Demande Allocation de thèse
Ecole doctorale n°490 Environnements, Santé, STIC – E2S
Titre de la thèse: Caractérisation des contractions musculaires induites par
électromyostimulation. Développement d’un système d’asservissement.
Directeur de thèse : LEPERS Romuald MCU-HDR - Laboratoire INSERM U887
Co-Directeur : Stéphane Binczak MCU – HDR (Laboratoire LE2I UMR 5158 CNRS –
Université de Bourgogne)
Laboratoire d'accueil : INSERM U887 Motricité-Plasticité. Campus Universitaire, Faculté
des Sciences du Sport, BP 27877, 21078 Dijon France
Problématique :
L’électromyostimulation (EMS) est une technique de reconditionnement musculaire qui
consiste à induire une contraction musculaire par des stimulations électriques appliquées de
manière percutanée en regard des muscles sollicités. Bien que l’efficacité de cette méthode de
renforcement musculaire ait été prouvée lors de l’entraînement sportif (Gondin et al 2004) ou
comme aide à la récupération fonctionnelle après un déconditionnement musculaire
accompagnant certaines pathologies (ex. insuffisant cardiaque ou respiratoire chronique,
Deley et al 2003), les paramètres de stimulation (onde mono ou bi phasique, durée
d’impulsion, intensité, fréquence de stimulation) utilisés sont définis, a priori, de manière
subjective sans tenir compte de l’évolution de la réponse physiologique réelle du muscle au
cours de la stimulation.
Lors d’une contraction volontaire, le suivi du comportement du muscle est généralement
réalisé à partir de l’enregistrement de son activité électrique par électromyographie de surface
(EMG). Lorsque cette méthodologie de détection est utilisée au cours d’une contraction
électro-induite par EMS, le signal EMG recueilli se trouve contaminé par les artéfacts de
stimulation de l’EMS, il devient donc difficile d’identifier la réponse musculaire. L’objet
principal de ce projet est de développer une méthodologie spécifique permettant de dissocier,
à partir de l’enregistrement EMG obtenu pendant une contraction induite par EMS, la réponse
neurophysiologique du muscle.
L’objectif de ce travail de thèse est la réalisation d’une nouvelle génération de système
d’électromyostimulation où la stimulation sera asservie à la réponse physiologique du muscle.
Ce type de système nécessitera l’élaboration d’électrodes capables (i) d’induire une
stimulation électrique et (ii) de détecter la réponse électrophysiologique du muscle sollicité
afin d’asservir les paramètres de la stimulation à la réponse effective du muscle.
L’asservissement des paramètres de stimulation en EMS en fonction de la réponse musculaire,
permettra d’optimiser i.e. réduire le temps d’entraînement et donc d’améliorer le renforcement
musculaire de patients déconditionnés.
Travaux expérimentaux :
Etude 1 - Déterminer le positionnement optimal des électrodes de stimulation EMS par
rapport aux électrodes de recueil du signal musculaire EMG pour enregistrer la réponse
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