Mesure de la composition corporelle par ultrasons : innovation et

Mesure de la composition corporelle par ultrasons : innovation et applications
Jean-Claude PINEAU
Mots-clés : Composition corporelle, ultrasons, obésité, sport
Dans le cadre d’un projet européen Bodylife, (2001-2003), un nouvel
appareillage portable de mesure de la composition corporelle de
l’Homme, basé sur un ensemble de mesures électriques, magnétiques
et acoustiques a été réalisé en collaboration avec l’Ecole Nationale
Supérieure d’Arts et Métiers (Pineau et al. 2007).
Ce projet a permis de développer simultanément une recherche
fondamentale et appliquée en anthropologie biologique. Sur le plan
épidémiologique, il était nécessaire de mesurer la composition corporelle
d’une façon non invasive puisque la connaissance de la simple valeur
du poids, exprimé en kilogrammes, reste insuffisante. La mesure de
la composition corporelle à travers les compartiments corporels - eau
corporelle totale, masse maigre et masse grasse segmentaire et totale
- permet une meilleure gestion du poids. La connaissance précise des
différents compartiments corporels peut avoir une incidence sur le mode
de vie des personnes saines. Elle permet d’envisager un suivi plus
rationnel des individus dans le cadre de régimes diététiques pouvant
générer à terme une réduction des coûts de santé publique (Ziegler,
Debry, 1998 ; Andreyeva et al. 2004). Cette mesure offre en effet
une aide à la prévention du risque de certaines pathologies comme
les maladies cardio-vasculaires. Dans les différents secteurs de
santé potentiellement intéressés par ce type d’appareillage, il est
essentiel de connaître une estimation du rapport entre la graisse
péri-viscérale et la graisse périphérique en particulier pour un
dépistage du risque cardio-vasculaire (Von-Ebeyn et al. 2003;
Goran 1999 ; Roemmich et al. 1999). La mesure de la masse
grasse, de la masse maigre et du contenu hydrique, associée
à une connaissance du profil clinique et psychologique des
individus, peut contribuer à l’amélioration de la santé et aussi
de la qualité de vie (WHO 1998). Par exemple, l’estimation
de la composition corporelle, à travers la connaissance des
différents compartiments corporels et de leurs variations intra
individuelles au cours du temps, est utile, sur des périodes
L’anthropologie du vivant : objets et méthodes - 2010
courtes (par exemple 4 à 5 semaines), pour le suivi des sportifs ou
le suivi des femmes enceintes (environ 9 mois) ou sur des périodes
plus longues comme pour les sujets obèses (de 6 mois à 2 ans) et
au cours du vieillissement.
1- Mesure de la composition corporelle par ultrasons
chez les athlètes de haut niveau
Dans le cadre de la préparation physique des sportifs de haut
niveau, il est recommandé d’évaluer les possibilités individuelles
de fluctuations de poids et leurs conséquences sur la composition
corporelle afin d’optimiser les performances lors des compétitions
(Hendler et al. 1995 ; Mourier et al. 1997; Nindl et al. 1996). Dans les
disciplines sportives à catégories de poids, les instances fédérales
internationales ont établi et fixé des catégories de poids chez les
athlètes selon leur discipline. Vis à vis de ces catégories, les athlètes
peuvent être défavorisés au regard de leur poids corporel sachant
que, pour augmenter leur chance de réussite en compétition, les
athlètes doivent se situer à la limite supérieure du poids de leur
catégorie (Horswill et al. 1990 ; Park et al. 1990). Signalons que
la plupart du temps, quelques semaines avant la compétition, les
athlètes sont au-dessus et parfois très au-dessus des limites de
poids supérieures imposées par le règlement fédéral. Dans cette
perspective une étude a été réalisée en collaboration avec l’Institut
National des Sports et de l’Education Physique de Paris (INSEP)
en vue de comparer la précision du pourcentage de graisse (MG%)
entre la technique ultrasonore que nous avons utilisée avec notre
appareillage portable et la technique de référence : l’absorptiométrie
DEXA. Les pourcentages de graisse estimés par ultrasons restent
très fortement corrélés avec ceux obtenus par DEXA (R>0.96)
pour les athlètes de sexe masculin et féminin. Dans notre étude,
l’erreur totale (TE) comprise entre 0.89 et 1.03 prouve le haut degré
de précision de la technique ultrasonore (Lohman, 1996). Les
méthodes décrites par Bland et Altman (1986) ont été utilisées pour
examiner la précision des erreurs individuelles d’estimation de la
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Mesure de la composition corporelle par ultrasons : innovation et applications
masse grasse entre la technique ultrasonore et la technique DEXA.
La faible amplitude [-2,5 MG% ; +2,5 MG%] observée des écarts
résiduels individuels du pourcentage de graisse entre la technique
ultrasonore et l’absorptiométrie DEXA met en évidence un haut niveau
de précision de notre technique ultrasonore. Nous observons de plus
une très bonne symétrie des dispersions autour de la moyenne des
écarts du pourcentage de graisse d’autant plus que ces dispersions
des écarts individuels du pourcentage de graisse ne présentent pas de
biais. (Pineau et al. 2009). La méthode ultrasonore est une technique
non invasive plus accessible en routine et moins onéreuse que les
examens d’absorptiométrie à rayons X.
2- Technique ultrasonore appliquée à la mesure de la
masse grasse chez les adolescents obèses
La mesure de la masse grasse corporelle a été déterminée par une
technique ultrasonore sur une population de 94 adolescents obèses
(57 filles et 37 garçons), âgés de 12 à 19 ans, et pour lesquels l’I.M.C
est supérieur à 30 kg.m-2. Parmi ces adolescents, 39% sont atteints
d’obésité de classe I, 28% de classe II et 33% de classe III. Pour
chaque adolescent recruté à la consultation de médecine interne, nous
avons procédé à un examen d’absorptiométrie à rayons X (DEXA),
qui constitue notre mesure de référence (Plank et al. 2005). De façon
simultanée, nous avons déterminé la masse grasse totale (MG) à
partir d’une technique ultrasonore qui nécessite, pour calculer cette
masse grasse, le recueil de données anthropométriques : poids,
stature et périmètres au niveau ombilical et à mi-cuisse. Nous avons
obtenu de très fortes liaisons entre la MG mesurée par ultrasons
versus DEXA, chez les filles (r=0.907) comme chez les garçons
(r=0.975), l’erreur standard d’estimation SEE est respectivement
de 3.6 kg et de 2.5 kg. Nous avons pu également vérifier, que,
sur un sous-effectif de 24 adolescents obèses, la technique
ultrasonore est beaucoup plus précise que la technique des plis
cutanés pour estimer la MG car l’erreur standard d’estimation
(SEE) est de 2.7 kg avec la technique ultrasonore alors qu’elle
atteint 12.7 kg avec la méthode des plis cutanés.
L’anthropologie du vivant : objets et méthodes - 2010
Dans le cadre d’un programme multidisciplinaire (Dao et al. 2004)
nous avons établi, sur 13 adolescents, qu’une diminution de la MG
mesurée par DEXA accompagnée d’une réduction sensible du poids
est étroitement liée (r=0.97) à une diminution de la MG mesurée par
ultrasons.
3- Relation entre la prise de poids et la prise de masse
grasse chez la femme enceinte pendant la durée de
gestation
Le contrôle de la prise de poids maternel est nécessaire pour éviter
les déséquilibres nutritionnels ainsi que les risques de survenue
d’une complication vasculaire pouvant avoir une incidence sur le
développement du fœtus (Abrams et al. 1995 ; Cogswell et al. 1995).
La prise de poids excessive au cours de la grossesse a des effets
délétères sur le déroulement de la grossesse et de l’accouchement
(Kielgman, Gross 1985 ; Scholl et al. 1990).
La présente étude, réalisée en collaboration avec la Clinique
Montplaisir à Lyon sur une période de 18 mois, a pour but de mettre
notre appareillage ultrasonore portable à la disposition des médecins
radiologues et obstétriciens afin de quantifier la prise de masse
grasse associée à la prise de poids chez la femme enceinte pendant
toute la durée de gestation.
Les mesures des épaisseurs de graisse sous-cutanée à mi-cuisse et
au niveau ombilical dorsal seront recueillies par la même infirmière
à 5 reprises : au début de la gestation, au cours des trois examens
échographiques standards et après l’accouchement. D’une façon
simultanée, une série de mesures anthropométriques ainsi que les
caractéristiques socio-culturelles seront relevées systématiquement
sur l’échantillon total.
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Mesure de la composition corporelle par ultrasons : innovation et applications
Perspectives
Notre appareillage portable peut être utilisé chez les sportifs de haut niveau
dans différentes situations. A court terme, juste après un entraînement
ou dans la même journée, une perte de poids correspond à une perte
d’eau. A moyen ou à long terme, une perte de poids sans modification
de la masse grasse totale se traduit par une baisse du volume hydrique
contenu dans la masse maigre. A l’inverse toute augmentation du poids
sans modification de la masse grasse correspond à une augmentation de
la masse musculaire, le volume hydrique au repos restant assez stable
chez un même individu. Dans cette perspective, la grande précision de
l’estimation de la masse grasse à partir de notre appareillage portable
constitue une aide précieuse pour l’entraîneur et le médecin. Cette
technique représente un outil indispensable pour optimiser la préparation
physique des athlètes à travers un suivi longitudinal.
Cette technique portable ultrasonore peut également être utilisée avec
succès en épidémiologie. En effet, elle présente de nombreux avantages
tant sur le plan de la fiabilité,
de la reproductibilité, de la
précision pour effectuer
Exemple d’un relevé de mesure
le dépistage et le suivi
d’adolescents obèses
puisqu’en France ce
sont 11.3% d’adultes
qui
sont
obèses
soit 5.3 millions de
personnes.
Une
application
particulièrement
originale
est
envisagée avec
cette technique
ultrasonore dans
le domaine de
l’obstétrique.
L’anthropologie du vivant : objets et méthodes - 2010
L’objectif principal de cette étude consiste à analyser l’évolution de
la masse grasse en fonction de l’évolution du poids corporel et des
caractéristiques socio-culturelles de la mère sans aucun risque pour
les patientes ni pour les fœtus.
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L’auteur
Jean-Claude PINEAU
Directeur de recherche au CNRS
- UPR 2147, « Dynamique de l’Evolution Humaine: Individus, Populations, Espèces. » (Paris,
France)
courriel : [email protected]
Tel: 01 43 13 56 83
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