La robotique dans la réadaptation

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L’utilisation de la robotique dans la réadaptation médicale fait actuellement l’objet de débats houleux. Est-il judicieux d’acheter et d’entretenir ces appareils coûteux? Quels en sont les avantages et les opportunités? Qui va profiter de ces appareils ? Les robots remplaceront-ils bientôt les thérapeutes ou les appareils à assistance robotisée facilitent-ils simplement leur travail?


À l’heure actuelle, la réadaptation moderne ne peut guère plus se concevoir sans appareils électromécaniques – aussi appelés appareils à assistance robotisée. Les thérapeutes les ont adoptés de longue date tant pour la réadaptation de la marche que des bras. Pratiquement toutes les cliniques suisses de réadaptation s’en équipent en tant objet de prestige, même si l’utilité de ces appareils est parfois contestée. Quels avantages et quelles opportunités offrent ces appareils? Et comment s’intègrent-ils dans les activités quotidiennes d’une clinique? Cet article répond à ces questions avec l’exemple de la réadaptation de la marche.

Types d’appareils à assistance robotisée

On distingue deux grands types d’appareils à assistance robotisée:

  1. Exosquelette: un squelette extérieur est installé directement sur l’extrémité concernée depuis l’extérieur.
  2. Effecteur terminal: le dernier élément d’une chaîne cinématique (par exemple, le pied ou la main) est actionné au moyen d’une plaque repose-pied ou d’une poignée.


Une distinction est également faite entre les appareils stationnaires et mobiles (ou wearable robots en anglais). Ces derniers ne sont toutefois pas parvenus à s’imposer à ce jour dans les activités de neuroréadaptation des cliniques, car leur technologie requiert au préalable un bon équilibre et une bonne coordination, et ces conditions ne sont souvent pas réunies chez les patients atteints d’une déficience neurologique. De plus, ces systèmes nécessitent fréquemment un délai de préparation substantiel, qui représente une perte de temps pour la thérapie proprement dite.

Aperçu des appareils à assistance robotisée et arguments en leur faveur

Table de verticalisation avec fonction de marche (p. ex. Erigo®)
Les patients peuvent accéder à une verticalisation progressive même si leur degré d’éveil et leurs capacités sensorimotrices sont encore fortement altérés [1, 2].

Une mobilisation précoce avec Erigo n’est pas supérieure à une mobilisation au moyen d’une table de verticalisation traditionnelle [3], la fonction de marche semble néanmoins avantageuse en cas de troubles circulatoires, la position debout étant alors plus facile à tolérer [2, 4].

Thérapie locomotrice à assistance robotisée
Grâce à la décharge du poids, les patients incapables de marcher peuvent s’entraîner à la marche dans la mesure où un exosquelette ou des plaques repose-pied permettent l’exécution de mouvements de pas. Sur certains appareils, des attelles de genoux peuvent en outre être montées pour les patients qui ne contrôlent pas leurs genoux. Les entraîneurs de marche robotisés soutiennent les patients dans la mesure nécessaire en vue d’accéder à cette fonction. IL existe des évidences modérées que l’entrainement éléctroméchanique à la marche combiné à la physiothérapie améliore la capacité de la marche indépendante. Un patient incapable de marcher sur sept pourrait en bénéficier [5].

Systèmes de décharge de poids (p. ex. LiteGait®/Andago®/Float®)
Actuellement il existe différents systèmes de décharge du poids qui permettent la marche ou l’entraînement à l’équilibre au quotidien. Ils soutiennent les patients dans leur entraînement à la marche ou à l’équilibre de façon à ce qu’ils puissent pratiquer plusieurs situations de la vie courante, comme le passage d’un obstacle ou la montée d’une marche, sans risque de chute. Ces systèmes peuvent être stationnaires (p. ex. Vektor®, Float®) ou mobiles (p. ex. LiteGait®, Andago®, etc.). Les systèmes stationnaires de décharge du poids corporel permettent un mouvement à 360° en toute liberté à l’intérieur d’une pièce, tandis que les systèmes mobiles donnent l’avantage aux patients de se déplacer d’une pièce à une autre. Il existe des indications où un entraînement de marche supplémentaire avec une décharge du poids favorise la mobilité autonome des patients après un accident vasculaire cérébral subaigu [6].

Tapis roulant
L’entraînement sur tapis roulant (avec ou sans décharge du poids) convient particulièrement à l’amélioration de la vitesse de marche et de l’endurance chez les patients déjà mobiles (Functional Ambulation Category (FAC) 3) [7].

Thérapie des bras à assistance robotisée
Il existe une large gamme de technologies pour l’entraînement robotisé des membres supérieurs (p. ex. ArmeoPower®, ArmeoSpring®, Amadeo®, Diego ou BI-MANU-Track®). Stationnaires ou mobiles, elles peuvent procurer un soutien passif ou une assistance, avec une focalisation proximale ou distale, dans un mode unilatéral ou bilatéral et sélectif ou complexe. Elles semblent particulièrement bénéfiques pour les patients dans les trois premiers mois suivant un accident vasculaire cérébral, notamment pour les mouvements quotidiens, la fonction des bras et la force des bras [8, 9]. L’appareil le mieux adapté en fonction des groupes de patients doit encore être déterminé [10].

Avantages et opportunités des appareils à assistance robotisée

La récupération de fonctions perdues constitue un objectif fondamental de la réadaptation. Les appareils à assistance robotisée facilitent le travail à accomplir à cette fin tant par les patients que par les thérapeutes, si bien qu’un entraînement répétitif intense peut être réalisé aux limites de chaque patient. Cette méthode ouvre spécialement de nouvelles perspectives pour les patients atteints d’une pathologie lourde, par exemple après une amputation, car les systèmes employés peuvent alléger les charges et se substituer à des fonctions perdues, procurant également un soulagement physique aux thérapeutes. De plus, les systèmes à décharge de poids assurent la sécurité des patients et des thérapeutes et réduisent les risques de chute. Les patients peuvent ainsi exploiter leurs facultés jusqu’à leurs limites et obtenir un bienfait maximal de l’entraînement. Du fait de l’intégration de systèmes de feed-back ou de réalité virtuelle, de nombreux patients estiment en outre que l’entraînement est motivant, stimulant et divertissant. Par conséquent, les appareils électromécaniques ou robotisés constituent une aide et un soulagement complémentaires, permettant ainsi un entraînement aussi intense, ciblé et efficace que possible.

Apprentissage moteur et appareils robotisés

Nudo a démontré dès 1996 que les singes chez lesquels un accident vasculaire cérébral a été provoqué ont besoin de quelque 600 répétitions pour réussir à récupérer leurs fonctions perdues et, dans cette optique, la neuroplasticité au sens de la réorganisation corticale [11, 12]. Des études d’observation menées dans le domaine de la neuroréadaptation ont révélé que l’intensité, dans le cadre d’une thérapie, diffère sensiblement du nombre de répétitions recommandées [13]. Il a été établi dès 2003 [14] qu’il était possible d’effectuer jusqu’à 1000 pas en 20 minutes d’entraînement sur tapis roulant avec une décharge de poids, tandis que dans une thérapie traditionnelle (approche neurophysiologique), 50 à 100 répétitions seulement étaient dénombrées. Or, il est désormais acquis que l’intensité de la thérapie exerce une influence directe sur le résultat [15]. Outre l’intensité, un facteur déterminant pour l’apprentissage moteur réside dans la spécificité des tâches [16]. Sur cette base, Stefan Hesse a fixé le principe-clé «Qui veut réapprendre à marcher doit marcher». Il reste encore à déterminer l’appareil robotisé le mieux adapté aux différents patients.

Quels appareils sont utilisés à la Rehaklinik Bellikon et dans quels cas? Aperçu de la réadaptation locomotrice à l’aide d’appareils sous forme de tableau

Un aperçu des techniques de réadaptation locomotrice a été créé sur la base des lignes directrices de la Société allemande de neurologie (DGN) et d’examens systématiques [5, 7]. Il constitue un outil de décision tant pour les thérapeutes que pour les médecins. Le point de départ est la mobilité actuelle des patients, qui est évaluée au moyen de la Functional Ambulation Category (FAC). La détermination de la FAC est extrêmement simple, rapide et précise.

Conclusions

Pour les thérapeutes, la thérapie locomotrice à assistance robotisée constitue en premier lieu une prestation complémentaire qui leur procure un soulagement physique et leur permet ainsi de se concentrer sur les aspects qualitatifs de la thérapie. En deuxième lieu, la robotique offre en particulier la possibilité de réaliser un entraînement à forte intensité de répétition. Les patients sont généralement très motivés et apprécient l’utilisation de l’équipement, car il leur permet de s’entrainer sans souci jusqu’à leurs limites personnelles. Souvent ils reçoivent des feed-backs directs sur leurs performances et l’entraînement ludique leur paraît diversifié.

Tableau 1: FAC et appareils recommandés

Références bibliographiques

  1. Frazzitta, G., et al., Safety and Feasibility of a Very Early Verticalization in Patients With Severe Traumatic Brain Injury. J Head Trauma Rehabil, 2015. 30(4): p. 290-2.
  2. Taveggia, G., et al., Robotic tilt table reduces the occurrence of orthostatic hypotension over time in vegetative states. Int J Rehabil Res, 2015. 38(2): p. 162-6.
  3. Krewer, C., et al., Tilt Table Therapies for Patients with Severe Disorders of Consciousness: A Randomized, Controlled Trial. PLoS One, 2015. 10(12): p. e0143180.
  4. Luther, M.S., et al., Comparison of orthostatic reactions of patients still unconscious within the first three months of brain injury on a tilt table with and without integrated stepping. A prospective,randomized crossover pilot trial. Clin Rehabil, 2008. 22(12): p. 1034-41.
  5. Mehrholz, J., et al., Electromechanical-assisted training for walking after stroke. Cochrane Database Syst Rev, 2017. 5: p. CD006185.
  6. Brunelli, S., et al., Early body weight-supported overground walking training in patients with stroke in subacute phase compared to conventional physiotherapy: a randomized controlled pilot study. Int J Rehabil Res, 2019. 42(4): p. 309-315.
  7. Mehrholz, J., S. Thomas, and B. Elsner, Treadmill training and body weight support for walking after stroke. Cochrane Database Syst Rev, 2017. 8: p. CD002840.
  8. Mehrholz, J., et al., Electromechanical and robot-assisted arm training for improving activities of daily living, arm function, and arm muscle strength after stroke. Cochrane Database Syst Rev, 2018. 9: p. CD006876.Cochrane Database Syst Rev, 2018. 9: p. CD006876.
  9. Veerbeek, J.M., et al., Effects of Robot-Assisted Therapy for the Upper Limb After Stroke. Neurorehabil Neural Repair, 2017. 31(2): p. 107-121.
  10. Mehrholz, J., et al., Systematic review with network meta-analysis of randomized controlled trials of robotic-assisted arm training for improving activities of daily living and upper limb function after stroke. J Neuroeng Rehabil, 2020. 17(1): p. 83.
  11. Nudo RJ, et al., Use-dependent alterations of movement representations in primary motor cortex of adult squirrel monkeys. Journal of Neuroscience, 1996. 16(2): p. 785-807.
  12. Nudo RJ, et al., Neural substrates for the effects of rehabilitative training on motor recovery after ischemic infarct. Science, 1996. 272: p. 1791-1794.
  13. Lang, C.E., et al., Observation of amounts of movement practice provided during stroke rehabilitation. Arch Phys Med Rehabil, 2009. 90(10): p. 1692-8.
  14. Hesse, S. and C. Werner, Poststroke motor dysfunction and spasticity: novel pharmacological and physical treatment strategies. CNS Drugs, 2003. 17(15): p. 1093-107.
  15. Schneider, E.J., et al., Increasing the amount of usual rehabilitation improves activity after stroke: a systematic review. J Physiother, 2016. 62(4): p. 182-7.
  16. French, B., et al., Does repetitive task training improve functional activity after stroke? A Cochrane systematic review and meta-analysis. J Rehabil Med, 2010. 42(1): p. 9-14.

 

Adresse de correspondance

Stephanie Hellweg | Experte en physiothérapie et réadaptation neurologique
MSc en neuroréadaptation, MSc ZFH en physiothérapie, physiothérapeute diplômée
Rehaklinik Bellikon | 5454 Bellikon

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