Pourquoi les kinésithérapeutes devraient utiliser des exosquelettes pour la rééducation des lésions de la moelle épinière ?

Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), entre 250 000 et 500 000 personnes souffrent chaque année de lésions de la moelle épinière (SCI) dues à des traumatismes par force centrifuge, à des accidents de la route, à des chutes et à d'autres mécanismes de blessure. [1] Il y a quelques années, cela aurait signifié la fin de l'autonomie et de la mobilité pour de nombreuses personnes, mais grâce aux progrès de la technologie, davantage de thérapies de rééducation sont disponibles, y compris les exosquelettes. La FDA désigne les exosquelettes médicaux comme un dispositif médical de classe II (risque intermédiaire), et ils sont approuvés pour une utilisation chez les patients atteints d'une SCI. [2]

Les exosquelettes offrent aux personnes souffrant de lésions de la moelle épinière une chance de se déplacer, de faire de l'exercice et de participer à des activités mobiles et autonomes. Dans cet article, vous apprendrez ce que sont les exosquelettes, comment ils fonctionnent et comment ils peuvent être utiles dans la thérapie physique des patients souffrant de lésions de la colonne vertébrale.

Qu'est-ce qu'une lésion de la moelle épinière (SCI) ?

Selon l'Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux (NINDS), une lésion de la moelle épinière est "un dommage au faisceau serré de cellules et de nerfs qui envoient et reçoivent des signaux du cerveau vers et du reste du corps". [3] Les SCI peuvent être le résultat direct d'une lésion du rachis lui-même, par exemple d'une blessure par balle, mais peuvent également résulter d'une lésion des tissus et os environnants qui compriment alors le rachis. Ces lésions peuvent affecter de manière permanente ou temporaire la mobilité, les sensations et d'autres processus corporels. En fonction de l'étendue et de l'emplacement des dommages causés à la colonne vertébrale, les patients peuvent connaître une certaine forme de paralysie et/ou de déficits sensoriels qui pourraient être améliorés par la rééducation, conduisant potentiellement à une récupération complète.

Les causes les plus courantes de SCI sont classées en causes traumatiques et non traumatiques. Les causes traumatiques des SCI peuvent inclure les accidents de voiture, les chutes et les accidents liés au sport. Les causes non traumatiques comprennent les tumeurs, les maladies neurodégénératives, les infections et les causes génétiques. 

Méthodes de rééducation disponibles pour les patients souffrant de lésions de la moelle épinière

Les thérapies de rééducation pour les patients souffrant d'une lésion de la moelle épinière dépendent de l'étendue des dommages et du type de lésion. Les patients commencent généralement dans l'unité de soins intensifs, suivie de soins aigus, d'une rééducation en milieu hospitalier et d'une rééducation à l'extérieur. Certains hôpitaux disposent même d'un département spécialisé dans les lésions de la moelle épinière, qui se consacre à ce type de rééducation. Cela peut durer n'importe où, de trois à douze mois ou plus, selon la sévérité de la blessure. Les techniques de rééducation les plus courantes sont les suivantes : 

1. Gamme d'exercices de mouvement, de force et d'étirement

Les lésions de la colonne vertébrale limitent la gamme de mouvements en provoquant une immobilité articulaire et des problèmes de flexibilité. Toutefois, il est possible d'y remédier en faisant des exercices d'étirement et de renforcement. According to a 2020 study, range of movement exercises help "prevent contractures, protect tenodesis effect, strengthen muscle paralyzed, promote nerve and cerebral remodeling, and improve spinal microenvironment and functional prognosis". [3]

2. Stimulation électrique fonctionnelle

La stimulation électrique fonctionnelle fonctionne en stimulant artificiellement les systèmes sensori-moteurs à l'aide d'impulsions électriques. Elle active des voies neuronales qui stimulent les muscles et provoquent le mouvement. Cette thérapie est utilisée parallèlement à d'autres méthodes de rééducation afin de restaurer la mobilité. Selon une étude, cette procédure "fournit également une remise en forme cardiorespiratoire ; améliore la posture et la stabilité du tronc ; prévient les contractures, les ulcères de pression et l'hypotension orthostatique ; favorise la restauration des nerfs ; et prévient la détérioration des nerfs périphériques". [4]

3. Stimulation électrique péridurale (EES) de la moelle épinière

Dans le cadre de cette procédure, un dispositif est implanté sur la dure-mère du rachis par le biais d'une laminectomie. Il produit ensuite une impulsion électrique rythmique vers les racines nerveuses postérieures, qui activent les circuits centraux responsables de la régulation de la douleur, du mouvement et du système cardiorespiratoire. L'EES est bénéfique pour la réduction de la fatigue, l'amélioration de la forme cardiovasculaire, l'augmentation de la masse corporelle et l'amélioration de l'urination chez les patients. [4] Toutefois, il ne s'agit pas d'une procédure simple, car les patients doivent subir une intervention chirurgicale pour que le dispositif soit implanté et il n'est pas encore largement disponible. 

4. Stimulation électrique transcutanée des nerfs (TENS)

Le TENS utilise une stimulation électrique de haut et de bas niveau sur le nerf pour gérer la douleur. Il peut également aider à la proprioception, à l'équilibre et à la spasticité. Cette méthode est très abordable et les patients peuvent la pratiquer eux-mêmes sans grande assistance.  

5. Thérapie occupationnelle

La thérapie occupationnelle se concentre sur l'amélioration des fonctions physiques, sensorielles et cognitives des patients. Elle aide les patients souffrant de SCI à retrouver leur autonomie et leur indépendance. Il se concentre sur l'exécution des activités quotidiennes telles que le toilettage, le bain, la cuisine et l'habillage, entre autres. L'activité professionnelle est la porte d'entrée qui permet aux patients d'atteindre l'inclusion et l'adaptation totale à leur environnement.

6. Exosquelettes robotiques

Les robots portables, également connus sous le nom d'exosquelettes robotiques ou d'exosuits, sont un développement récent dans l'industrie des soins de santé qui présentent un potentiel illimité pour les patients souffrant de lésions de la colonne vertébrale et sont utilisés en association avec des physiothérapeutes. Les exosquelettes robotisés sont utilisés en rééducation pour aider à la récupération de la mobilité grâce à des mouvements répétés qui entraînent une augmentation de la plasticité neuronale. [5] Les exosuits offrent des avantages tels qu'une meilleure démarche, une meilleure qualité de vie, une amélioration de l'humeur et un meilleur contrôle de la vessie, entre autres, comme discuté ci-dessous.

Selon le Dr Chester Ho, professeur associé au département de neurosciences cliniques de l'Université de Calgary et membre de l'Institut du cerveau Hotchkiss, l'introduction d'exosuits robotiques tôt dans le processus de rééducation d'un patient offre de meilleures chances de récupération. Selon lui, "Les neuf premiers mois après une lésion de la moelle épinière sont cruciaux pour la récupération, nous voulons donc essayer d'introduire la rééducation et la mobilisation tôt dans le processus et voir si cela fait une différence". [6]

Qu'est-ce qu'un exosquelette ?

Les exosquelettes, développés pour la première fois en 1890, sont des dispositifs électromécaniques portables qui soutiennent le mouvement des articulations tout en améliorant la force et les capacités ambulatoires du porteur. Un cadre d'exosquelette est conçu pour entourer la taille et d'autres articulations comme les épaules et les genoux. Les exosquelettes peuvent être classés en deux types : actifs, alimentés par une source d'énergie externe ; ou passifs, alimentés par des ressorts mécaniques et des forces de contrebalancement. 

Les exosquelettes sont utilisés dans les cliniques de rééducation physique afin de promouvoir la mobilité d'un patient et d'augmenter sa force musculaire. Ils le font en permettant des mouvements répétés qui augmentent la plasticité neuronale et aident à développer la mobilité. [4] L'utilisation d'exosquelettes en physiothérapie est rapportée comme augmentant "la qualité de vie, la composition corporelle, la densité osseuse, la douleur neuropathique, la spasticité, la vitesse de marche, le nombre de pas, et la distance avant et après 90 jours d'entraînement". [4]

Comment les exosquelettes sont-ils contrôlés ?

Le contrôle de l'exosquelette est essentiel dans un environnement de thérapie physique. Les exosquelettes offrent de multiples modes de contrôle et les opérateurs peuvent choisir le niveau de résistance appliqué aux articulations. Les exosquelettes peuvent être contrôlés par le patient ou le physiothérapeute en fonction du degré de récupération du patient. Les méthodes de contrôle incluent : [7]

• capteurs : Les exosuits contrôlés par des capteurs ont de nombreux capteurs intégrés dans la structure qui captent les signaux nerveux et contrôlent le couple, la pression, l'inclinaison et la rotation. 
• Boutons/panneaux de contrôle : Certains exosuits contiennent des modes préprogrammés qui sont normalement contrôlés par l'utilisateur ou par le physiothérapeute. La plupart des panneaux de contrôle sont situés sur les aides à la marche.
• Joystick : C'est ce que l'on trouve généralement dans les exosuits actifs qui fournissent toute l'énergie nécessaire au porteur.
• Mind-Controlled : Ceux-ci utilisent un capuchon de tête d'électrode comme principale méthode de contrôle.

Sans contrôleLa plupart des exosuits passifs n'ont pas de boutons de contrôle et répondent aux mouvements mécaniques du porteur.

Types d'exosquelettes médicaux

Tous les exosquelettes ne sont pas construits de la même manière. Ils ont des caractéristiques et des capacités différentes. De plus, l'utilisation des exosquelettes médicaux peut varier d'une personne à l'autre en fonction de l'étendue de la blessure et de leur capacité de récupération. Les exosquelettes sont généralement divisés en :

• Exosquelettes du haut du corps

Les exosquelettes du haut du corps sont conçus pour soutenir les membres supérieurs, y compris les bras et le torse. Ils sont spécialement conçus pour aider les patients en rééducation motrice du haut du corps en positionnant l'épaule, le bras et le coude par des mouvements et des orientations spécifiques. Ils sont extrêmement importants pour les thérapeutes car ils peuvent être utilisés pour des exercices moteurs intensifs et des mouvements spécifiques à la tâche.

• Exosquelettes du bas du corps

Les exosquelettes de rééducation du bas du corps sont conçus pour les patients souffrant de dysfonctionnements moteurs du bas du corps afin de permettre la récupération de la mobilité des membres inférieurs. Ils utilisent généralement le contrôle de l'impédance pour générer des forces de résistance qui sont essentielles pour l'entraînement à la rééducation. Les exosquelettes du bas du corps ont la capacité de contrôler les mouvements des articulations de la hanche, du genou et de la cheville.

Avantages de l'utilisation d'exosquelettes après des lésions de la moelle épinière

Les exosquelettes sont avantageux pour les patients et les thérapeutes. Ils ont la capacité de réduire la charge de travail des thérapeutes et d'aider à la collecte de données quantitatives et à l'évaluation des patients.

1. Formation à la marche :

L'entraînement à la marche consiste en une pratique de la marche dans le but d'aider le patient à retrouver sa démarche normale. L'utilisation d'exosquelettes a le potentiel de rendre l'entraînement à la marche plus facile et plus pratique pour les thérapeutes, compte tenu des nombreuses caractéristiques de soutien qu'ils offrent. Par exemple, les exosquelettes autonomes aident les patients à faire de l'exercice en position verticale, ce qui serait quasiment impossible et pénible sans l'utilisation d'exosquelettes. [8]

Une étude de 2008 sur l'entraînement de la marche réalisée sur deux survivants d'un accident vasculaire cérébral rapporte que "à la fin de l'entraînement, le modèle de marche des patients s'est amélioré et s'est rapproché du modèle de marche d'un sujet sain". L'amélioration dans cette étude était définie comme "l'augmentation de la taille du modèle de marche des patients, l'augmentation des excursions du genou et de la cheville et l'augmentation de leur vitesse de marche sur le tapis roulant". [9] Les exosquelettes ont également des caractéristiques uniques qui aident à la rééducation. Par exemple, l'EksoNR possède des capteurs qui permettent de surveiller les mouvements des jambes du patient et de réguler sa démarche. [10] 

2. Fonction de la vessie et du côlon :

L'utilisation d'exosquelettes peut améliorer le fonctionnement de la vessie et de l'intestin de votre patient. C'est ce qui ressort des commentaires reçus par les chercheurs du Spinal Cord Injury Model System Centers (SCIMS) lors de groupes de discussion avec 30 thérapeutes. Ils ont enregistré que, "les patients qui ont acquis la capacité de se tenir debout et de marcher avec un exosquelette ont souvent développé une meilleure endurance, amélioré leur contrôle de la vessie et du côlon, et étaient moins susceptibles de développer des infections du tractus urinaire". [11]

Les scientifiques pensent que l'implication des patients dans des activités physiques et le maintien d'une posture droite peuvent jouer un rôle dans l'amélioration de la motilité du côlon. Une étude de 2019 a testé la gestion de l'intestin après un entraînement exosquelettique et a rapporté une amélioration allant jusqu'à 80%. [12]

3. Amélioration de la force et de la spasticité musculaires:

L'intégration d'exosquelettes dans votre traitement de physiothérapie peut aider les patients à améliorer leur force musculaire. Une étude de 2021 examinant les effets des exosquelettes en physiothérapie a observé que l'utilisation d'exosquelettes améliorait la force de préhension, la force des quadriceps et la fonction motrice des membres inférieurs. [8] Cela a également été observé dans une étude de 2019 qui a rapporté que les exosquelettes ont amélioré leur force musculaire après un test manuel de force musculaire, "les scores totaux des deux côtés étaient : P3 UEMS a augmenté de 30 à 37, et LEMS de 23 à 25 ; P11 UEMS a augmenté de 33 à 37, et LEMS de 27 à 30, où le score maximum pour UEMS et LEMS est de 50". [13]

Une autre étude menée sur des patients ayant subi un accident vasculaire cérébral a conclu que l'utilisation d'exosquelettes en thérapie améliorait la force musculaire antérieure du tibia et la fonction motrice du membre inférieur des patients. [14]

4. Amélioration de l'humeur des patients :

Bien qu'il ne s'agisse pas d'un avantage significatif, l'utilisation d'exosquelettes en thérapie peut aider à améliorer l'humeur de votre patient. Une étude de 2021 examinant les effets des exosquelettes sur les patients souffrant de lésions de la moelle épinière montre une amélioration de l'humeur chez l'un des patients pendant la phase de rééducation. Elle rapporte également une diminution de la fatigue et une amélioration de la qualité de vie. [8] Comme les exosquelettes robotisés sont une "nouvelle" technologie en rééducation, ils peuvent être excitants pour les patients et peuvent les motiver à faire plus d'exercice. Certains thérapeutes signalent également que les exosquelettes offrent des avantages psychologiques supplémentaires aux patients. Par exemple, des patients ont signalé des effets psychologiques liés au fait d'avoir des conversations yeux dans les yeux avec d'autres personnes et également un engagement accru dans les activités quotidiennes. [11]

5. Indépendance des patients :

Les exosquelettes peuvent aider les patients à gagner une certaine indépendance dans leurs activités quotidiennes, comme se déplacer et marcher dans la rue. Avant l'invention des exosquelettes médicaux, les patients devaient compter sur leurs thérapeutes pour se déplacer et faire de l'exercice. Mais ce n'est plus le cas. Ils peuvent désormais faire de l'exercice et se déplacer seuls, ce qui leur donne un sentiment d'indépendance. Le physiothérapeute Kyle McIntosh déclare : "L'exosquelette permet aux patients de faire des pas réels, ce qui est non seulement plus réaliste mais aussi beaucoup moins cumbersome," McIntosh déclare également : "Chaque pas est différent avec ce dispositif, de sorte que les patients apprennent de leurs erreurs en temps réel. Les patients aiment vraiment utiliser le dispositif ; il leur donne de l'espoir". [6]

Conclusion

La technologie de rééducation a parcouru un long chemin, des cutters aux déambulateurs en passant par les fauteuils roulants et maintenant les exosquelettes robotisés. La rééducation assistée par la robotique est très prometteuse pour les patients comme pour les physiothérapeutes. Plusieurs études ont démontré les avantages potentiels de l'exercice dans un exosquelette autonome pour les patients souffrant de lésions de la colonne vertébrale. Si vous êtes physiothérapeute, il s'agit du prochain tournant technologique médical qui vous aidera à proposer des solutions thérapeutiques de pointe à vos patients.

Ekso Bionics a été à l'avant-garde de la création des meilleurs exosquelettes médicaux de qualité depuis plus d'une décennie maintenant. Notre EksoNR a été l'un des premiers exosquelettes médicaux approuvés par la FDA pour la rééducation, et il continue d'être l'exosquelette de choix pour de nombreuses cliniques de rééducation de la mobilité. Veuillez consulter nos indications d'utilisation pour déterminer l'éligibilité. [15]

Source : Pourquoi les physiothérapeutes devraient utiliser des exosquelettes pour la rééducation des lésions de la moelle épinière - Ekso Bionics (18.10.2022)