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Publications 2022

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  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.
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Publications 2021

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  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.
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Publications 2020

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Publications 2019

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  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., vol 19(1): 39. Doi: 10.1186/s12883-019-1257-y.
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  7. 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.
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Publications 2018

  1. 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.
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  5. 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
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  8. 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
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  10. 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.
  11. 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
  12. 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
  13. Zidi M., Allaire E. Mechanical properties change in the rat xenograft model treated by mesenchymal cells cultured in an hyaluronic acid-based hydrogel. Journal of Mechanics in Medicine and Biology. Doi: org/10.1142/S0219519418500471
  14. 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. Physical Medicine and Rehabilitation (PM&R). Doi: org/10.1016/j.pmrj.2018.02.013

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.