Caractérisation pharmacocinétique et pharmacodynamique de la lidocaïne avec ou sans adrénaline lors d’un bloc paravertébral du plexus brachial chez le chien

Au cours des vingt dernières années, l’anesthésie régionale est devenue, autant en médecine vétérinaire qu’humaine, un outil essentiel à l’élaboration de protocoles analgésiques péri-opératoires. Parmi l’éventail de techniques mises au point en anesthésie canine, le bloc paravertébral du plexus vertébral (PBPB) et sa version modifiée sont d’un grand intérêt pour toute procédure du membre thoracique, dans sa portion proximale. Toutefois, l’essentiel des données publiées à ce jour provient d’études colorimétriques, sans évaluation clinique, et peu d’information est disponible sur les techniques de localisation nerveuse envisageables à ce site. Notre étude visait à décrire une approche échoguidée du PBPB modifié, puis à caractériser ses paramètres pharmacocinétiques et pharmacodynamiques après administration de lidocaïne (LI) ou lidocaïne adrénalinée (LA). Huit chiens ont été inclus dans un protocole prospectif, randomisé, en aveugle et croisé, réparti sur trois périodes. L’impact pharmacodynamique du bloc effectué avec LI ou LA a été évalué régulièrement pour 180 min suivant son exécution. Le traitement à l’adrénaline n’a pas démontré d’impact significatif (P = 0,845) sur la durée du bloc sensitif, tel qu’évalué par un stimulus douloureux mécanique appliqué aux dermatomes ciblés. À l’opposé, l’atteinte proprioceptive évaluée par la démarche a été trouvée prolongée (P = 0,027) et le bloc moteur mesuré par le pic de force verticale (PVF) au trot sur la plaque de force s’est avéré plus marqué (PVF réduit; P = 0,007) sous LA. À l’arrêt comme au trot, le nadir de la courbe PVF-temps a été trouvé retardé (P < 0,005) et la pente ascendante de retour aux valeurs normales adoucie (P = 0,005). Parallèlement aux évaluations cliniques, des échantillons plasmatiques ont été collectés régulièrement afin de quantifier et décrire le devenir pharmacocinétique de la lidocaïne. Parmi les trois élaborés, un modèle bi-compartimental doté d’une double absorption asynchrone d’ordre zéro a finalement été sélectionné et appliqué aux données expérimentales. Sous LA, la Cmax a été trouvée significativement diminuée (P < 0,001), les phases d’absorption prolongées [P < 0,020 (Dur1) et P < 0,001 (Dur2)] et leurs constantes réduites [P = 0,046(k01) et P < 0,001 (k02)], le tout en concordance avec les effets proprioceptifs et moteurs rapportés. Bien que l’extrapolation du dosage soit maintenant théoriquement envisageable à partir du modèle mis en lumière ici, des études supplémentaires sont encore nécessaires afin d’établir un protocole de PBPB d’intérêt clinique. L’analyse sur plaque de force pourrait alors devenir un outil de choix pour évaluer l’efficacité du bloc dans un cadre expérimental.

Caractérisation pharmacocinétique et pharmacodynamique de la lidocaïne avec ou sans adrénaline lors d’un bloc paravertébral du plexus brachial chez le chien

Au cours des vingt dernières années, l’anesthésie régionale est devenue, autant en médecine vétérinaire qu’humaine, un outil essentiel à l’élaboration de protocoles analgésiques péri-opératoires. Parmi l’éventail de techniques mises au point en anesthésie canine, le bloc paravertébral du plexus vertébral (PBPB) et sa version modifiée sont d’un grand intérêt pour toute procédure du membre thoracique, dans sa portion proximale. Toutefois, l’essentiel des données publiées à ce jour provient d’études colorimétriques, sans évaluation clinique, et peu d’information est disponible sur les techniques de localisation nerveuse envisageables à ce site. Notre étude visait à décrire une approche échoguidée du PBPB modifié, puis à caractériser ses paramètres pharmacocinétiques et pharmacodynamiques après administration de lidocaïne (LI) ou lidocaïne adrénalinée (LA). Huit chiens ont été inclus dans un protocole prospectif, randomisé, en aveugle et croisé, réparti sur trois périodes. L’impact pharmacodynamique du bloc effectué avec LI ou LA a été évalué régulièrement pour 180 min suivant son exécution. Le traitement à l’adrénaline n’a pas démontré d’impact significatif (P = 0,845) sur la durée du bloc sensitif, tel qu’évalué par un stimulus douloureux mécanique appliqué aux dermatomes ciblés. À l’opposé, l’atteinte proprioceptive évaluée par la démarche a été trouvée prolongée (P = 0,027) et le bloc moteur mesuré par le pic de force verticale (PVF) au trot sur la plaque de force s’est avéré plus marqué (PVF réduit; P = 0,007) sous LA. À l’arrêt comme au trot, le nadir de la courbe PVF-temps a été trouvé retardé (P < 0,005) et la pente ascendante de retour aux valeurs normales adoucie (P = 0,005). Parallèlement aux évaluations cliniques, des échantillons plasmatiques ont été collectés régulièrement afin de quantifier et décrire le devenir pharmacocinétique de la lidocaïne. Parmi les trois élaborés, un modèle bi-compartimental doté d’une double absorption asynchrone d’ordre zéro a finalement été sélectionné et appliqué aux données expérimentales. Sous LA, la Cmax a été trouvée significativement diminuée (P < 0,001), les phases d’absorption prolongées [P < 0,020 (Dur1) et P < 0,001 (Dur2)] et leurs constantes réduites [P = 0,046(k01) et P < 0,001 (k02)], le tout en concordance avec les effets proprioceptifs et moteurs rapportés. Bien que l’extrapolation du dosage soit maintenant théoriquement envisageable à partir du modèle mis en lumière ici, des études supplémentaires sont encore nécessaires afin d’établir un protocole de PBPB d’intérêt clinique. L’analyse sur plaque de force pourrait alors devenir un outil de choix pour évaluer l’efficacité du bloc dans un cadre expérimental.

Recherche sur les effets de l'analgésie périopératoire optimale (RAPO) sur la douleur et la fonction après chirurgie de la main

Essai cinique randomisé

Modeling and Simulation of Upper Brachial Plexus Injury

This article presents the first musculoskeletal model and simulation of upper plexus brachial injury. From this model is possible to analyse forces and movement ranges in order to develop a robotic exoskeleton to improve rehabilitation. The software that currently exists for musculoskeletal modeling is varied and most have advanced features for proper analysis and study of motion simulations. Whilst more powerful computer packages are usually expensive, there are other free and open source packages available which offer different tools to perform animations and simulations and which obtain forces and moments of inertia. Among them, Musculoskeletal Modeling Software was selected to construct a model of the upper limb, which has 7 degrees of freedom and 10 muscles. These muscles are important for two of the movements simulated in this article that are part of the post-surgery rehabilitation protocol. We performed different movement animations which are made using the inertial measurement unit to capture real data from movements made by a human being. We also performed the simulation of forces produced in elbow flexion-extension and arm abduction-adduction of a healthy subject and one with upper brachial plexus injury in a postoperative state to compare the force that is capable of being produced in both cases.

Acquisition de tables d’opération pour le bloc opératoire

Rapport de projet de maîtrise présenté en vue de l'obtention du grade de M.Sc.A. en génie biomédical, option génie clinique.

Acquisition de tables d’opération pour le bloc opératoire

Rapport de projet de maîtrise présenté en vue de l'obtention du grade de M.Sc.A. en génie biomédical, option génie clinique.

Study on the activation of the biceps brachii compartments in normal subjects

Les prothèses myoélectriques modernes peuvent être dotées de plusieurs degrés de liberté ce qui nécessite plusieurs signaux musculaires pour en exploiter pleinement les capacités. Pour obtenir plus de signaux, il nous a semblé prometteur d'expérimenter si les 6 compartiments du biceps brachial pouvaient être mis sous tension de façon volontaire et obtenir ainsi 6 signaux de contrôle au lieu d'un seul comme actuellement. Des expériences ont donc été réalisées avec 10 sujets normaux. Des matrices d'électrodes ont été placées en surface au-dessus du chef court et long du biceps pour recueillir les signaux électromyographiques (EMG) générés par le muscle lors de contractions effectuées alors que les sujets étaient soit assis, le coude droit fléchi ~ 100 ° ou debout avec le bras droit tendu à l'horizontale dans le plan coronal (sur le côté). Dans ces deux positions, la main était soit en supination, soit en position neutre, soit en pronation. L'amplitude des signaux captés au-dessus du chef court du muscle a été comparée à ceux obtenus à partir du chef long. Pour visualiser la forme du biceps sous les électrodes l'imagerie ultrasonore a été utilisée. En fonction de la tâche à accomplir, l'activité EMG a était plus importante soit dans un chef ou dans l'autre. Le fait de pouvoir activer préférentiellement l'un des 2 chefs du biceps, même si ce n'est pas encore de façon complètement indépendante, suggère que l'utilisation sélective des compartiments pourrait être une avenue possible pour faciliter le contrôle des prothèses myoélectriques du membre supérieur.

New stimuli-responsive block random copolymers and their aggregation

Les polymères sensibles à des stimuli ont été largement étudiés ces dernières années notamment en vue d’applications biomédicales. Ceux-ci ont la capacité de changer leurs propriétés de solubilité face à des variations de pH ou de température. Le but de cette thèse concerne la synthèse et l’étude de nouveaux diblocs composés de deux copolymères aléatoires. Les polymères ont été obtenus par polymérisation radicalaire contrôlée du type RAFT (reversible addition-fragmentation chain-transfer). Les polymères à bloc sont formés de monomères de méthacrylates et/ou d’acrylamides dont les polymères sont reconnus comme thermosensibles et sensible au pH. Premièrement, les copolymères à bloc aléatoires du type AnBm-b-ApBq ont été synthétisés à partir de N-n-propylacrylamide (nPA) et de N-ethylacrylamide (EA), respectivement A et B, par polymérisation RAFT. La cinétique de copolymérisation des poly(nPAx-co-EA1-x)-block-poly(nPAy-co-EA1-y) et leur composition ont été étudiées afin de caractériser et évaluer les propriétés physico-chimiques des copolymères à bloc aléatoires avec un faible indice de polydispersité . Leurs caractères thermosensibles ont été étudiés en solution aqueuse par spectroscopie UV-Vis, turbidimétrie et analyse de la diffusion dynamique de la lumière (DLS). Les points de trouble (CP) observés des blocs individuels et des copolymères formés démontrent des phases de transitions bien définies lors de la chauffe. Un grand nombre de macromolécules naturels démontrent des réponses aux stimuli externes tels que le pH et la température. Aussi, un troisième monomère, 2-diethylaminoethyl methacrylate (DEAEMA), a été ajouté à la synthèse pour former des copolymères à bloc , sous la forme AnBm-b-ApCq , et qui offre une double réponse (pH et température), modulable en solution. Ce type de polymère, aux multiples stimuli, de la forme poly(nPAx-co-DEAEMA1-x)-block-poly(nPAy-co-EA1-y), a lui aussi été synthétisé par polymérisation RAFT. Les résultats indiquent des copolymères à bloc aléatoires aux propriétés physico-chimiques différentes des premiers diblocs, notamment leur solubilité face aux variations de pH et de température. Enfin, le changement d’hydrophobie des copolymères a été étudié en faisant varier la longueur des séquences des blocs. Il est reconnu que la longueur relative des blocs affecte les mécanismes d’agrégation d’un copolymère amphiphile. Ainsi avec différents stimuli de pH et/ou de température, les expériences effectuées sur des copolymères à blocaléatoires de différentes longueurs montrent des comportements d’agrégation intéressants, évoluant sous différentes formes micellaires, d’agrégats et de vésicules.

Long-term results of obstetric brachial plexus surgery

Background: Brachial plexus birth palsy (BPBP) most often occurs as a result of foetal-maternal disproportion. The C5 and C6 nerve roots of the brachial plexus are most frequently affected. In contrast, roots from the C7 to Th1 that result in total injury together with C5 and C6 injury, are affected in fewer than half of the patients. BPBP was first described by Smellie in 1764. Erb published his classical description of the injury in 1874 and his name became linked with the paralysis that is associated with upper root injury. Since then, early results of brachial plexus surgery have been reasonably well documented. However, from a clinical point of view not all primary results are maintained and there is also a need for later follow-up results. In addition most of the studies that are published emanate from highly specialized clinics and no nation wide epidemiological reports are available. One of the plexus injuries is the avulsion type, in which the nerve root or roots are ruptured at the neural cord. It has been speculated whether this might cause injury to the whole neural system or whether shoulder asymmetry and upper limb inequality results in postural deformities of the spine. Alternatively, avulsion could manifest as other signs and symptoms of the whole musculoskeletal system. In addition, there is no available information covering activities of daily living after obstetric brachial plexus surgery. Patients and methods: This was a population-based cross-sectional study on all patients who had undergone brachial plexus surgery with at least 5 years of follow-up. An incidence of 3.05/1000 for BPBP was obtained from the registers for this study period. A total of 1706 BPBP patients needing hospital treatment out of 1 717 057 newborns were registered in Finland between 1971 and 1997 inclusive. Of these BPBP patients, 124 (7.3%) underwent brachial plexus surgery at a mean age of 2.8 months (range: 0.4―13.2 months). Surgery was most often performed by direct neuroraphy after neuroma resection (53%). Depending on the phase of the study, 105 to 112 patients (85-90%) participated in a clinical and radiological follow-up assessment. The mean follow up time exceeded 13 years (range: 5.0―31.5 years). Functional status of the upper extremity was evaluated using Mallet, Gilbert and Raimondi scales. Isometric strength of the upper limb, sensation of the hand and stereognosis were evaluated for both the affected and unaffected sides then the differences and their ratios were calculated and recorded. In addition to the upper extremity, assessment of the spine and lower extremities were performed. Activities of daily living (ADL), participation in normal physical activities, and the use of physiotherapy and occupational therapy were recorded in a questionnaire. Results: The unaffected limb functioned as the dominant hand in all, except four patients. The mean length of the affected upper limb was 6 cm (range: 1-13.5 cm) shorter in 106 (95%) patients. Shoulder function was recorded as a mean Mallet score of 3 (range: 2―4) which was moderate. Both elbow function and hand function were good. The mean Gilbert elbow scale value was 3 (range: -1―5) and the mean Raimondi hand scale was 4 (range:1―5). One-third of the patients experienced pain in the affected limb including all those patients (n=9) who had clavicular non-union resulting from surgery. A total of 61 patients (57%) had an active shoulder external rotation of less than 0° and an active elbow extension deficiency was noted in 82 patients (77%) giving a mean of 26° (range: 5°―80°). In all, expect two patients, shoulder external rotation strength at a mean ratio 35% (range: 0―83%) and in all patients elbow flexion strength at a mean ratio of 41% (range: 0―79%) were impaired compared to the unaffected side. According to radiographs, incongruence of the glenohumeral joint was noted in 15 (16%) patients, whereas incongruence of the radiohumeral joint was found in 20 (21%) patients. Fine sensation was normal for 34/49 (69%) patients with C5-6 injury, for 15/31 (48%) with C5-7 and for only 8/25 (32%) of patients with total injury. Loss of protective sensation or absent sensation was noted in some palmar areas of the hand for 12/105 patients (11%). Normal stereognosis was recorded for 88/105 patients (84%). No significant inequalities in leg length were found and the incidence of structural scoliosis (1.7%) did not differ from that of the reference population. Nearly half of the patients (43%) had asynchronous motion of the upper limbs during gait, which was associated with impaired upper limb function. Data obtained from the completed questionnaires indicated that two thirds (63%) of the patients were satisfied with the functional outcome of the affected hand although one third of all patients needed help with ADL. Only a few patients were unable to participate in physical activities such as: bicycling, cross-country skiing or swimming. However, 71% of the patients reported problems related to the affected upper limb, such as muscle weakness and/or joint stiffness during the aforementioned activities. Incongruity of the radiohumeral joints, extent of the injury, avulsion type injury, age less than three months of age at the time of plexus surgery and inexperience of the surgeon was related to poor results as determined by multivariate analyses. Conclusions: Most of the patients had persistent sequelae, especially of shoulder function. Almost all measurements for the total injury group were poorer compared with those of the C5-6 type injury group. Most of the patients had asymmetry of the shoulder region and a shorter affected upper limb, which is a probable reason for having an abnormal gait. However, BPBP did not have an effect on normal growth of the lower extremities or the spine. Although, participation in physical activities was similar to that of the normal population, two-thirds of the patients reported problems. One-third of the patients needed help with ADL. During the period covered by this study, 7.3% BPBP of patients that needed hospital treatment had a brachial plexus operation, which amounts to fewer than 10 operations per year in Finland. It seems that better results of obstetric plexus surgery and more careful follow-up including opportunities for late reconstructive procedures will be expected, if the treatment is solely concentrated on by a few specialised teams.

Magnetic resonance imaging and ultrasonography in brachial plexus birth injury

Brachial plexus birth injury (BPBI) is caused by stretching, tearing or avulsion of the C5-C8 or Th1 nerve roots during delivery. Foetal-maternal disproportion is the main reason for BPBI. The goal of this study was to find out the incidence of posterior subluxation of the humeral head during first year of life in BPBI and optimal timing of the ultrasonographic screening of the glenohumeral joint. The glenohumeral congruity and posterior subluxation of the humeral head associated to muscle atrophy were assessed and surgical treatment of the shoulder girdle as well as muscle changes in elbow flexion contracture were evaluated. The prospective, population based part of the study included all neonates born in Helsinki area during years 2003-2006. Patients with BPBI sent to the Hospital for Children and Adolescents because of decreased external rotation, internal rotation contracture or deformation of the glenohumeral joint as well as patients with elbow flexion contracture were also included in this prospective study. The incidence of BPBI was calculated to be 3.1/1000 newborns in Helsinki area. About 80% of the patients with BPBI recover totally during the follow-up within the first year of life. Permanent plexus injury at the age of one year was noted in 20% of the patients (0.64/1000 newborns). Muscle imbalance resulted in sonographically detected posterior subluxation in one third of the patients with permanent BPBI. If muscle imbalance and posterior subluxation are left untreated bony deformities will develop. All patients with internal rotation contracture of the glenohumeral joint presented muscle atrophy of the rotator cuff muscles. Especially subscapular and infraspinous muscles were affected. A correlation was found particularly between greatest thickness of subscapular muscle and subluxation of the humeral head, degree of glenoid retroversion, as well as amount of internal rotation contracture. Supinator muscle atrophy was evident among all the studied patients with elbow flexion contracture. Brachial muscle pathology seemed to be an important factor for elbow flexion contracture in BPBI. Residual dysfunction of the upper extremity may require operative treatment such as tendon lengthening, tendon transfers, relocation of the humeral head or osteotomy of the humerus. Relocation of the humeral head improved the glenohumeral congruency among patients under 5 years of age. Functional improvement without remodeling of the glenohumeral joint was achieved by other reconstructive procedures. In conclusion: Shoulder screening by US should be done to all patients with permanent BPBI at the age of 3 and 6 months. Especially atrophy of the subscapular muscle correlates with glenohumeral deformity and posterior subluxation of the humeral head, which has not been reported in previous studies. Permanent muscle changes are the main reason for diminished range of motion of the elbow and forearm. Relocation of the humeral head, when needed, should be performed under the age of 5 years.

A comprehensive description of the competencies required for the performance of an ultrasound-guided axillary brachial plexus blockade

We addressed four research questions, each relating to the training and assessment of the competencies associated with the performance of ultrasound-guided axillary brachial plexus blockade (USgABPB). These were: (i) What are the most important determinants of learning of USgABPB? (ii) What is USgABPB? What are the errors most likely to occur when trainees learn to perform this procedure? (iii) How should end-user input be applied to the development of a novel USgABPB simulator? (iv) Does structured simulation based training influence novice learning of the procedure positively? We demonstrated that the most important determinants of learning USgABPB are: (a) Access to a formal structured training programme. (b) Frequent exposure to clinical learning opportunity in an appropriate setting (c) A clinical learning opporunity requires an appropriate patient, trainee and teacher being present at the same time, in an appropriate environment. We carried out a comprehensive description of the procedure. We performed a formal task analysis of USgABPB, identifying (i) 256 specific tasks associated with the safe and effective performance of the procedure, and (ii) the 20 most critical errors likely to occur in this setting. We described a methodology for this and collected data based on detailed, sequential evaluation of prototypes by trainees in anaesthesia. We carried out a pilot randomised control trial assessing the effectiveness of a USgABPB simulator during its development. Our data did not enable us to draw a reliable conclusion to this question; the trail did provide important new learning (as a pilot) to inform future investigation of this question. We believe that the ultimate goal of designing effective simulation-based training and assessment of ultrasound-guided regional anaesthesia is closer to realisation as a result of this work. It remains to be proven if this approach will have a positive impact on procedural performance, and more importantly improve patient outcomes.