La spectroscopie de corrélation diffuse (DCS) est une nouvelle approche, qui par un dispositif portable et relativement peu couteux permet de s’affranchir de ces limitations méthodologiques en fournissant des informations sur la microvascularisation locale, via des modifications de l’intensité reflétée d’une lumière proche des infrarouges causées par le mouvement des globules rouges dans le tissu.
Cette étude a cherché à investiguer l’effet de la TM sur les réponses circulatoires locales et centrales chez des patients avec et sans tensions musculaires. En plus de la mesure du flux sanguin local par DCS, la fréquence cardiaque (HR), le tonus cardiaque autonome et la pression sanguine artérielle ont été monitorés simultanément en tant qu’indices de la réponse circulatoire systémique.
Les hypothèses étaient doubles : la première est que la TM provoque une augmentation du flux sanguin local dans le muscle ciblé en comparaison à une période équivalente de repos, la seconde étant que la « tension » musculaire peut être causé par un déficit dans l’apport sanguin local, et pourrait donc bénéficier des effets thérapeutiques d’un traitement manuel.
Matériel et méthode
Participants
Un total de 30 volontaires en bonne santé (13 hommes/17 femmes, moyenne d’âge 29,5 ans +/- 10, 4 ans ; 19-55 ans), sans blessure au cou ou à l’épaule, ont participé à l’étude. Tous les participants ont bien été informé des procédures expérimentales et ont signé un consentement écrit, l’étude ayant été validé par un comité éthique.
Flux sanguin musculaire, pression sanguine systémique et enregistrements de la fréquence cardiaque
La température de la pièce a été maintenue constante autour de 26°C tout au long de l’expérience. Des mesures du flux sanguin musculaire local, de la pression sanguine systémique ainsi qu’un ECG ont été réalisés simultanément pendant que les participants étaient en décubitus ventral.
Les sondes optiques (une sonde émettrice et une sonde réceptrice) du système DCS étaient attachées à la surface cutanée juste au-dessus des fibres supérieures du muscle trapèze supérieur droit, reliant l’épineuse de C7 à l’acromion, afin de monitorer le flux sanguin.
La profondeur approximative de la mesure par DCS est comprise entre 1,5 et 2 cm sous la surface cutanée dans le cadre de cette étude. Chez les adultes, la distance entre la surface cutanée et la couche musculaire du trapèze supérieur est estimée entre 4,9 à 6,5mm, l’information sur le flux sanguin reflète donc bien de façon fiable les modifications circulatoires dans ce muscle. L’index de flux sanguin (BFI), une valeur relative correspondant à la moyenne du flux sanguin dans un volume tissulaire à travers lequel la lumière diffuse, a été calculé avec une fréquence d’échantillonnage de 1Hz tout au long de l’expérimentation. L’expérience a eu lieu dans le noir afin d’empêcher des lumières additionnelles de modifier les informations recueillies par la sonde réceptrice. Un brassard pneumatique était positionné sur le bras gauche du participant afin de relever la pression sanguine systémique toutes les 1 min.
Des électrodes étaient positionnées sur le poignet droit et la cheville gauche du participant pour le relevé ECG.
Procédures expérimentales
- Un thérapeute diplômé, avec plus de 20 ans d’expérience clinique dans le milieu du Judo, a évalué la tension musculaire du trapèze supérieur des participants dans un laboratoire. Les participants étaient diagnostiqués avec tension musculaire s’ils se plaignaient de douleurs ou raideurs musculaires dans le cou et les épaules le jour de l’expérience et si le thérapeute avait retrouvé cette tension musculaire précisément à l’endroit de la mesure par une palpation.
- Si les patients se plaignaient de raideur ou de douleur dans d’autres muscles, ils étaient classés dans le groupe sans tension musculaire.
- 12 participants (12 femmes, moyenne d’âge 32,6 ans +/- 12,1 ans ; 20-55 ans) ont rempli ces critères et ont été classés dans le groupe avec tension musculaire (ST+).
- Les 18 autres (13 hommes/5 femmes, moyenne d’âge 27,4 ans +/- 8,5 ans ; 19-47 ans) ont été placés dans le groupe sans tension musculaire (ST-).
- Tous les patients ont subi deux mesures du flux sanguin local, dans un ordre fixe : une mesure contrôle sans TM suivie par une mesure après application de TM.
- Chaque session a consisté en un repos pré intervention de 120s, suivi par 300s d’intervention puis une période de repos post-intervention de 300s.
- Dans les conditions de contrôle, les participants restaient allongés à plat ventre, sans recevoir d’intervention.
- Lors de l’intervention TM, le thérapeute effectuait un pétrissage léger sur le trapèze supérieur droit, sans produire de contact avec les sondes DCS.
- Conformément au style traditionnel de la thérapie appliquée au Judo, le praticien a appliqué sa technique de TM au travers d’une serviette placée sur l’épaule, ce qui a permis d’éviter le transfert de chaleur depuis les mains du praticien et ainsi modifier le flux sanguin local.
- La TM a été réalisée en restant toujours sous le seuil douloureux propre à chaque participant.
Analyse des données
- Les valeurs moyennes du BFI, la pression artérielle systolique, la pression artérielle diastolique, la pression artérielle moyenne (MAP), la fréquence cardiaque (HR) et l’index de conductance vasculaire (VCI : BFI/MAP) ont été déterminés pendant les périodes pré et post-intervention et ont été soumises à des comparaisons statistiques selon les conditions d’application (contrôle ou avec TM).
- Les données recueillies pendant l’intervention ont été exclues à cause de la présence d’artefacts de mouvement pendant la TM. Les premières 60s post-intervention ont aussi été exclues de l’analyse, le BFI montrant des changements transitoires pendant cette période.
L’évolution des valeurs du BFI ont été normalisées aux valeurs moyennes du BFI avant intervention afin de déterminer l’augmentation du flux sanguin dans chaque cas (avec et sans TM).
- L’activité du système nerveux autonome a été évalué grâce à la mesure de la variabilité cardiaque (HRV) sur les résultats de l’ECG, qui correspond à l’intervalle R-R entre deux battements cardiaques consécutifs.
- Afin d’investiguer davantage les caractéristiques physiologiques de la tension musculaire et l’effet que pourrait avoir la TM dessus, le BFI, la MAP et le VCI ont été comparés entre les deux groupes ST+ et ST- dans les conditions d’application de la TM.
- Il a été calculé le ∆BFI : (moyenne du BFI après intervention – moyenne du BFI avant intervention).
- La moyenne du BFI avant intervention et le ∆BFI ont été comparés entre les deux groupes ST+ et ST-.
- Si la moyenne du BFI avant intervention était plus faible dans le groupe ST+ que dans le groupe ST-, une baisse du flux sanguin local pouvait être identifiée comme une caractéristique phénotypique de la tension musculaire.
- Si le ∆BFI était plus large dans le groupe ST+ que dans le groupe ST-, l’augmentation du flux sanguin local pourrait être considéré comme un effet thérapeutique de la TM qui facilite la circulation locale.
- Les changements de BFI entre les périodes pré et post-TM, le BFI pré-intervention et les valeurs du ∆BFI ont également été comparées en effectuant des sous-groupes de participantes féminines uniquement, depuis les deux groupes ST+ et ST- (12 femmes pour le ST+ et 5 pour le ST-). Ceci permet d’évaluer les effets de la TM en contrôlant les différences de sexe chez les participants issus des deux groupes d’origine.
- Le BFI et le BFI normalisé ont significativement augmenté dans la période post-intervention en comparaison avec la période pré-intervention pour les deux conditions (contrôle et TM).
- Ces valeurs étaient significativement plus larges en post-intervention que celles obtenues dans les conditions contrôle lorsque la TM a été appliquée.
- Il n’y avait pas de différences significatives de pression sanguine, de fréquence cardiaque et des indices cardiaques autonomes entre les périodes pré et post-intervention que ce soit pour les conditions contrôle ou TM.
- Le VCI a par conséquent significativement augmenté en post-intervention et ce dans les deux conditions d’expérimentation. Également, le VCI en post-intervention était significativement plus important dans les conditions TM que dans les conditions contrôle.
- Les valeurs moyennes du BFI ont montré une augmentation graduelle en suivant l’ordre de la prise de mesures (Contrôle pré-intervention < Contrôle post-intervention ≈ TM pré-intervention < TM post-intervention).
- La moyenne des valeurs normalisées du BFI en post-intervention dans les conditions TM ont augmenté d’environ 40% en comparaison avec la pré-intervention.
- Dans les conditions contrôle, l’augmentation a été de 9%.
- Ces résultats montrent bien que la TM fait augmenter de façon significative le flux sanguin local dans le muscle ciblé.
- Le BFI post-TM et le BFI normalisé étaient significativement plus importants dans le groupe ST+ que dans le groupe ST-.
- Lorsque l’on compare uniquement les participantes féminines des deux groupes, les mêmes résultats ont été trouvés.
- La MAP n’a pas été modifié dans et entre les groupes.
- Le VCI du groupe ST+ a significativement augmenté après TM.
- Puisque ces résultats ont montré des variations dans la réponse microcirculatoire à la TM, dépendant de l’état de tension du muscle, la relation entre la valeur de base du BFI et l’augmentation du BFI après TM a été investiguée.
- Le BFI de base (avant intervention) était comparable entre les participants avec et sans tension musculaire alors que l’augmentation du BFI post-TM était significativement plus important chez les participants avec tension musculaire, indiquant que la TM à un plus grand impact sur l’augmentation du flux circulatoire local dans les muscles présentant cette « anomalie ». L’augmentation relative médiane du BFI post-TM était de 64% pour le groupe ST+ contre 7% pour le groupe ST-, ce qui a également été confirmé lorsque seules les participantes féminines ont été analysées.
Discussion
La TM apporte une augmentation de la microcirculation musculaire d’environ 40%.
L’utilisation de la DCS, une méthode récente d’évaluation du flux sanguin, a permis de confirmer un apport de la TM en ce qui concerne l’augmentation de la microcirculation musculaire d’environ 40%.
Les mesures simultanées de l’ECG et de la pression sanguine confirment de plus que la TM affecte de façon minime la fonction circulatoire systémique. Ces résultats suggèrent que la TM peut bénéficier à des patients qui ont besoin d’un apport vasculaire musculaire local mais qui sont limités ou incapables de réaliser un exercice physique en raison à cause d’une pathologie chronique invalidante par exemple.
Le fait que le flux sanguin local augmente sans conséquence sur la pression artérielle centrale pourrait être expliqué par une régulation neuronale et métabolique de la microcirculation périphérique.
La stimulation mécanique passive crée par la TM supprime l’activité nerveuse sympathique du muscle squelettique de la même façon que l’exercice actif. Il se pourrait que la TM ait induit une vasodilatation par les contraintes de cisaillement sur le tissu ciblé, diminuant la résistance microvasculaire et améliorant le flux sanguin.
Une autre découverte intéressante de cette étude est que l’effet de la TM sur l’augmentation du flux sanguin local est plus important sur les muscles présentant des tensions.
l’effet de la TM sur l’augmentation du flux sanguin local est plus important sur les muscles présentant des tensions.
En effet, seuls les participants s’étant plaint d’une tension musculaire ont vu le flux sanguin et la conductance vasculaire augmenter.
La DCS a pu capturer avec succès l’effet de la TM sur la fonction circulatoire locale chez ces patients, ce qui confirme sa pertinence pour évaluer la microcirculation dans des contextes cliniques et de conditionnement au sport. Une TM locale de 5 min a finalement peu d’effet sur la pression sanguine, la fréquence cardiaque et l’activité cardiaque autonome. Cependant il a été prouvé que l’effet de la TM sur la fonction circulatoire systémique peut varier suivant l’état clinique du patient, la forme de thérapie et la durée d’application de la TM.
Les limitations de cette étude restent nombreuses, tous les participants avec raideur du muscle trapèze supérieur étaient des femmes, ce qui limite l’interprétation des résultats. Également, l’importance de la restauration du flux sanguin après TM sur la réduction de la raideur du trapèze n’a pas été évalué étant donné que la palpation et le ressenti du patient sont subjectifs, l’effet placebo ne pouvant pas être ignoré.
Enfin, la durée de la TM était fixe pour tous les participants, or il se pourrait que suivant l’importance de la raideur, il soit nécessaire d’allonger cette durée de traitement afin de retrouver une perfusion sanguine locale.
Synthèse
En synthèse, les résultats montrent l’utilité de la technologie DCS pour l’observation directe et non invasive de l’augmentation du flux sanguin induit par la thérapie manuelle dans le muscle traité. La portabilité du DCS permet de surveiller facilement la récupération du flux sanguin chez les participants présentant une raideur musculaire. Des études futures devraient examiner la relation entre l'amélioration du flux sanguin musculaire local et l'état physique des patients recevant des traitements de MT.
Article de référence
Matsuda Y, Nakabayashi M, Suzuki T, Zhang S, Ichinose M and Ono Y (2022). Evaluation of Local Skeletal Muscle Blood Flow in Manipulative Therapy by Diffuse Correlation Spectroscopy. Front. Bioeng. Biotechnol. 9:800051. doi: 10.3389/fbioe.2021.800051
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