Rééducation bras hémiparésie: Entraînement ciblé

Les travaux de Soechting et Lacquaniti (1981, 1982) sur les mouvements de pointage et de préhension ont démontré que le mouvement du poignet n'influençait pas le couplage coude-épaule lors de rotations de l'avant-bras. Soechting et Terzuolo (1988) ont proposé un modèle de conversion des angles articulaires en coordonnées cartésiennes, soulignant l'importance de la différence de phase entre les angles du bras et de l'avant-bras pour définir les paramètres intrinsèques et extrinsèques du mouvement. Cependant, Flash et al. (2004) ont montré que pour les mouvements tridimensionnels, la position et l'orientation de la main ne suffisent pas à définir tous les paramètres du bras. Hore et al. (1992) ont suggéré l'application de la loi de Donder, initialement utilisée pour les mouvements oculaires, aux mouvements du bras pour réduire la redondance des degrés de liberté, la loi de Donder stipulant que la configuration finale du bras est reproductible indépendamment de la posture initiale, les axes de rotation étant déterminés par la direction du mouvement. Ces études mettent en lumière la complexité de la planification et de l'exécution des mouvements du membre supérieur, soulignant le besoin d'une meilleure compréhension des mécanismes de coordination inter-articulaire pour analyser les déficits moteurs.

Le contrôle des actions implique l'application de règles basées sur l'information perceptive, chaque degré de liberté non contraint étant restreint par une propriété environnementale (Schmidt et Fitzpatrick, 1996). Le système neuro-musculo-squelettique présente des propriétés d'auto-organisation, chaque composante influençant les autres, menant à l'émergence de patrons de coordination. Ces patrons ne résultent pas de programmes moteurs fixes, mais de phénomènes d'auto-organisation (Temprado et Cirstea et al.). Gelfand et Latash (1998) ont souligné que même si chaque élément du système est libre de varier, l'erreur finale est minimisée par des ajustements mutuels. Scholz et Schoner (1999) ont montré que les articulations corrigent leurs erreurs pour assurer la précision du mouvement. La capacité d'auto-organisation permet au système d'adopter un patron préféré en réponse aux contraintes environnementales, grâce à des attracteurs qui le ramènent à un état stable sous des conditions identiques. Ce cadre théorique permet de comprendre comment le système nerveux gère la redondance des degrés de liberté lors de la réalisation de tâches motrices.

Le modèle du point d'équilibre (Feldman et Levin, 1995) décrit une combinaison de force et de longueur musculaire pour une commande donnée. Une courbe force/longueur (ou couple/angle) définit les caractéristiques invariantes de l'activation musculaire en fonction de la longueur, déterminée par le paramètre lambda. Le système nerveux spécifie les seuils de décharge des motoneurones, lambda représentant l'ensemble de ces seuils au point d'origine d'un cadre de référence. La production du mouvement implique le déplacement de l'origine de ce cadre de référence par une commande centrale, spécifiant de nouveaux seuils angulaires pour le recrutement des motoneurones. Ostry et Feldman (2003) ont proposé que cette stratégie, basée sur le changement de paramètres neurophysiologiques (seuils d'activation), libère les niveaux de contrôle de la charge de résoudre le problème de la redondance, permettant l'émergence des variables cinématiques et de la force musculaire. Ce modèle offre une perspective sur la manière dont le système nerveux central gère la complexité du contrôle moteur.

Des études ont exploré la coordination entre les phases de transport et de préhension, notamment l'influence des mouvements de l'épaule sur l'orientation de la main (Rosenbaum et al., 1995) et le rôle du « time to contact » (Zaal et al., 1998). Wing et al. (1986) et Haggard et Wing (1997, 1998) ont suggéré une coordination de haut niveau basée sur la relation spatiale entre la position de la main et la taille de l'ouverture des doigts. Cependant, des difficultés de coordination peuvent apparaître, comme l'incapacité de combiner une extension du coude avec une flexion de l'épaule (Zackowski et al., 2004), affectant la linéarité du mouvement, même si une trajectoire linéaire est partiellement préservée chez les sujets avec un déficit léger (Roby-Brami et al., 2003). Les altérations de vitesse, de fluidité et de linéarité ne sont pas liées à un déficit spécifique mais sont interdépendantes (Kamper et al., 2002), avec une augmentation de la variabilité de la position finale et une diminution de la précision chez les patients hémiplégiques (Archambault et al., 1999; Cirstea et Levin, 2000; Cirstea et al., 2003a; Reisman et Scholz, 2003; Zackowski et al., 2004). Des erreurs de pointage sont corrélées aux déficits d'amplitude du mouvement de l'épaule et au degré de spasticité (Cirstea et Levin, 2000; Zackowski et al., 2004).

Chez les sujets hémiplégiques, le tronc est souvent impliqué dans la compensation des déficits du bras, même pour des objets à proximité (Cirstea et Levin, 2000; Roby-Brami et al., 1997). L'implication précoce du tronc pourrait servir à maintenir la fluidité du mouvement et compenser l'altération de la coordination interarticulaire entre le coude et l'épaule (Levin et al., 2002; Moro et Levin, 2004). L'amplitude du déplacement du tronc est corrélée à la réduction des erreurs du mouvement chez les patients sévèrement affectés (Cirstea et al., 2003a). Cependant, il existe un débat sur la nature de l'implication du tronc: synergie anormale (Brunnstrom, 1970; Twitchell, 1951; Bobath, 1990) ou adaptation compensatoire (Roby-Brami et al., 1997; Carr et Shepherd, 2000). Des facteurs tels que la co-activation musculaire anormale et la difficulté à contrôler la musculature de l'épaule et du coude contribuent aux erreurs directionnelles, plus évidentes chez les sujets sévèrement atteints (Beer et al., 2000; Reinkensmeyer et al., 2002). La planification de la direction est généralement préservée, mais la coordination musculaire lors de l'exécution est altérée, la contribution des facteurs neuromusculaires (faiblesse, spasticité, etc.) restant à préciser.

Plusieurs études, dont celles de Cirstea et Levin (2000) et Roby-Brami et al. (1997), ont montré que les patients hémiplégiques utilisent un mouvement excessif du tronc pour compenser les limitations du bras lors des mouvements d'atteinte et de préhension, même pour des objets proches. Ce mouvement compensatoire du tronc est observé même lorsque la cible se situe à l'intérieur de la portée du bras, suggérant une stratégie de compensation pour les déficits d'amplitude active du mouvement du bras. L'hypothèse est émise que la limitation de ces mouvements compensatoires du tronc pourrait forcer les sujets à utiliser davantage leurs mouvements articulaires normalement non utilisés pour atteindre et saisir l'objet, améliorant ainsi le patron du mouvement d’atteinte. Le recrutement du tronc est plus important chez les patients ayant des déficits moteurs plus sévères. L'étude se propose donc d'analyser ce rôle compensatoire et de comprendre comment il interagit avec d’autres déficits moteurs et les mécanismes de compensation utilisés par les patients.

L'étude met l'accent sur l'interaction entre les déficits moteurs distaux (poignet et main) et l'utilisation compensatoire du tronc. Malgré des déficits distaux importants, tous les participants ont réussi à saisir un objet placé dans la ligne médiane, à une distance correspondant à la longueur du bras. Cependant, un sous-groupe de patients a échoué à saisir l'objet lorsqu'il était positionné dans l'espace ipsilatéral. Cette incapacité n'est pas uniquement expliquée par les déficits distaux, un manque d'extension active du coude apparaissant comme un facteur contributif majeur. Ce sous-groupe présente un déficit d’environ 50% d'extension du coude par rapport aux sujets ayant réussi la tâche dans les deux positions. Ces résultats suggèrent des faiblesses spécifiques dans l'extension du coude ou des altérations de la co-contraction musculaire. L'étude explore ainsi le lien entre les déficits distaux, l'adaptation compensatoire du tronc et l’impact des déficits proximaux sur cette compensation.

Une corrélation est mise en évidence entre le déficit moteur de la main et la rotation du tronc utilisée comme compensation pour saisir l'objet placé dans l'espace ipsilatéral. Cette observation souligne l'importance de l'orientation de la main dans la réussite de la préhension et le rôle du tronc dans la compensation des déficits distaux. L'analyse met en lumière la complexité des stratégies compensatoires utilisées par les patients. La préservation relative de la coordination entre les mouvements du bras et l’ouverture de la main est notée comme surprenante compte tenu de l’ampleur des déficits distaux souvent observés après un AVC (Colebatch et Gandevia, 1989). Malgré la variabilité inter-sujets et l’altération du contrôle volontaire des extenseurs du poignet et des doigts (Powell et al., 1999; Cauraugh et al., 2000; Kamper et Rymer, 2001), les participants préservent en moyenne l’ouverture maximale des doigts. Le concept de synergies fonctionnelles (Turvey et al., 1980; Kugler et al., 1980) est invoqué pour expliquer la manière dont le système adapte sa coordination pour atteindre l’objectif de la tâche malgré les contraintes imposées par les déficits.

L'étude compare l'efficacité de deux types d'entraînement: un entraînement spécifique à la tâche avec restriction physique des mouvements compensatoires du tronc (groupe TR), et un entraînement similaire sans restriction du tronc (groupe témoin). Avant l'intervention, les participants ont été évalués selon la sévérité de leur déficit moteur. L'entraînement consistait en des séances répétées de tâches d'atteinte et de préhension, avec 60 répétitions par séance. Le groupe TR utilisait un dispositif pour limiter les mouvements du tronc, tandis que le groupe témoin recevait des consignes verbales pour limiter ces mouvements. Des mesures cinématographiques ont été prises, ainsi que des évaluations cliniques, dont l'échelle de Fugl-Meyer pour la récupération motrice, le TEMPA pour l'évaluation fonctionnelle, et l'échelle de spasticité CSI. Ces évaluations ont été réalisées avant l'intervention, immédiatement après et un mois plus tard pour évaluer les effets à long terme de l'entraînement.

Dans le groupe TR, l'intervention a entraîné une augmentation de l'extension du coude et une réduction du déplacement antérieur du tronc chez la majorité des participants. Au niveau clinique, une légère augmentation des scores Fugl-Meyer a été observée après l'entraînement, mais cette amélioration n'était plus significative lors du suivi un mois plus tard. Cependant, le score TEMPA total et le score fonctionnel du bras affecté se sont améliorés uniquement dans ce groupe. Il est à noter que l'amélioration de l'extension du coude n'était plus significativement différente du groupe témoin après ajustement pour les différences initiales. Ceci suggère un bénéfice potentiel de la restriction du tronc, notamment pour l'amélioration de la fonction, mais les résultats sont nuancés et nécessitent une analyse plus approfondie.

Le groupe témoin, ayant effectué l'entraînement sans restriction du tronc, a montré une augmentation des mouvements compensatoires du tronc et une diminution concomitante des excursions actives des mouvements au niveau de l'épaule. Bien qu'une amélioration des scores Fugl-Meyer ait été constatée dans les deux groupes, la réduction du déficit moteur était plus importante dans le groupe TR lors du test de suivi. L'amélioration du score TEMPA total et du score fonctionnel du bras affecté n'a été observée que dans le groupe TR. Ces résultats contrastent avec ceux de Winstein et al. (2004), qui ont trouvé un effet plus bénéfique de l'entraînement fonctionnel chez les sujets légèrement affectés. Cependant, cette différence peut s'expliquer par la différence de sévérité initiale des déficits moteurs dans les deux études. La comparaison entre les groupes, notamment pour l’extension du coude, montre des résultats non significatifs après ajustement statistique pour les différences initiales.

Une analyse des sous-groupes selon la sévérité du déficit moteur a été réalisée. L'entraînement n'a pas eu d'effet sur la cinématique chez les sujets légèrement affectés. Chez les patients sévèrement affectés, la restriction du tronc a eu un impact différent. Le nombre limité de participants dans chaque sous-groupe limite l'interprétation des résultats, notamment pour les sujets moins affectés. Les résultats concernant l'impact de la restriction du tronc sur les améliorations à long terme (un mois après la fin de l'intervention) montrent une amélioration plus importante dans le groupe TR. La corrélation entre la cinématique du tronc et les gains du TEMPA démontre une tendance à la diminution des mouvements antérieurs du tronc dans le groupe TR, alors qu'une augmentation de ces mouvements est observée dans le groupe témoin, notamment chez les patients les plus sévèrement atteints. Ces résultats sont en accord avec Thilmann et al. (2004), qui ont observé une amélioration plus importante de la linéarité de la trajectoire et de la fonction chez le groupe plus affecté suite à un entraînement orienté vers la tâche. Le manque de validation du TEMPA pour les patients hémiplégiques constitue une limitation de l'étude.

L'étude utilise le Test d'Évaluation des Membres Supérieurs des Personnes Âgées (TEMPA) pour mesurer la fonction du membre supérieur. Le TEMPA évalue 9 tâches de la vie quotidienne, à la fois unimanuelles et bimanuelles, en considérant la vitesse d'exécution, la cote fonctionnelle (indépendance), et l'analyse des difficultés spécifiques (force, amplitude, préhension, précision). Un score de 0 indique une fonction normale. Bien que validé pour les personnes âgées, le TEMPA n'a pas été validé spécifiquement pour les patients hémiplégiques. Malgré cette limitation, l’étude le considère comme un outil précieux pour mesurer la fonction du membre supérieur dans cette population, car il offre une évaluation plus détaillée que les outils classiques axés sur l'assistance nécessaire à la réalisation d'une tâche, comme l'échelle de Barthel ou la Mesure d'indépendance Fonctionnelle (MIF), qui ne prennent pas en compte les stratégies motrices employées. D'autres échelles spécifiques existent (Lyle, 1987; Van der Lee et al., 2007), mais elles se concentrent souvent sur la vitesse d'exécution sans analyser les stratégies compensatoires.

Les corrélations entre la cinématique du tronc et les gains au TEMPA montrent que les améliorations chez les participants du groupe TR (tronc restreint) sont liées à une diminution des mouvements antérieurs du tronc, contrairement au groupe témoin qui a tendance à augmenter ces mouvements compensatoires. Cette tendance est particulièrement significative pour les patients sévèrement atteints. Ces observations concordent avec Thilmann et al. (2004), qui ont montré l’efficacité de l’entraînement spécifique à la tâche chez les patients plus affectés, sur la linéarité de la trajectoire et le test fonctionnel (Rivermead Stroke Assessment), même si cette étude n'a pas évalué les amplitudes actives du mouvement. La difficulté à établir un lien direct entre l’amélioration des déficits moteurs et l’autonomie est liée à la nature même des outils mesurant la récupération fonctionnelle: ils se concentrent souvent sur le niveau d’assistance requis et non sur les stratégies motrices et les habiletés nécessaires à une performance optimale (Unsworth, 1993).

La principale limitation de cette étude est la taille réduite de l'échantillon, affectant la puissance des tests statistiques et augmentant le risque d'erreurs de type II. Bien que des différences significatives aient été observées entre les groupes pour les principaux résultats, l'analyse des sous-groupes, bien que fournissant des indices sur l'efficacité de la restriction du tronc selon la sévérité du déficit, est limitée par le manque de puissance statistique, particulièrement pour le sous-groupe moins affecté. L’hétérogénéité des déficits moteurs et la variabilité inter-sujets complexifient l'interprétation des résultats. L'absence de corrélation claire entre le site de la lésion et la distribution des déficits moteurs souligne la nécessité d’études plus larges, avec un nombre de sujets plus important, pour confirmer les bénéfices de la restriction du tronc, particulièrement pour les patients légèrement affectés, et pour une meilleure compréhension des mécanismes de compensation et de récupération après un AVC.