. Les doses calculées en ces deux points complémentaires étaient donc plus élevées que la D2cm3, et la surestimaient. Ces données montrent que, plus les points complémentaires sont éloignés du point ICRU, plus les doses moyennes sont hétérogènes, illustrées par la valeur croissante des écarts types. En comparaison, le point ALG semble fournir des données plus homogènes. Le point ALG proposé par Briot et al. fournit une dose moyenne significativement plus élevée que celle évaluée au point ICRU de la vessie, et donc plus proche de la D2cm3. En suivant l'axe du vecteur utérin, l'objectif était d'adapter la position du point à l'anatomie de la patiente (ante-rétroversion de l'utérus). Briot et al. avaient évalué ce point dans une série de 15 patientes et comparé la DALG à la DICRU et à la D3% de la vessie. Les Ratios D3% / DALG et D3% / DICRU étaient de 1, 05 (0, 84 à 1, 46) et 1, 33 (0, 6 à 2, 2), respectivement, particulièrement concluant [118]. Notre étude, réalisée sur une grande cohorte de patientes confirme la corrélation du DICRU avec la D2cm3, qui entre-temps est devenue la norme pour rapporter la dose délivrée aux OAR. Cependant, la DALG sous-estime la D2cm3. En outre, elle montre une grande variabilité au niveau individuel, comme l'indique la valeur du coefficient de R, ce qui signifie qu'elle n'est pas beaucoup plus fiable que la DICRU au niveau individuel, même si elle semble avoir une répartition plus homogène. Là encore, comme dans l'étude de Pelloski et al. le processus d'optimisation appliqué par Briot et al. était relativement limité, expliquant probablement en partie que la corrélation observée entre DALG et D2cm3 soit moins bonne que celle initialement rapportée entre DALG et D3%. Comme pour le rectum, la plupart des investigateurs ont choisi par défaut d'utiliser les contraintes de dose du point ICRU de la vessie pour la D2cm3 en attendant l'établissement de corrélations entre D2cm3 et probabilité de morbidité tardive. Il est ainsi communément admis comme contrainte de dose une D2cm3 de 85-90 Gy en EqD2. V. 2 Corrélations dose-volume effets V. 2. 1 Organes à risque V. 2. 1. 1 Relations dose-volume effets dans les études monocentriques D'importantes corrélations dose-volume effet entre les paramètres dosimétriques modernes et la probabilité de survenue d'événements de morbidité tardive ont été établies pour la curiethérapie à débit de dose pulsé à partir des données des patientes traitées à Gustave Roussy. Les seuils de dose 169 prédictifs de 10% (ED10) de risque de morbidité de grade 2-4 étaient de 65, 3 Gy pour le rectum et 55, 4 gy pour la vessie. La superposition des deux courbes dose-réponse pour les événements de grade 2-4 montre que la vessie pourrait finalement être plus sensible que le rectum à des D2cm3 faibles, et ce jusqu'à 81, 4 Gy, correspondant à une probabilité de 30%. Elle deviendrait ensuite plus radio-résistante pour des niveaux de dose supérieurs (Figure 2). Figure 39 : Relations dose-volume effet entre D2cm3 et probabilité de survenue d'une morbidité de grade 2-4. Le temps moyen d'apparition des événements vésicaux a été plus faible que prévu, si l'on se réfère à la publication de Georg et al. rapportant un délai moyen de 27 /- 21 mois [135]. Toutefois, dans cette dernière série, les délais ont été calculés à partir de l'achèvement du traitement et non de son initiation. On peut supposer que la définition des événements tardifs appliquée dans notre série a impacté cette évaluation et augmenté le nombre d'événements rapportés. Dans notre série, o l'étalement moyen du traitement était de 50, 8 jours, avec une première évaluation de la morbidité 6- 170 8 semaines après la fin du traitement, on peut supposer que certains évènements comme les cystites non-infectieuses, effets aigus indésirables fréquents, ont été enregistrés comme effets tardifs du fait de la définition appliquée. Cet élément nous a amené à effectuer une nouvelle analyse probit après exclusion des événements survenus au cours des 6 premiers mois. L'ED10 augmentait alors de 55, 4 à 59, 4 Gy. Dans une publication précédente, Georg et al. avaient montré des corrélations similaires chez les patientes traitées par curiethérapie à haut débit de dose [136]. Dans cette série, les patientes avaient reçu une combinaison de radiochimiothérapie concomitante et de curiethérapie guidée par IRM. Toutes les doses avaient été converties en utilisant le modèle quadratique linéaire et un rapport / de 3 Gy. Cependant, la morbidité était évaluée en utilisant l'échelle SOMA-LENT. Les auteurs avaient retenu le score SOMA de chaque élément de l'échelle le plus élevé comme résultat définitif. Le nombre d'événements rapportés était plus faible que dans notre série, avec 11 patientes ayant rapporté une morbidité rectale de grade 1-4 (7, 8%) et 23 patientes une toxicité urinaire de grade 1-4 (16, 3%). L'impact de l'utilisation de l'échelle LENT-SOMA sur le nombre d'événement et leur sévérité par rapport à la CTC-AE est inconnu. Plusieurs comparaisons entre la SOMA-LENT et l'échelle du RTOG ont été publiées. Dans les cancers du sein, l'impact de l'utilisation de l'échelle SOMA-LENT à la place de l'échelle du RTOG avait un impact variable sur la toxicité cutanée selon les publications : aggravation du score des télangiectasies dans 34% des cas et diminution dans 45%. Inversement, dans les cancers gynécologiques une bonne corrélation a été démontrée entre les deux systèmes d'évaluation pour les morbidités rectales et vésicales. À notre connaissance, aucune comparaison entre la SOMA-LENT et la CTC-AE 3. 0 n'a été rapportée dans la littérature dans les cancers gynécologiques. Pour les cancers de la tête et du cou, Denis et al. avaient conclu à une faible corrélation entre la CTC et la LENT-SOMA dans une étude randomisée comparant deux schémas de radiochimiothérapie, avec des correspondances entre les deux échelles dans seulement 30% des cas [137]. Georg et al. ont rapporté des corrélations dose-volume effet entre événements de grade 2-4 et D0. 1cm3 - D2cm3 pour la vessie et le rectum [136]. Au-delà des restrictions liées à des évaluations de la morbidité, l'ED10 est apparue plus élevée pour les deux organes dans cette série : 78 Gy pour le rectum et 101 Gy pour la vessie (EqD2, / 3 Gy). Il faut également souligner qu'au-delà des différences inhérentes à la comparaison de cohortes non appariées, des débits de dose utilisés, des potentielles incertitudes du modèle linéaire quadratique, et des différentes méthodes d'évaluation appliquées, la vessie dans les deux cohortes n'a pas été préparée de manière similaire. Pour garantir la reproductibilité de la réplétion vésicale pendant le traitement, la sonde vésicale est laissée ouverte pendant l'ensemble de la procédure de curiethérapie à débit de dose pulsé, depuis l'implantation 171 jusqu'à la fin du traitement. La vessie est ainsi maintenue vide, ce qui apparait comme la solution la plus simple compte tenu que le traitement est continu (30 à 60 heures généralement), avec une répétition horaire des impulsions. Dans le protocole appliqué par Georg et al. , la vessie est remplie d'un volume déterminé de 50 ml de solution saline au moment de l'acquisition d'image, et de chaque fraction. Cela permet de garantir la réplétion vésicale pendant les quelques minutes du traitement réalisé à haut débit de dose. Cette méthode est connue pour influencer les histogrammes dose- volume de la vessie, augmentant la dose délivrée à la vessie tout en diminuant celle délivrée à l'intestin grêle. On peut également supposer que le remplissage de la vessie impacte la répartition de la distribution de dose dans la vessie, et potentiellement la morbidité urinaire en résultant. Yamashita et al. ont observé une augmentation de la D2cm3 parallèle au remplissage progressif de la vessie [132]. Dans le même temps, ils ont rapporté des doses plus faibles pour les grands volumes (D50%, V25%), sans impact sur les doses délivrées au rectum ou au côlon sigmoïde. Ju et al. dans un rapport récent sur 10 patientes ont observé un déplacement vertical vers la tête du barycentre de la vessie, de 1, 09 cm en moyenne après remplissage de la vessie, qualifié d' autant que possible (367 cm3 en moyenne) [138]. Il en est résulté un déplacement de 0, 34 cm du barycentre de l'intestin grêle dans le même sens. Ces changements ont abouti à l'augmentation de la D2cm3 de la vessie de 4. 38Gy à 5, 31 (p 0, 007), et à une diminution de la D2cm3 de lintestin grêle de 4, 32 à 3, 23 (p 0, 005), dans les plan de traitement basés sur une prescription au point A. Aucun impact de la distension vésicale n'a été rapporté sur la dose délivrée au rectum. Pour les plans de traitements optimisés, aucun impact de la distension vésicale n'a été rapporté pour la D2cm3 de la vessie, cependant associée à une diminution significative de 41cGy de la D2cm3 de l'intestin grêle. Dans une autre publication, Lee et Viswanathan du Brigham and Women 's Hospital (BWH) ont identifié des prédicteurs de la toxicité rectale tardive chez 51 patientes traitées par curiethérapie interstitielle à haut débit de dose guidée par l'image [139]. Contrairement à l'étude précédente, la toxicité a été évaluée en utilisant l'échelle CTC-AE de 4. 0, proche de celle utilisée pour notre étude [140]. La série était en revanche composée des patientes atteintes de différentes lésions primitives gynécologiques (endomètre, col de l'utérus, vagin, vulve et ovaire), traitées en première ligne ou en situation de récidive. Les taux de morbidité sévère étaient plus élevés que dans la série de Vienne, avec 20% d'événements rectaux de grade 2-4, / 7, 8% de grade 3-4. Dans ce contexte, les auteurs ont rapporté une ED10 estimée pour la morbidité tardive rectale de grade 2-4 de 61, 8 Gy (de 51, 5 à 72, 2 Gy), plus proche de nos observations. Aucune différence significative en termes de taux de toxicité n'a été observée en fonction des différents primitifs. Le taux d'événements de grade 2-4 était de 30% chez les patientes atteintes de cancer du col utérin, légèrement plus élevé que pour les autres types 172 de tumeurs, mais non significativement. Toutes les patientes atteintes de cancer du col utérin étaient traitées par radiothérapie exclusive, en première ligne thérapeutique (utérus intact). V. 5. 1. 2 Limites La limite dans l'évaluation de la dose délivrée aux organes à risque avec les D0. 1cm3 et D2cm3 est que ces deux paramètres ne fournissent aucune information sur la localisation des zones les plus exposées au sein de l'organe. Contrairement aux points ICRU, les D2cm3 et D0. 1cm3 peuvent se situer dans différentes parties de l'organe. Il a par ailleurs été montré que les 2cm3 les plus exposés sont parfois divisés en plusieurs morceaux dispersés dans l'organe comme régulièrement dans le cas de la vessie (Figure 40). En toute logique la topographie de ces zones devrait influencer la morbidité en fonction de la fonction de la partie de l'organe. Il peut sembler incongru de corréler un paramètre dosimétrique représentant une zone donnée avec un événement non en rapport avec la fonction de la zone explorée. Figure 40 : Deux cm3 les plus exposés de la vessie (en rose). La zone est répartie en une région principale associée à 4 ilots stellites. En vert : CTV-RI, jaune : vessie, vert foncé : ballonnet de la sonde vésicale. Nos analyses montrent que les zones les plus exposées de la vessie sont situées dans le dôme de la vessie dans la grande majorité des patientes (Th 3). Les logiciels de planification de traitement offrent la possibilité de localiser la zone D2cm3, mais pas automatiquement. Il est nécessaire de générer l'isodose correspondant à la D2cm3, puis de la transformer en structure d'intérêt et par opération booléenne d'isoler son intersection avec l'organe étudié. Ce processus est fastidieux. Une autre difficulté est de rapporter la topographie des zones les plus exposées d'un organe. Nous avons 173 choisi d'utiliser le barycentre de la structure, méthode simple mais ayant ses limites. Ce point ne se situe pas toujours au sein de l'organe comme le montre la Figure 41. Par ailleurs, les coordonnées de ce seul point ne permettent pas une description de sa forme ou de la surface muqueuse concernée. Figure 41 : Localisation du barycentre de la zone la plus exposée de la vessie (en violet) Kim et al. ont étudié l'emplacement de la D2cm3 de la vessie chez 31 patientes et conclu que son emplacement moyen était de 1, 6 cm au-dessus de l'ostium cervical, et 1, 6 antérieurement [141]. Il est difficile de comparer ces résultats aux nôtres puisque la référence choisie est différente. Cependant, les auteurs ont signalé dans leur publication que la D2cm3 était localisée au-dessus du point ICRU dans la plupart des cas. Une autre différence cruciale entre les deux études est l'optimisation, non utilisée dans l'étude de Kim et al. Dans notre série, tous les plans ont été optimisés manuellement, avec, dans tous les cas, une augmentation des temps d'arrêt de la source au niveau des positions situées dans le col de l'utérus (CTV-HR) pour atteindre les objectifs de planification. L'effet attendu est un déplacement de la D2cm3 au-dessus des cathéters vaginaux, au niveau du col. Dès lors, D2cm3 fournit peu d'informations sur les doses délivrées dans la zone du sphincter. Cela soulève la question de la pertinence de corréler la probabilité d'occurrence des événements en relation avec la partie basse de la vessie comme l'incontinence urinaire avec la D2cm3. En suivant ce raisonnement, on pourrait penser que les symptômes tels que l'incontinence ou le rétrécissement urétral pourraient être mieux prédits par la DICRU, dont les performances en termes de prédiction de la morbidité tardive sont faibles, mais qui a fortiori, donne des informations sur la distribution de la 174 dose dans la partie inférieure de la vessie. Jusqu'à présent, aucune publication n'a été en mesure de confirmer cette hypothèse. L'étude de Montana et al. , qui ont publié l'un des rares papiers faisant état d'une relation dose-réponse positive entre le DICRU et la morbidité urinaire tardive, avaient axé leurs analyses sur la cystite [116]. Toutes les autres publications ont fait état de l'absence de corrélation entre morbidité urinaire et DICRU. Il faut cependant signaler que dans la plupart des cas, les auteurs incluaient tout type d'événements urinaires. Cette méthodologie est probablement source d'incertitudes, et un biais dans les études dose-effets. D'après les conclusions de Georg et al. , planifier une D2cm3 de 70 Gy (EqD2) conduirait à une probabilité de 5% d'événement de grade 2-4, 101 Gy à 10% et 134 Gy à 20%. Il est important de noter que les intervalles de confiance à 95% sont non négligeables (0-95, 29-137, 110-371, respectivement), et plus larges que pour la corrélation entre D2cm3 et événements rectaux alors que ceux-ci sont bien moins fréquents que l'événement urinaire [136]. Une raison pour expliquer ce manque de précision dans l'évaluation pourrait être que les auteurs ont compilé toutes les toxicités urinaires : cystite, hématurie, dysurie, incontinence, et impériosités, dépendants de zones fonctionnelles différentes de la vessie. Il serait, en principe, indispensable de relier la topographie de la zone fonctionnelle responsable de l'événement à la distribution de la dose. Par exemple pour établir une corrélation entre la localisation des zones les plus exposées et l'apparition d'une fistule radio-induite, ou la topographie de télangiectasies sur la muqueuse vésicale, il faudrait confronter la localisation des lésions radio- induites à la topographie de la D2cm3. Ce type de corrélations n'a jamais été rapporté pour la vessie, mais l'a été à deux reprises pour la morbidité rectale. Dans les deux cas, les auteurs ont confronté des constatations endoscopiques avec les paramètres dosimétriques. La première étude a été publiée par Koom et al. en 2007 [142]. Les résultats endoscopiques ont été évalués selon la terminologie proposée par l'Université de médecine de Vienne. Cinq éléments (muqueuse congestive, télangiectasie, ulcération, sténose et nécrose) ont ainsi été relevés et gradés en utilisant une échelle de six niveaux (de 0 à 5). La présence de lésions radio-induites a ensuite été corrélée avec les paramètres dosimétriques. Les auteurs ont rapporté des doses significativement plus élevées chez les patientes présentant des lésions rectales endoscopiques avec un score 2 (ICRU 71 vs 66 Gy, D0. 1cm3 93 vs 85, D1cm3 80 vs 73 Gy et D2cm3 75 Gy vs 69). Dans une récente mise à jour de la série, les auteurs ont rapporté une corrélation significative entre la D5cm3 et des modifications de la muqueuse endoscopique de grade 3 et toxicité tardive, clinique, de grade 2, selon les critères RTOG [143]. Georg et al. ont publié une étude similaire, en utilisant la même échelle pour évaluer les résultats endoscopiques. Par rapport à l'étude précédente, ils confrontaient la localisation des lésions des muqueuses identifiées lors de l'examen endoscopique avec la topographie des zones les plus exposées définies à l'IRM 175 pendant la planification [144]. Ils ont montré des différences significatives de D2cm3 entre les patientes avec des lésions rectales endoscopiques de grade 3 contre celles avec des lésions de grade < 3 : 72 /- 6 contre 62 /-7 Gy, p et entre les patientes symptomatiques contre celles asymptomatiques : 72 /-6 contre 63 /-8, p Plus récemment, Tharavichtikul et al. de l'université de Chiang Mai ont corrélé les modifications de la muqueuse rectale observées par endoscopie et la D2cm3, sans toutefois confronter la topographie des lésions radio-induites avec la distribution de dose. Ils ont conclu qu'une D2cm3 > 65 Gy était associée à un risque de toxicité rectale multiplié par 5, 3 [145]. V. 2. 1. 3 Relations dose-volume effets au sein de la cohorte EMBRACE Les résultats obtenus à partir des séries monocentriques de Gustave Roussy, de Vienne et du BWH permettent de proposer des corrélations dont la comparaison est limitée par des critères d'inclusion et d'évaluation hétérogènes. Par ailleurs, les effets secondaires sévères sont rares dans ces séries (BWH : 4/51, Vienne : 5/141, Gustave Roussy : 9/225), et les corrélations entre paramètres dosimétriques et probabilité d'événements sévères sont grevées de larges intervalles de confiance. Les relations dose-effet sont également polluées par des cofacteurs potentiels qui ne sont pas pris en compte dans ces analyses o uniquement l'impact de la dose a été testé. Comorbidités, tabagisme, antécédents de chirurgie abdomino-pelvienne, techniques de radiothérapie externe ou de curiethérapie pourraient influencer de façon significative ces relations. Une évaluation de leur impact potentiel aiderait à affiner les relations dose-volume effet pour faciliter la prise de décision à un niveau individuel, et ainsi aboutir au développement de nomogrammes incluant la dose ainsi que les cofacteurs les plus pertinents. Pour répondre à ce besoin, de grandes séries sont nécessaires, multicentriques compte-tenu de la fréquence des cancers du col utérin dans les pays occidentaux. L'étude EMBRACE qui a inclus prospectivement plus de 1 500 patientes peut avoir cette ambition [105]. L'étude des rectorragies, événement rectal le plus fréquent, confirme que les paramètres dosimétriques volumétriques recommandées par le GEC-ESTRO en 2006 sont prédictifs de la morbidité radio-induite et peuvent donc être utilisés de manière fiable pour l'optimisation dosimétrique. Le seuil actuellement admis de 75 Gy à la D2cm3, basé sur des données de la DICRU, correspond à un risque de 9, 7% d'apparition de saignements rectaux de grade 2-4 dans le suivi. En se basant sur des études de sous-groupes formés en fonction de la longueur du suivi, l'ED10 devrait se stabiliser autour de 69, 05 Gy. Les estimations basées sur le modèle probit présentés dans le chapitre 176 IV indiquent que la réduction de la contrainte de dose à 70 Gy conduirait à diminuer la probabilité de saignement rectal de grade 2-4 à 7, 5%, et à 5, 5% pour une contrainte de 65 Gy. En comparaison des 3 études monocentriques, ces données permettent une évaluation plus précise des relations dose-effet. Cependant, même si basée sur les données d'un grand nombre de patientes cette étude souffre de limitations. L'une d'elles provient des incertitudes dans l'évaluation des doses délivrées dans notre série comme dans ceux publiés antérieurement. Les doses planifiées ont été utilisées pour tester les relations dose-effet, en supposant qu'elles sont équivalentes à celles délivrées. L'étude Th 4 démontre que, dans le cas de la curiethérapie à débit de dose pulsé, la D2cm3 rectale prescrite sous-estime la dose délivrée au rectum en raison de ses mouvements et déformations pendant la délivrance du traitement. Ce phénomène est confirmé dans deux autres études à la méthodologie similaire avec des acquisitions d'images répétées entre deux impulsions du traitement. Morgia et al. ont rapporté une augmentation moyenne de 2, 5 Gy de la D2cm3 moyenne délivrée par rapport à la dose prescrite, à partir d'une série de 43 patientes (voir plus loin) [146]. Dans notre cas, cette différence était de 3, 7 Gy. Ce constat pourrait expliquer certains événements cliniques inattendus, mais aussi fausser les études de corrélation dose-effet [147]. Dans EMBRACE, près de la moitié des patientes sont traitées par curiethérapie à débit de dose pulsé, tandis que l'autre moitié l'est par curiethérapie à haut débit de dose, technique pour laquelle aucun impact significatif systématique n'a été rapporté. V. 2. 1. 4 D0. 1 ou D2cm3 ? Des deux paramètres dosimétriques modernes, la D2cm3 s'est imposée comme le plus important en routine. L'ordre des valeurs des D2cm3 est finalement assez proche de celles des DICRU auquel les cliniciens ont été habitués pendant des décennies. La D0. 1cm3 rapporte des doses plus élevées pour lesquelles ces derniers ont peu de repères. Les études décrites dans le chapitre IV montrent cependant que la D0. 1cm3 a une puissance de prédiction similaire à la D2cm3 et pourrait donc être utilisée en routine avec la même efficacité. Initialement la D0. 1cm3 avait été proposée comme un substitut à la dose maximale, sujette à des incertitudes de calculs liées à la forme de l'histogramme dose-volume dans les hautes doses, tangente à l'axe des abscisses. Dans ses recommandations, le GEC-ESTRO mentionne que la D0. 1 cm3 pourrait être utile à l'étude d'événements très ponctuels, liés aux hautes doses tels que des micro-ulcérations. En réalité, la D0. 1cm3 prédit tout aussi bien les autres événements tant rectaux qu'urinaires. Les deux valeurs sont en réalité très liées. La figure ci-dessous illustre cette relation étroite à partir des données des 177 patientes incluses dans l'étude ancillaire d'EMBRACE sur les rectorragies (chapitre IV). Le coefficient de corrélation R est très élevé, 0. 89, et les deux valeurs sont liées par l'équation : D0. 1cm3 1 , 585 x D2cm3 26, 752 Figure 42 : Relation entre D0. 1cm3 et D2cm3 du rectum à partir des données de l'étude EMBRACE. Chaque point représente un plan. En pointillés rouges : ligne de régression, en vert : D0. 1cm3 D2cm3. Le même constat peut être fait pour les paramètres volumétriques de la vessie, à partir des données des patientes de Gustave Roussy. La corrélation est moins forte, mais l'effectif plus réduit (R 0, 79). L'équation reliant les deux paramètres vésicaux était : D0. 1cm3 1, 585 x D2cm3 -26, 752 178 180 160 140 120 100 80 60 ) y G ( 3 m c 1 0 D . 40 40 y 2. 0786x - 57. 205 R 0. 7877 50 60 70 80 90 100 D2cm3 (Gy) Figure 43 : Relation entre D0. 1cm3 et D2cm3 de la vessie à partir des données des patientes de Gustave Roussy. Chaque point représente un plan. En pointillés rouges : ligne de régression, en vert : D0. 1cm3 D2cm3. V. 2. 2 Contrôle local L'analyse uni-multivariée menée dans la cohorte de patientes traitées à Gustave Roussy a identifié deux facteur pronostiques indépendants : l'étalement et le volume du CTV à haut risque. V. 2. 1 Etalement et contrôle local L'étalement est un facteur pronostique classique du succès du traitement dans la prise en charge des cancers du col utérin. Plusieurs études avaient rapporté son effet néfaste sur le contrôle local avant les avènements de la radiochimiothérapie à la fin des années 1990 et de la curiethérapie guidée par l'image dans les années 2000. Fyles et al. ont ainsi été les premiers à décrire une diminution progressive du taux de contrôle local, d'environ 1% par jour de traitement supplémentaire au-delà de 179 30 jours [148]. Dans cette série, la majorité des patientes ont reçu une radiothérapie externe hypofractionnée (45 Gy en 20 fractions), suivie d'une fraction unique de curiethérapie expliquant ce seuil particulièrement bas. Ces résultats ont ensuite été confirmés par la suite par Girinsky et al. , avec un seuil de 52 jours et une radiothérapie externe au fractionnement conventionnel [149]. Perez et al. ont également rapporté une corrélation entre étalement et contrôle pelvien dans une grande série de 1 224 patientes traitées pour des lésions de stade FIGO I-III et un seuil fixé à 7 semaines [149]. Par la suite, des études supplémentaires ont identifié et proposé différents seuils allant généralement de 7 à 8 semaines, avec divers impacts sur les résultats [12-14]. Dans leur publication, Petereit et al. ont justifié cet effet par un modèle radiobiologique de mort cellulaire dans lequel la modification du temps de traitement influençait considérablement la prolifération / repopulation des cellules tumorales pour un débit et une dose donnée [150]. Cependant, dans un éditorial, Patricia Eifel s'interrogeait sur la pertinence de l'étalement et dans quelle mesure il n'était que le reflet d'une mauvaise gestion du traitement, et non d'une tumeur de mauvais pronostic [151]. Par exemple, Peteiret et al. ont rapporté que la mauvaise réponse à la radiothérapie était l'explication la plus fréquente à l'augmentation de l'étalement [150]. Pour Fyles et al. , les échecs d'implantation de l'applicateur (faux trajet, perforation) nécessitant des tentatives ultérieures était l'explication la plus commune à l'allongement de l'étalement [148]. Dans notre expérience, même si les causes n'ont pas été étudiées en détail, les principales causes d'étalement excessif étaient le manque de rigueur dans la coordination de la radiothérapie externe et de la curiethérapie, en particulier lorsque ces deux modalités étaient réalisées dans des établissements différents, et la toxicité hématologique (neutropénie, thrombopénie) nécessitant le report de la curiethérapie. Les faux trajets lors de l'implantation sont devenus rares depuis le recours à l'échographie transpariétale pour guider le positionnement de l'applicateur lors de l'implantation. La curiethérapie guidée par l'image s'impose progressivement comme un standard. Nécessitant un recours à l'imagerie et des moyens humains plus importants, la tendance actuelle est de limiter le nombre de centres de curiethérapie, principalement aux départements universitaires [77]. Toutefois, de nombreuses patientes reçoivent toujours la radiochimiothérapie dans des centres périphériques. En conséquence, une bonne coordination entre centres et une anticipation sont nécessaires pour permettre l'accès aux plates-formes de traitement modernes dans des délais optimaux. La toxicité hématologique est une conséquence de la chimiothérapie concomitante à l'irradiation et de l'irradiation du bassin [152, 153]. Son incidence devrait être diminuée à l'avenir par l'utilisation de la RCMI et un évitement efficace de la moelle osseuse, mais jusqu'ici, peu de preuves ont été rapportées. L'épargne de la moelle pourrait devenir un enjeu dans l'avenir si les études randomisées 180 telles qu' OUTBACK démontrent un intérêt à la chimiothérapie adjuvante chez les patients à haut risque. Récemment, Shaverdian et al. ont contesté le dogme de l'étalement, suggérant que la radiochimiothérapie concomitante pouvait compenser son effet néfaste [154]. Ils ont comparé deux cohortes de patientes : 206 traitées par radiothérapie seule et 166 par radiochimiothérapie concomitante. Ils ont établi qu'une durée de traitement de plus de 62 jours tendait à influencer défavorablement les résultats dans le groupe de patientes traitées par radiothérapie seule mais pas dans celui de celles traitées par radiochimiothérapie. Nos données ne sont pas en accord avec cette dernière publication, et suggèrent que la combinaison d'escalade de dose autorisée par les techniques modernes de curiethérapie et de radiochimiothérapie ne compense pas une durée du traitement excessive. Selon nos constatations, un étalement excessif, au-delà de 55 jours (8 semaines) expose les patientes à un risque de rechute locale multiplié par 2, 4. Cette conclusion est d'ailleurs conforme à celle récemment publiée par Song et al. qui ont rapporté une série de 113 patientes traitées par radiochimiothérapie concomitante suivie d'une curiethérapie 2D. Ils ont montré que la prolongation du traitement au-delà de 56 jours exposait à un risque relatif de rechute pelvienne de 2, 9 en analyse multivariée (p 0, 02) [155]. Nos données suggèrent également qu'il est possible, dans une certaine mesure, de compenser un étalement excessif par une augmentation de la dose planifiée au CTV à haut risque [156]. Nous avons observé peu de différence d'impact sur la relation dose-effet de la D90 du CTV-HR sur le contrôle local pour des étalements de 7 et 8 semaines. Au-delà de 8 semaines, le modèle probit, indique qu'une augmentation conséquente de la D90 du CTV-HR est nécessaire pour surmonter l'effet néfaste de l'étalement. Compte tenu du seuil théorique à atteindre, ceci n'est toutefois pas réalisable dans toutes les situations. 181 Auteur Année # pts Seuil Impact sur le contrôle local Lanciano et al [157] Petereit et al [150] Perez et al [158] Girinsky et al [149] Song et al. [155] 1993 1995 1995 1993 2013 Mazeron et al. [156] 2015 837 202 55 jours 55 jours 0. 85 % / jour 0. 7 % / jour 1224 49 jours 0. 85 % / jour 386 113 225 52 jours 56 jours 56 jours 1. 1 % / jour Non rapporté 0. 6 % / jour Tableau 9 : Etudes rapportant l'effet délétère de l'étalement. V. 2. 2 Dose et contrôle local La dose a toujours été un élément prédominant du pronostic local dans les cancers du col utérin, justifiant l'utilisation de l'optimisation pour atteindre des seuils de dose élevés tout en préservant les organes à risque. Notre série confirme la relation dose-effet, à la fois pour le CTV- RI et le CTV-HR. Elle offrait une large gamme de doses délivrées au CTV-HR, car couvrait la période d'apprentissage de la technique dans notre département. Dans une publication précédente, nous avions rapporté une D90 moyenne au CTV-HR de 75 Gy parmi les 45 premières patientes traitées alors que les 40 dernières rapportées dans l'actualisation de la série du département ont reçu 81 Gy en moyenne, tout en maintenant, voire diminuant légèrement, les doses délivrées aux OAR [104, 159]. Les données classiques de curiethérapie 2D démontraient que des doses élevées au point A étaient nécessaires pour obtenir le contrôle local [85]. En l'absence de données basées sur la curiethérapie 3D et les volumes définis par le GEC-ESTRO en 2005, des seuils de dose similaires à ceux généralement acceptés en curiethérapie 2D ont été proposés : 85 Gy à la D90 du CTV-HR par analogie aux prestations au point A et 60 Gy à la D90 du CTV-RI par analogie aux prescriptions sur isodose d'enveloppe. Des études monocentriques récentes ont confirmé la nécessité d'atteindre des niveaux de D90 élevés des RH-CTV et taux de contrôle local optimaux [89, 90, 93]. La première étude rapportant une corrélation entre les paramètres de dose modernes dosimétriques 3D a été publiée par Dimopoulos et al [160]. Dans une cohorte de 141 patientes traitées par curiethérapie à haut débit de dose, 8 patientes ont eu une rechute locale. Les auteurs ont montré 182 une relation significative entre la D90 du CTV-HR et la probabilité d'obtention du contrôle local. Une dose de 86 Gy (EqD2) était ainsi associée à un taux de contrôle local de 90%. Les auteurs ont également observé une tendance en faveur d'une relation entre la D90 du CTV-RI et le contrôle local, n'atteignant cependant pas le seuil de significativité. Ils ont proposé des analyses de sous-groupes en fonction de la largeur tumorale initiale et de la réponse tumorale à la radiothérapie externe. La corrélation dose-effet a pu être reproduite dans le sous-groupe de patientes atteintes de tumeur volumineuse (largeur > 5 cm) avec une mauvaise réponse à la première partie du traitement (maladie résiduelle > 5 cm dans la largeur). Selon ces résultats, les seuils à atteindre pour obtenir 90% de taux de contrôle local était de 92 Gy (82-131) à la D90 du CTV-HR pour les lésions 5 cm au diagnostic et 91 Gy (80-228) en cas de lésion en mauvaise réponse à la radiothérapie externe. Notre étude reproduit ces résultats pour la curiethérapie à débit de dose pulsé. Des corrélations dose-effet statistiquement significatives ont pu être établies pour les CTV-HR et RI. Ces deux paramètres sont apparus comme des facteurs pronostiques du taux de contrôle local, sans toutefois être indépendants. Dans toute la série, ainsi que dans le sous-groupe de patients atteints de tumeur largeur 5 cm, nous rapportons des résultats similaires : 91% de contrôle local garanti par une D90 CTV-HR de 85 Gy à la D90 CTV-HR (contre 90% et 86 Gy en fonction des sous-groupes proposés par Dimopoulos et al. ) et 93 Gy associés à un taux de 90% du contrôle local chez les patientes atteintes de tumeur de largeur 5 cm (contre 91-92 Gy). Pour garantir une efficacité égale, nous avons également conclu qu'une augmentation des doses planifiées était nécessaire pour les lésions de stade III et IV, alors qu'une diminution de stade I et II permettrait d'obtenir, en principe, des résultats équivalents. Sur la même base, la prescription peut être adaptée au volume CTV-HR, qui est au moins partiellement un reflet de la réponse tumorale à la radiothérapie externe. Des cohortes plus importantes, comme celles des études EMBRACE et rétro-EMBRACE, sont cependant nécessaires pour affiner ces modèles. In fine, elles devraient conduire à des recommandations d'objectifs de planification adaptés à différents critères cliniques, et donc à une personnalisation des objectifs de planification. 183 V. 3 Incertitudes dosimétriques liées aux mouvements des organes sains V. 3. 1 Expériences rapportées dans la littérature Nos résultats montrent que les variations systématiques des doses délivrées à la vessie et au côlon sigmoïde, par rapport aux doses prescrites sont limitées, hormis pour le rectum [147]. Ce constat est intuitivement compatible avec le protocole de préparation des patientes. Celles-ci sont traitées vessie vide, avec une vacuité assurée par la pose d'une sonde urinaire lors de l'implantation dont le cathéter est laissé ouvert pendant l'acquisition des images et le traitement. Le côlon sigmoïde est quant à lui un organe mobile, dont les mouvements ne sont pas prévisibles. Les doses délivrées sont strictement en ligne avec les doses planifiées suggérant que l'impact de ses mouvements s'annule. Des variations aléatoires ont cependant été observées, mais à un degré similaire que pour les deux autres organes. Les mouvements du rectum sont plus importants. Il se remplit progressivement au cours du traitement, ce qui augmente la dose délivrée par rapport à celle prescrite chez presque toutes les patientes. Celles-ci ont effectué deux lavements, l'un le jour précédent, l'autre quelques heures avant l'insertion. L'objectif était de vider le rectum, ce qui a conduit à un remplissage du rectum au jour 2, faussant ainsi la distribution de dose planifiée. Morgia et al. ont rapporté des changements similaires dans une série de 43 patientes traitées par curiethérapie à débit de dose pulsé [146]. L'IRM pelvienne applicateur en place était répétée les jours 2 et 3. Ils ont rapporté une D2cm3 vésicale stable pendant le traitement : 79 Gy, 78, 9 Gy et 78, 9 Gy à J 1-2- 3 respectivement. Concernant le rectum, Ils ont observé une augmentation D2cm3 aux jours 2 et 3 par rapport au jour 1 : 72, 9 Gy et 73, 0 Gy respectivement Gy par rapport à 70, 4 Gy à J1. Cette différence était statistiquement différente (dose délivrée : 72 Gy par rapport aux 70, 4 Gy planifiés à J1, p 0, 04). Enfin, 14 patientes (32, 6%), avait une dose rectale délivrée évaluée à plus de 75 Gy, contrainte de dose généralement admise. Récemment, Nesvacil et al. ont publié une analyse groupée des résultats rapportés par 6 institutions [161-166]. Ces études ont porté essentiellement sur les mouvements observés entre l'acquisition des images et l'administration du traitement : soit entre l'application et la fraction (mouvements intra- fractionnels), soit entre les images acquises au décours d'une première implantation et une nouvelle application (inter-application). Avec une large gamme de temps entre les différentes acquisitions d'images, ils ont conclu que les variations systématiques des D2cm3 étaient mineures 5% (moyenne des variations observées), mais avec une grande hétérogénéité individuelle (déviation standard des variations observées, 20%) [167]. 184 Parmi les études incluses dans cette dernière publication, les données par Lang et al. représentaient l'effet des mouvements se produisant sur un intervalle de temps de 16 à 20 h [165]. Bien que les auteurs aient réalisé des traitements à haut débit de dose, l'applicateur est resté en place entre les deux acquisitions d'images soit un intervalle comparable à notre durée d'observation. Ils ont conclu au peu d'impact du mouvement des organes au cours de cet intervalle avec des augmentations de 0, 7, 1, 1 et 0, 8 Gy (en EqD2, objectif de prescription de 4 fois 7 Gy à la D90% du CT-HR) pour la vessie, le rectum et le sigmoïde respectivement. Cependant, ils ont rapporté des variations aléatoires (déviation standard) de 6%, 4% et 5% respectivement. En doses physiques, ces variations aléatoires sont apparues supérieures à 20% pour les 3 organes, similaires à celui rapporté dans notre expérience de curiethérapie à débit de dose pulsé. Simha et al. ont récemment rapporté leur expérience de l'évaluation de mouvement entre l'acquisition des images de planification et la délivrance du traitement (haut débit de dose, 4 x 7 Gy à la D90 du CTV-HR). Ils ont acquis une IRM à des fins de planification puis 2 heures plus tard un scanner quelques minutes avant la réalisation du traitement [168]. Ils ont conclu à une variation significative de la D2cm3 du sigmoïde mais pas pour la vessie ou le rectum : 0, 61 Gy par fraction /- 0, 6 (dose physique). L'expérience de l'équipe de l'Université d'Utrecht est particulièrement intéressante puisque l'équipe a réalisé des traitements à débit de dose pulsé et à haut débit de dose [169]. Dans ce rapport, 30 patientes ont été traitées par curiethérapie à haut débit de dose et 10 par curiethérapie à débit pulsé. Alors qu'aucune différence conséquente entre doses délivrées et doses planifiées n'a été observée pour les organes à risques après curiethérapie délivrée à haut débit de dose, une augmentation de 2, 1 /-4, 0 Gy a été rapportée pour la D2cm3 du rectum en débit de dose pulsé, avec des extrêmes de -6, 3 et 10, 2 Gy. V. 3. 2 Gestion de la conséquence des incertitudes liées aux mouvements L'accès à l'imagerie 3D pour la planification mais aussi à des fins d'assurance qualité permet de mieux cerner les incertitudes liées aux mouvements. Si les variations systématiques semblent négligeables en curiethérapie à haut débit de dose, et en débit de dose pulsé, à l'exception du rectum, les variations aléatoires (individuelles) sont plus problématiques. Ces incertitudes pourraient avoir des conséquences cliniques potentiellement inattendues. Des efforts pour lutter contre ce phénomène sont nécessaires. Cependant, à la vue de l'hétérogénéité observée parmi les patientes, il est difficile de simplement accentuer les contraintes de dose sans pénaliser certaines patientes. 185 A l'instar de ce qui est proposé en radiothérapie externe, plusieurs axes peuvent être explorés. Tout d'abord, les protocoles cliniques pourraient être orientés vers la diminution de l'amplitude des mouvements. Dans ce domaine, certaines équipes utilisent un tube de drainage rectal pour réaliser une dosimétrie in vivo, ce qui peut également permettre l'évacuation des flatulences pendant la délivrance du traitement, et de lutter contre le remplissage rectal pendant le traitement [87, 170]. A Lille, la chirurgie laparoscopique para aortique de stadification fait partie du bilan d'extension initial pour établir la nécessité d'étendre les champs de radiothérapie aux aires lombo-aortiques. Durant la procédure, le chirurgien interpose une partie du tablier épiploïque entre l'utérus et le rectosigmoïde [171]. Ce volet est fixé en 3 points : sac de Douglas, péritoine, et trompes de Fallope. Ce geste a pour but de diminuer la dose délivrée au côlon sigmoïde et au rectum en les éloignant des sources radioactives par l'interposition de l'épiploon, et réduit probablement la mobilité des organes dans le pelvis. Un autre domaine est la réévaluation de la distribution de dose, en temps réel, pendant la délivrance du traitement. Le suivi IRM en direct de la position de la source est prometteur, en particulier pour le traitement à haut débit de dose qui ne durent que quelques minutes [172]. Le monitorage de la position des organes voire l'évaluation précise de la dosimétrie lors du traitement pourrait permettre soit l'interruption du traitement en cas de mouvement important d'un des organes, soit la reconstitution de la dose réellement délivrée pendant la fraction avec adaptation du plan lors des fractions suivantes [173]. Enfin, le dernier axe pourrait être d'identifier les patientes qui ont un mouvement significatif, comme évalué en radiothérapie externe, afin d'appliquer et d'adapter les marges autour des volumes d'intérêt. Cette dernière stratégie, au-delà de sa faisabilité technique, exigerait une évaluation précise car elle pourrait conduire à une diminution des D90 des CTV-HR et -RI, et potentiellement à une diminution des chances d'obtenir le contrôle local. V. 3. 3 Impact pour l'évaluation des corrélations dose-volume effets Dans notre expérience, seules les variations entre doses rectales planifiées et doses délivrées semblent systématiques. Cependant des variations individuelles, parfois importantes, ont également été observées. En compilant les différences rapportées pour les trois organes à l'échelle individuelle, 186 seules 2 patientes / 19 avaient des D2cm3 pour les 3 organes maintenues dans une fourchette de 5% des doses prescrites, 6 / 19 si l'on exclut le rectum et ses variations systématiques. Figure 44 : Variations entre doses délivrées et doses planifiées, organe par organe, dans la série de Gustave Roussy (Th4) L'impact clinique de ces variations est difficile à apprécier mais 3 D2cm3 délivrées dépassaient les contraintes de dose fixées lors de la planification. Les mouvements des organes à risque autour de l'implant sont donc sources d'incertitudes, comme la précision de la reconstruction de l'applicateur, les erreurs d'étalonnage de la source radioactive, les variations inter-intra individuelles dans la délinéation, les approximations de la dosimétrie, ou encore les limites physiques des projecteurs. Le groupe de travail du GEC-ESTRO, BRAPHYQS, a récemment publié une revue exhaustive de l'ensemble des incertitudes en curiethérapie guidée par l'image, tentant d'évaluer l'impact de chacune de ses composantes [174]. 187 V. 4 Quel intérêt pour les points à l'ère des histogrammes dose-volume ? V. 4. 1 Localisation de la position de la D2cm3 de la vessie et possible intérêt pour l'établissement de relations dose-volume effets V. 4. 1. 1 Ratio D2cm3/DICU et distribution de la dose dans la vessie Comme démontré dans le chapitre II, le ratio D2cm3/DICRU permet d'évaluer rapidement et avec précision la localisation des zones les plus exposées de la vessie. Une valeur basse est en faveur d'une D2cm3 localisée à hauteur du trigone. A l'inverse, une valeur élevée est en faveur d'une localisation dans le dôme vésical. Les valeurs élevées de sensibilité / spécificité montrent que ce facteur est fiable [175]. V. 4. 1. 2 Validation du concept Le ratio DICRU de la vessie / D2cm3 de la vessie offre la possibilité d'évaluer la localisation des zones les plus exposées de la vessie. Cette évaluation ne nécessite pas de données supplémentaires aux paramètres habituellement rapportés en curiethérapie guidée par l'image. Cette information pourrait être utilisée pour corréler des événements cliniques dont la topographie anatomique tels que l'incontinence, une sténose urétrale, une fistule peut être confrontée à celle de la D2cm3. Sur la base de ces deux paramètres dosimétriques, il est donc possible de prédire la position du D2cm3 d'un individu avec précision. Le ratio pourrait s'avérer très utile à l'évaluation détaillée de la morbidité urinaire dans de larges séries. Les plans de traitement ne sont généralement pas disponibles, et le processus de localisation des points chauds, détaillé dans le chapitre II, est laborieux. Nous avons souhaité valider ce concept dans la série de Gustave Roussy. Deux cent vingt-cinq patientes traitées par radiochimiothérapie et curiethérapie guidée par l'image ont été sélectionnées. Parmi elles, 6 patientes traitées pour une lésion envahissant la partie postérieure de la vessie (stade FIGO IVA) ont été exclues, ainsi que deux patientes dont la DICRU n'a pas été relevée pour cause de mauvais positionnement du ballonnet de la sonde vésicale au moment de l'acquisition des images. Après le traitement, les patientes étaient suivies tous les 3-4 mois pendant 3 ans, puis tous les 6 mois pendant 2 ans et par la suite annuellement. Leur morbidité urinaire tardive a été rétrospectivement revue. Pour les besoins de l'étude, l'incontinence urinaire, définie selon la CTC-AE 3. 0 a été analysée. En raison de l'aspect rétrospectif de l'étude, seuls les événements les plus significatifs ont été considérés (grade 2). 188 Dix-huit événements ont été rapportés : 17 de grade 2 et un de grade 3. Les patientes ont été réparties en deux groupes en fonction du D2cm3 / DICRU, en utilisant le seuil de 1, 1. Dans le sous- groupe de patients avec un 1, 1, aucune relation dose-effet entre la D2cm3 et l'apparition d'une incontinence n'a pu être établie (p 0, 193). Dans le groupe des patientes pour lesquelles la D2cm3 a été jugée à proximité du col vésical, une corrélation significative entre la D2cm3 et la survenue d'une incontinence a été observée (Figure 4, p 0, 017). Selon ce modèle une dose de 75 Gy correspond à une probabilité de 10, 5% d'engendrer une incontinence urinaire. Le seuil actuel de 85-90 Gy expose à un risque de 31, 5 à 43, 5% d'incontinence lorsque la D2cm3 est située à proximité du col de la vessie. Figure 45 : Relation entre D2cm3 et incontinence urinaire dans un groupe de patientes sélectionnées sur la base d'un ratio D2cm3 / DICRU faible. 189 V. 4. 2 Morbidité vaginale et échec des D0. 1 cm3 et D2cm3 La radiothérapie est responsable d'une morbidité sexuelle tardive, problème majeur dans de nombreux cas. Cependant, rapporter la dose délivrée au vagin reste un challenge. Tout d'abord, le vagin est à la fois un volume cible et un organe à risque. Il est au moins en partie inclus dans le CTV-RI, et donc soumis à un objectif de la planification d'au moins 60 Gy. En cas de maladie résiduelle vaginale, une partie est alors incluse dans le CTV-HR, et donc traitée avec un objectif de 85-90 Gy [80]. En dehors de ces deux volumes, le reste de la muqueuse vaginale doit être considérée comme un organe sain. Un second obstacle à une évaluation précise de la dose délivrée à la muqueuse vaginale est sa proximité des sources radioactives conduisant à la délivrance de doses très élevées, alors que la partie distale de l'organe est soumis à de faibles doses. Troisièmement, les doses maximales délivrées dans le vagin sont difficiles à évaluer du fait que la muqueuse vaginale se situe dans une zone de gradient élevé de dose. Par conséquent, les incertitudes de délinéation de la paroi vaginale ou de reconstruction des cathéters conduisent à des marges d'erreur significatives lors du calcul de la distribution de dose. Par exemple, Berger et al. ont conclu que des modifications géométriques de l'ordre du mm conduisent à des variations de la dose calculée d'environ 25% dans le vagin [176]. Par ailleurs, les toxicités vaginales sont mal rapportées et très probablement sous-estimées dans la littérature, rendant l'établissement de relations dose-effet fiables impossible. Il n'y a donc à ce jour aucune contrainte de dose établie pour le vagin, ni même de paramètre dosimétrique clairement identifié pour rapporter la dose délivrée. Dans ce domaine, la D2cm3 s'est révélée décevante. Fidarova et al ont étudié un échantillon de 34 patientes traitées par curiethérapie guidée par IRM. Télangiectasies et raccourcissements vaginaux étaient les toxicités les plus courantes [177]. Cinquante pour cent des patientes ont rapporté des événements de grade 1 évalués en utilisant l'échelle SOMA-LENT. Le même taux d'événements de garde 2 a été observé. Une D2cm3 moyenne de 95, 2 Gy a été rapportée, 141 Gy en cumulant les contributions de la curiethérapie et de la radiothérapie externe. Les auteurs ont conclu à l'absence de toute corrélation entre la D2cm3 et la probabilité de survenue ou la sévérité de la morbidité vaginale. Ces résultats ont été confirmés par une récente publication par Rai et al, qui n'ont observé aucune différence de doses rapportées (D0. 1cm3, D2cm3, D5cm3, D10cm3) entre les patients exprimant une morbidité vaginale à 1 an (télangiectasies, raccourcissement, ou dyspareunie) et le 190 reste de la cohorte [178]. Ils n'ont pas non plus observé de rapports entre doses et gravité des événements. Une explication possible de ces échecs, au-delà des incertitudes concernant la délinéation du vagin et de la précision des calculs de distribution de dose, est que le D2cm3 explore la zone la plus exposée du vagin, tandis que d'autres paramètres sont probablement cruciaux : volume irradié, longueur et circonférence traitée , doses intermédiaires, infiltration vaginale initiale, âge, statut ménopausique au moment du traitement, instauration d'un traitement hormonal substitutif, utilisation de dilatateurs ou reprise de l'activité sexuelle . Pour tenter de surmonter ces limites, des approches ambitieuses ont été proposées. Berger et al. ont proposé une cartographie vaginale, divisant le vagin en 3 parties verticalement (zones recevant des hautes doses, des doses moyennes et des faibles doses), puis chacune d'entre elles en 8 secteurs (2 ventraux, 2 dorsaux, 2 latéraux à gauche et 2 à droite), aboutissant au final à 24 sous-régions [179]. Ce concept est actuellement testé dans une étude ancillaire d'EMBRACE qui vise à confronter les paramètres dosimétriques issus de ces régions à la morbidité sexuelle et aux modifications de la muqueuse vaginale constatées lors du suivi et localisées dans le vagin avec précision. De manière surprenante, il a été suggéré que la dose évaluée au point ICRU du rectum utilisée pendant des décennies pour rapporter la dose délivrée au rectum pourrait être un facteur prédictif de morbidité vaginale. Ce point est défini à 5 mm en arrière de l'interface entre la muqueuse vaginale et l'applicateur, au niveau de l'intersection entre le plan contenant les sources vaginales et le vecteur utérin. Il est donc situé dans la partie supérieure du vagin, dans une région recevant des doses importantes. Bien que le point ICRU ne fournisse qu'une évaluation discrète de la dose délivrée à l'organe, il a été suggéré une corrélation avec la morbidité vaginale. En 2013, Kircheiner et al. ont présenté une analyse intermédiaire de la morbidité vaginale des patientes incluses dans l'étude EMBRACE, basée sur les données de 468 patientes avec un suivi de 14 mois. Une corrélation significative a été observée entre la DICRU rectale et la probabilité d'occurrence d'événements vaginaux de grade 2 selon la classification CTC-AE 3. 0 [180]. Un changement de dénomination du point ICRU du rectum en point recto-vaginal a été proposé. Récemment, Westerveld et al. ont proposé une stratégie novatrice pour rapporter la dose vaginale, définissant des points dont la construction est basée sur des repères osseux [181]. Ils ont ainsi défini 3 points à partir du bord postérieur inférieur de la symphyse pubienne (PIBS). Le premier point appelé PIBS, se situe au niveau du bord inférieur de la symphyse, à l'aplomb du vecteur utérin. Les deux autres, PIBS 2 et PIBS -2, sont situés 2 cm au-dessus et en dessous, respectivement, par rapport au point PIBS. Le point PIBS représente la zone de transition entre le tiers moyen et le tiers inférieur du vagin. PIBS 2 se situe à la jonction des deux tiers supérieurs du vagin et PIBS-2 191 représente l'introïtus. Le système peut être utilisé à la fois en 2D et 3D, les points étant définissables sur radiographies, tomodensitométrie, et imagerie par résonance magnétique. Les points peuvent être utilisés dans la planification de la radiothérapie externe comme pour celle de la curiethérapie, et les deux contributions peuvent être additionnées, à l'instar des D0. 1cm3 et D2cm3. Dans leur publication princeps, Westerveld et al. ont conclu que les points PIBS offraient la possibilité de distinguer la distribution de la dose des 3 parties du vagin. Pour l'heure, aucune corrélation entre les doses calculées en ces points et la morbidité vaginale n'a cependant été établie. 192 Figure 46 : Représentation graphique des points vaginaux proposés par Westerveld et al. A : reconstruction sagittale d'une TDM de planification. B : représentation en 3 dimensions [181]. 193 Nous avons évalué la pertinence de ces points dans une série de 19 patientes et fait deux constats (données non publiées). D'une part les doses évaluées aux 3 points ne sont pas impactées par les mouvements de l'applicateur par rapport aux points qui restent fixes tout au long du traitement. D'autre part, les doses calculées aux points PIBS et PIBS 2 sont statistiquement différentes en fonction de la présence d'une extension vaginale tumorale, ce qui signifie que ces deux points permettent de discriminer les patientes pour lesquelles la partie supérieure du vagin est une cible de celles pour lesquelles seule la partie la plus proximale du vagin est incluse dans le CTV-IR. V. 5 Perspectives V. 5. 1 La curiethérapie guidée par l'IRM, standard des années à venir A la vue des résultats des études monocentriques évaluant la curiethérapie guidée par l'image et en les confrontant aux données classiques, il semble peu probable qu'une étude randomisée soit lancée pour la comparer à la curiethérapie 2D. Quatre études de cohortes, dans la limite de leur biais méthodologiques, ont conclu à la supériorité de la curiethérapie 3D. Les deux études multicentriques menées par le GEC-ESTRO devraient assoir la curiethérapie guidée par l'image comme un standard, avec l'IRM comme modalité d'imagerie de référence. Les données de Retro-EMBRACE ont été présentées en congrès et confirment les résultats des études monocentriques avec un taux de contrôle local de 91% à 3 ans (Tableau 10) [106]. Stade FIGO Nbre D90 CTV-HR Taux de (Gy) Contrôle local Taux de Contrôle régional Taux de Survie Globale IB IIA IIB IIIA IIIB IVA 123 92, 2 /-16. 7 42 88. 3 /- 15. 4 368 87. 5 /- 14 23 83. 4 /- 11. 8 145 83. 4 /- 13 23 77. 9 /- 23 Total 731 87. 6 /- 14. 6 98 97 93 71 79 76 91 95 95 92 79 85 88 91 88 83 78 54 58 43 75 Tableau 10 : Résultats préliminaires de l'étude retro-EMBRACE à 3 ans présentés lors de la réunion 2014 de l'ASTRO, San- Francisco, Etats-Unis d'Amérique. 194 La fin des inclusions d'EMBRACE est prévue pour l'automne 2015. Le GEC-ESTRO prévoit de lancer EMBRACE II, étude interventionnelle se basant sur les techniques modernes de radiothérapie externe (RCMI, boost concomitant, radiothérapie adaptative) et de curiethérapie adaptative guidée par IRM. A la différence d'EMBRACE, des objectifs de planification stricts et ambitieux devront être respectés. Ils nécessiteront la mise en œuvre fréquente de curiethérapie interstitielle couplée à la composante intracavitaire afin d'une part d'atteindre les objectifs de dose au CTV-HR (D90 comprise entre 85 et 90 Gy) et d'optimiser la conformité de la distribution de dose avec des contraintes de dose plus sévères aux organes à risque. Figure 47 : Curiethérapie interstitielle guidée par l'image. A coupe axiale. B : plan frontal oblique. Flèches blanches : aiguilles interstielles. Flèche verte : vecteur utérin. En jaune : vessie, marron : rectum, vert : sigmoïde et CTV-HR. V. 5. 2 Développement d'autres sources d'imagerie Si l'IRM est incontestablement la modalité d'imagerie de choix pour la délinéation des CTV en curiethérapie des cancers du col, son accès reste limité, en particulier dans les pays en voie de développement o l'incidence des cancers du col est la plus élevée. D'autres modalités d'imagerie sont disponibles ou en cours de développement. 195 V. 5. 2. 1 La tomodensitométrie La tomodensitométrie est la source d'imagerie la plus utilisée en radiothérapie et la plupart des services de radiothérapie sont équipés d'une machine dédiée à leur activité. Elle permet la délinéation mais surtout le calcul des distributions de dose en se basant sur les densités. Elle constitue en curiethérapie une alternative en cas d'IRM indisponible ou contre-indiquée. Des études de délinéation ont montrée qu'elle était équivalente à l'IRM pour la délinéation des organes à risque, mais inférieure pour celle des CTV, avec une tendance à surestimer les volumes. Viswanathan et al. ont ainsi comparé les examens réalisés applicateurs en place de 10 patientes [182]. Ils ont montré que les variations de délinéations entre les deux modalités d'imagerie engendraient des conséquences dosimétriques avec une moins bonne couverture des CTV-HR et RI (D90 CTV-HR 8, 7 Gy vs 6, 7, pour l'IRM et la TDM respectivement, p < 0. 01), avec des D0. 1cm3, D1cm3, et D2cm3, pour les organes à risque similaires. Au-delà de cette limite, elle ne permet pas non plus l'évaluation de l'infiltration tumorale vers le corps de l'utérus ou la visualisation des zones grises à inclure dans le CTV-HR. Elle n'en reste pas moins une modalité d'imagerie prisée par sa facilité d'accès et les résultats des séries monocentriques semblent équivalents. Le recours à la curiethérapie à haut débit de dose nécessite une imagerie de contrôle à chaque fraction afin de contrôler la position des organes à risque au moment de la fraction, et d'adapter les contours à leur topographie exacte. Certaines équipes utilisent la TDM dans cette indication afin de limiter le recours systématique à l'IRM. Nesvacil et al. ont ainsi rapporté une expérience basée sur 20 traitements. Deux applications étaient réalisées avec 2 fractions délivrées par application [183]. Ils ont comparé les données dosimétriques des plans de traitement basés sur la réalisation de deux dosimétries basées sur des IRM réalisées au décours de chaque application, aux plans de traitement basés sur la délinéation des CTV réalisée sur une IRM réalisée lors de la première application et dont les contours ont ensuite été transférés sur une TDM réalisée au décours de la deuxième application. Le transfert était réalisé par fusion IRM/TDM, basée sur l'applicateur. Les auteurs ont conclu que la réalisation d'une seule IRM puis d'une TDM pour la deuxième application était acceptable pour les tumeurs de petite taille. Ils recommandaient en revanche la réalisation d'une IRM par application pour les cas plus complexes (tumeur large ou topographie des OAR non favorable). 196 V. 5. 2. 2 L'échographie Cette méthode est développée principalement en Asie et en Australie et utilisée principalement en alternative à l'IRM, plus onéreuse et moins accessible. Deux stratégies sont en cours de développement : transabdominale ou transerectale V. 2. 2. 1 Echographie transabdominale Jusqu'à présent, l'échographie transabdominale était utilisée pour guider l'implantation et éviter les perforations utérines et faux trajets lors de la mise en place du vecteur utérin. Une étude récente a rapporté 8, 5% de perforations en l'absence d'imagerie, avec pour facteurs de risque l'âge élevé de la patiente, la rétroversion utérine, la taille de la tumeur, et le caractère sténosé de l'orifice cervical [184]. Elle a également été utilisée afin d'évaluer la distance entre l'applicateur et la muqueuse vésicale afin d'obtenir une meilleure appréciation de la dose délivrée à la vessie. Barillot et al. ont montré une bonne corrélation entre la mesure de la dose au point ICRU de la vessie construit sur clichés orthogonaux et ce même point repéré par échographie puis transféré sur les clichés. En reportant divers points de la surface vésicale repérés par rapport à l'applicateur lors de l'échographie, les auteurs avaient montré que la DICRU sous-estimait la dose maximale délivrée à la vessie dans plus de 75% des cas [107]. La construction de points multiples à partir des données échographiques offrait donc une meilleure évaluation de la dose délivrée à la vessie. En 2008, Van Dyk et Bernshaw ont proposé une méthode pour affiner la dosimétrie en curiethérapie 2D en se basant sur des informations obtenues par échographie transabdominale [185]. Plusieurs études ont démontré la capacité de l'échographie à analyser avec précision la face antérieure du col et du corps de l'utérus. En revanche les mesures réalisées à la face postérieure du col de l'utérus, en regard du rectum, sont plus problématiques pour certains auteurs avec des corrélations plus faibles [186, 187]. Depuis, plusieurs séries monocentriques d'utilisation de l'échographie transabdominale ont été rapportées dans la littérature. Tharavichiktul et al. ont décrit leur technique (Figure 48) [188]. Une fois l'implantation réalisée, plusieurs mesures sont réalisées à l'aide de l'échographe à différents étages, en se référant à l'applicateur. Après réalisation de clichés orthogonaux, les points définis lors de l'échographie sont reportés sur les clichés et servent à guider une optimisation basée sur clichés radiologiques. Ils représentent les limites du CTV, généralement les contours de l'utérus. Lors de la dosimétrie, les doses calculées en ces points permettent de contrôler la bonne couverture du CTV. 197 Cette méthode, moins sophistiquée que la curiethérapie adaptative guidée par l'image, est plus accessible dans les centres aux ressources limitées. Figure 48 : Curiethérapie guidée par échographie transabdominale. Mesure par échographie des distances entre applicateur et limites anatomiques de l'utérus (A : plan sagittal, B : plan axial), puis report sur clichés orthogonaux de l'implant (C : vue frontale, B : vue sagittale). [188] La série la plus importante est cependant Australienne, publiée par Narayan et al. , avec 292 patientes traitées par curiethérapie guidée par échographie [102]. Là encore, l'échographie servait à mesurer les distances entre l'applicateur et les limites anatomiques de l'utérus et du col utérin définissant le CTV. Les résultats rapportés à 5 ans sont comparables à ceux des séries de curiethérapie guidée par IRM ou TDM. 198 V. 2. 2. 2 Echographie transrectale Imagerie de référence pour la curiethérapie des cancers de prostate, l'échographie transrectale a tout d'abord été évaluée dans le but de guider le placement d'aiguilles interstitielles [189, 190]. Plus récemment, Schmid et al ont comparé des mesures réalisées par échographie transrectale avec celles d'IRM réalisée avant curiethérapie ou applicateurs en place. Ils ont rapporté les résultats de 17 patientes, dont 3 n'ont pu être explorées de manière satisfaisante [191]. Une bonne corrélation entre mesures réalisées à l'aide des deux modalités d'imagerie a été rapportée hormis pour l'épaisseur du col, sous-évaluée par échographie, probablement en raison de la déformation du col liée à la mise en place de la sonde d'échographie. Pour l'heure, aucune étude n'a pu montrer la possibilité de réaliser une dosimétrie sur images échographiques. A l'instar de la curiethérapie de prostate, l'échographie transrectale permettrait de guider la mise en place de l'applicateur et le positionnement d'aiguilles interstitielles, réaliser la délinéation puis la planification et enfin de réaliser la fraction dans le même temps opératoire. 199 CHAPITRE VI -CONCLUSIONS La curiethérapie guidée par l'image s'impose comme standard dans la prise en charge des cancers du col utérin. Les études cliniques principalement monocentriques rapportent des résultats supérieurs à ceux de la curiethérapie 2D, et il semble peu probable qu'une étude randomisée puisse être menée. Les deux études menées par le GEC-ESTRO devraient définitivement assoir la curiethérapie guidée par IRM comme technique de référence. Les recommandations du GEC-ESTRO publiées il y a 10 ans se sont rapidement imposées dans le monde entier. Elles visaient en premier lieu à harmoniser les pratiques, et en particulier les méthodes de report de la dose tant aux tissus cibles qu'aux organes sains. Pendant des décennies, la comparaison des résultats rapportés se heurtaient à l'absence de paramètres dosimétriques consensuels, et à la multiplicité de systèmes de prescription. Les études réalisées dans le cadre de cette thèse, ainsi que d'autres publiées récemment montrent des corrélations fortes entre les paramètres dosimétriques décrits par le GEC-ESTRO et la probabilité d'obtenir le contrôle local de la maladie ou la survenue d'un effet secondaire. Les CTV à haut risque et à risque intermédiaire peuvent donc être considérés comme des volumes de prescription. De la même manière les D0. 1cm3 et D2cm3 peuvent être utilisées pour prédire le risque de survenue d'une morbidité à long terme. En se référant aux travaux du chapitre IV, il semble raisonnable de proposer une D90 du CTV-HR cible de 85 à 90 Gy. Pour le rectum, la contrainte de dose de 75 Gy généralement reconnue correspond environ à un risque d'événement de grade 2-4 de 10%. Ces événements sont significatifs et il parat souhaitable de rester en deçà de ce seuil. Pour la vessie, réputée moins sensible que le rectum, la contrainte de dose de 85-90 Gy adoptée sur la base des études réalisées en curiethérapie 2D ne semble pas assez restrictive et un objectif de 75-80 Gy préférable. Les corrélations observées entre la D90 du CTV-HR et la probabilité d'obtention du contrôle local montrent qu'il est possible de moduler l'objectif de prescription en fonction de caractéristiques tumorales telles que la taille tumorale au diagnostic, le stade FIGO de la lésion, ou le volume du CTV- HR lui-même fonction du volume tumoral initial et reflet de la sensibilité de la tumeur à la radiothérapie. Il pourrait alors être possible d'adapter la D90 planifiée en fonction de critères pronostiques péjoratifs ou à l'inverse mélioratifs. Les tumeurs de stade III et IVA, de taille initiale > 5 cm, ou dont le CTV-HR > 30 cm3, requièrent une dose supérieure pour un résultat identique. En croisant ces données avec celles obtenues des relations dose-volume effet des organes à risque, il devient alors possible d'évaluer avec précision la balance-bénéfice risque de chaque plan de traitement. 200 Les relations dose-volume effet des organes à risque doivent cependant être affinées, puisque seule la dose a été prise en compte dans les études réalisées. D'autres cofacteurs doivent également être évalués, comme les comorbidités, antécédents, intoxication tabagique L'objectif final serait idéalement de développer des nomogrammes permettant de combiner les impacts de ces cofacteurs avec la dose planifiée. L'étude EMBRACE, prospective et s'appuyant sur les données de 1 500 patientes, pourrait permettre d'atteindre cet objectif. Si l'efficacité des paramètres dose-volume est désormais démontrée, les points gardent cependant encore un intérêt et devraient être conservés dans le rapport ICRU à venir. La corrélation de la DICRU du rectum avec la probabilité de développement d'une morbidité rectale tardive est confirmée. Ce même paramètre pourrait être utile à la prédiction de la morbidité vaginale. Le point ICRU de la vessie est utile à l'étude de la distribution de dose au sein de la vessie et à l'étude d'événements spécifiques tels que l'incontinence urinaire. De nouveaux points, vaginaux, sont prometteurs, et justifient de mener des études de corrélation avec la morbidité sexuelle. Enfin, le recours à l'imagerie 3D permet l'étude des incertitudes en curiethérapie. Les études du mouvement des organes à risque permettent de mieux aborder certaines de ces incertitudes, avec des conséquences différentes en fonction du débit de dose adopté. Là encore une réflexion est à mener pour développer une gestion de ces mouvements. 201 LISTE DES FIGURES Figure 1 : Anatomie de l'appareil reproducteur féminin . 3 Figure 2 : Appareil génital féminin, coupe sagittale. . 4 Figure 3 : Structures anatomiques situées dans les paramètres, latéralement au col utérin. . 5 Figure 4 : Schéma descriptif de la lésion cervicale à l'examen clinique développé pour l'étude EMBRACE. . 5 Figure 5 : IRM pelvienne d'une tumeur infiltrant les paramètres. A : sagittal. Flèche : tumeur. B : axiale. Flèche : persistance su stroma cervicale en avant. Effraction du stroma à droite comme à gauche. . 7 Figure 6 : Limites d'acquisition en vue d'une irriation pelvienne (repères 1 à 2) ou pelvienne et lombo-aortique (repères 1 et 3). A : Vue de face, B : Vue de profil. scout view de tomodentométrie de centrage. . 11 Figure 7 : Génération d'un PTV (B) par application de marges autour du CTV (A). . 14 Figure 8 : Délinéation des volumes d'intérêt pour la radiothérapie externe d'une lésion de stade IIB. . 15 Figure 9 : Premier rapport d'une application intracavitaire de radium dans la prise en charge d'un cancer du col de l'utérus en 1905. . 23 Figure 10 : Applicateur de Martinez, appelé MUPIT (Martinez Universal Perineal Interstitial Template) . 27 Figure 11 : Applicateurs de Vienne (A) et d'Utrecht (B). Nucletron (An Eleckta Company, Stockholm, Suède) . 27 Figure 12 : Empreinte vaginale, de face. . 28 202 Figure 13 : Exemples d'applicateurs moulés personnalisés vaginaux. . 28 Figure 14 : Réalisation de clichés orthogonaux . 29 Figure 15 : Clichés orthogonaux d'un implant avec sources fictives dans les vecteurs de l'applicateur. A : de face, B : de profil. . 29 Figure 16 : Construction des points Vessie et Rectum tels que définis par l'ICRU. . 30 Figure 17 : Définition des points A utilisés pour la prescription, d'après le GEC-ESTRO Handbook. (Gerbaulet et al. ed. , Brussels, 2002) . 31 Figure 18 : Choix d'une isodose d'enveloppe pour la prescription, en fonction de ses dimensions. . 32 Figure 19 : Projecteurs de source. A : Pupitre de commande d'un curietron (Cesium137). B : Projecteur de source de type PDR (Iridium 192) . 33 Figure 20 : Dimensions d'une source d'Iridium miniaturisée (source : Agence internationale de l'énergie atomique . 33 Figure 21 : Débits de dose en curiethérapie . 34 Figure 22 : IRM pelvienne réalisée applicateur en place. Vues frontale (A), axiale (B) et sagittale (C) 34 Figure 23 : Délinéation des volumes d'intérêt, basée sur IRM pelvienne, séquences T2. ). 35 Figure 24 : Positions potentielles de la source radioactive. . 36 Figure 25 : CTV définis par le GEC-ESTRO. Exemple d'une tumeur de stade IIB . 37 Figure 26 : Définitions des volumes cibles selon le GEC-ESTRO . 38 Figure 27 : Délinéation des volumes en prévision d'une curiethérapie uétro-vaginale et interstitielle . 39 203 Figure 28 : Histogrammes dose-volume de la vessie et du rectum . 39 Figure 29 : Fenêtre de contrôle des positions et temps d'arrêt de la source. . 40 Figure 30 : Représentation en 3 dimensions de la zone la plus exposée du rectum (2cm3) en rose. . 40 Figure 31 : Arbre décisionnel de Gustave Roussy pour les tumeurs localement avancées . 44 Figure 32 : Incidence cumulée des rectorragies, en fonction du grade des événements . 155 Figure 33 : Prévalences des rectorragies en fonction du suivi. . 155 Figure 34 : Courbes de Kaplan-Meier pour les rectorragies de grade 2-4, en fonction des différents niveaux de D2cm3 (p 0, 014) . 158 Figure 35 : courbes de Kaplan-Meier pour les rectorragies de grade 1-4 (A, p et 3-4 (B, p 0, 023), en fonction des différents niveaux de D2cm3 . 159 Figure 36 : Relation dose-volume effet entre D2cm3 et probabilité d'obtenir le contrôle local, pour les rectorragies de grade 2-4. . 161 Figure 37 : Relation dose-volume effet entre D2cm3 et probabilité d'obtenir le contrôle local, pour les rectorragies de grade 3-4. . 162 Figure 38 : Représentation graphique de la localisation des points ICRU et des zones les plus exposées de la vessie, du rectum et du sigmoïde. . 166 Figure 39 : Relations dose-volume effet entre D2cm3 et probabilité de survenue d'une morbidité de grade 2-4. . 170 Figure 40 : Deux cm3 les plus exposés de la vessie. . 173 Figure 41 : Localisation du barycentre de la zone la plus exposée de la vessie . 174 204 Figure 42 : Relation entre D0. 1cm3 et D2cm3 du rectum à partir des données de l'étude EMBRACE. . 178 Figure 43 : Relation entre D0. 1cm3 et D2cm3 de la vessie à partir des données des patientes de Gustave Roussy. . 179 Figure 44 : Variations entre doses délivrées et doses planifiées, organe par organe, dans la série de Gustave Roussy (Th4) . 187 Figure 45 : Relation entre D2cm3 et incontinence urinaire dans un groupe de patientes sélectionnées sur la base d'un ratio D2cm3 / DICRU faible. . 189 Figure 46 : Représentation graphique des points vaginaux proposés par Westerveld et al. . 193 Figure 47 : Curiethérapie interstitielle guidée par l'image. . 195 Figure 48 : Curiethérapie guidée par échographie transabdominale. Mesure par échographie des distances entre applicateur et limites anatomiques de l'utérus . 198 205 LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Classification des cancers du col utérin, définie par la FIGO en 2009 . 9 Tableau 2 : Gains attendu de l'adjonction d'une chimiothérapie concomitante à la radiothérapie, d'après la méta-analyse . 20 Tableau 3 : Curiethérapie guidée par l'imagerie 3D dans la littérature. . 50 Tableau 4 : Echelle d'évaluation de la sévérité des rectorragies selon la CTC-AE version 3. 0. . 152 Tableau 5 : Caractéristiques des patientes incluses . 154 Tableau 6 : Doses moyennes des 3 paramètres dosimétriques rapportés. . 157 Tableau 7 : Résultats des analyses probit, en fonction de la sévérité des événements. . 160 Tableau 8 : Comparaison de la dose totale évaluée au point ICRU et dans les 2cm3 les plus exposés (D2cm3) du rectum et de la vessie. . 167 Tableau 9 : Etudes rapportant l'effet délétère de l'étalement. . 182 Tableau 10 : Résultats préliminaires de l'étude retro-EMBRACE à 3 ans . 194 206 REFERENCES 1. International Agency for Research on Cancer. 2. Lorincz AT, Reid R, Jenson AB, Greenberg MD, Lancaster W, Kurman RJ. Human papillomavirus infection of the cervix : relative risk associations of 15 common anogenital types. Obstet Gynecol 1992 ; 79 : 328-337. 3. Paavonen J, Naud P, Salmeron J, Wheeler CM, Chow SN, Apter D, Kitchener H, Castellsague X, Teixeira JC, Skinner SR, Hedrick J, Jaisamrarn U, Limson G, Garland S, Szarewski A, Romanowski B, Aoki FY, Schwarz TF, Poppe WA, Bosch FX, Jenkins D, Hardt K, Zahaf T, Descamps D, Struyf F, Lehtinen M, Dubin G. Efficacy of human papillomavirus (HPV)-16/18 AS04-adjuvanted vaccine against cervical infection and precancer caused by oncogenic HPV types (PATRICIA) : final analysis of a double-blind, randomised study in young women. Lancet 2009 ; 374 : 301-314. 4. Haie-Meder C, Mazeron R, Magne N. Clinical evidence on PET-CT for radiation therapy planning in cervix and endometrial cancers. Radiother Oncol 2010 ; 96 : 351-355. 5. Gouy S, Morice P, Narducci F, Uzan C, Gilmore J, Kolesnikov-Gauthier H, Querleu D, Haie- Meder C, Leblanc E. Nodal-staging surgery for locally advanced cervical cancer in the era of PET. Lancet Oncol 2012 ; 13 : e212-220. 6. Cao KI, Mazeron R, Barillot I. [Follow-up after radiation therapy for cervical cancer]. Cancer Radiother 2015. 7. Pecorelli S, Zigliani L, Odicino F. Revised FIGO staging for carcinoma of the cervix. Int J Gynaecol Obstet 2009 ; 105 : 107-108. 8. Morice P, Castaigne D. Advances in the surgical management of invasive cervical cancer. Curr Opin Obstet Gynecol 2005 ; 17 : 5-12. 207 Schneider A, Erdemoglu E, Chiantera V, Reed N, Morice P, Rodolakis A, Denschlag D, Kesic V. 9. Clinical Recommendation Radical Trachelectomy for Fertility Preservation in Patients With Early- Stage Cervical Cancer. Int J Gynecol Cancer 2009. 10. Morice P, Narducci F, Mathevet P, Marret H, Darai E, Querleu D. French recommendations on the management of invasive cervical cancer during pregnancy. Int J Gynecol Cancer 2009 ; 19 : 1638- 1641. 11. Haie C, Pejovic MH, Gerbaulet A, Horiot JC, Pourquier H, Delouche J, Heinz JF, Brune D, Fenton J, Pizzi G, et al. Is prophylactic para-aortic irradiation worthwhile in the treatment of advanced cervical carcinoma ? Results of a controlled clinical trial of the EORTC radiotherapy group. Radiother Oncol 1988 ; 11 : 101-112. 12. Rotman M, Pajak TF, Choi K, Clery M, Marcial V, Grigsby PW, Cooper J, John M. Prophylactic extended-field irradiation of para-aortic lymph nodes in stages IIB and bulky IB and IIA cervical carcinomas. Ten-year treatment results of RTOG 79-20. JAMA 1995 ; 274 : 387-393. 13. Gold MA, Tian C, Whitney CW, Rose PG, Lanciano R. Surgical versus radiographic determination of para-aortic lymph node metastases before chemoradiation for locally advanced cervical carcinoma : a Gynecologic Oncology Group Study. Cancer 2008 ; 112 : 1954-1963. 14. Uzan C, Souadka A, Gouy S, Debaere T, Duclos J, Lumbroso J, Haie-Meder C, Morice P. Analysis of morbidity and clinical implications of laparoscopic para-aortic lymphadenectomy in a continuous series of 98 patients with advanced-stage cervical cancer and negative PET-CT imaging in the para-aortic area. Oncologist 2011 ; 16 : 1021-1027. 15. Société Française de Radiothérapie Oncologique. Guide de procédure externe de radiothérapie externe In 2007 ; 259-269. 16. Gnep K, Mazeron R. [Radiotherapy for cervix carcinomas : clinical target volume delineation]. Cancer Radiother 2013 ; 17 : 486-492. 17. Lim K, Small W, Jr. , Portelance L, Creutzberg C, Jurgenliemk-Schulz IM, Mundt A, Mell LK, Mayr N, Viswanathan A, Jhingran A, Erickson B, De los Santos J, Gaffney D, Yashar C, Beriwal S, Wolfson A, Taylor A, Bosch W, El Naqa I, Fyles A, Gyn IC. Consensus guidelines for delineation of 208 clinical target volume for intensity-modulated pelvic radiotherapy for the definitive treatment of cervix cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2011 ; 79 : 348-355. 18. Small W, Jr. , Mell LK, Anderson P, Creutzberg C, De Los Santos J, Gaffney D, Jhingran A, Portelance L, Schefter T, Iyer R, Varia M, Winter K, Mundt AJ. Consensus guidelines for delineation of clinical target volume for intensity-modulated pelvic radiotherapy in postoperative treatment of endometrial and cervical cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2008 ; 71 : 428-434. 19. Taylor A, Rockall AG, Reznek RH, Powell ME. Mapping pelvic lymph nodes : guidelines for delineation in intensity-modulated radiotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2005 ; 63 : 1604-1612. 20. Albuquerque K, Giangreco D, Morrison C, Siddiqui M, Sinacore J, Potkul R, Roeske J. Radiation-related predictors of hematologic toxicity after concurrent chemoradiation for cervical cancer and implications for bone marrow-sparing pelvic IMRT. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2011 ; 79 : 1043-1047. 21. Forrest J, Presutti J, Davidson M, Hamilton P, Kiss A, Thomas G. A dosimetric planning study comparing intensity-modulated radiotherapy with four-field conformal pelvic radiotherapy for the definitive treatment of cervical carcinoma. Clin Oncol (R Coll Radiol) 2012 ; 24 : e63-70. 22. Randall ME, Ibbott GS. Intensity-modulated radiation therapy for gynecologic cancers : pitfalls, hazards, and cautions to be considered. Semin Radiat Oncol 2006 ; 16 : 138-143. 23. Renard-Oldrini S, Brunaud C, Huger S, Marchesi V, Tournier-Rangeard L, Bouzid D, Harter V, Peiffert D. [Dosimetric comparison between the intensity modulated radiotherapy with fixed field and Rapid Arc of cervix cancer]. Cancer Radiother 2012 ; 16 : 209-214. 24. Yang B, Zhu L, Cheng H, Li Q, Zhang Y, Zhao Y. Dosimetric comparison of intensity modulated radiotherapy and three-dimensional conformal radiotherapy in patients with gynecologic malignancies : a systematic review and meta-analysis. Radiat Oncol 2012 ; 7 : 197. 25. Chen MF, Tseng CJ, Tseng CC, Kuo YC, Yu CY, Chen WC. Clinical outcome in posthysterectomy cervical cancer patients treated with concurrent Cisplatin and intensity-modulated pelvic radiotherapy : comparison with conventional radiotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2007 ; 67 : 1438-1444. 209 Du XL, Tao J, Sheng XG, Lu CH, Yu H, Wang C, Song QQ, Li QS, Pan CX. Intensity-modulated 26. radiation therapy for advanced cervical cancer : a comparison of dosimetric and clinical outcomes with conventional radiotherapy. Gynecol Oncol 2012 ; 125 : 151-157. 27. Kidd EA, Siegel BA, Dehdashti F, Rader JS, Mutic S, Mutch DG, Powell MA, Grigsby PW. Clinical outcomes of definitive intensity-modulated radiation therapy with fluorodeoxyglucose-positron emission tomography simulation in patients with locally advanced cervical cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2012 ; 77 : 1085-1091. 28. Mundt AJ, Lujan AE, Rotmensch J, Waggoner SE, Yamada SD, Fleming G, Roeske JC. Intensity- modulated whole pelvic radiotherapy in women with gynecologic malignancies. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2002 ; 52 : 1330-1337. 29. Panici PB, Greggi S, Scambia G, Ragusa G, Baiocchi G, Battaglia F, Coronetta F, Mancuso S. High-dose cisplatin and bleomycin neoadjuvant chemotherapy plus radical surgery in locally advanced cervical carcinoma : a preliminary report. Gynecol Oncol 1991 ; 41 : 212-216. 30. Cai HB, Chen HZ, Yin HH. Randomized study of preoperative chemotherapy versus primary surgery for stage IB cervical cancer. J Obstet Gynaecol Res 2006 ; 32 : 315-323. 31. Eddy GL, Bundy BN, Creasman WT, Spirtos NM, Mannel RS, Hannigan E, O'Connor D. Treatment of ( bulky ) stage IB cervical cancer with or without neoadjuvant vincristine and cisplatin prior to radical hysterectomy and pelvic/para-aortic lymphadenectomy : a phase III trial of the gynecologic oncology group. Gynecol Oncol 2007 ; 106 : 362-369. 32. Katsumata N, Yoshikawa H, Kobayashi H, Saito T, Kuzuya K, Mizunoe T, M. Hiura, Kasamatsu T, Shibata T, Kamura T. Phase III randomized trial of neoadjuvant chemotherapy (NAC) followed by radical hysterectomy (RH) versus RH for bulky stage I/II cervical cancer : Update of Japan Clinical Oncology Group (JCOG) Protocol 0102. Proc Am Soc Clin Oncol 2006 ; 24 : [abstract 5013]. 33. Napolitano U, Imperato F, Mossa B, Framarino ML, Marziani R, Marzetti L. The role of neoadjuvant chemotherapy for squamous cell cervical cancer (Ib-IIIb) : a long-term randomized trial. Eur J Gynaecol Oncol 2003 ; 24 : 51-59. 34. Sardi JE. Phase II trial with neoadjuvant chemotherapy. Gynecol Oncol 1996 ; 62 : 321-322. 210 Yin M, Zhao F, Lou G, Zhang H, Sun M, Li C, Hou Y, Li X, Meng F, Chen X. The long-term 35. efficacy of neoadjuvant chemotherapy followed by radical hysterectomy compared with radical surgery alone or concurrent chemoradiotherapy on locally advanced-stage cervical cancer. Int J Gynecol Cancer 2011 ; 21 : 92-99. 36. Rydzewska L, Tierney J, Vale CL, Symonds PR. Neoadjuvant chemotherapy plus surgery versus surgery for cervical cancer. Cochrane Database Syst Rev 2010 ; CD007406. 37. Neoadjuvant chemotherapy for locally advanced cervical cancer : a systematic review and meta-analysis of individual patient data from 21 randomised trials. Eur J Cancer 2003 ; 39 : 2470-2486. 38. Glynne-Jones R, Hoskin P. Neoadjuvant cisplatin chemotherapy before chemoradiation : a flawed paradigm ? J Clin Oncol 2007 ; 25 : 5281-5286. 39. Benedetti-Panici P, Greggi S, Colombo A, Amoroso M, Smaniotto D, Giannarelli D, Amunni G, Raspagliesi F, Zola P, Mangioni C, Landoni F. Neoadjuvant chemotherapy and radical surgery versus exclusive radiotherapy in locally advanced squamous cell cervical cancer : results from the Italian multicenter randomized study. J Clin Oncol 2002 ; 20 : 179-188. 40. Chang TC, Lai CH, Hong JH, Hsueh S, Huang KG, Chou HH, Tseng CJ, Tsai CS, Chang JT, Lin CT, Chang HH, Chao PJ, Ng KK, Tang SG, Soong YK. Randomized trial of neoadjuvant cisplatin, vincristine, bleomycin, and radical hysterectomy versus radiation therapy for bulky stage IB and IIA cervical cancer. J Clin Oncol 2000 ; 18 : 1740-1747. 41. Kigawa J, Minagawa Y, Ishihara H, Itamochi H, Kanamori Y, Terakawa N. The role of neoadjuvant intraarterial infusion chemotherapy with cisplatin and bleomycin for locally advanced cervical cancer. Am J Clin Oncol 1996 ; 19 : 255-259. 42. Sardi JE, Giaroli A, Sananes C, Rueda N, Vighi S, Ferreira M, Bastardas M, Paniceres G, Di Paola G. Randomized trial with neoadjuvant chemotherapy in stage IIIB squamous carcinoma cervix uteri : an unexpected therapeutic management. Int J Gynaecol Cancer 1996 ; 6 : 55-83. 43. Sardi JE, Sananes C, Giaroli A, Bermdez A, Ferreira M, Soderini A, Snaidas L, Guardado N, Anchezar P, Ortiz C, Di Paola G. Neoadjuvant chemotherapy in cervical carcinoma stage IIB : a randomized controlled trial. Int J Gynaecol Cancer 1998 ; 8 : 441-450. 211 Collen C, Engels B, Duchateau M, Tournel K, De Ridder M, Bral S, Verellen D, Storme G. 44. Volumetric imaging by megavoltage computed tomography for assessment of internal organ motion during radiotherapy for cervical cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2010 ; 77 : 1590-1595. 45. Keys HM, Bundy BN, Stehman FB, Muderspach LI, Chafe WE, Suggs CL, 3rd, Walker JL, Gersell D. Cisplatin, radiation, and adjuvant hysterectomy compared with radiation and adjuvant hysterectomy for bulky stage IB cervical carcinoma. N Engl J Med 1999 ; 340 : 1154-1161. 46. Morris M, Eifel PJ, Lu J, Grigsby PW, Levenback C, Stevens RE, Rotman M, Gershenson DM, Mutch DG. Pelvic radiation with concurrent chemotherapy compared with pelvic and para-aortic radiation for high-risk cervical cancer. N Engl J Med 1999 ; 340 : 1137-1143. 47. Peters WA, 3rd, Liu PY, Barrett RJ, 2nd, Stock RJ, Monk BJ, Berek JS, Souhami L, Grigsby P, Gordon W, Jr. , Alberts DS. Concurrent chemotherapy and pelvic radiation therapy compared with pelvic radiation therapy alone as adjuvant therapy after radical surgery in high-risk early-stage cancer of the cervix. J Clin Oncol 2000 ; 18 : 1606-1613. 48. Rose PG, Bundy BN, Watkins EB, Thigpen JT, Deppe G, Maiman MA, Clarke-Pearson DL, Insalaco S. Concurrent cisplatin-based radiotherapy and chemotherapy for locally advanced cervical cancer. N Engl J Med 1999 ; 340 : 1144-1153. 49. Whitney CW, Sause W, Bundy BN, Malfetano JH, Hannigan EV, Fowler WC, Jr. , Clarke-Pearson DL, Liao SY. Randomized comparison of fluorouracil plus cisplatin versus hydroxyurea as an adjunct to radiation therapy in stage IIB-IVA carcinoma of the cervix with negative para-aortic lymph nodes : a Gynecologic Oncology Group and Southwest Oncology Group study. J Clin Oncol 1999 ; 17 : 1339- 1348. 50. Reducing uncertainties about the effects of chemoradiotherapy for cervical cancer : a systematic review and meta-analysis of individual patient data from 18 randomized trials. J Clin Oncol 2008 ; 26 : 5802-5812. 51. Zuliani AC, Esteves SC, Teixeira LC, Teixeira JC, de Souza GA, Sarian LO. Concomitant cisplatin plus radiotherapy and high-dose-rate brachytherapy versus radiotherapy alone for stage IIIB epidermoid cervical cancer : a randomized controlled trial. J Clin Oncol 2014 ; 32 : 542-547. 212 Green JA, Kirwan JM, Tierney JF, Symonds P, Fresco L, Collingwood M, Williams CJ. Survival 52. and recurrence after concomitant chemotherapy and radiotherapy for cancer of the uterine cervix : a systematic review and meta-analysis. Lancet 2001 ; 358 : 781-786. 53. Scholl SM, Kenter G, Kurzeder C, Beuzeboc P. Pathway profiling and rational trial design for studies in advanced stage cervical carcinoma : a review and a perspective. ISRN Oncol 2011 ; 2011 : 403098. 54. Abdulkarim B, Sabri S, Deutsch E, Chagraoui H, Maggiorella L, Thierry J, Eschwege F, Vainchenker W, Chouaib S, Bourhis J. Antiviral agent Cidofovir restores p53 function and enhances the radiosensitivity in HPV-associated cancers. Oncogene 2002 ; 21 : 2334-2346. 55. Duenas-Gonzalez A, Lopez-Graniel C, Gonzalez-Enciso A, Mohar A, Rivera L, Mota A, Guadarrama R, Chanona G, De La Garza J. Concomitant chemoradiation versus neoadjuvant chemotherapy in locally advanced cervical carcinoma : results from two consecutive phase II studies. Ann Oncol 2002 ; 13 : 1212-1219. 56. Duenas-Gonzalez A, Zarba JJ, Patel F, Alcedo JC, Beslija S, Casanova L, Pattaranutaporn P, Hameed S, Blair JM, Barraclough H, Orlando M. Phase III, open-label, randomized study comparing concurrent gemcitabine plus cisplatin and radiation followed by adjuvant gemcitabine and cisplatin versus concurrent cisplatin and radiation in patients with stage IIB to IVA carcinoma of the cervix. J Clin Oncol 2011 ; 29 : 1678-1685. 57. Craighead PS, Pearcey R, Stuart G. A phase I/II evaluation of tirapazamine administered intravenously concurrent with cisplatin and radiotherapy in women with locally advanced cervical cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2000 ; 48 : 791-795. 58. Dobrowsky W, Huigol NG, Jayatilake RS, Kizilbash NI, Okkan S, Kagiya TV, Tatsuzaki H. AK- 2123 (Sanazol) as a radiation sensitizer in the treatment of stage III cancer cervix : initial results of an IAEA multicentre randomized trial. J Cancer Res Ther 2005 ; 1 : 75-78. 59. Kim YB, Cho JH, Keum KC, Lee CG, Seong J, Suh CO, Kim GE. Concurrent chemoradiotherapy followed by adjuvant chemotherapy in uterine cervical cancer patients with high-risk factors. Gynecol Oncol 2007 ; 104 : 58-63. 213 60. Wong LC, Ngan HY, Cheung AN, Cheng DK, Ng TY, Choy DT. Chemoradiation and adjuvant chemotherapy in cervical cancer. J Clin Oncol 1999 ; 17 : 2055-2060. 61. Cisplatin and Radiation Therapy With or Without Carboplatin and Paclitaxel in Patients With Locally Advanced Cervical Cancer. 62. The OUTBACK trial. 63. Tanderup K, Potter R, Lindegaard JC, Berger D, Wambersie A, Kirisits C. PTV margins should not be used to compensate for uncertainties in 3D image guided intracavitary brachytherapy. Radiother Oncol 2011 ; 97 : 495-500. 64. Mazeron R, Fumagalli I. [Stereotactic radiotherapy for pelvic tumors]. Cancer Radiother 2014 ; 18 : 325-331. 65. Mazeron R, Gilmore J, Khodari W, Dumas I, Haie-Meder C. [Locally advanced cervical cancer : Should intensity-modulated radiotherapy replace brachytherapy ? ]. Cancer Radiother 2011 ; 15 : 477- 483. 66. Coia L, Won M, Lanciano R, Marcial VA, Martz K, Hanks G. The Patterns of Care Outcome Study for cancer of the uterine cervix. Results of the Second National Practice Survey. Cancer 1990 ; 66 : 2451-2456. 67. Komaki R, Brickner TJ, Hanlon AL, Owen JB, Hanks GE. Long-term results of treatment of cervical carcinoma in the United States in 1973, 1978, and 1983 : Patterns of Care Study (PCS). Int J Radiat Oncol Biol Phys 1995 ; 31 : 973-982. 68. Logsdon MD, Eifel PJ. Figo IIIB squamous cell carcinoma of the cervix : an analysis of prognostic factors emphasizing the balance between external beam and intracavitary radiation therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1999 ; 43 : 763-775. 69. Han K, Milosevic M, Fyles A, Pintilie M, Viswanathan AN. Trends in the utilization of brachytherapy in cervical cancer in the United States. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2013 ; 87 : 111-119. 214 Gill BS, Lin JF, Krivak TC, Sukumvanich P, Laskey RA, Ross MS, Lesnock JL, Beriwal S. National 70. Cancer Data Base analysis of radiation therapy consolidation modality for cervical cancer : the impact of new technological advancements. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2014 ; 90 : 1083-1090. 71. Albano M, Dumas I, Haie-Meder C. [Brachytherapy at the Institut Gustave-Roussy : personalized vaginal mould applicator : technical modification and improvement]. Cancer Radiother 2008 ; 12 : 822-826. 72. Magne N, Chargari C, SanFilippo N, Messai T, Gerbaulet A, Haie-Meder C. Technical aspects and perspectives of the vaginal mold applicator for brachytherapy of gynecologic malignancies. Brachytherapy 2009 ; 9 : 274-277. 73. ICRU report 38. Dose and volume specification for reporting intracavitary therapy in gynaecology. International Comission on Radiation Units and Measurements 1985. 74. Gerbaulet A, Ptter R, Haie-Mader C. Cervix Cancer. In Gerbaulet A, Ptter R, Mazeron J et al. (eds) : The GEC ESTRO handbook of brachtherapy. Leuven : ESTRO 2002 ; 301-365. 75. Guedea F. Perspectives of brachytherapy : patterns of care, new technologies, and new biology . Cancer Radiother 2014 ; 18 : 434-436. 76. Potter R, Kirisits C, Fidarova EF, Dimopoulos JC, Berger D, Tanderup K, Lindegaard JC. Present status and future of high-precision image guided adaptive brachytherapy for cervix carcinoma. Acta Oncol 2008 ; 47 : 1325-1336. 77. Mazeron R, Dumas I, Martin V, Martinetti F, Benhabib-Boukhelif W, Gensse MC, Chargari C, Guemnie-Tafo A, Haie-Meder C. [Pulsed-dose rate brachytherapy in cervical cancers : why, how ? ]. Cancer Radiother 2014 ; 18 : 447-451. 78. Dimopoulos JC, Petrow P, Tanderup K, Petric P, Berger D, Kirisits C, Pedersen EM, van Limbergen E, Haie-Meder C, Potter R. Recommendations from Gynaecological (GYN) GEC-ESTRO Working Group (IV) : Basic principles and parameters for MR imaging within the frame of image based adaptive cervix cancer brachytherapy. Radiother Oncol 2012 ; 103 : 113-122. 79. Hellebust TP, Kirisits C, Berger D, Perez-Calatayud J, De Brabandere M, De Leeuw A, Dumas I, Hudej R, Lowe G, Wills R, Tanderup K. Recommendations from Gynaecological (GYN) GEC-ESTRO 215 Working Group : considerations and pitfalls in commissioning and applicator reconstruction in 3D image-based treatment planning of cervix cancer brachytherapy. Radiother Oncol 2010 ; 96 : 153-160. 80. Haie-Meder C. 3D image based concepts in brachytherapy for cervical cancer. Gynecol Oncol 2005 ; 99 : S176. 81. Wachter-Gerstner N, Wachter S, Reinstadler E, Fellner C, Knocke TH, Wambersie A, Potter R. Bladder and rectum dose defined from MRI based treatment planning for cervix cancer rachytherapy : comparison of dose-volume histograms for organ contours and organ wall, comparison with ICRU rectum and bladder reference point. Radiother Oncol 2003 ; 68 : 269-276. 82. Uzan C, Vincens E, Mazeron R, Balleyguier C, Haie-Mader C, Morice P. Traitement des cancers du col de stade précoce. EMC Gynécologie 2010. 83. Haie-Meder C, Morice P, Castiglione M, Group EGW. Cervical cancer : ESMO Clinical Practice Guidelines for diagnosis, treatment and follow-up. Ann Oncol 2010 ; 21 Suppl 5 : v37-40. 84. Mazeron R, Uzan C, Morice P, Balleyguier C, Lhomme C, Haie-Meder C. Prise en charge des cancers du col de l'utérus de stades III et IV. EMC Gynécologie 2012. 85. Lanciano RM, Martz K, Coia LR, Hanks GE. Tumor and treatment factors improving outcome in stage III-B cervix cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1991 ; 20 : 95-100. 86. De Brabandere M, Mousa AG, Nulens A, Swinnen A, Van Limbergen E. Potential of dose optimisation in MRI-based PDR brachytherapy of cervix carcinoma. Radiother Oncol 2008 ; 88 : 217- 226. 87. Lindegaard JC, Tanderup K, Nielsen SK, Haack S, Gelineck J. MRI-guided 3D optimization significantly improves DVH parameters of pulsed-dose-rate brachytherapy in locally advanced cervical cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2008 ; 71 : 756-764. 88. Tanderup K, Nielsen SK, Nyvang GB, Pedersen EM, Rohl L, Aagaard T, Fokdal L, Lindegaard JC. From point A to the sculpted pear : MR image guidance significantly improves tumour dose and sparing of organs at risk in brachytherapy of cervical cancer. Radiother Oncol 2010 ; 94 : 173-180. 216 Potter R, Georg P, Dimopoulos JC, Grimm M, Berger D, Nesvacil N, Georg D, Schmid MP, 89. Reinthaller A, Sturdza A, Kirisits C. Clinical outcome of protocol based image (MRI) guided adaptive brachytherapy combined with 3D conformal radiotherapy with or without chemotherapy in patients with locally advanced cervical cancer. Radiother Oncol 2011 ; 100 : 116-123. 90. Nomden CN, de Leeuw AA, Roesink JM, Tersteeg RJ, Moerland MA, Witteveen PO, Schreuder HW, van Dorst EB, Jurgenliemk-Schulz IM. Clinical outcome and dosimetric parameters of chemo- radiation including MRI guided adaptive brachytherapy with tandem-ovoid applicators for cervical cancer patients : a single institution experience. Radiother Oncol 2013 ; 107 : 69-74. 91. Mahantshetty U, Swamidas J, Khanna N, Engineer R, Merchant NH, Deshpande DD, Shrivastava S. Reporting and validation of gynaecological Groupe Euopeen de Curietherapie European Society for Therapeutic Radiology and Oncology (ESTRO) brachytherapy recommendations for MR image-based dose volume parameters and clinical outcome with high dose-rate brachytherapy in cervical cancers : a single-institution initial experience. Int J Gynecol Cancer 2011 ; 21 : 1110-1116. 92. Potter R, Dimopoulos J, Georg P, Lang S, Waldhausl C, Wachter-Gerstner N, Weitmann H, Reinthaller A, Knocke TH, Wachter S, Kirisits C. Clinical impact of MRI assisted dose volume adaptation and dose escalation in brachytherapy of locally advanced cervix cancer. Radiother Oncol 2007 ; 83 : 148-155. 93. Lindegaard JC, Fokdal LU, Nielsen SK, Juul-Christensen J, Tanderup K. MRI-guided adaptive radiotherapy in locally advanced cervical cancer from a Nordic perspective. Acta Oncol 2013 ; 52 : 1510-1519. 94. Charra-Brunaud C, Harter V, Delannes M, Haie-Meder C, Quetin P, Kerr C, Castelain B, Thomas L, Peiffert D. Impact of 3D image-based PDR brachytherapy on outcome of patients treated for cervix carcinoma in France : results of the French STIC prospective study. Radiother Oncol 2012 ; 103 : 305-313. 95. Charra-Brunaud C, Peiffert D. [Preliminary results of a French prospective-multicentric study of 3D pulsed dose-rate brachytherapy for cervix carcinoma]. Cancer Radiother 2008 ; 12 : 527-531. 96. Rijkmans EC, Nout RA, Rutten IH, Ketelaars M, Neelis KJ, Laman MS, Coen VL, Gaarenstroom KN, Kroep JR, Creutzberg CL. Improved survival of patients with cervical cancer treated with image- 217 guided brachytherapy compared with conventional brachytherapy. Gynecol Oncol 2014 ; 135 : 231- 238. 97. Tan LT, Coles CE, Hart C, Tait E. Clinical impact of computed tomography-based image-guided brachytherapy for cervix cancer using the tandem-ring applicator - the Addenbrooke's experience. Clin Oncol (R Coll Radiol) 2009 ; 21 : 175-182. 98. Kang HC, Shin KH, Park SY, Kim JY. 3D CT-based high-dose-rate brachytherapy for cervical cancer : clinical impact on late rectal bleeding and local control. Radiother Oncol 2010 ; 97 : 507-513. 99. Tharavichitkul E, Wanwilairat S, Chakrabandhu S, Klunklin P, Onchan W, Tippanya D, Nopnop W, Galalae R, Chitapanarux I. Image-guided brachytherapy (IGBT) combined with whole pelvic intensity-modulated radiotherapy (WP-IMRT) for locally advanced cervical cancer : a prospective study from Chiang Mai University Hospital, Thailand. J Contemp Brachytherapy 2013 ; 5 : 10-16. 100. Gill BS, Kim H, Houser CJ, Kelley JL, Sukumvanich P, Edwards RP, Comerci JT, Olawaiye AB, Huang M, Courtney-Brooks M, Beriwal S. MRI-guided high-dose-rate intracavitary brachytherapy for treatment of cervical cancer : the University of Pittsburgh experience. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2015 ; 91 : 540-547. 101. Kharofa J, Morrow N, Kelly T, Rownd J, Paulson E, Rader J, Uyar D, Bradley W, Erickson B. 3-T MRI-based adaptive brachytherapy for cervix cancer : treatment technique and initial clinical outcomes. Brachytherapy 2014 ; 13 : 319-325. 102. Narayan K, van Dyk S, Bernshaw D, Khaw P, Mileshkin L, Kondalsamy-Chennakesavan S. Ultrasound guided conformal brachytherapy of cervix cancer : survival, patterns of failure, and late complications. J Gynecol Oncol 2014 ; 25 : 206-213. 103. Simpson DR, Scanderbeg DJ, Carmona R, McMurtrie RM, Einck J, Mell LK, McHale MT, Saenz CC, Plaxe SC, Harrison T, Mundt AJ, Yashar CM. Clinical Outcomes of Computed Tomography-Based Volumetric Brachytherapy Planning for Cervical Cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2015 ; 93 : 150- 157. 104. Castelnau-Marchand P, Chargari C, Maroun P, Dumas I, Del Campo ER, Cao K, Petit C, Martinetti F, Tafo-Guemnie A, Lefkopoulos D, Morice P, Haie-Meder C, Mazeron R. Clinical outcomes 218 of definitive chemoradiation followed by intracavitary pulsed-dose rate image-guided adaptive brachytherapy in locally advanced cervical cancer. Gynecol Oncol 2015. 105. EMBRACE, an intErnational study on Mri-guided BRachytherapy in locally advanced CErvical cancer. In. 106. Sturdza A, Lindegaard JC, Fokdal LU, Nkiwane KS, Chitapanarux I, de Leeuw A, Gillham C, Haie-Meder C. Retro-Embrace : preliminary results of image guided BT for cervical cancer in the last years of the 20st century Radiat Oncol 2011 ; 99 : S22. 107. Barillot I, Horiot JC, Maingon P, Bone-Lepinoy MC, Vaillant D, Feutray S. Maximum and mean bladder dose defined from ultrasonography. Comparison with the ICRU reference in gynaecological brachytherapy. Radiother Oncol 1994 ; 30 : 231-238. 108. Hunter R, Davidson S. Low-dose-rate afterloading for treating cervical cancer : changing dose rate. In Joslin CA, Flynn A, Hall E (eds) : Principles and practice of brachytherapy using afterloading systems. London : Arnold 1997 ; 343-353. 109. Kapp KS, Stuecklschweiger GF, Kapp DS, Hackl AG. Dosimetry of intracavitary placements for uterine and cervical carcinoma : results of orthogonal film, TLD, and CT-assisted techniques. Radiother Oncol 1992 ; 24 : 137-146. 110. Kuipers T, Visser AG. Technical aspects of bladder dosimetry in intracavitary irradiation of cervix carcinoma. Radiother Oncol 1986 ; 7 : 7-12. 111. Tan LT, Warren J, Freestone G, Jones B. Bladder dose estimation during intracavitary brachytherapy for carcinoma of the cervix using a single line source system. Br J Radiol 1996 ; 69 : 953- 962. 112. Cunningham DE, Stryker JA, Velkley DE, Chung CK. Routine clinical estimation of rectal, rectosigmoidal, and bladder doses from intracavitary brachytherapy in the treatment of carcinoma of the cervix. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1981 ; 7 : 653-660. 113. Pourquier H, Delard R, Achille E, Daly NJ, Horiot JC, Keiling R, Pigneux J, Rozan R, Schraub S, Vrousos C. A quantified approach to the analysis and prevention of urinary complications in radiotherapeutic treatment of cancer of the cervix. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1987 ; 13 : 1025-1033. 219 Sinistrero G, Sismondi P, Rumore A, Zola P. Analysis of complications of cervix carcinoma 114. treated by radiotherapy using the Franco-Italian glossary. Radiother Oncol 1993 ; 26 : 203-211. 115. Stryker JA, Bartholomew M, Velkley DE, Cunningham DE, Mortel R, Craycraft G, Shafer J. Bladder and rectal complications following radiotherapy for cervix cancer. Gynecol Oncol 1988 ; 29 : 1- 11. 116. Montana GS, Fowler WC. Carcinoma of the cervix : analysis of bladder and rectal radiation dose and complications. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1989 ; 16 : 95-100. 117. Orton CG, Wolf-Rosenblum S. Dose dependence of complication rates in cervix cancer radiotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1986 ; 12 : 37-44. 118. Briot A, de Crevoisier R, Petrow P, Delapierre M, Albano M, Petit C, Kafrouni H, Haie-Meder C. Dose-volume histogram analysis for tumor and critical organs in intracavitary brachytherapy of cervical cancer with the use of MRI. Radiother Oncol 2001 ; 60 : pS3. 119. Chan P, Dinniwell R, Haider MA, Cho YB, Jaffray D, Lockwood G, Levin W, Manchul L, Fyles A, Milosevic M. Inter- and intrafractional tumor and organ movement in patients with cervical cancer undergoing radiotherapy : a cinematic-MRI point-of-interest study. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2008 ; 70 : 1507-1515. 120. Haripotepornkul NH, Nath SK, Scanderbeg D, Saenz C, Yashar CM. Evaluation of intra- and inter-fraction movement of the cervix during intensity modulated radiation therapy. Radiother Oncol 2011 ; 98 : 347-351. 121. Jadon R, Pembroke CA, Hanna CL, Palaniappan N, Evans M, Cleves AE, Staffurth J. A systematic review of organ motion and image-guided strategies in external beam radiotherapy for cervical cancer. Clin Oncol (R Coll Radiol) 2014 ; 26 : 185-196. 122. Kaatee RS, Olofsen MJ, Verstraate MB, Quint S, Heijmen BJ. Detection of organ movement in cervix cancer patients using a fluoroscopic electronic portal imaging device and radiopaque markers. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2002 ; 54 : 576-583. 123. Haie-Meder C, Potter R, Van Limbergen E, Briot E, De Brabandere M, Dimopoulos J, Dumas I, Hellebust TP, Kirisits C, Lang S, Muschitz S, Nevinson J, Nulens A, Petrow P, Wachter-Gerstner N. 220 Recommendations from Gynaecological (GYN) GEC-ESTRO Working Group (I) : concepts and terms in 3D image based 3D treatment planning in cervix cancer brachytherapy with emphasis on MRI assessment of GTV and CTV. Radiother Oncol 2005 ; 74 : 235-245. 124. Potter R, Haie-Meder C, Van Limbergen E, Barillot I, De Brabandere M, Dimopoulos J, Dumas I, Erickson B, Lang S, Nulens A, Petrow P, Rownd J, Kirisits C. Recommendations from gynaecological (GYN) GEC ESTRO working group (II) : concepts and terms in 3D image-based treatment planning in cervix cancer brachytherapy-3D dose volume parameters and aspects of 3D image-based anatomy, radiation physics, radiobiology. Radiother Oncol 2006 ; 78 : 67-77. 125. Pelloski CE, Palmer M, Chronowski GM, Jhingran A, Horton J, Eifel PJ. Comparison between CT-based volumetric calculations and ICRU reference-point estimates of radiation doses delivered to bladder and rectum during intracavitary radiotherapy for cervical cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2005 ; 62 : 131-137. 126. Inn Tan Y, Ai Choo B, Mun Laa K. 2D to 3D evaluation of organs at risk doses in intracavitary brachtherapy for cervical cancer. J Contemp Brachyther 2010 ; 2 : 37-43. 127. Kirisits C, Lang S, Dimopoulos J, Berger D, Georg D, Potter R. The Vienna applicator for combined intracavitary and interstitial brachytherapy of cervical cancer : design, application, treatment planning, and dosimetric results. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2006 ; 65 : 624-630. 128. Kirisits C, Potter R, Lang S, Dimopoulos J, Wachter-Gerstner N, Georg D. Dose and volume parameters for MRI-based treatment planning in intracavitary brachytherapy for cervical cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2005 ; 62 : 901-911. 129. Mazeron R, Gilmore J, Champoudry J, Dumas I, Helou J, Maroun P, Martinetti F, Gerbaulet A, Haie-Meder C. Volumetric evaluation of an alternative bladder point in brachytherapy for locally advanced cervical cancer. Strahlenther Onkol 2014 ; 190 : 41-47. 130. Mazeron R, Kamsu Kom L, Rivin del Campo E, Dumas I, Farha G, Champoudry J, Chargari C, Martinetti F, Lefkopoulos D, Haie-Meder C. Comparison between the ICRU rectal point and modern volumetric parameters in brachytherapy for locally advanced cervical cancer. Cancer Radiother 2014 ; 18 : 177-182. 221 Vinod SK, Caldwell K, Lau A, Fowler AR. A comparison of ICRU point doses and volumetric 131. doses of organs at risk (OARs) in brachytherapy for cervical cancer. J Med Imaging Radiat Oncol 2011 ; 55 : 304-310. 132. Yaparpalvi R, Mutyala S, Gorla GR, Butler J, Mah D, Garg MK, Kalnicki S. Point vs. volumetric bladder and rectal doses in combined intracavitary-interstitial high-dose-rate brachytherapy : correlation and comparison with published Vienna applicator data. Brachytherapy 2008 ; 7 : 336-342. 133. Hunter RD, Wong F, Moore C, Notley HM, Wilkinson J. Bladder base dosage in patients undergoing intracavitary therapy. Radiother Oncol 1986 ; 7 : 189-197. 134. Levitchi M, Charra-Brunaud C, Quetin P, Haie-Meder C, Kerr C, Castelain B, Delannes M, Thomas L, Desandes E, Peiffert D. Impact of dosimetric and clinical parameters on clinical side effects in cervix cancer patients treated with 3D pulse-dose-rate intracavitary brachytherapy. Radiother Oncol 2012 ; 103 : 314-321. 135. Georg P, Boni A, Ghabuous A, Goldner G, Schmid MP, Georg D, Potter R, Dorr W. Time course of late rectal- and urinary bladder side effects after MRI-guided adaptive brachytherapy for cervical cancer. Strahlenther Onkol 2013 ; 189 : 535-540. 136. Georg P, Potter R, Georg D, Lang S, Dimopoulos JC, Sturdza AE, Berger D, Kirisits C, Dorr W. Dose effect relationship for late side effects of the rectum and urinary bladder in magnetic resonance image-guided adaptive cervix cancer brachytherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2012 ; 82 : 653-657. 137. Denis F, Garaud P, Bardet E, Alfonsi M, Sire C, Germain T, Bergerot P, Rhein B, Tortochaux J, Oudinot P, Calais G. Late toxicity results of the GORTEC 94-01 randomized trial comparing radiotherapy with concomitant radiochemotherapy for advanced-stage oropharynx carcinoma : comparison of LENT/SOMA, RTOG/EORTC, and NCI-CTC scoring systems. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2003 ; 55 : 93-98. 138. Ju SG, Huh SJ, Shin JS, Park W, Nam H, Bae S, Oh D, Hong CS, Kim JS, Han Y, Choi DH. Different effects of bladder distention on point A-based and 3D-conformal intracavitary brachytherapy planning for cervical cancer. J Radiat Res 2013 ; 54 : 349-356. 139. Lee LJ, Viswanathan AN. Predictors of toxicity after image-guided high-dose-rate interstitial brachytherapy for gynecologic cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2012 ; 84 : 1192-1197. 222 Liu YJ, Zhu GP, Guan XY. Comparison of the NCI-CTCAE version 4. 0 and version 3. 0 in 140. assessing chemoradiation-induced oral mucositis for locally advanced nasopharyngeal carcinoma. Oral Oncol 2012 ; 48 : 554-559. 141. Kim RY, Shen S, Duan J. Image-based three-dimensional treatment planning of intracavitary brachytherapy for cancer of the cervix : dose-volume histograms of the bladder, rectum, sigmoid colon, and small bowel. Brachytherapy 2007 ; 6 : 187-194. 142. Koom WS, Sohn DK, Kim JY, Kim JW, Shin KH, Yoon SM, Kim DY, Yoon M, Shin D, Park SY, Cho KH. Computed tomography-based high-dose-rate intracavitary brachytherapy for uterine cervical cancer : preliminary demonstration of correlation between dose-volume parameters and rectal mucosal changes observed by flexible sigmoidoscopy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2007 ; 68 : 1446- 1454. 143. Kim TH, Kim JY, Sohn DK, Kim YJ, Lee YS, Moon SH, Kim SS, Kim DY. A prospective observational study with dose volume parameters predicting rectosigmoidoscopic findings and late rectosigmoid bleeding in patients with uterine cervical cancer treated by definitive radiotherapy. Radiat Oncol 2013 ; 8 : 28. 144. Georg P, Kirisits C, Goldner G, Dorr W, Hammer J, Potzi R, Berger D, Dimopoulos J, Georg D, Potter R. Correlation of dose-volume parameters, endoscopic and clinical rectal side effects in cervix cancer patients treated with definitive radiotherapy including MRI-based brachytherapy. Radiother Oncol 2009 ; 91 : 173-180. 145. Tharavichtikul E, Meungwong P, Chitapanarux T, Chakrabandhu S, Klunklin P, Onchan W, Wanwilairat S, Traisathit P, Galalae R, Chitapanarux I. The association of rectal equivalent dose in 2 Gy fractions (EQD2) to late rectal toxicity in locally advanced cervical cancer patients who were evaluated by rectosigmoidoscopy in Faculty of Medicine, Chiang Mai University. Radiat Oncol J 2014 ; 32 : 57-62. 146. Morgia M, Cuartero J, Walsh L, Jezioranski J, Keeler K, Xie J, Massey C, Williamson D, Cho YB, Oh S, Fyles A, Milosevic M. Tumor and normal tissue dosimetry changes during MR-guided pulsed- dose-rate (PDR) brachytherapy for cervical cancer. Radiother Oncol 2013 ; 107 : 46-51. 147. Mazeron R, Champoudry J, Gilmore J, Dumas I, Goulart J, Oberlander AS, Rivin Del Campo E, Diallo I, Lefkopoulos D, Haie-Meder C. Intrafractional organs movement in three-dimensional image- 223 guided adaptive pulsed-dose-rate cervical cancer brachytherapy : Assessment and dosimetric impact. Brachytherapy 2015 ; 14 : 260-266. 148. Fyles A, Keane TJ, Barton M, Simm J. The effect of treatment duration in the local control of cervix cancer. Radiother Oncol 1992 ; 25 : 273-279. 149. Girinsky T, Rey A, Roche B, Haie C, Gerbaulet A, Randrianarivello H, Chassagne D. Overall treatment time in advanced cervical carcinomas : a critical parameter in treatment outcome. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1993 ; 27 : 1051-1056. 150. Petereit DG, Sarkaria JN, Chappell R, Fowler JF, Hartmann TJ, Kinsella TJ, Stitt JA, Thomadsen BR, Buchler DA. The adverse effect of treatment prolongation in cervical carcinoma. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1995 ; 32 : 1301-1307. 151. Eifel PJ, Thames HD. Has the influence of treatment duration on local control of carcinoma of the cervix been defined ? Int J Radiat Oncol Biol Phys 1995 ; 32 : 1527-1529. 152. Mell LK, Schomas DA, Salama JK, Devisetty K, Aydogan B, Miller RC, Jani AB, Kindler HL, Mundt AJ, Roeske JC, Chmura SJ. Association between bone marrow dosimetric parameters and acute hematologic toxicity in anal cancer patients treated with concurrent chemotherapy and intensity-modulated radiotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2008 ; 70 : 1431-1437. 153. Mell LK, Tiryaki H, Ahn KH, Mundt AJ, Roeske JC, Aydogan B. Dosimetric comparison of bone marrow-sparing intensity-modulated radiotherapy versus conventional techniques for treatment of cervical cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2008 ; 71 : 1504-1510. 154. Shaverdian N, Gondi V, Sklenar KL, Dunn EF, Petereit DG, Straub MR, Bradley KA. Effects of treatment duration during concomitant chemoradiation therapy for cervical cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2013 ; 86 : 562-568. 155. Song S, Rudra S, Hasselle MD, Dorn PL, Mell LK, Mundt AJ, Yamada SD, Lee NK, Hasan Y. The effect of treatment time in locally advanced cervical cancer in the era of concurrent chemoradiotherapy. Cancer 2013 ; 119 : 325-331. 156. Mazeron R, Castelnau-Marchand P, Dumas I, Del Campo ER, Kom LK, Martinetti F, Farha G, Tailleur A, Morice P, Chargari C, Lefkopoulos D, Haie-Meder C. Impact of treatment time and dose 224 escalation on local control in locally advanced cervical cancer treated by chemoradiation and image- guided pulsed-dose rate adaptive brachytherapy. Radiother Oncol 2015 ; 114 : 257-263. 157. Lanciano RM, Pajak TF, Martz K, Hanks GE. The influence of treatment time on outcome for squamous cell cancer of the uterine cervix treated with radiation : a patterns-of-care study. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1993 ; 25 : 391-397. 158. Perez CA, Grigsby PW, Castro-Vita H, Lockett MA. Carcinoma of the uterine cervix. I. Impact of prolongation of overall treatment time and timing of brachytherapy on outcome of radiation therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1995 ; 32 : 1275-1288. 159. Chargari C, Magne N, Dumas I, Messai T, Vicenzi L, Gillion N, Morice P, Haie-Meder C. Physics contributions and clinical outcome with 3D-MRI-based pulsed-dose-rate intracavitary brachytherapy in cervical cancer patients. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2009 ; 74 : 133-139. 160. Dimopoulos JC, Potter R, Lang S, Fidarova E, Georg P, Dorr W, Kirisits C. Dose-effect relationship for local control of cervical cancer by magnetic resonance image-guided brachytherapy. Radiother Oncol 2009 ; 93 : 311-315. 161. Anderson C, Lowe G, Wills R, Inchley D, Beenstock V, Bryant L, Chapman C, Hoskin PJ. Critical structure movement in cervix brachytherapy. Radiother Oncol 2013 ; 107 : 39-45. 162. De Leeuw AA, Moerland MA, Nomden C, Tersteeg RH, Roesink JM, Jurgenliemk-Schulz IM. Applicator reconstruction and applicator shifts in 3D MR-based PDR brachytherapy of cervical cancer. Radiother Oncol 2009 ; 93 : 341-346. 163. Hellebust TP, Dale E, Skjonsberg A, Olsen DR. Inter fraction variations in rectum and bladder volumes and dose distributions during high dose rate brachytherapy treatment of the uterine cervix investigated by repetitive CT-examinations. Radiother Oncol 2001 ; 60 : 273-280. 164. Jamema SV, Mahantshetty U, Tanderup K, Malvankar D, Sharma S, Engineer R, Chopra S, Shrivastava SK, Deshpande DD. Inter-application variation of dose and spatial location of D(2cm(3) volumes of OARs during MR image based cervix brachytherapy. Radiother Oncol 2013 ; 107 : 58-62. 165. Lang S, Nesvacil N, Kirisits C, Georg P, Dimopoulos JC, Federico M, Potter R. Uncertainty analysis for 3D image-based cervix cancer brachytherapy by repetitive MR imaging : assessment of 225 DVH-variations between two HDR fractions within one applicator insertion and their clinical relevance. Radiother Oncol 2013 ; 107 : 26-31. 166. Mohamed S, Nielsen SK, Fokdal LU, Pedersen EM, Lindegaard JC, Tanderup K. Feasibility of applying a single treatment plan for both fractions in PDR image guided brachytherapy in cervix cancer. Radiother Oncol 2013 ; 107 : 32-38. 167. Nesvacil N, Tanderup K, Hellebust TP, De Leeuw A, Lang S, Mohamed S, Jamema SV, Anderson C, Potter R, Kirisits C. A multicentre comparison of the dosimetric impact of inter- and intra-fractional anatomical variations in fractionated cervix cancer brachytherapy. Radiother Oncol 2013 ; 107 : 20-25. 168. Simha V, Patel FD, Sharma SC, Rai B, Oinam AS, Krishnatry R, Dhanireddy B. Evaluation of intrafraction motion of the organs at risk in image-based brachytherapy of cervical cancer. Brachytherapy 2014. 169. Nomden CN, de Leeuw AA, Roesink JM, Tersteeg RJ, Westerveld H, Jurgenliemk-Schulz IM. Intra-fraction uncertainties of MRI guided brachytherapy in patients with cervical cancer. Radiother Oncol 2014 ; 112 : 217-220. 170. Sabater S, Sevillano MM, Andres I, Berenguer R, Machin-Hamalainen S, Muller K, Arenas M. Reduction of rectal doses by removal of gas in the rectum during vaginal cuff brachytherapy. Strahlenther Onkol 2013 ; 189 : 951-956. 171. Leblanc E, Bresson L, Narducci F, Nickers P. [How I protect both rectosigmoid and small bowel from radioinduced toxicities during chemoradiation therapy of locally advanced cervix carcinoma]. Gynecol Obstet Fertil 2013 ; 41 : 738-739. 172. de Leeuw H, Moerland MA, van Vulpen M, Seevinck PR, Bakker CJ. A dual-plane co-RASOR technique for accurate and rapid tracking and position verification of an Ir-192 source for single fraction HDR brachytherapy. Phys Med Biol 2013 ; 58 : 7829-7839. 173. Xia J, Waldron T, Kim Y. A real-time applicator position monitoring system for gynecologic intracavitary brachytherapy. Med Phys 2014 ; 41 : 011703. 226 Kirisits C, Rivard MJ, Baltas D, Ballester F, De Brabandere M, van der Laarse R, Niatsetski Y, 174. Papagiannis P, Hellebust TP, Perez-Calatayud J, Tanderup K, Venselaar JL, Siebert FA. Review of clinical brachytherapy uncertainties : Analysis guidelines of GEC-ESTRO and the AAPM. Radiother Oncol 2013. 175. Mazeron R, Dumas I, Rivin E, Martin V, Benhabib-Boukhelif W, Tailleur A, Guemnie-Tafo A, Martinetti F, Chargari C, Lefkopoulos D, Haie-Meder C. D2cm(3)/DICRU ratio as a surrogate of bladder hotspots localizations during image-guided adaptive brachytherapy for cervical cancer : assessment and implications in late urinary morbidity analysis. Brachytherapy 2015 ; 14 : 300-307. 176. Berger D, Dimopoulos J, Georg P, Georg D, Potter R, Kirisits C. Uncertainties in assessment of the vaginal dose for intracavitary brachytherapy of cervical cancer using a tandem-ring applicator. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2007 ; 67 : 1451-1459. 177. Fidarova EF, Berger D, Schussler S, Dimopoulos J, Kirisits C, Georg P, Bachtiary B, Potter R. Dose volume parameter D2cc does not correlate with vaginal side effects in individual patients with cervical cancer treated within a defined treatment protocol with very high brachytherapy doses. Radiother Oncol 2010 ; 97 : 76-79. 178. Rai B, Dhanireddy B, Patel FD, Kumari R, Oinam AS, Simha V, Sharma S. Vaginal dose, toxicity and sexual outcomes in patients of cervical cancer undergoing image based brachytherapy. Asian Pac J Cancer Prev 2014 ; 15 : 3619-3623. 179. Berger D, Fidarova E, Dumas I, Paumier A, Dimopoulos J, Kirisits C, Haie-Meder C, Potter R. Concepts, feasability and results of vaginal dose mappinf for different brachytherapy techniques and dose rates for cervical cancer patients. Radiother Oncol 2009 ; S34-35. 180. Kirchheiner K, Nout RA, Tanderup K, Lindegaard JC, Sturdza A, Georg P, Kirisits C, Dorr W, Potter R, Haie-Meder C. Correlation of dose with vaginal morbidity after MRI-guided brachytherapy for locally advanced cervical cancer. Radiother Oncol 2013 ; 106 : S34. 181. Westerveld H, Potter R, Berger D, Dankulchai P, Dorr W, Sora MC, Potter-Lang S, Kirisits C. Vaginal dose point reporting in cervical cancer patients treated with combined 2D/3D external beam radiotherapy and 2D/3D brachytherapy. Radiother Oncol 2013 ; 107 : 99-105. 227 Viswanathan AN, Dimopoulos J, Kirisits C, Berger D, Potter R. Computed tomography versus 182. magnetic resonance imaging-based contouring in cervical cancer brachytherapy : results of a prospective trial and preliminary guidelines for standardized contours. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2007 ; 68 : 491-498. 183. Nesvacil N, Potter R, Sturdza A, Hegazy N, Federico M, Kirisits C. Adaptive image guided brachytherapy for cervical cancer : a combined MRI-/CT-planning technique with MRI only at first fraction. Radiother Oncol 2013 ; 107 : 75-81. 184. Onal C, Guler OC, Dolek Y, Erbay G. Uterine perforation during 3-dimensional image-guided brachytherapy in patients with cervical cancer : Baskent University experience. Int J Gynecol Cancer 2014 ; 24 : 346-351. 185. van Dyk S, Bernshaw D. Ultrasound-based conformal planning for gynaecological brachytherapy. J Med Imaging Radiat Oncol 2008 ; 52 : 77-84. 186. Mahantshetty U, Khanna N, Swamidas J, Engineer R, Thakur MH, Merchant NH, Deshpande DD, Shrivastava S. Trans-abdominal ultrasound (US) and magnetic resonance imaging (MRI) correlation for conformal intracavitary brachytherapy in carcinoma of the uterine cervix. Radiother Oncol 2012 ; 102 : 130-134. 187. van Dyk S, Kondalsamy-Chennakesavan S, Schneider M, Bernshaw D, Narayan K. Comparison of measurements of the uterus and cervix obtained by magnetic resonance and transabdominal ultrasound imaging to identify the brachytherapy target in patients with cervix cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2014 ; 88 : 860-865. 188. Tharavichitkul E, Tippanya D, Jayavasti R, Chakrabandhu S, Klunklin P, Onchan W, Wanwilairat S, Galalae RM, Chitapanarux I. Two-year results of transabdominal ultrasound-guided brachytherapy for cervical cancer. Brachytherapy 2015 ; 14 : 238-244. 189. Sharma DN, Rath GK, Thulkar S, Kumar S, Subramani V, Julka PK. Use of transrectal ultrasound for high dose rate interstitial brachytherapy for patients of carcinoma of uterine cervix. J Gynecol Oncol 2010 ; 21 : 12-17. 228 Stock RG, Chan K, Terk M, Dewyngaert JK, Stone NN, Dottino P. A new technique for 190. performing Syed-Neblett template interstitial implants for gynecologic malignancies using transrectal-ultrasound guidance. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1997 ; 37 : 819-825. 191. Schmid MP, Potter R, Brader P, Kratochwil A, Goldner G, Kirchheiner K, Sturdza A, Kirisits C. Feasibility of transrectal ultrasonography for assessment of cervical cancer. Strahlenther Onkol 2013 ; 189 : 123-128. 229 230 LISTE DES ARTICLES PUBLIES ISSUS DE LA THESE Désignation Titre Auteurs Référence Page Comparison between the ICRU rectal point and modern volumetric parameters in brachytherapy for locally advanced cervical cancer. Volumetric evaluation of an alternative bladder point in brachytherapy for locally advanced cervical cancer. D2cm/DICRU ratio as a surrogate of bladder hotspots localizations during image-guided adaptive brachytherapy for cervical cancer : assessment and implications in late urinary morbidity analysis. Intrafractional organs movement in three- dimensional image-guided adaptive pulsed-dose-rate cervical cancer brachytherapy : assessment and dosimetric impact. Impact of treatment time and dose escalation on local control in locally advanced cervical cancer treated by chemoradiation and image-guided pulsed- dose rate adaptive brachytherapy. Pulsed-dose rate image-guided adaptive brachytherapy in cervical cancer : Dose-volume effect relationships for the rectum and bladder. Mazeron R, Kamsu Kom L, Rivin del Campo E, et al. Mazeron R, Gilmore J, Champoudry J, et al. Cancer Radiother. 2014 Jun ; 18(3) : 177-82. 62 Strahlenther Onkol. 2014 Jan ; 190(1) : 41-7. 72 Mazeron R, Dumas I, Rivin E, et al. Brachytherapy. 2015 Mar-Apr ; 14(2) : 300-7. 86 Mazeron R, Castelnau- Marchand P, Dumas I, et al. Mazeron R, Dumas I, Rivin E, et al. Mazeron R, Maroun P, Castelnau-Marchand P, et al. Brachytherapy. 2015 Mar-Apr ; 14(2) : 260-6. 102 Radiother Oncol. 2015 Feb ; 114(2) : 257-63. 119 Radiother Oncol. 2015 Aug ; 116(2) : 226-232. 143 Th1 Th2 Th3 Th4 Th5 Th6 231 232 233 Relations dose-volume effets dans les cancers du col utérin traités par curiethérapie adaptative guidée par l'imagerie 3D Mots clés : histogramme dose-volume, curiethérapie adaptative guidée par l'image, cancer du col utérin, morbidité, contrôle local, paramètre dosimétrique Objectifs : Etablir des corrélations dose-volume effets entre les paramètres dosimétriques proposés par le GEC- ESTRO et la probabilité de survenue d'événements tels que le contrôle tumoral ou une toxicité radio-induite. Matériel et méthodes : Les données cliniques et dosimétriques de cohortes de patientes traitées à Gustave Roussy et dans différents centres ont été confrontées. Dans un premier temps les paramètres dosimétriques de la curiethérapie 3D ont été comparés à ceux de la curiethérapie classique. Dans un second temps, la topographie des zones les plus exposées des organes à risque, ainsi que l'impact des mouvements de la vessie, du rectum, et du colon sigmoïde sur l'évaluation de la dose délivrée, ont été étudiés. Enfin, des analyses dose-volume effets ont été réalisées. Résultats : Les valeurs des paramètres dosimétriques volumétriques (D2cm3) de la vessie et du rectum se sont révélées faiblement corrélées et significativement supérieures aux doses évaluées aux points de l'ICRU ou à un point vésical alternatif. Les zones les plus exposées de la vessie et du rectum sont apparues situées au-dessus des points de l'ICRU. Les mouvements des organes autour de l'implant pendant la délivrance du traitement sont apparus marginaux pour la vessie et sigmoïde, en dehors de variations individuelles. En revanche, la dose délivrée au rectum étaient en moyenne plus élevée que le dose planifiée. Les analyses dose-volume effets ont montré des corrélations significatives entre D0. 1cm3 et D2cm3 et la probabilité de survenue d'une morbidité tardive urinaire ou rectale. De la même manière, des corrélations significatives ont été établies entre la D90 des CTV à haut risque et à risque intermédiaire et la probabilité d'obtention du contrôle local. Divers caractéristiques tumorales (largeur au diagnostic, volume du CTV-HR, stade FIGO), impactent ces relations, de même que l'étalement total du traitement. Conclusion : Des corrélations dose-volume effets ont été établies entre les paramètres dosimétriques modernes et la probabilité d'obtenir le contrôle local ou d'entraner une morbidité tardive. En ce qui concerne le contrôle tumoral, les objectifs de prescription doivent être personnalisés en fonction de critères carcinologiques. Pour les organes à risque, de contraintes de dose basées sur l'expérience de la curiethérapie 3D peuvent être établies, mais doivent être affinées dans de futures études en fonction de cofacteurs tels que les comorbidités. Les points gardent un intérêt en recherche clinique, pour l'étude de la morbidité vésicale ou vaginale. Dose-volume effects relationships in cervix cancer patients treated with image-guided adaptive brachytherapy Keywords : DVH, image-guided adaptive brachytherapy, Cervix cancer, morbidity, local control, dosimetric parameter Objectives : To establish dose-volume effects correlations between the volumetric dosimetric parameters proposed by the GEC-ESTRO and the probability of occurrence of events such as tumor control or radiation-induced toxicities. Methods : Clinical and dosimetric data of patients treated at Gustave Roussy and in different centers have been reviewed. At first step, dosimetric parameters of image-guided brachytherapy were compared with those of conventional brachytherapy. Secondly, the topography of the most exposed areas of the organs at risk, and the impact of the movements of the bladder, rectum, and sigmoid colon on the assessment of the delivered dose, were studied. Finally, analyzes dose-volume effects were performed. Results : The values of volumetric dosimetric parameters (D2cm3) of the bladder and rectum appeared weakly correlated and significantly higher than the doses evaluated at ICRU points of bladder and rectum , an even at an alternative bladder point. The most exposed areas of the bladder and rectum appeared located above the points of the ICRU. The movements of the organs around the implant during the delivery of the treatment appeared marginal for the bladder and sigmoid, apart from individual variations. However, the mean delivered dose to the rectum was higher than the planned dose. Dose-volume effects correlations showed significant correlations between D0. 1cm3 and D2cm3 and the probability of occurrence of urinary or rectal late morbidity. Similarly, significant correlations have been established between the D90 of the high risk, intermediate risk-CTV and the probability of achieving local control. Various tumor characteristics (width, HR-CTV volume, FIGO stage) impact these relationships, as well as the treatment time. Conclusion : Dose-volume effects correlations have been established between modern dosimetric parameters and the probability of achieving local control or cause late morbidity. Regarding tumor control, prescription aims must be adapted according to oncologic criteria. For organs at risk, new dose constraints based on 3D brachytherapy experience can be established but should be refined in future studies based on cofactors such as comorbidities. Dosimetric points retain an interest in clinical research for the study of bladder or vaginal morbidity. Université Paris-Saclay Espace Technologique / Immeuble Discovery Route de l'Orme aux Merisiers RD 128 / 91190 Saint-Aubin, France Université Paris-Saclay Espace Technologique / Immeuble Discovery Route de l'Orme aux Merisiers RD 128 / 91190 Saint-Aubin, France | HAL | Scientific |
Place du G. 5668 dans le traitement des comas barbituriques avec dépression respiratoire | WMT16 | Scientific |
La posologie recommandée pour Myozyme est de 20 mg/ kg de poids corporel administrés toutes les 2 semaines par perfusion intraveineuse. | EMEA_V3 | Medicinal |
CONTRIBUTION 'A LA D'ETERMINATION DE BASES PURIQUES | WMT16 | Scientific |
Syndromes de Korsakoff post-encéphalitiques | WMT16 | Scientific |
Subsets and Splits
No community queries yet
The top public SQL queries from the community will appear here once available.