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Offres de stage

Stage de 6 mois : Caractérisation et modélisation du comportement mécanique du complexe muscle-tendon.

Description

Le complexe muscle-tendon joue un rôle essentiel afin d’assurer une bonne mobilité au système musculo-squelettique par le biais d’interactions dynamiques entre ses différentes structures multi-échelles, anisotropes et hétérogènes. L’importance particulière de la structure musculo-tendineuse repose sur sa capacité à stocker l’énergie lorsqu’elle est déformée par une charge mécanique et ce grâce à des caractéristiques spécifiques de structure, de composition et de propriétés biomécaniques à différentes échelles. Malgré sa grande capacité fonctionnelle, le complexe muscle-tendon est un site fréquent de blessure en raison de la surcharge physique, de dégénérescence tissulaire chez les personnes âgées dues à certaines pathologies neuromusculaires, et de traumatismes du système nerveux central tel que l’accident vasculaire cérébral.

Objectifs

Dans ce projet, nous souhaitons étendre une étude préliminaire sur la caractérisation mécanique du complexe muscle-tendon avec une attention particulière sur la jonction myo-tendineuse pour mieux comprendre les mécanismes responsables de l’efficacité mécanique et de la dégradation de cette zone intermédiaire entre le muscle et le tendon. Afin de quantifier ses propriétés mécaniques, une démarche équilibrée mêlant de la modélisation, de la simulation numérique, des mesures mécaniques, et l’identification de propriétés mécaniques pourra adopter.
Les travaux spécifiques du stagiaire consistent à (1) effectuer une recherche bibliographique approfondie sur le sujet, (2) développer de stratégies de modélisation du comportement mécanique visco-hyperélastique en considérant la nature complexe et multi-échelles du tissu, (3) identifier et évaluer les caractéristiques mécaniques au sein de tissus sains et pathologiques, et (4) la validation expérimentale via des méthodes de caractérisation mécanique.

Profil

Le ou la candidat(e) doit avoir de solides connaissances dans la modélisation du comportement mécanique non linéaire des matériaux biologiques et il (ou elle) devra avoir une bonne expérience en modélisation numérique par la méthode aux éléments finis. Un goût pour l’expérimentation (essais de caractérisation mécanique) est souhaitable. Début du stage envisagé entre début et mi-Mars 2023.

Éléments à fournir

Merci d’envoyer un CV, une lettre de motivation et vos résultats universitaires (équivalent au niveau Master) aux contacts mentionnées ci-dessous :

Article dans des revues internationales à comité de lecture

Publications 2023

  1. Bayle N, Lempereur M, Hutin E, Motavasseli D, Remy-Neris, O, Gracies JM, Cornec G. Comparaison of various smoothness metrics for upper limb movements in middle-aged healthy subjects. Sensors. Doi: 10.3390/s23031158.
  2. Bouzid Rekik S, Gassara S, Bouaziz A, Baklouti S, Deratani A. Performance enhancement of kaolin/chitosan composite-based membranes by cross-linking with sodium tripolyphosphate: preparation and characterization. Membranes. Doi: 10.3390/membranes13020229.
  3. Birnbaum S, Sharshar T, Ropers J, Portero P, Hogrel JY. Neuromuscular fatigue in autoimmune myasthenia gravis: a cross-sectional study using surface electromyography. Clin Neurophysiol. Doi: 10.1016/j.neucli.2023.102844
  4. Bouzid Rekik S, Gassara S, Bouaziz A, Deratani A, Baklouti S. Fabrication, characterization and permeation studies of ionically crosslinked chitosan/kaolin composite membrane. Periodica Polytech., Chem. Eng. Doi:10.3311/PPch.21253
  5. Bouzid Rekik S, Gassara S, Deratani A. Green Fabrication of Sustainable Porous Chitosan/Kaolin Composite Membranes Using Polyethylene Glycol as a Porogen: Membrane Morphology and Properties. Membranes. Doi: 10.3390/membranes13040378.

Publications 2022

  1. Simon C, Zidi M. Regional variation in the mechanical properties of the skeletal muscle. J Mech Behav Biomed Mater. Doi: 10.1016/j.jmbbm.2022.105521
  2. Guihard M, Gracies JM, Baude M. Three-Dimensional Quantification of Facial Morphology and Movements Using a Wearable Helmet. Biomed Res Int. Doi:10.1155/2022/2774713.
  3. Pradines M, Ghédira M, Bignami B, Vielotte J, Bayle N, Marciniak C, Burke D, Hutin E, Gracies JM. Do Muscle Changes Contribute to the Neurological Disorder in Spastic Paresis? Doi:10.3389/fneur.2022.817229.
  4. Jamin P, Duret C, Hutin E, Bayle N, Koeppel T, Gracies JM, Pila O. Using Robot-Based Variables during Upper Limb Robot-Assisted Training in Subacute Stroke Patients to Quantify Treatment Dose. Sensors (Basel). Doi:10.3390/s22082989.
  5. Boulay C, Sangeux M, Authier G, Jacquemier M, Merlo A, Chabrol B, Jouve JL, Gracies JM, Pesenti S. Reduced plantar-flexors extensibility but improved selective motor control associated with age in young children with unilateral cerebral palsy and equinovalgus gait. J Electromyogr Kinesiol. Doi:10.1016/j.jelekin.2022.102665.
  6. Ghédira M, Pradines M, Mardale V, Gracies JM, Bayle N, Hutin E. Quantified clinical measures linked to ambulation speed in hemiparesis. Top Stroke Rehabil. Doi:10.1080/10749357.2021.1943799.
  7. Bellicha A,Giroux C, Ciangura C, Menoux D, Thoumie P, Oppert JM, Portero P. Vertical jump on a force plate for assessing muscle strength and power in women with severe obesity: reliability, validity and relations with body composition. J Strength Cond Res. Doi: 10.1519/JSC.0000000000003432.
  8. Alami S, Roren A, Hervouet L, Azouvi P, Desjeux D, Gracies JM, Lefèvre-Colau MM, Poiraudeau S, Sanchez K, Rannou F, Nguyen C. Challenges and opportunities for implementing research and science in physical and rehabilitation medicine. Ann Phys Rehabil Med. Doi: 10.1016/j.rehab.2022.101701.

Publications 2021

  1. Farid L, Jacobs D, Do Santos J, Simon O, Gracies JM, Hutin E. FeetMe® Monitor-connected insoles are a valid and reliable alternative for the evaluation of gait speed after stroke. Top Stroke Rehabil. Doi: 10.1080/10749357.2020.1792717.
  2. Jacobs D, Farid L, Ferré S, Herraez K, Gracies JM, Hutin E. Evaluation of the Validity and Reliability of Connected Insoles to Measure Gait Parameters in Healthy Adults. Sensors (Basel). Doi: 10.3390/s21196543.
  3. Gracies JM, Francisco GE, Jech R, Khatkova S, Rios CD, Maisonobe P. Guided Self-rehabilitation Contracts Combined With Abobotulinum toxin A in Adults With Spastic Paresis. J Neurol Phys Ther. Doi: 10.1097/NPT.0000000000000359.
  4. Esquenazi A, Brashear A, Deltombe T, Rudzinska-Bar M, Krawczyk M, Skoromets A, O’Dell MW, Grandoulier AS, Vilain C, Picaut P, Gracies JM. The Effect of Repeated abobotulinumtoxinA (Dysport®) Injections on Walking Velocity in Persons with Spastic Hemiparesis Caused by Stroke or Traumatic Brain Injury. PM R. Doi: 10.1002/pmrj.12459.
  5. Ghédira M, Albertsen IM, Mardale V, Loche CM, Vinti M, Gracies JM, Bayle N, Hutin E. Agonist and antagonist activation at the ankle monitored along the swing phase in hemiparetic gait. Doi: 10.1016/j.clinbiomech.2021.105459.
  6. Birnbaum S, Bachasson D, Sharshar T, Porcher R, Hogrel JY, Portero P. Free-living physical activity and sedentary behaviour in auto-immune myasthenia gravis: a cross-sectional study. J Neuromuscul Dis. Doi: 10.3233/JND-210637.
  7. Birnbaum S, Porcher R, Portero P, Clair B, Demeret S, Eymard B, Gargiulo M, Louët E, Berrih-Aknin S, Le Panse R, Grimaldi L, Hogrel JY, Sharshar T and the MGEX Study Group. A home-based exercise program compared to usual care in stable, generalized auto-immune myasthenia gravis: results of a randomized, controlled trial (MGEX). Neuromuscular Disord. Doi: 10.1016/j.nmd.2021.05.002.
  8. Jacobs D, Farid L, Ferré S, Herraez K, Gracies JM, Hutin E. Evaluation of the Validity and Reliability of Connected Insoles to Measure Gait Parameters in Healthy Adults. Sensors (Basel). Doi: 10.3390/s21196543.
  9. Gracies JM, Francisco GE, Jech R, Khatkova S, Rios CD, Maisonobe P; ENGAGE Study Group. Guided Self-rehabilitation Contracts Combined With AbobotulinumtoxinA in Adults With Spastic Paresis. J Neurol Phys Ther. Doi: 10.1097/NPT.0000000000000359.
  10. Piquet V, Luczak C, Seiler F, Monaury J, Martini A, Ward AB, Gracies JM, Motavasseli D; Covid Rehabilitation Study Group. Do Patients With COVID-19 Benefit from Rehabilitation? Functional Outcomes of the First 100 Patients in a COVID-19 Rehabilitation Unit. Arch Phys Med Rehabil. Doi: 10.1016/j.apmr.2021.01.069.
  11. Esquenazi A, Brashear A, Deltombe T, Rudzinska-Bar M, Krawczyk M, Skoromets A, O’Dell MW, Grandoulier AS, Vilain C, Picaut P, Gracies JM. The Effect of Repeated abobotulinumtoxinA (Dysport®) Injections on Walking Velocity in Persons with Spastic Hemiparesis Caused by Stroke or Traumatic Brain Injury.Doi: 10.1002/pmrj.12459.

Publications 2020

  1. Jalal N, Gracies JM, Zidi M. Mechanical and microstructural changes of skeletal muscle following immobilization and/or stroke. Biomech Model Mechanobiol. Doi: 10.1007/s10237-019-01196-4.
  2. Bellicha A, Coupaye M, Hocquaux L, Speter F, Oppert JM, Poitou C. Increasing physical activity in adult women with Prader-Willi syndrome: a transferability stud. J Appl Res Intellect Disabli. Doi: 10.1111/jar.12669.
  3. Gracies JM, Jech R, Valkovic P, Marque P, Vecchio M, Denes Z, Vilain C, Delafont B, Picaut P. When can maximal efficacy occur with repeat botulinum toxin injection in upper limb spastic paresis? Brain Commun. Doi: 10.1093/braincomms/fcaa201.
  4. Portero P, Dogadov A, Servière C, Quaine F. Surface electromyography in physiotherapist educational program in France: Enhancing learning sEMG in stretching practice. Front Neurol 2020. Doi: 10.3389/fneur.2020.584304.
  5. Gracies JM, Jech R, Valkovic P, Marque P, Vecchio M, Denes Z, Vilain C, Delafont B, Picaut P. When can maximal efficacy occur with repeat botulinum toxin injection in upper limb spastic paresis? Brain Commun. Doi: 10.1093/braincomms/fcaa201.
  6. Emsen B, Villafane G, David JP, Evangelista E, Chalaye J, Lerman L, Authier FJ, Gracies JM, Itti E. Clinical impact of dual-tracer FDOPA and FDG PET/CT for the evaluation of patients with parkinsonian syndromes. Medicine (Baltimore). Doi: 10.1097/MD.0000000000023060.
  7. Esquenazi A, Delgado MR, Hauser RA, Picaut P, Foster K, Lysandropoulos A, Gracies JM. Duration of Symptom Relief Between Injections for AbobotulinumtoxinA (Dysport®) in Spastic Paresis and Cervical Dystonia: Comparison of Evidence From Clinical Studies. Front Neurol. Doi: 10.3389/fneur.2020.576117.
  8. Bayle N, Maisonobe P, Raymond R, Balcaitiene J, Gracies JM. Composite active range of motion (CXA) and relationship with active function in upper and lower limb spastic paresis. Clin Rehabil. Doi: 10.1177/0269215520911970.
  9. Esquenazi A, Stoquart G, Hedera P, Jacinto LJ, Dimanico U, Constant-Boyer F, Brashear A, Grandoulier AS, Vilain C, Picaut P, Gracies JM. Efficacy and Safety of AbobotulinumtoxinA for the Treatment of Hemiparesis in Adults with Lower Limb Spasticity Previously Treated With Other Botulinum Toxins: A Secondary Analysis of a Randomized Controlled Trial. Doi: 10.1002/pmrj.12348. Epub 2020 Mar 27.

Publications 2019

  1. Jalal N, Zidi M. Influence of experimental conditions on visco-hyperelastic properties of skeletal muscle tissue using Box-Behnken design. J Biomech. Doi: 10.1016/j.jbiomech.2019.01.020.1. 
  2. Gracies JM, Pradines M, Ghédira M, Loche CM, Mardale V, Hennegrave C, Gault-Colas C, Audureau E, Hutin E, Baude M, Bayle N; Neurorestore Study Group. Guided Self-rehabilitation Contract vs conventional therapy in chronic stroke-induced hemiparesis: NEURORESTORE, a multicenter randomized controlled trial. BMC Neurol. Doi: 10.1186/s12883-019-1257-y.
  3. Marais L, Pernot M, Khettab H, Tanter M, Messas E, Zidi M, Laurent S, Boutouyrie P. Arterial Stiffness Assessment by Shear Wave Elastography and Ultrafast Pulse Wave Imaging: Comparison with Reference Techniques in Normotensives and Hypertensives. Ultrasound in Medicine and Biology. Doi: 10.1016/j.ultrasmedbio.2018.10.032.
  4. Pradines M, Ghedira M, Portero R, Masson I, Marciniak C, Hicklin D, Hutin E, Portero P, Gracies JM, Bayle N. Ultrasound Structural Changes in Triceps Surae After a 1-Year Daily Self-stretch Program: A Prospective Randomized Controlled Trial in Chronic Hemiparesis. Neurorehabil Neural Repair. Doi: 10.1177/1545968319829455.
  5. McAllister PJ, Khatkova SE, Faux SG, Picaut P, Raymond R, Gracies JM. Effects on walking of simultaneous upper/lower limb abobotulinumtoxina injections in patients with stroke or brain injury with spastic hemiparesis. J Rehabil Med. Doi: 10.2340/16501977-2604.
  6. McAllister PJ, Khatkova SE, Faux SG, Picaut P, Raymond R, Gracies JM. Effects on walking of simultaneous upper/lower limb abobotulinumtoxina injections in patients with stroke or brain injury with spastic hemiparesis. J Rehabil Med. Doi: 10.2340/16501977-2604.
  7. Bellicha A, Ciangura C, Roda C, Torcivia A, Portero P, Oppert JM. Changes in Cardiorespiratory Fitness After Gasttric Bypass: Relations with Accelerometry-Assessed Physical Activity. Obes Surg., vol 29(9):2936-2941. Doi: 10.1007/s11695-019-03932-2.
  8. Taoum A, Sadqi R, Zidi M, D’Anglemont de Tassigny A, Ngote N, Megdiche K. On the Use of Anatomage Table as Diagnostic Tool. International Journal of Biology and Biomedical Engineering.
  9. Forman CR, Svane C, Kruuse C, Gracies JM, Nielsen JB, Lorentzen J. Sustained involuntary muscle activity in cerebral palsy and stroke: same symptom, diverse mechanisms. Brain Commun. Doi: 10.1093/braincomms/fcz037.
  10. McAllister PJ, Khatkova SE, Faux SG, Picaut P, Raymond R, Gracies JM. Effects on walking of simultaneous upper/lower limb abobotulinumtoxina injections in patients with stroke or brain injury with spastic hemiparesis. J Rehabil Med. Doi: 10.2340/16501977-2604.

Publications 2018

  1. M. Zidi, E. Allaire, Yohanes Tjandrawidjaja. Loss of anisotropic properties in abdominal aorta aneurysm obtained from xenograft rat model. Biomed Mater Eng. Doi: 10.1016/j.jbiomech.2020.109819.
  2. Birnbaum S, Hogrel JY, Porcher R, Portero P, Clair B, Eymard B, Demeret S, Bassez G, Gargiulo M, Louët E, Berrih-Aknin S, Jobic A, Aegerter P, Thoumie P, Sharshar T, MGEX Study Group. The benefits and tolerance of exercise in myasthenia gravis (MGEX): study protocol for a randomised controlled trial. Trials. Doi: 10.1186/s13063-017-2433-2.
  3. Jalal N., Zidi M. Effect of cryopreservation at -80°C on visco-hyperelastic properties of skeletal muscle tissue. J Mech Behav Biomed Mater. Doi: 10.1016/j.jmbbm.2017.10.006.
  4. Lorentzen J, Pradines M, Gracies JM, Bo Nielsen J. On Denny-Brown’s ‘spastic dystonia’ – What is it and what causes it? Clin Neurophysiol. Doi: 10.1016/j.clinph.2017.10.023
  5. Mardale V, Hutin E, Guihard M, Gault-Colas C, Bayle N, Gracies JM. Approche neurorééducative des tremblements. Evaluation clinique, traitements (2e partie). Kinésithér Scient.
  6. O’Dell MW, Brashear A, Jech R, Lejeune T, Marque P, Bensmail D, Ayyoub Z, Simpson DM, Volteau M, Vilain C, Picaut P, Gracies JM. Dose-Dependent Effects of AbobotulinumtoxinA (Dysport) on Spasticity and Active Movements in Adults With Upper Limb Spasticity: Secondary Analysis of a Phase 3 Study. PM&R. Doi: 10.1016/j.pmrj.2017.06.008
  7. Giroux C., Roduit B., Rodriguez-Faces J., Duchateau J., Maffiuletti N.A., Place N. Short vs. long pulses for testing knee extensor neuromuscular properties: does it matter? Eur J Appl Physiol. Doi: 10.1007/s00421-017-3778-7
  8. Gracies JM, O’Dell M, Vecchio M, Hedera P, Kocer S, Rudzinska-Bar M, Rubin B, Timerbaeva SL, Lusakowska A, Boyer FC, Grandoulier AS, Vilain C, Picaut P. AbobotulinumtoxinA Adult Upper Limb Spasticity. International Study Group: Effects of repeated abobotulinumtoxinA injections in upper limb spasticity. Muscle Nerve. Doi: org/10.1002/mus.25721
  9. Vinti M, Gracies JM, Gazzoni M, Vieira T. Localised sampling of myoelectric activity may provide biased estimates of cocontraction for gastrocnemius though not for soleus and tibialis anterior muscles. J Electromyogr Kinesiol. Doi: 10.1016/j.jelekin.2017.11.003
  10. Hutin E, Ghédira M, Loche CM, Mardale V, Hennegrave C, Gracies JM, Bayle N. Intra- and inter-rater reliability of the 10-meter ambulation test in hemiparesis is better barefoot at maximal speed. Topics in Stroke Rehabilitation. Doi: 10.1080/10749357.2018.1460932
  11. Pila O, Duret C, Gracies JM, Francisco GE, Bayle N, Hutin E. Evolution of upper limb kinematics four years after subacute robot-assisted rehabilitation in stroke patients. Int J of Neurosci. Doi: 10.1080/00207454.2018.1461626.
  12. Safi K, Mohammed S, Attal F, Amirat Y, Oukhellou L, Khalil M, Gracies JM, Hutin E. Automatic Segmentation of Stabilometric Signals using Hidden Markov Model Regression. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. Doi: 10.1109/TASE.2016.2637165
  13. Vinti M, Bayle N, Merlo A, Authier G, Pesenti S, Jouve JL, Chabrol B, Gracies JM, Boulay C. Muscle Shortening and Spastic Cocontraction in Gastrocnemius Medialis and Peroneus Longus in Very Young Hemiparetic Children. BioMed Research International. Doi: org/10.1155/2018/2328601
  14. Zidi M., Allaire E. Mechanical properties change in the rat xenograft model treated by mesenchymal cells cultured in an hyaluronic acid-based hydrogel. J Mech Med Biol. Doi: org/10.1142/S0219519418500471
  15. Pradines M, Baude M, Marciniak C, Francisco G, Gracies JM, Hutin E, Bayle N. Effect on passive range of motion and functional correlates following a long-term lower limb self-stretch program in patients with chronic spastic paresis. PM&R. Doi: org/10.1016/j.pmrj.2018.02.013
  16. Bellicha A, Ciangura C, Poitou C, Portero P, Oppert JM. Effectiveness of exercise training after bariatric surgery – A systematic literature review and meta-analysis. Clin Obes. Doi: 10.1111/obr.12740.
  17. Birnbaum S, Sharshar T, Eymard B, Theaudin M, Portero P, Hogrel JY. Marathons and Myasthenia Gravis: a case report. BMC Neurol. Doi: 10.1186/s12883-018-1150-0.
  18. Baude M, Nielsen JB, Gracies JM. The neurophysiology of deforming spastic paresis: A revised taxonomy. Ann Phys Rehabil Med. Doi: 10.1016/j.rehab.2018.10.004.
  19. Lee JM, Gracies JM, Park SB, Lee KH, Lee JY, Shin JH. Botulinum Toxin Injections and Electrical Stimulation for Spastic Paresis Improve Active Hand Function Following Stroke. Toxins (Basel). Doi: 10.3390/toxins10110426.

Ouvrage ou chapitre d’ouvrage

  1. P. Portero, A. Dogadov, C. Servière, F. Quaine. Surface electromyography in physiotherapist educational program in France: Enhancing learning sEMG in stretching practice. In: R Merletti, C Disselhorst-Klug, W Zev Rymer, I Campanini (Eds), Surface Electromyography: Barriers Limiting Widespread use of sEMG in Clinical Assessment and Neurorehabilitation. Frontiers eBook, pp. 38-42, 2021.
  2. JP. Regnaux, P. Portero, P. Wolkenstein, JL. Dubois-Randé. L’Université Paris-Est Créteil et sa faculté de santé : un ancrage territorial. In : P Lenesley, S Le Bouler (Eds), Etudes de santé. Le temps des réformes. Presses Universitaires François-Rabelais, Tours, pp. 406-410, 2021
  3. P. Portero. Haute Autorité de Santé. Réponses rapides dans le cadre du COVID-19 – Mesures et précautions essentielles pour le Masseur-Kinésithérapeute auprès des patients à domicile. pp. 1-9, 2020.
  4. P. Portero. Principes fondamentaux de l’entraînement de la force. In : Rivière D (Ed), Médecine du sport pour le praticien. 6ème édition, Elsevier Masson, Paris, pp. 95-101. 2020.
  5. S. Bouzid Rekik. Structure, propriétés et applications bio-industrielles des argiles. Éditions Lavoisier, Matières premières cosmétiques : Actifs naturels,121-131. 2020.

Maud Pradines

  Thèse soutenue le 20/12/2018

 

Les travaux de recherche de Maud Pradines portent sur la caractérisation clinique, biomécanique et neurophysiologique des effets de l’auto-étirement dans la parésie spastique chez des cohortes de patients.

Trois principaux facteurs interfèrent dans la physiopathologie de la parésie spastique : parésie, hyperactivité musculaire et rétraction des tissus mous. Ces facteurs conduisent certains patients à des situations de déformation d’une ou plusieurs parties de membre. Après avoir établi une revue de la littérature au regard des différentes méthodes médicales et rééducatives utilisés aujourd’hui pour traiter l’apparition et/ou l’aggravation des rétractions chez ces patients, le premier objectif de cette thèse est d’étudier l’efficacité d’une méthode de rééducation spécifique basée sur le concept de Contrats d’Auto-rééducation Guidée d’un point de vue clinique puis biomécanique. Un troisième objectif vise d’une part à déterminer l’effet de l’étirement à moyen terme sur la dystonie spastique, dans le cadre des contrats précédemment évoquées, et la caractérisation de la dystonie spastique elle-même, chez une population de patients atteints d’hémiparésie chronique.

Mouna Ghédira

 Thèse soutenue le 12/12/2018

 

La thèse de Mouna Ghédira consiste en la caractérisation neuromécanique de la coordination musculaire agoniste-antagoniste aux membres inférieurs pendant la marche dans l’hémiparésie chronique.

La parésie spastique est le trouble moteur le plus fréquent après une lésion cérébrale acquise telle qu’un accident vasculaire cérébral. Elle résulte d’une lésion de la voie pyramidale du système nerveux central. De nombreux patients peuvent récupérer une capacité de déambulation, mais le plus souvent avec des déficits cinématiques et dynamiques articulaires. Trois principaux mécanismes physiopathologiques sont responsables des ces déficits. Premièrement, la parésie, qui est la diminution quantitative du recrutement volontaire d’unités motrices du muscle agoniste. Deuxièmement, la rétraction des tissus mous, consécutive à l’immobilisation relative des segments corporels, qui entraîne un raccourcissement « adaptatif » des tissus mous (e.g. les muscles), avec une diminution des amplitudes articulaires passives. Enfin, l’hyperactivité musculaire (y compris la spasticité et la dystonie spastique) qui inclut en particulier la cocontraction antagoniste, c’est à dire le recrutement inapproprié de l’antagoniste lors d’une commande descendante vers l’agoniste. Ces mécanismes sont responsables des troubles fonctionnels du mouvement. Ils s’auto-entretiennent ce qui conduit à deux cercles vicieux : Parésie-Sous-utilisation-Parésie et Rétraction-Hyperactivité-Rétraction. Cette thèse porte sur la caractérisation neuromécanique du couplage recrutement agoniste-cocontraction spastique et de son impact sur les performances de marche dans l’hémiparésie chronique au cours des traitements neurorééducatifs. Elle s’articule autour de trois axes basés sur des explorations biomécaniques et neurophysiologiques de la marche. Le premier axe vise à mesurer l’impact de la parésie agoniste et des différentes formes de résistance antagoniste sur la vitesse de déambulation. Ce travail consiste à explorer les corrélations entre les mécanismes neuromusculaires affectant les principaux muscles antagonistes et les performances fonctionnelles. Le deuxième axe s’intéresse à l’impact fonctionnel de le recrutement agoniste et la cocontraction spastique au membre inférieur dans l’hémiparésie chronique. Une méthode d’analyse quantifiée bilatérale des coefficients de recrutement agoniste et de cocontraction spastique à la cheville pendant la marche sera conçue pour permettre d’identifier la part de responsabilité de chacun dans la dégradation de la marche. Enfin, le troisième axe porte sur la mesure des effets sur le couplage recrutement agoniste-cocontraction spastique pendant la marche dans l’hémiparésie spastique de la stimulation électrique fonctionnelle du muscle agoniste.

Simone Birnbaum

 Thèse soutenue le 7/12/2018

 

La thèse de Simone Birnbaum porte sur la pathophysiologie de patients atteints de myasthénie et sur le retentissement de l’activité physique sur la vie quotidienne et la réponse à un entraînement aérobie adapté.

L’inactivité physique est considérée comme le 4ème facteur de risque de décès dans le monde. Aujourd’hui un défi de santé publique est d’augmenter l’activité physique (AP) des citoyens. Cependant, l’augmentation du volume et de l’intensité de l’AP peut être impossible ou déconseillé dans certaines populations. La myasthénie auto-immune (MG) est une maladie rare dans laquelle un dysfonctionnement de la jonction neuromusculaire provoque une faiblesse et une fatigue. Les symptômes peuvent entraîner une déficience fonctionnelle et une activité réduite, menant à un déconditionnement secondaire. Le présent travail a étudié les symptômes cliniques, la qualité de vie et l’activité physique dans une cohorte de sujets atteints de MG. Les données présentées ici montrent que certaines personnes mènent un mode de vie sédentaire mais d’autres participent à des exercices réguliers et de haute intensité. La qualité de vie a été étudiée en lien avec la pratique d’une activité physique quotidienne et également avec l’ajout d’un programme d’exercice structuré au sein d’un essai clinique randomisé. Autres caractéristiques tels que la capacité de marche et la force ont été également étudiées en lien avec l’activité physique.

Alice Bellicha

 Thèse soutenue le 5/12/2018

 

La thèse d’Alice Bellicha porte sur le phénotypage de l’activité physique et l’analyse du mouvement dans les pathologies cardiométaboliques.

 

L’activité physique (AP) est un élément essentiel de la prise en charge des patients présentant des pathologies cardiométaboliques, comme les patients obèses, y compris dans des situations spécifiques comme celle de la chirurgie bariatrique ou des obésités rares. La conception et l’évaluation d’interventions d’AP spécifiquement adaptées à ces patients impliquent de mesurer avec précision l’AP habituelle et les différentes dimensions de la capacité physique. Notre premier objectif était d’évaluer l’efficacité de programmes d’AP dans le contexte de la chirurgie bariatrique et dans celui des obésités rares (syndrome de Prader-Willi). Notre deuxième objectif consistait, d’une part, à identifier des méthodes de mesure de l’AP et des capacités cardiorespiratoire et musculaire pouvant être utilisées chez des patients obèses et, d’autre part, à décrire avec ces méthodes l’AP habituelle et les différentes dimensions de la capacité cardiorespiratoire et de la fonction musculaire (force et puissance musculaires, stabilité posturale et dynamique). Nos résultats ont montré la faisabilité et l’efficacité de programmes d’entraînement structurés réalisés après une chirurgie bariatrique ou chez des patients présentant un syndrome de Prader-Willi. Les données objectives d’AP recueillies chez ces patients ont mis en évidence des profils d’AP sporadiques très éloignés des recommandations actuelles d’AP pour les patients obèses. Par ailleurs, nos travaux ont permis d’identifier plusieurs méthodes d’évaluation de la fonction musculaire adaptées aux patients obèses. Les données recueillies avec ces différentes méthodes chez des patients candidats à la chirurgie bariatrique ont montré une diminution de la puissance musculaire, de la stabilité dynamique et posturale et de la distance parcourue en 6 minutes avec l’augmentation de la corpulence. Cependant, indépendamment de l’âge et de l’IMC, la capacité cardiorespiratoire et la force musculaire étaient associées à une augmentation de la stabilité dynamique et de la distance parcourue en 6 minutes, suggérant l’importance de ces deux dimensions dans le maintien de la capacité physique fonctionnelle chez des patients sévèrement obèses. Nos travaux contribuent à une meilleure description de l’AP habituelle et de la capacité de mouvement chez les sujets obèses et à une meilleure compréhension des bénéfices de l’AP et du maintien de la capacité physique chez ces patients. Mots clés : activité physique, analyse du mouvement, obésité, évaluation, intervention, accéléromètres

Ophélie Pila Courtial

Thèse soutenue le 8/11/2018

 

La thèse d’Ophélie Pila Courtial concerne l’étude les effets d’un entraînement intensif utilisant un robot sur la récupération motrice et fonctionnelle du membre supérieur parétique en phase subaiguë après un accident vasculaire cérébral.

Le syndrome de parésie spastique consécutif à un accident vasculaire cérébral (AVC) comprend plusieurs composantes dont la rétraction musculaire, la parésie sensible à l’étirement et l’hyperactivité musculaire, trois symptômes concourant à une altération de la fonction motrice du membre supérieur dans l’hémiparésie. Les progrès d’un patient atteint par ce syndrome peuvent reposer sur deux types de plasticité cérébrale : post-lésionnelle et liée à l’activité. Les maîtres-mots pour optimiser une récupération motrice par la plasticité liée à l’activité sont : intensité, répétition, effort, attention portée au mouvement, tâche dirigée vers un but et mouvement actif. Au regard des différentes techniques de rééducation, la thérapie utilisant un dispositif robotisé répond à ces principes stimulateurs de la plasticité cérébrale liée à l’activité. Cependant les modalités exactes de l’intervention robotisée et sa durée souhaitable n’ont pas été clarifiées. Une première étude rétrospective a montré que les bénéfices cliniques et cinématiques associés à l’utilisation combinée de l’ergothérapie conventionnelle et de la robot-thérapie sur au moins trois mois suggèrent l’intérêt d’une durée de traitement longue chez des patients aux limitations modérées en phase tardive de la période subaiguë. Une deuxième étude rétrospective suggère qu’à quatre ans, l’évolution lente de la fonction motrice pour ces mêmes patients semble fonction de la sévérité initiale, où finalement les moins bons régressent et les meilleurs s’améliorent un peu. Enfin, une étude prospective randomisée contrôlée en phase subaiguë a démontré que l’entraînement de mouvements sur robot sans assistance améliore l’amplitude active d’extension du coude plus que le même entraînement avec assistance au besoin, qui pourtant a permis au patient d’effectuer environ un tiers de mouvements en plus par séance. Aussi, le facteur difficulté de l’effort prévaudrait sur celui du nombre de répétitions pour stimuler la plasticité cérébrale. Ce dernier principe ne s’exprime cependant que sur le mouvement élémentaire qui est directement entraîné par le robot, en l’occurrence l’extension du coude, tandis que d’autres mouvements fondamentaux dans l’utilisation du bras humain, par exemple la flexion de l’épaule en charge, l’extension du poignet et la préhension digitale, ne sont pas exercés avec la plupart des versions actuelles des robots d’assistance à la rééducation. L’autre limite majeure de la thérapie assistée par un dispositif robotisé est qu’elle ignore la maladie musculaire présentée par les patients (rétractions), ne s’adressant qu’à la composante neurologique de la parésie spastique (parésie de l’agoniste et cocontraction de l’antagoniste). C’est ainsi que malgré le grand nombre de répétitions de mouvements qu’elle permet, nous n’avons pas constaté que la thérapie assistée par un robot se montrait plus efficace que la thérapie conventionnelle seule sur la progression de la fonction globale du membre supérieur en phase subaiguë après un AVC. Les données issues de ce travail devraient permettre aux thérapeutes ayant accès à des dispositifs robotisés d’aide à la rééducation du membre supérieur d’affiner les modalités et la durée de leur prise en charge. L’association de la thérapie assistée par robots à d’autres thérapies pourrait permettre d’optimiser la réduction des troubles moteurs dans l’hémiparésie après un AVC.

Myopathie Spastique

Dans la parésie spastique résultante d’un AVC, deux affections coexistent et s’entretiennent mutuellement :

  • La première est neurologique et est caractérisée par une parésie apparaissant dès les premières heures après la lésion, puis une hyperactivité musculaire se développant au stade subaigu, au sein de laquelle nous pouvons distinguer trois formes sensibles à l’étirement : la dystonie spastique (activité musculaire tonique présente au repos), la spasticité (augmentation des réflexes à l’étirement phasique dépendant de la vitesse), et la cocontraction spastique (activité musculaire de l’antagoniste lors de la commande volontaire de l’agoniste).
  • La deuxième affection est d’ordre musculaire. La perte de tension longitudinale liée à l’immobilisation en position courte de certains muscles (dont les muscles opposés sont les plus parétiques), induit une véritable maladie du muscle au sein des membres parétiques, la myopathie spastique, dont la chronologie des multiples transformations est bien plus précoce qu’initialement envisagée.

A la phase subaigüe, ces deux affections neurologique et musculaire interagissent, conduisant à l’apparition d’un cercle vicieux rétraction-hyperactivité-rétraction, au sein duquel la raideur musculaire renforce la réponse sensorielle des fuseaux neuro-musculaires primaires et secondaires, et par conséquent majore le temps quotidien d’activation musculaire, autrement dit, la présence de dystonie spastique ou de cocontraction spastique. Les mécanismes neurophysiologiques responsables de la dystonie spastique et de la co-contraction spastique restent encore à élucider.

Louise Marais

Thèse soutenue le 15/12/2016

 

La thèse de Louise Marais traite de la caractérisation mécanique de la paroi artérielle pathologique, avec des approches expérimentales et numériques.

 

Les pathologies vasculaires provoquent un remodelage de la paroi artérielle pouvant entraîner une modification de sa rigidité et de son comportement mécanique. L’objectif de cette thèse est de proposer des méthodes de caractérisation mécanique permettant d’identifier les changements de propriétés mécaniques artérielles dans le cadre de deux situations pathologiques : l’anévrysme de l’aorte abdominale (AAA) et l’hypertension artérielle (HTA). La première étude a consisté à évaluer in vitro les modifications de fonctionnalité de l’artère dans le cas d’un AAA obtenu par le modèle de xénogreffe chez le rat qui permet de reproduire certains aspects de la pathologie humaine et qui est utilisé pour la mise au point de thérapies cellulaires. Une analyse des variations régionales des propriétés mécaniques du tissu anévrysmal a d’abord été menée en effectuant des tests de traction sur anneaux d’AAA. Des tests d’extension-inflation ont ensuite été réalisés sur la structure vasculaire pour des conditions de chargement reproduisant celles observées in vivo. Dans chacun des cas, une méthode inverse couplée à un modèle numérique par éléments finis a été développée afin d’identifier les paramètres matériaux du tissu vasculaire. Dans la deuxième étude, la rigidité artérielle a été mesurée in vivo sur une population de patients atteints d’HTA et de sujets sains en utilisant deux méthodes non-invasives qui ont été développées et optimisées : l’imagerie ultrarapide de l’onde de pouls et l’élastographie par ondes de cisaillement de la paroi artérielle. Ces deux méthodes s’appuient sur un échographe ultrarapide. La vitesse de l’onde de pouls locale sur un segment de la carotide a ainsi pu être évaluée, ainsi que la vitesse de propagation d’ondes de cisaillement générées dans la paroi à plusieurs instants du cycle cardiaque. Les deux approches in vitro et in vivo ont ainsi permis d’évaluer certains changements de propriétés mécaniques de la paroi artérielle dans des cas pathologiques. Bien que tous les mécanismes biologiques de l’AAA et de l’HTA soient complexes, ce travail permet de contribuer à une meilleure compréhension des pathologies vasculaires pouvant ainsi aider au choix ou au développement de traitements adaptés, tant d’un point de vue pharmacologique que dans le cadre de nouvelles thérapies cellulaires.

Stevy Farcy

Thèse soutenue le 17/12/2015

Les travaux de recherche de Stevy Farcy étudient la Compliance de la composante élastique série in vivo : contribution musculaire, tendineuse et aponévrotique et plasticité à la variation de la demande fonctionnelle.

 

Le complexe muscle-tendon est constitué d’une composante élastique série fondamentale à son fonctionnement. Cette composante élastique série est composée d’une fraction active située au sein du sarcomère et d’une fraction passive formée par les tissus tendineux (tendon et aponévrose). Elle a un rôle majeur pour optimiser le mouvement en améliorant le rendement énergétique du muscle et le travail produit.La mise au point d’une nouvelle méthode couplant une technique de détente rapide (Quick release) et un échographe haute fréquence a permis de quantifier les contributions de compliance des structures élastiques séries (tendon, aponévrose et fascicules musculaires) à la compliance globale du complexe muscle-tendon en condition active lors d’un test de détente rapide. Les résultats de la première étude montrent que le tendon a une contribution de compliance majoritaire (environ 72 %) tandis que les fascicules musculaires et l’aponévrose contribuent respectivement à 18 % et 10 %. Le tendon confirme donc son rôle capital dans la compliance de la composante élastique série en condition active. De plus, les contributions constantes du tendon, des fascicules musculaires et de l’aponévrose observées aux différents niveaux de couple pourraient aider à simplifier le mécanisme de régulation de la compliance et à maintenir le rôle majeur du tendon dans l’efficience du mouvement.Cette nouvelle méthode a permis d’étudier les adaptations mécaniques de la composante élastique série à la variation de la demande fonctionnelle, notamment en quantifiant les modifications des contributions relatives de compliance des structures élastiques séries chez des escrimeurs élites dans la deuxième étude puis chez des sujets spastiques dans la troisième étude. Concernant les escrimeurs élite, les résultats montrent que les contributions de compliance des structures élastiques de la jambe dominante du groupe d’escrimeurs sont significativement différentes à celles correspondant à la jambe du groupe contrôle, avec notamment une part plus importante de contribution pour l’aponévrose (21,1 vs 15,9 %) et une part minorée pour les fascicules (9,5 vs 13,8 %) concernant la jambe dominante des escrimeurs. En revanche, la contribution du tendon (environ 70 %) est identique pour les deux jambes. Ces modifications tendent à majorer le rôle des tissus tendineux (tendon et aponévrose) et à minorer le rôle des fascicules musculaires ce qui permettrait une utilisation supérieure des structures élastiques tendineuses pour un meilleur rendement énergétique et une performance accrue. Il est possible que l’aponévrose soit un système complémentaire à l’adaptation du complexe muscle-tendon en cas d’hyperactivité.La troisième étude est devenue une étude de cas en raison de la difficulté à tester les patients spastiques sur le Quick release. Elle s’est portée sur un patient spastique dont l’atteinte motrice était plus faible que les autres et a montré des contributions relatives de compliance du tendon (75,3 %) et de l’aponévrose (15,2 %) supérieures à celle des fascicules (9,5 %) Ce résultat s’expliquerait par une augmentation de la raideur du muscle et une diminution de la raideur des tissus tendineux observées classiquement dans les études menées sur des sujets spastiques.