Demande de Brevet pour le dynamomètre : version 1 1.Background La cause la plus commune de l'incontinence urinaire d'effort est l'appauvrissement du support de l' urètre proximal et du support du col vésical. Les observations anatomiques récentes (Delancey 1989, 1992) ; (Schussler, 1994) confirment le rôle important du muscle releveur de l'anus (partie intégrante du plancher pelvien) dans le contrôle de la position du col vésical. Ä la contraction du plancher pelvien, le mouvement antérieur du vagin produit des forces occlusives sur l'urètre, qui résulte en son déplacement vers l'avant et sa compression contre la surface postérieure du pubis, empêchant ainsi l'urine de s'écouler (DeLancey 1990) Un des objectifs majeurs de la rééducation périnéale est ie renforcement de la musculature du plancher pelvien dans le but de réduire les symptômes de pertes d'urine.
Puisque les objectifs du traitement physiothérapique de l'IUE visent à
améliorer la force du plancher pelvien, la mesure de force des muscles du plancher pelvien est un élément important dans l'évaluation de l'effet des traitements de l'IL1E.
Actuellement, différentes mesures ont été utilisées pour mesurer la force soit les mesures indirectes et les mesures directes.
1.1 les mesures indirectes.
Les mesures indirectes dè la force du plancher pelvien sont les mesures de pression et les mesures de l'activité électromyographique du muscle (EMG).
Les mesures de pression : le périnéomètre à pression fut le premier instrument développé
pour .objectiver la mesure de force du plancher pelvien. Celui de Kegel (Kegel, 1948), comprenait une sonde vaginale gonflable reliée à un manomètre. Lors de la contraction des muscles du plancher pelvien, le manomètre enregistrait l' augmentation de la pression correspondant à la compression de la sonde par les faisceaux du plancher pelvien entourant la cavité vaginale (releveur de l'anus). Aujourd'hui encore le périnéomètre de Kegel est utilisé comme instrument de mesure de la force du plancher pelvien.
Plusieurs autres périnéomètres ont été décrits dans la littérature ( Taylor, 1985;
Laycock, 1992), chacun ayant un design différant mais comprenant toujours une sonde vaginale et un manomètre.
Les périnéomètres mesure l'augmentation de pression dans la cavité vaginale induite par la contraction du plancher pelvien. Néanmoins, une source d'erreur importante pour les mesures réalisées par les périnéomètres à pression quel qu'ils soient, est qu'ils sont sensibles aux variations de pressions abdominales. En effet, l' augmentation de pression abdominale par exemple lors d'une toux, d'un Valsalva ou simplement lors d'un changement de position de la patiente augmente la pression. Ainsi, la mesure du périnéomètre à pression augmente sans distinction sur l'origine de la pression appliquée sur la sonde, qu'elle résulte de la contraction du plancher pelvien ou de l'augmentation de la pression abdominale.
Les mesures EMG : le périnéomètre EMG capte les potentiels d'action musculaire au moyen d' une sonde vaginale rigide qui contient des électrodes de surface. Il mesure l'activité du muscle plancher pelvien et ainsi indirectement, la force musculaire du plancher pelvien (Perry, 1976). Sa plus grande faiblesse réside dans la relation entre l'EMG et la force qui n'est pas une relation toujours linéaire (Woods, 1983).
De plus, la dimension unique de sa sonde vaginale est une autre limite importante. Ainsi la circonférence de la cavité vaginale détermine la qualité du contact entre la sonde et la paroi vaginale influençant ainsi la mesure électromyographique obtenue.
1.2 Les mesures directes.
Les mesure directes de force du plancher pelvien comprennent le bilan musculaire et la dynamométrie instrumentée.
Le bilan musculaire du plancher pelvien : le bilan musculaire du plancher pelvien est une méthode d'évaluation de force basée sur l'estimation subjective de cette force par févaluateur. Kegel (1948) fut le premier à recommander l'évaluation manuelle de la force musculaire du plancher pelvien à partir du toucher vaginal. Pour ce faire, l'examinateur insère l'index et le majeur dans la cavité vaginale dans un plan latéro-latérale. Pour mesurer la force, la patiente doit contracter sur les doigts dé
l'examinateur comme pour retenir un jet d'urine et une selle (Chiarelli, 1981). Les résultats sont ensuite rapportés sur une échelle de cotation ordinale (Worth, 1986; Laycock, 1987;
Brink, 1989). Le bilan musculaire fut et demeure largement utilisé en rééducation périnéale par les cliniciens. Plusieurs auteurs ont décrit les limites du bilan musculaire.
Pour l'évaluation de la force musculaire, il est généralement admis que les cotes du bilan musculaire sont basées sur l'appréciation du clinicien quant à la force développée par le sujet en réduisant ainsi la fidélité de cette méthode (Wadsworth, 1987). De plus, des études récentes ont démontré que les mesures prises avec le bilan musculaire ne détectent pas toujours les changements de force qui sont documentés par dynamométrie instrumentée (Herbson, 1996). Ces études soulignent donc les limites importantes de l'utilisation du bilan musculaire pour documenter un effet de traitement.
la dynamométrie instrumentée Seulement deux instruments de mesure de dynamométrie instrumentée du plancher pelvien sont décrits dans la littérature. Le premier, le dynamomètre de Rowe le "intra-vaginal fôrce measuring transducer" (Rowe, 1995), appareil expérimental qui n'a pas été
commercialisé est constitué d'une sonde à dimension unique dont le rayon est de 10 mm.
Cette sonde comprend une jauge de contrainte orientable de 180o qui est relié
à un amplificateur. La sonde insérée dans la cavité vaginale peut donc mesurer la force des différentes portions musculaires du plancher pelvien selon le l'orientation du capteur. La faiblesse potentielle de cet appareil réside dans l'impossibilité d'ajuster la dimension de la sonde au diamètre vaginal de la patiente. Ainsi la mesure de force est influencée par la proximité de l'instrument de la paroi vaginale qui varie selon a circonférence de la cavité
vaginale de chaque patiente. Aucune étude de fidélité n'a été réalisée avec cet appareil.
Le spéculum tonimétrique de Gaufriez est constitué d'une unité centrale informatisée et d'une unité périphérique (pince ou spéculum tonimétrique) (Gaufriez, 1993). La pince tonimétrique est constituée de deux branches soit une branche d' appui (branche supérieure) et d'une branche munie d'une jauge de contrainte (branche inférieure). L'axe de rotation entre les deux branches est muni d'un potentiomètre mesurant les variations angulaires et indirectement, l'ouverture vaginale. La pince tonimétrique insérée dans le vagin peut mesurer la force du plancher pelvien dans une piste déterminée (ouverture de la pince) permettant ainsi de s'adapter aux différences de circonférence de la cavité
vaginale des patientes. Le design de l'appareil fait en sorte que la mesure est dépendante de la distance entre l'endroit sur la branche où la pression est appliquée et l'axe de rotation (bras de levier) (Gaufriez, 1993). Le positionnement de l'appareil dans la cavité
vaginale est très important puisqu'une légère variation du positionnement influencera la lecture de force. La faiblesse potentielle de cet instrument réside donc dans la difficulté
de positionner de façon reproductible l'appareil. Ceci peut affecter la qualité des mesures obtenues lors des mesures répétées comme celles relatives aux études d'efficacité de traitement. Aucune étude de fiabilité de cet appareil n'a été publiée. De plus, le spéculum de Cauiirez n'a pas été commercialisé.
Il apparaît qu'une mesure exacte et fiable de la force du plancher pelvien est essentielle dans l'évaluation des effets d'un traitement de l'ILTE postnatale basée sur le renforcement du plancher pelvien. Nous avons récemment développé un nouveau dynamomètre dont deux des principaux aspects originaux sont de permettre des mesures de force à
différentes ouvertures et d'obtenir des mesures de force indépendantes du positionnement de l'appareil dans la cavité vaginale. Patent application for the dynamometer: version 1 1.Background The most common cause of stress urinary incontinence is the impoverishment of the support for the proximal urethra and support for the bladder neck. The observations anatomic recent (Delancey 1989, 1992); (Schussler, 1994) confirm the role important of levator ani muscle (part of the pelvic floor) in the control of position of the bladder neck. When the pelvic floor contracts, the movement previous of vagina produces occlusive forces on the urethra, which results in its moving to the front and its compression against the posterior surface of the pubis, preventing so urine to flow (DeLancey 1990) One of the major objectives of perineal reeducation is to strengthen the pelvic floor muscles to reduce symptoms of loss urine.
Since the goals of physiotherapy treatment for SUI are to improve strength of the pelvic floor, the measure of strength of the pelvic floor muscles is a element important in assessing the effect of IL1E treatments.
Currently, different measures were used to measure force either indirect measures and measures direct.
1.1 indirect measures.
The indirect measurements of the force of the pelvic floor are the measurements of pressure and them muscle electromyographic activity (EMG) measurements.
Pressure measurements: the pressure perineometer was the first instrument developed to objectify the pelvic floor force measurement. Kegel's (Kegel, 1948), included an inflatable vaginal probe connected to a pressure gauge. When contraction of the pelvic floor muscles, the manometer recorded the increase in pressure corresponding to the compression of the probe by the beams of the floor pelvic surrounding the vaginal cavity (levator of the anus). Even today the perinometer Kegel is used as a measure of the strength of the pelvic floor.
Many other perineometers have been described in the literature (Taylor, 1985;
Laycock, 1992), each with a different design but still including a vaginal probe and one manometer.
Perineometers measure the increase in pressure in the vaginal cavity induced by contraction of the pelvic floor. However, a significant source of error for the measurements by pressure perineometers whatever they are, is they are sensitive to variations in abdominal pressure. Indeed, the increase pressure abdominal for example during a cough, a Valsalva or simply during a changing the patient's position increases the pressure. So the measurement of pressure perineometer increases without distinction on the origin of the pressure applied on the probe, whether it results from the contraction of the pelvic floor or from the increase of abdominal pressure.
EMG measurements: the EMG perineometer captures muscle action potentials at by means of a rigid vaginal probe which contains surface electrodes. he measured activity of the pelvic floor muscle and thus indirectly the strength muscle of pelvic floor (Perry, 1976). Its greatest weakness lies in the relationship between the EMG and the force which is not an always linear relation (Woods, 1983).
In addition, the Another important limitation is the unique size of its vaginal probe. So the circumference of the vaginal cavity determines the quality of contact between the probe and the vaginal wall thus influencing the electromyographic measurement obtained.
1.2 Direct measurements.
Direct pelvic floor force measurements include the balance muscle and the instrumented dynamometry.
Muscle assessment of the pelvic floor: muscle assessment of the floor pelvic is a force evaluation method based on the subjective estimation of this force through févaluateur. Kegel (1948) was the first to recommend manual evaluation of the muscle strength of the pelvic floor from the vaginal examination. For this make, the examiner inserts the index and middle fingers into the vaginal cavity in a plane latero lateral. To measure the force, the patient must contract on the fingers examiner as if to retain a stream of urine and a stool (Chiarelli, 1981). The results are then reported on an ordinal rating scale (Worth, 1986; Laycock, 1987;
Brink 1989). The muscle balance was and remains widely used in rehabilitation perineal by clinicians. Several authors have described the limits of muscle balance.
For muscle strength assessment it is generally accepted that the odds balance sheet are based on the clinician's assessment of the strength developed by the subject thereby reducing the fidelity of this method (Wadsworth, 1987). Of more, recent studies have shown that measures taken with muscle balance do detect not always the force changes that are documented by dynamometry instrumented (Herbson, 1996). These studies therefore underline the limits important of the use of muscle balance to document a treatment effect.
instrumented dynamometry Only two instruments for measuring the dynamometry of the floor pelvic muscles are described in the literature. The first, Rowe's dynamometer the "intra-vaginal fôrce measuring transducer "(Rowe, 1995), an experimental device which was not marketed consists of a one-dimensional probe whose radius is 10 mm.
This probe includes a 180o orientable strain gauge which is connected has a amplifier. The probe inserted into the vaginal cavity can therefore measure the strength of different muscle portions of the pelvic floor depending on the orientation of the sensor. The potential weakness of this device is the inability to adjust the dimension of the probe to the patient's vaginal diameter. So the force measurement is influenced by the proximity of the instrument to the vaginal wall which varies according to circumference of the cavity vaginal examination of each patient. No fidelity study has been performed with this device.
The Gaufriez tonimetric speculum consists of a central unit computerized and of a peripheral unit (forceps or tonimetric speculum) (Gaufriez, 1993). The pliers tonimetric consists of two branches or a supporting branch (plugged upper) and a branch fitted with a strain gauge (branch below). The axis of rotation between the two branches is provided with a potentiometer measuring the variations angular and indirectly, the vaginal opening. The tone clamp inserted in the vagina can measure the strength of the pelvic floor in a specific track (opening of the pliers) thus making it possible to adapt to the differences in circumference of the cavity patients' vagina. The design of the device ensures that the measurement is dependent the distance from the spot on the branch where pressure is applied and the axis of rotation (lever arm) (Gaufriez, 1993). Positioning the device in the cavity vaginal is very important since a slight variation in positioning will influence the force reading. The potential weakness of this instrument therefore lies in the difficulty position the device reproducibly. This can affect the quality of measurements obtained during repeated measurements such as those relating to studies efficiency of treatment. No reliability study of this device has been published. Of plus, the speculum de Cauiirez has not been marketed.
It appears that an accurate and reliable measure of the strength of the pelvic floor is essential in the evaluation of the effects of treatment for postnatal ILTE based on enhancement of the pelvic floor. We have recently developed a new dynamometer whose two of the main original aspects are to allow force measurements to different openings and to obtain force measurements independent of the positioning of the device into the vaginal cavity.
2. Description de l'appareil Le dynamomètre présenté est un instrument qui permet de mesurer la force du plancher pelvien. La mesure de la force du plancher pelvien est essentielle dans l'évaluation et le traitement des problématiques périnéales tel l'incontinence urinaire, l'incontinence fécales et les descentes d'organes secondaires à l'affaiblissement de cette musculature. La mesure dynamométrique de force permet (1) d'identifier la clientèle pouvant bénéficier de rééducation du plancher pelvien, (2) d'établir la sévéritê de la condition lors de l'évaluation, (3) de suivre l'évolution du renforcement lors de séances de rééducation du plancher pelvien et finalement (4) de déterminer des valeurs moyennes de force reliée à
la continence et à l'incontinence.
Le dynamomètre est constitué d'une unité centrale informatisée et d'une unité
périphérique (spéculum dynamométrique).
Le spéculum dynamométrique est constitué de deux branches soit une branche d' appui (branche supérieure) et d'une branche instrumentée de deux paires de jauges de contrainte montées en différentiel (branche inférieure). Pour le prototype, les branches sont solidaires de l'unité de mesure. Cependant, il serait possible d'utiliser des branches en plastique qui pourraient être stérilisées ou jetées après un usage unique.
Le montage de jauges en différentiel permet d'obtenir une mesure de force indépendante du bras de levier et donc de la profondeur de l'insertion des branches dans la cavité
vaginale. Ceci devrait améliorer la précision et la fidélité des mesures répétées.
L'espacement entre les deux branches peut être modifié de 0 cm à 4 cm. Une vis permet de verrouiller l'ouverture ne permettant pas de mouvement entre les branches lors de la mesure. La distance entre les deux branches est étalonnée de façon à mesurer l'ouverture de la cavité
vaginale. Le spéculum dynamométrique inséré dans le vagin peut mesurer la force du plancher pelvien dans une piste déterminée (ouverture du spéculum) permettant ainsi de s'adapter aux différences de circonférence de la cavité vaginale des patientes.
L'unité centrale périphérique enregistre les mesures à l'aide d'une carte d'acquisition relié
à un ordinateur portatif. Le logiciel affiche directement (on line) les mesures par des données écrites et des graphiques. Le dynamomètre peut être utilisé pour mesurer les forces actives et passives de la musculature du plancher pelvien. Ainsi, l'ouverture des branches du dynamomètre sans contractions actives de la part du sujet (force passive à
une ouverture donnée) et l'ouverture des branches du dynamomètre avec contractions actives de la part du sujet (force active à une ouverture donnée). 2. Description of the device The dynamometer presented is an instrument that measures the strength of the floor pelvic. Measuring the strength of the pelvic floor is essential in assessment and treatment of perineal problems such as urinary incontinence, incontinence faeces and the organ descends secondary to the weakening of this musculature. The dynamometric force measurement allows (1) to identify customers who can benefit from pelvic floor rehabilitation, (2) establish the severity of the condition during the evaluation, (3) to follow the evolution of the reinforcement during sessions of rehabilitation of pelvic floor and finally (4) to determine average force values connected to continence and incontinence.
The dynamometer consists of a computerized central unit and a unit peripheral (dynamometric speculum).
The torque speculum consists of two branches, i.e. a branch of support (upper branch) and an instrumented branch of two pairs of gauges constraint mounted in differential (lower branch). For the prototype, Branches are integral with the unit of measurement. However, it would be possible to use branches plastic that could be sterilized or discarded after a single use.
Mounting differential gauges provides a force measurement independent of the arm of lever and therefore the depth of the insertion of the branches in the cavity vaginally. This should improve the accuracy and precision of repeated measurements.
The spacing between two branches can be changed from 0 cm to 4 cm. A screw allows to lock the opening does not allow movement between the branches during the measured. The distance between the two branches is calibrated so as to measure the opening of the cavity vaginally. The torque speculum inserted into the vagina can measure the strength of pelvic floor in a specific track (opening of the speculum) allowing so adapt to the differences in circumference of the vaginal cavity patients.
The peripheral central unit records the measurements using a card related acquisition to a laptop. The software displays directly (on line) the measurements by written data and graphics. The dynamometer can be used to measure them active and passive forces of the pelvic floor musculature. So, the opening of branches of the dynamometer without active contractions on the part of the subject (force passive to a given opening) and the opening of the branches of the dynamometer with contractions active on the part of the subject (active force at a given aperture).