Influence de la rigidité des brassards sur la réponse hémodynamique et la perception de pression dans les extrémités supérieures chez les hommes et les femmes : implications pour la formation pratique à la restriction du flux sanguin

Dec 13 / 11Leader
Comparer l'influence de la rigidité de brassards de restriction du flux sanguin (Blood flow restriction, BFR) sur l'occlusion artérielle, la vitesse systolique du débit sanguin maximal, l'oxygénation musculaire, et la pression perçue, en fonction de la pression appliquée (en pourcentage de recouvrement du muscle) dans les extrémités supérieures chez les jeunes hommes et les jeunes femmes. 

Méthode

 Schéma d’étude 

Essai clinique croisé

 Population

36 (50% femmes) jeunes (21.7 ± 2.3 ans) sujets sains exempts (i) d'hypertension (< 140/90 mmHg), (ii) de troubles ou de maladies neurologiques, mentales et cardiovasculaires, (iii) de médicaments ayant des effets sur le système nerveux central ou le système cardiovasculaire, (iv) de plaies ouvertes ou de tissu cicatriciel sensible au niveau du membre supérieur droit, et (v) avec une épaisseur de pli cutané au-dessus du muscle biceps brachial < 25 mm.

 Interventions et comparateurs 

  • Les sujets ont été soumis à un protocole d’occlusion standardisé lors de 3 visites différentes au laboratoire afin de tester chacun des brassards. L’ordre des visites a été déterminé aléatoirement pour chaque sujet et les visites ont été espacées d’au moins 24h. Les paramètres circadiens, de consommation (alimentaire, stimulants, médicaments), de pratique sportive ainsi que la température et l’humidité furent contrôlés. 
  • Le protocole d’occlusion est réalisé au repos, en décubitus dorsal, le bras droit légèrement en abduction reposant sur un coussin de mousse. Le protocole débute par une phrase d’acclimatation de 10 minutes. Ensuite, le brassard est serré de 10% de recouvrement du muscle et maintenu pendant 30s à cette pression. Au bout des 30s, le brassard est serré de 10% supplémentaire pendant 30 nouvelles secondes. Cette procédure se poursuit jusqu'à ce que le flux sanguin artériel ne puisse plus être détecté. 
  • L’influence de la rigidité est comparée avec trois brassards de rigidité différente. Un brassard peu rigide (Blood Flow Restriction Bands, Armageddon Sports, Dover, DE, USA), un moyennement rigide (BFR Bands, MuscleForge, Krakow, Malopolska, Poland) et un très rigide consistant en la superposition des deux autres. Les trois brassards sont de rigidité différente mais de largeur (5 cm) et de longueur (64 cm) identiques.

 Variables d’intérêts 

Les mesures sont réalisées avant chaque changement de pression. 
  • Rigidité des brassards : La rigidité des brassards a été quantifiée et classée en observant leurs profils force-élongation en appliquant des forces de 0 à 30N par incrément de 5N. 
  • Pourcentage de recouvrement du muscle pour atteindre l’occlusion artérielle : Il s’agit de la pression appliquée en pourcentage de recouvrement du muscle lorsque le flux sanguin artériel ne peut plus être détecté. 
  • Vitesse systolique maximale : Elle a été mesurée à l'aide d'une sonde Doppler portable, bidirectionnelle et très sensible de 8 MHz (Dopplex DMX, Huntleigh Healthcare Ltd, Cardiff, UK). La sonde a été placée sur l'artère brachiale dans la fosse antécubitale avec un angle d'insonation de 45-60° opposé à la direction du flux. 
  • Pression perçue : Elle a été évaluée à l'aide de l'échelle de pression perçue (de 0 à 10) avec pour références, 0=pas de pression du tout, 3=pression légère, 7=pression modérée sans douleur et 10= pression intense avec une douleur clairement perceptible.
  • Oxygénation musculaire : La concentration totale d'hémoglobine et la saturation musculaire en oxygène ont été enregistrées à l'aide d'un appareil de spectroscopie musculaire dans le proche infrarouge (MOXY, Fortiori Design LLC, Hutchinson, États-Unis) placé sur le ventre musculaire du biceps brachial.

Résultats

 Occlusion artérielle

Le pourcentage de recouvrement nécessaire pour parvenir à l’occlusion artérielle est largement influencé par la rigidité du brassard (F2,62 = 175.679, p < 0.001, ηp² = 0.85). Plus le brassard est rigide, moins l’occlusion artérielle nécessite un recouvrement important du muscle (médianes (MD) = [-13.06% ; -23.78%]).

 Vitesse systolique maximale

La vitesse systolique maximale est significativement réduite dès 20% de recouvrement pour le brassard rigide (MD = -20.51 cm.s−1, d = 1.29) contre 30% pour les brassards moins rigides (très rigide: MD = -62.67 cm.s−1, d = 3.95; moyennement rigide: MD = -21.53 cm.s−1, d = 1.36; peu rigide: MD = -11.02 cm.s−1, d = 0.69).
La rigidité du brassard influence la vitesse systolique maximale dès 20% de recouvrement (différence médiane de -16.89 et -17.60 cm.s-1 entre le brassard rigide et les brassards moyennement et peu rigide respectivement) et davantage à 30% (différences entre les trois brassards ; MD : très vs. moyen = -39.91 cm.s-1, très vs. peu =-53.99 cm.s-1, moyen vs. peu = -14.08 cm.s-1).

 Pression perçue

La pression perçue est largement influencée par le pourcentage de recouvrement du muscle (F1.668,55.046 = 674.771, p < 0.001, ηp² = 0.95).
Dès 20% de recouvrement, la pression perçue par le sujet est plus importante avec le brassard rigide qu’avec les autres brassards (d : très vs. peu=0.69 à 20% ; très vs. moyen=1.36 et très vs. peu=1.48 à 30%).

 Oxygénation musculaire

En ce qui concerne l’oxygénation musculaire, l’augmentation de la pression appliquée par le brassard diminue la saturation musculaire en oxygène (F1.297,42.808 = 404.914, = p < 0.001, ηp2 = 0.925) et augmente la concentration totale d'hémoglobine (F1.187,39.158 = 117.125, = p < 0.001, ηp2 = 0.780).
Contrairement au genre, la rigidité des brassards n’a pas d’influence sur l’oxygénation musculaire. En effet, la saturation musculaire en oxygène est plus faible chez les hommes que les femmes (MD = -5.16% (-9.80 to -0.51%), p = 0.031, d = 0.60) tandis que la concentration totale d'hémoglobine est plus élevée chez les hommes que les femmes (p<0.001 ; d=1.69 à 0% de recouvrement).

Conclusion

Conclusion

Conclusion

Conclusion

Conclusion

Conclusion

Conclusion

La rigidité du brassard BFR affecte la vitesse du flux sanguin et la pression perçue du brassard mais pas l'oxygénation musculaire. En particulier, plus le brassard est rigide, plus l'occlusion artérielle est obtenue avec un recouvrement moindre du muscle et plus la diminution de la vitesse systolique et l'augmentation de la pression perçue sont importantes lorsque la pression exercée par le brassard augmente. En ce qui concerne l’oxygénation musculaire, l’augmentation de la pression induit la diminution de la saturation musculaire en oxygène et l'augmentation de la concentration totale d'hémoglobine indépendamment de la rigidité du brassard. Enfin la saturation musculaire en oxygène est plus faible chez les hommes que les femmes tandis que la concentration totale d'hémoglobine est plus élevée chez les hommes que les femmes.

Dans la pratique, l’application de BFR est couramment standardisée par le biais du pourcentage de recouvrement du muscle. Les résultats de l’étude montrent que pour un même recouvrement, la rigidité du brassard influence largement l’occlusion artérielle. En conséquence cette méthode doit tenir compte des propriétés matérielles du brassard. Aussi, au-delà d’une certaine pression, le profil force-élongation des brassards n’est plus linéaire et peut ne pas permettre de restreindre le flux sanguin, notamment lorsque le brassard est peu rigide. Cela peut être le cas chez des patients pour lesquels la circonférence du bras est importante. En conclusion, comme l’objectif du BFR est de restreindre le flux sanguin, il apparait que les brassards les plus rigides sont les plus appropriés car ils permettent d’atteindre cet objectif avec un recouvrement moindre tout en restant dans les zones adéquates des propriétés physiques du matériel.


Avis du pôle scientifique

Pastille verte
Cet essai clinique croisé est un article à faible risque de biais, tous les critères méthodologiques majeurs sont respectés permettant de limiter et contrôler au mieux les biais dans leur étude.

Référence de l’article

Bielitzki R, Behrendt T, Nguyen T, Behrens M, Malczewski V, Franz A, Schega L. Influence of cuff stiffness on hemodynamics and perceived cuff pressure in the upper extremities in males and females: implications for practical blood flow restriction training. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2023 Oct 19;15(1):134. doi: 10.1186/s13102-023-00745-w. PMID: 37858237; PMCID: PMC10585869.