Editorial

Robotique et médecine physique et de réadaptation

Mis en ligne le 31/12/2019

Auteurs : O. Rémy-Néris, T. Albert

Lire l'article complet (pdf / 50,15 Ko)

Les nouvelles technologies ont progressivement envahi nos espaces et se présentent désormais dans notre spécialité comme des outils tant de traitement de nos patients que d'investigation de leurs déficiences et des limitations de leurs activités. La robotique s'est développée depuis une vingtaine d'années à partir de 3 principes physiologiques.

Le 1er principe est issu de la recherche animale et résulte de la découverte de circuits médullaires capables de générer et d'organiser un rythme locomoteur chez l'animal : le CPG (central pattern generator, “générateur spinal de marche”). Chez l'homme, il existe des preuves indirectes de son existence. La régulation de ce réseau dépend de la proprioception et des voies motrices descendantes supraspinales modulées par les conditions de marche : terrain, vitesse, équilibre, contexte d'exploration ou de progression rapide, voire de stress ou de fuite.

L'activation des différents muscles (fléchisseurs et extenseurs) est en grande partie modulée par la vitesse de marche et par le degré de mise en charge des membres.

Dans les travaux de Rossignol et Frigon (1), un chat dont la moelle thoracique est coupée, placé sur un tapis roulant avec un soutien du train arrière, déclenche un schéma locomoteur avec alternance de flexion et d'extension des pattes arrière sur le tapis en marche. Mais la locomotion s'arrête avec l'arrêt du tapis ou sur le sol. Ces travaux ont démontré qu'une méthode d'entraînement permet d'activer le fonctionnement du CPG sans pour autant permettre la récupération de la marche spontanée au sol. Si cette observation est confirmée chez le chat, elle est moins évidente dans d'autres espèces, en particulier chez le rat.

Sur la base de ces découvertes, le réentraînement de sujets humains paraplégiques incomplets ou hémiplégiques s'est développé. Il associe stimulation des circuits médullaires par une mobilisation passive des membres grâce au tapis roulant qui étire les muscles des membres inférieurs, et suspension du poids du corps (un 2nd principe physiologique très ancien, fondé simplement sur la suppression de la gravité, qui permet à une commande musculaire peu puissante de faciliter la mobilisation du segment de membre). La personne, soulagée partiellement de sa masse par un harnais de tronc suspendu verticalement, peut alors marcher alors qu'elle en est incapable seule sur le sol. En fonction de ses capacités de marche, la suspension est réglée pour aider le passage du pas lors de la phase oscillante du membre parétique, ainsi que dans la stabilisation de la phase portante et du contrôle postural du tronc. Ces protocoles ont montré que les schémas d'activation sensorimotrice pendant la séance sont proches de ceux observés physiologiquement et, progressivement, permettent une amélioration fonctionnelle. L'inconvénient majeur est l'obligation d'impliquer plusieurs thérapeutes pour réaliser le passage du pas si le sujet présente un déficit moteur très sévère.

Même si ces recherches n'entraient pas réellement dans le champ de la robotique, cette approche utilisant un tapis de marche et l'allègement partiel du poids du corps est la 1re approche de rééducation de la marche instrumentée. Cette technique peut tout à fait être employée après qu'un entraînement robotisé de la marche a facilité la récupération et peut permettre de poursuivre, sur un dispositif plus simple, un programme d'entraînement. Elle est intéressante parce qu'elle permet un haut niveau de répétition, une cinématique articulaire et des schémas d'activation musculaire très proches de ceux de la marche sur le sol. Mais, compte tenu de la difficulté physique du travail d'assistance fourni par le thérapeute si cette technique est employée au tout début de la reverticalisation, des dispositifs robotisés sont apparus pour assister la phase oscillante et la phase portante.

Enfin, le 3e principe physiologique utilisé en robotique est l'effet de la répétition de la tâche, qui induit une plasticité parfaitement identifiée après un AVC chez les rongeurs (voir l'article de synthèse de la littérature sur les robots, p. 20).

Stephan Hesse, médecin, et Gery Columbo, docteur ingénieur, ont fondé chacun leur entreprise dans les années 1990 (l'un en Allemagne, l'autre en Suisse) et lancé la robotique de rééducation de la marche sur ces principes. Un autre ingénieur, Herman Igo Krebs, se lança aux États-Unis dans la conception de robots de rééducation du membre supérieur. Tous 3 furent les précurseurs de la robotique en MPR.

Ce numéro vous présentera donc un aperçu des différents usages et outils disponibles. Vous trouverez aussi 2 articles sur notre discipline, l'un faisant le point sur une instance majeure : le Comité national professionnel de MPR, présidé par Brigitte Barrois, et l'autre, sur l'histoire de notre spécialité en France, par Jacques Pélissier.

Références

1. Rossignol S, Frigon A. Recovery of locomotion after spinal cord injury: some facts and mechanisms. Annu Rev Neurosci 2011;34:413-40.

Liens d'interêts

O. Rémy-Néris et T. Albert déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts en relation avec cet article.

auteurs
Pr Olivier RÉMY-NÉRIS

Médecin, Médecine physique et réadaptation, CHRU, Brest, France

Contributions et liens d’intérêts
Dr Thierry ALBERT

Médecin, Médecine physique et réadaptation, Fondation COS, Bobigny, France

Contributions et liens d’intérêts
centre(s) d’intérêt
Médecine physique & réadaptation