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Évaluation et renforcement musculaire isocinétique en neurologie centrale
Jean-François Aubry Karine Petrel Emmanuel Rose
Évaluation et renforcement musculaire isocinétique en neurologie centrale
Mise au point
Savoirs
Isokinetic evaluation and muscle strenghthening in neurology L’outil isocinétique peu répandu dans nos CMPR permet d’avoir une approche quantitative du déficit moteur rencontré dans certaines pathologies du système nerveux central. Il apporte une contribution à l’analyse de la marche en objectivant certains déficits musculaires et permet de mieux orienter les stratégies rééducatives.
Résumé
Summary
Utilisateurs de l’isocinétisme au quotidien, nous souhaitions effectuer une analyse de la littérature afin de confronter aux études publiées notre pratique d’évaluation et de renforcement musculaire chez des patients atteints de sclérose en plaques ou victime d’un accident vasculaire cérébral. Fiable et reproductible, l’évaluation isocinétique permet de quantifier le déficit moteur et d’orienter le renforcement de certains groupes musculaires. La faiblesse des ischio-jambiers paraît déterminante dans la réduction de la vitesse de marche quel que soit le niveau de handicap, celle des quadriceps le devient pour un handicap plus élevé. Le renforcement isocinétique de ces groupes musculaires sans incidence sur la spasticité permet d’obtenir des résultats fonctionnels significatifs. Niveau de preuve : 4 (revue d’études de séries de cas).
Users of isokinetism every day, we wanted to conduct an analysis of the literature in order to compare our practice in patients with multiple sclerosis or stroke survivors with those reported in previous studies. Reliable and reproducible, isokinetic evaluation can quantify the patient’s motor deficit and guide strength training of muscle groups. The weakness of the hamstring muscles seems to be crucial in reducing walking speed, irrespective of the level of deficit. For the quadriceps, lack of strength becomes a determining factor with greater disability. Isokinetic strengthening of muscle groups provides significant functional improvement with no effect on spasticity. Level of evidence: 4 (Therapeutic study) review of case series.
MOTS CLÉS
KEY WORDS
Évaluation – Isocinétisme – Renforcement musculaire – Spasticité – Vitesse de marche
Isokinetics – Evaluation – Strength training – Spasticity – Gait velocity
© 2009. Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés
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Les atteintes pyramidales rencontrées dans l’hémiplégie et dans la sclérose en plaques (SEP) sont caractérisées par un déficit moteur. L’exécution du mouvement est ainsi perturbée par le défaut de sélectivité du programme moteur. Cependant l’atteinte musculaire secondaire à la sous-utilisation du membre déficient devient très rapidement un élément important à considérer [1]. L’outil isocinétique (figure 1) a été utilisé pour objectiver ces déficiences et les quantifier. Fiables et reproductibles [2-5], les données issues de cette méthode MKDE. CMPR Saint-Hélier d’évaluation ont permis de 54 rue Saint-Hélier, CS 74330, 35043 Rennes Cedex. dégager des corrélations [email protected] entre le déficit de certains groupes musculaires et la Article reçu le 15/04/2008 Accepté le 05/12/2008 vitesse de marche : les
Kinesither Rev 2009;(89):45-50
Figure 1. Appareil isocinétique CON-TREX®.
Kinésithérapie la revue
Introduction
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ischio-jambiers semblent déterminants pour la vitesse de confort [6-10] et le déficit des quadriceps influencerait la vitesse de marche rapide chez des patients présentant des troubles proprioceptifs ou un handicap élevé [6, 10]. Le déficit de ces muscles peut avoir été sous-estimé lors de l’examen clinique [9]. Le renforcement isocinétique a ensuite été proposé pour renforcer les muscles déficients ciblés par l’évaluation. Sans incidence sur la spasticité [1, 5, 9, 11, 12], les bénéfices du renforcement sont significatifs sur l’augmentation de la force des muscles renforcés, l’amélioration de la vitesse de marche [1, 9, 12, 13]. Le renforcement en excentrique révèle une meilleure efficacité qu’en concentrique [1, 12, 14, 15]. Dans la sclérose en plaques, l’isocinétisme peut contribuer à une perception amoindrie de la fatigue en agissant sur la faiblesse musculaire. Le but de cette analyse de la littérature est de faire une mise au point sur les différentes méthodes d’évaluation et de renforcement musculaire utilisées, de présenter les corrélations ressorties des évaluations, de confronter les protocoles de renforcement en termes de vitesse, de répétitions, de séries et les résultats obtenus.
de façon significative aux couples développés aux vitesses supérieures: ceci est intéressant chez les patients qui rencontrent des difficultés à réaliser les mouvements à vitesse élevée. Dans la SEP, Lambert et al. [3] ont montré que le pic de couple et le travail total sont reproductibles. Schwid et Thornton [4] ont évalué la force isométrique des muscles des membres inférieurs de façon reproductible. Pour l’évaluation de la fatigue musculaire, Lambert [3] a calculé l’indice de fatigue (IF) : sur une série de 30 répétitions concentriques à 180°.s-1, IF = travail réalisé sur les 15 dernières répétitions/travail réalisé sur les 15 premières répétitions x 100. Une reproductibilité faible a été mise en évidence.
Faisabilité Toutes ces études ont pour critère d’inclusion des spasticités faibles (< 2 sur l’échelle d’Ashworth). L’étude de Tripp et Harris [5] incluait des patients hémiplégiques avec des spasticités allant jusqu’à 3 mesurées avant et après les
Tableau I. Récapitulatif des conditions nécessaires à la reproductibilité.
Évaluation L’évaluation des déficiences motrices en neurologie centrale se fait à deux niveaux. Tout d’abord qualitativement, on apprécie l’exécution du mouvement et son degré de sélectivité. Mais aussi de manière quantitative, la diminution de la force musculaire dans ces affections est avérée et souvent corrélée à des difficultés dans les tâches fonctionnelles. L’appareil isocinétique est ainsi utilisé pour objectiver le déficit de force et en ressortir des données quantifiables.
Conditions nécessaires pour la reproductibilité de l’évaluation Vitesses lentes préférées pour l’analyse des résultats Adaptation des amplitudes de test à celles de l’articulation testée Obtention de courbes consistantes et superposables Prendre en compte l’effet d’apprentissage
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Fiabilité et reproductibilité
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La première caractéristique à considérer est la fiabilité de cette méthode d’évaluation. Chez l’hémiplégique, Tripp et Harris [5] ont montré une importante reproductibilité des pics de couple et des pics moyens sur les fléchisseurs et extenseurs de genou en concentrique à 60°.s-1 et 120°.s-1. Eng et Kim [2] sont arrivés aux mêmes conclusions sur les fléchisseurs et extenseurs de hanche, de genou et de cheville à 60°.s-1. Eng et Kim avancent que ces résultats sont garantis essentiellement par le respect de trois éléments : l’exclusion de la position allongée, l’adaptation des amplitudes de test aux courses balayées activement par le patient et l’utilisation de vitesses basses. Dans cette étude, les calculs ont été faits sur une moyenne de trois courbes « consistantes » et superposables (figure 2). Elles sont obtenues en demandant au moins quatre répétitions. Par ailleurs, les auteurs ont relevé un effet d’apprentissage [2, 5] et considèrent qu’il faudrait proposer deux sessions d’entraînement avant les évaluations (tableau I). Bohannon et al. [16] ont montré que le couple développé à 30°.s-1 est corrélé
–– Extension –– Flexion Figure 2. Exemple de courbes consistantes et superposables. Test du genou en concentrique à 60°.s-1.
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phases de tests. Dans 86 % des cas, la spasticité a varié de moins d’un point et en aucun cas de plus de deux points. Davies et al. [11] ont fait une étude EMG simultanée des mouvements isocinétiques et ont constaté qu’il n’y a pas d’activité électrique sur les antagonistes et qu’il y a effectivement une résistance passive à l’étirement majorée du côté hémiparétique mais qu’elle n’est pas d’origine électrique et ce même à des vitesses plus élevées.
Résultats L’évaluation isocinétique de certains groupes musculaires a permis d’établir des corrélations entre le déficit de force et l’incapacité des patients dans certaines tâches fonctionnelles. Mevellec et al. [8] ont montré chez des patients atteints de SEP une corrélation entre la diminution de force des ischio-jambiers et les vitesses de marche de confort et rapide sur 10 mètres. Ils retrouvent une corrélation avec la diminution de force du quadriceps seulement chez les patients qui présentent des troubles proprioceptifs. Chez les patients hémiplégiques, Kim et al. [7] ont montré une corrélation entre le pic de couple concentrique du triceps sural, des ischio-jambiers et du psoas avec la vitesse de marche et de montée d’escalier. Courbon et al. [6] ont montré que les vitesses de marche sur 6 minutes, la consommation maximale en oxygène et la force musculaire statique des quadriceps et ischio-jambiers sont corrélées et mettent en avant l’utilité de valider un programme de réentraînement à l’effort en endurance. Thoumie et al. [10] ont remarqué cependant dans la SEP qu’il existe une corrélation significative entre la force des fléchisseurs du genou et les deux vitesses ainsi qu’entre la force des extenseurs et la vitesse maximale chez des patients présentant des troubles proprioceptifs. Ils divisent ainsi le groupe SEP en quatre sous-groupes : pyramidal, proprioceptif, cérébelleux et mixte (troubles proprioceptifs et cérébelleux associés). La corrélation entre les fléchisseurs du genou et la vitesse de marche est toujours
significative quels que soient le sous-groupe et le niveau d’EDSS (Expanded Disability Status Scale = échelle cotée de 0 à 10 très utilisée pour coter le niveau de handicap des patients atteints de SEP). Elle est renforcée pour le sousgroupe proprioceptif. Celle entre les extenseurs et la vitesse de marche devient significative pour le groupe proprioceptif mais également dans les autres sous-groupes lorsque le niveau d’EDSS est plus élevé (marche assistée). La corrélation est beaucoup moins significative pour le sous-groupe cérébelleux suggérant l’intervention d’autres paramètres que la force (équilibre). Bohannon La forte diminution du pic de et al. [16] mettent égacouple des ischio-jambiers lement en évidence remarqué dans la SEP ou chez l’importance des extenl’hémiplégique semble être un seurs du genou chez élément déterminant dans la l’hémiplégique assisté détérioration de la vitesse de d’une aide de marche présentant des déficits marche. importants (tableau II). La forte diminution du pic de couple des ischio-jambiers remarqué dans la SEP ou chez l’hémiplégique semble être un élément déterminant dans la détérioration de la vitesse de marche [10] alors qu’il peut être sous-estimé lors de l’examen clinique [9].
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Renforcement Au milieu des années 1990, des programmes de reconditionnement à l’effort ont été proposés dans la prise en charge de la SEP et de l’hémiplégie. Teixeira et al. [17] ont proposé à des patients victimes d’un accident vasculaire cérébral (AVC) un programme de renforcement plus global (marche sur tapis, cycloergomètre, renforcement avec charges libres) et ont constaté une amélioration de la force musculaire des membres inférieurs, de la vitesse de marche et de la montée des escaliers sans augmentation concomitante de la spasticité. Cantalloube et al. [18] ont obtenu les mêmes résultats avec un programme similaire proposé à
Tableau II. Corrélations entre force et résultats fonctionnels en fonction de la pathologie. Corrélations
Vitesse de marche de confort
Vitesse de marche rapide
Test 6 minutes de marche
Montée des escaliers
VO2max
Troubles proprioceptifs
Handicap élevé
Force quadriceps
Force ischio-jambiers
Force triceps sural Hémiplégie,
SEP.
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Force psoas
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une population SEP en améliorant aussi l’équilibre et l’indépendance fonctionnelle. Les effets du renforcement sont indépendants de la clinique et du niveau EDSS [15]. Les techniques isocinétiques ont ensuite été incluses dans ces programmes pour renforcer analytiquement les groupes musculaires révélés déficients par l’évaluation isocinétique.
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Méthode
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Dès 1996, Sharp et al. [13] ont proposé à des patients hémiplégiques un programme sur 6 semaines à raison de 3 séances par semaine. Le renforcement des extenseurs et fléchisseurs du genou affecté était effectué en concentrique à 30, 60 et 120°.s-1 en 3 séries de 6 à 8 répétitions. Il était précédé d’un échauffement de 5 minutes sur vélo et suivi d’étirements. Engardt et al. [12] ont étudié le renforcement du quadriceps en concentrique et en excentrique 2 fois par semaine pendant 6 semaines chez des patients hémiplégiques. Un échauffement en 3 séries de 10 répétitions sous-maximales était réalisé à 60°.s -1 suivi de 15 séries maxiLes résultats obtenus après mum de 10 répétitions entraînement isocinétique à 60-120-180-120-60, montrent dans toutes les protocole dit en pyraétudes une augmentation mide. La séance se terminait par des étiresignificative du pic de couple des muscles renforcés et de la ments du quadriceps. Rouleau et al. [1] ont vitesse de marche de confort. proposé chez une population hémiplégique un programme de renforcement des extenseurs et fléchisseurs du genou en excentrique à 60, 120, 150 et 180°.s-1. Le programme était réalisé en 6 semaines, 3 fois par semaine en complément d’une rééducation classique. Un échauffement était effectué en 3 séries de 10 répétions sous maximales à 60°.s-1 suivi de 9 séries de 10 répétions maximales. Dans la SEP un protocole de renforcement des ischio-jambiers en excentrique a été présenté par Robineau et al. [9] dans le but de lutter contre le recurvatum du genou pendant la marche : 50 répétions (excentrique, 15 à 25°.s-1) ventilées en 7 séries pendant 12 séances. Une rééducation classique était effectuée en parallèle. Le renforcement musculaire est la plupart du temps proposé selon le mode excentrique et montre une efficacité plus importante dans ce mode de contraction. En effet Ponichtera et al. [15], en comparant la force concentrique et excentrique des membres inférieurs de patients SEP, ont montré que les pics de couple étaient supérieurs en excentrique et ce à des vitesses relativement lentes (90°.s-1). Griffin et al. [14] ont fait la même constatation chez des sujets spastiques à des vitesses plus rapides (120°.s-1). La différence de ratio excentrique/concentrique serait due à une diminution marquée du pic concentrique à cette
vitesse : la capacité excentrique est souvent préservée tandis que l’on observe une détérioration en concentrique expliquée à vitesse rapide par l’hypertonie antagoniste. Engardt et al. [12], dans leur protocole de renforcement, ont montré que l’excentrique permet d’obtenir des gains dans les deux modes de contraction alors que le concentrique seulement en concentrique. Rouleau et al. [1] ont privilégié l’excentrique, mode majeur dans l’activité humaine, pour lequel la spasticité ne conditionne pas l’activité musculaire.
Faisabilité Ces différents protocoles ont été exécutés sans majoration de la spasticité à moyen et long termes. Sharp et al. [13] ont cependant décrit que certains patients n’arrivaient pas à produire un pic de couple des fléchisseurs en concentrique. Pour Engardt et al. [12], la limitation considérable du mouvement concentrique maximal volontaire est due à la spasticité de l’antagoniste facilitée par l’effort volontaire et ce d’autant plus que la vitesse d’exécution est rapide. La cocontraction exprimée en concentrique n’est pas retrouvée en excentrique. Cependant l’effort maximal excentrique peut s’accompagner d’une augmentation des syncinésies comme l’a décrit Rouleau sans incidence sur le long terme, confirmé par Robineau [1, 9]. Dans la SEP, le renforcement musculaire n’augmente également pas la fatigue sur le long terme. La faiblesse musculaire est intimement liée à la fatigue. Ce sont deux éléments majeurs du déconditionnement à l’effort. L’augmentation de la force musculaire a un impact positif sur la fatigue. Il existe également un effet positif sur la dépression souvent rencontrée dans la SEP par une perception amoindrie de cette fatigue. Cependant les patients SEP sont fatigables et il est nécessaire d’apprécier la tolérance à l’effort et d’adapter le programme.
Résultats Les résultats obtenus après entraînement isocinétique montrent dans toutes les études une augmentation significative du pic de couple des muscles renforcés (quadriceps-ischio-jambiers), de la vitesse de marche de confort (tableau III). Flansbjer et al. [19] ont montré l’efficacité de l’isocinétisme sur les ischio-jambiers, en excentrique à 60°.s-1 chez l’hémiplégique. Clark et al. [20] sont arrivés aux mêmes conclusions sur le quadriceps en concentrique et en excentrique. Les résultats concernant les activités fonctionnelles (transferts, montée d’escaliers) et la vitesse de marche maximale sont plus nuancés. Rouleau et al. [1] précisent que le renforcement du genou est insuffisant pour influencer cette vitesse. La performance dépend d’autres facteurs tels que l’équilibre debout ou la force et la coordination d’autres groupes musculaires : on retrouve ainsi chez l’hémiplégique une corrélation entre la vitesse de
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Tableau III. Protocoles de renforcement et résultats. Études
Pathologie
Groupes musculaires
Mode de contraction
Vitesse angulaire (en °.s-1)
Fréquence des séances
Incidence sur la spasticité
Résultats
Engardt et al. [12]
Hémiplégie
Quadriceps
Conc/Exc
60/120/180
6 semaines 2x par semaine 15S – 10R
Difficulté à développer force IJ en Conc
-Augmentation pic de couple -Augmentation vitesse de marche -Amélioration transfert assisdebout
Robineau et al. [9]
SEP
Ischio-jambiers
Exc
15/20/25
12 séances 7S – 8R
Augmentation possible des syncinésies
-Augmentation pic de couple -Augmentation vitesse de marche -Amélioration de la stabilité du genou
Rouleau et al. [1]
Hémiplégie
Quadriceps/ Ischio-jambiers
Exc
60/120/ 150/180
6 semaines 3x par semaine 9S – 10R
Augmentation possible des syncinésies
-Augmentation pic de couple -Augmentation vitesse dans escalier
Sharp et al. [18]
Hémiplégie
Quadriceps/ Ischio-jambiers
Conc
30/60/120
6 semaines 3x par semaine 3S – 8R
Difficulté à développer force IJ en Conc
-Augmentation pic de couple -Augmentation vitesse de marche -Pas de retentissement sur le test get up and go -Sensation de gain dans activités physiques
marche et le moment développé par les fléchisseurs du genou, de la cheville et de la hanche, sans corrélation avec les extenseurs. Les résultats peuvent dépendre aussi de certains paramètres rencontrés dans l’hémiplégie ou dans la SEP : il existe ainsi une valeur prédictive négative du renforcement isocinétique pour les troubles cognitifs et cérébelleux associés. Les corrélations entre le déficit des ischio-jambiers et la vitesse de marche de confort ou entre les quadriceps et la vitesse rapide dans la SEP [10] et chez l’hémiplégique assisté d’une aide de marche [16] montrent l’importance de l’évaluation pour cibler au plus juste les muscles à renforcer et ainsi adapter les protocoles de renforcement. Le gain fonctionnel obtenu par le renforcement isocinétique est maintenu environ 3 mois [9, 13]. Ceci suggère l’importance d’un suivi régulier et de renouveler les séances en actualisant les objectifs de la prise en charge. Les résultats seront d’autant plus marqués que le renforcement isocinétique entre dans un programme de reconditionnement plus global et qu’il est recommandé aux patients d’effectuer des exercices d’auto-entretien et la pratique d’une activité physique régulière.
Conclusion L’outil isocinétique est une aide précieuse à l’évaluation de la force musculaire. En neurologie, le clinicien ainsi secondé peut mettre en évidence des déficiences motrices pour expliquer en partie la diminution de performances telle que la vitesse de marche. Ce dernier paramètre est alors aisément mis en corrélation avec les couples de force quantifiés par l’évaluation isocinétique.
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Le renforcement isocinétique inclus dans un programme de reconditionnement plus global aurait des bénéfices qui dépassent l’amélioration de la performance physique : dans la SEP, son action sur la faiblesse musculaire participe ainsi à modifier le seuil de perception de la fatigue qui contribue à améliorer les tâches fonctionnelles. L’effet psychologique est ainsi très positif. Les protocoles de renforcement isocinétique en neurologie centrale présentés dans la littérature sont peu nombreux. Ils concernent essentiellement l’hémiplégie et le renforcement des muscles du genou. Le renforcement dans la SEP est peu étudié alors que les effets bénéfiques des programmes de réentraînement à l’effort incluant le renforcement musculaire sont connus depuis une douzaine d’années. Il n’existe pas de consensus dans l’élaboration des protocoles de renforcement qui sont très variés en termes de vitesses utilisées, de répétitions et de séries. Les protocoles de renforcement des muscles de la hanche et de la cheville sont inexistants alors que certaines équipes ont pu établir des corrélations entre la vitesse de marche et la force des fléchisseurs de hanche et de cheville. L’appareil isocinétique nous paraît être un outil intéressant en termes d’évaluation et de renforcement de la force musculaire en neurologie centrale. Il serait souhaitable de réaliser des études contrôlées comparant différents programmes de rééducation qui incluent des protocoles de renforcement isocinétique de la hanche, du genou et de la cheville afin de préciser leur efficacité sur les performances de la marche et des activités de la vie quotidienne dans le cadre de l’hémiplégie et de la SEP. Une pratique consensuelle en améliorerait les performances. ■
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Conc: concentrique, Exc: excentrique, S: séries, R: répétitions, IJ: ischio-jambiers.
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Évaluation – Isocinétisme – Renforcement musculaire – Spasticité – Vitesse de marche
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Les atteintes pyramidales rencontrées dans l’hémiplégie et dans la sclérose en plaques (SEP) sont caractérisées par un déficit moteur. L’exécution du mouvement est ainsi perturbée par le défaut de sélectivité du programme moteur. Cependant l’atteinte musculaire secondaire à la sous-utilisation du membre déficient devient très rapidement un élément important à considérer [1]. L’outil isocinétique (figure 1) a été utilisé pour objectiver ces déficiences et les quantifier. Fiables et reproductibles [2-5], les données issues de cette méthode MKDE. CMPR Saint-Hélier d’évaluation ont permis de 54 rue Saint-Hélier, CS 74330, 35043 Rennes Cedex. dégager des corrélations [email protected] entre le déficit de certains groupes musculaires et la Article reçu le 15/04/2008 Accepté le 05/12/2008 vitesse de marche : les
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Figure 1. Appareil isocinétique CON-TREX®.
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ischio-jambiers semblent déterminants pour la vitesse de confort [6-10] et le déficit des quadriceps influencerait la vitesse de marche rapide chez des patients présentant des troubles proprioceptifs ou un handicap élevé [6, 10]. Le déficit de ces muscles peut avoir été sous-estimé lors de l’examen clinique [9]. Le renforcement isocinétique a ensuite été proposé pour renforcer les muscles déficients ciblés par l’évaluation. Sans incidence sur la spasticité [1, 5, 9, 11, 12], les bénéfices du renforcement sont significatifs sur l’augmentation de la force des muscles renforcés, l’amélioration de la vitesse de marche [1, 9, 12, 13]. Le renforcement en excentrique révèle une meilleure efficacité qu’en concentrique [1, 12, 14, 15]. Dans la sclérose en plaques, l’isocinétisme peut contribuer à une perception amoindrie de la fatigue en agissant sur la faiblesse musculaire. Le but de cette analyse de la littérature est de faire une mise au point sur les différentes méthodes d’évaluation et de renforcement musculaire utilisées, de présenter les corrélations ressorties des évaluations, de confronter les protocoles de renforcement en termes de vitesse, de répétitions, de séries et les résultats obtenus.
de façon significative aux couples développés aux vitesses supérieures: ceci est intéressant chez les patients qui rencontrent des difficultés à réaliser les mouvements à vitesse élevée. Dans la SEP, Lambert et al. [3] ont montré que le pic de couple et le travail total sont reproductibles. Schwid et Thornton [4] ont évalué la force isométrique des muscles des membres inférieurs de façon reproductible. Pour l’évaluation de la fatigue musculaire, Lambert [3] a calculé l’indice de fatigue (IF) : sur une série de 30 répétitions concentriques à 180°.s-1, IF = travail réalisé sur les 15 dernières répétitions/travail réalisé sur les 15 premières répétitions x 100. Une reproductibilité faible a été mise en évidence.
Faisabilité Toutes ces études ont pour critère d’inclusion des spasticités faibles (< 2 sur l’échelle d’Ashworth). L’étude de Tripp et Harris [5] incluait des patients hémiplégiques avec des spasticités allant jusqu’à 3 mesurées avant et après les
Tableau I. Récapitulatif des conditions nécessaires à la reproductibilité.
Évaluation L’évaluation des déficiences motrices en neurologie centrale se fait à deux niveaux. Tout d’abord qualitativement, on apprécie l’exécution du mouvement et son degré de sélectivité. Mais aussi de manière quantitative, la diminution de la force musculaire dans ces affections est avérée et souvent corrélée à des difficultés dans les tâches fonctionnelles. L’appareil isocinétique est ainsi utilisé pour objectiver le déficit de force et en ressortir des données quantifiables.
Conditions nécessaires pour la reproductibilité de l’évaluation Vitesses lentes préférées pour l’analyse des résultats Adaptation des amplitudes de test à celles de l’articulation testée Obtention de courbes consistantes et superposables Prendre en compte l’effet d’apprentissage
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Fiabilité et reproductibilité
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La première caractéristique à considérer est la fiabilité de cette méthode d’évaluation. Chez l’hémiplégique, Tripp et Harris [5] ont montré une importante reproductibilité des pics de couple et des pics moyens sur les fléchisseurs et extenseurs de genou en concentrique à 60°.s-1 et 120°.s-1. Eng et Kim [2] sont arrivés aux mêmes conclusions sur les fléchisseurs et extenseurs de hanche, de genou et de cheville à 60°.s-1. Eng et Kim avancent que ces résultats sont garantis essentiellement par le respect de trois éléments : l’exclusion de la position allongée, l’adaptation des amplitudes de test aux courses balayées activement par le patient et l’utilisation de vitesses basses. Dans cette étude, les calculs ont été faits sur une moyenne de trois courbes « consistantes » et superposables (figure 2). Elles sont obtenues en demandant au moins quatre répétitions. Par ailleurs, les auteurs ont relevé un effet d’apprentissage [2, 5] et considèrent qu’il faudrait proposer deux sessions d’entraînement avant les évaluations (tableau I). Bohannon et al. [16] ont montré que le couple développé à 30°.s-1 est corrélé
–– Extension –– Flexion Figure 2. Exemple de courbes consistantes et superposables. Test du genou en concentrique à 60°.s-1.
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phases de tests. Dans 86 % des cas, la spasticité a varié de moins d’un point et en aucun cas de plus de deux points. Davies et al. [11] ont fait une étude EMG simultanée des mouvements isocinétiques et ont constaté qu’il n’y a pas d’activité électrique sur les antagonistes et qu’il y a effectivement une résistance passive à l’étirement majorée du côté hémiparétique mais qu’elle n’est pas d’origine électrique et ce même à des vitesses plus élevées.
Résultats L’évaluation isocinétique de certains groupes musculaires a permis d’établir des corrélations entre le déficit de force et l’incapacité des patients dans certaines tâches fonctionnelles. Mevellec et al. [8] ont montré chez des patients atteints de SEP une corrélation entre la diminution de force des ischio-jambiers et les vitesses de marche de confort et rapide sur 10 mètres. Ils retrouvent une corrélation avec la diminution de force du quadriceps seulement chez les patients qui présentent des troubles proprioceptifs. Chez les patients hémiplégiques, Kim et al. [7] ont montré une corrélation entre le pic de couple concentrique du triceps sural, des ischio-jambiers et du psoas avec la vitesse de marche et de montée d’escalier. Courbon et al. [6] ont montré que les vitesses de marche sur 6 minutes, la consommation maximale en oxygène et la force musculaire statique des quadriceps et ischio-jambiers sont corrélées et mettent en avant l’utilité de valider un programme de réentraînement à l’effort en endurance. Thoumie et al. [10] ont remarqué cependant dans la SEP qu’il existe une corrélation significative entre la force des fléchisseurs du genou et les deux vitesses ainsi qu’entre la force des extenseurs et la vitesse maximale chez des patients présentant des troubles proprioceptifs. Ils divisent ainsi le groupe SEP en quatre sous-groupes : pyramidal, proprioceptif, cérébelleux et mixte (troubles proprioceptifs et cérébelleux associés). La corrélation entre les fléchisseurs du genou et la vitesse de marche est toujours
significative quels que soient le sous-groupe et le niveau d’EDSS (Expanded Disability Status Scale = échelle cotée de 0 à 10 très utilisée pour coter le niveau de handicap des patients atteints de SEP). Elle est renforcée pour le sousgroupe proprioceptif. Celle entre les extenseurs et la vitesse de marche devient significative pour le groupe proprioceptif mais également dans les autres sous-groupes lorsque le niveau d’EDSS est plus élevé (marche assistée). La corrélation est beaucoup moins significative pour le sous-groupe cérébelleux suggérant l’intervention d’autres paramètres que la force (équilibre). Bohannon La forte diminution du pic de et al. [16] mettent égacouple des ischio-jambiers lement en évidence remarqué dans la SEP ou chez l’importance des extenl’hémiplégique semble être un seurs du genou chez élément déterminant dans la l’hémiplégique assisté détérioration de la vitesse de d’une aide de marche présentant des déficits marche. importants (tableau II). La forte diminution du pic de couple des ischio-jambiers remarqué dans la SEP ou chez l’hémiplégique semble être un élément déterminant dans la détérioration de la vitesse de marche [10] alors qu’il peut être sous-estimé lors de l’examen clinique [9].
Mise au point
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Évaluation et renforcement musculaire isocinétique en neurologie centrale
Renforcement Au milieu des années 1990, des programmes de reconditionnement à l’effort ont été proposés dans la prise en charge de la SEP et de l’hémiplégie. Teixeira et al. [17] ont proposé à des patients victimes d’un accident vasculaire cérébral (AVC) un programme de renforcement plus global (marche sur tapis, cycloergomètre, renforcement avec charges libres) et ont constaté une amélioration de la force musculaire des membres inférieurs, de la vitesse de marche et de la montée des escaliers sans augmentation concomitante de la spasticité. Cantalloube et al. [18] ont obtenu les mêmes résultats avec un programme similaire proposé à
Tableau II. Corrélations entre force et résultats fonctionnels en fonction de la pathologie. Corrélations
Vitesse de marche de confort
Vitesse de marche rapide
Test 6 minutes de marche
Montée des escaliers
VO2max
Troubles proprioceptifs
Handicap élevé
Force quadriceps
Force ischio-jambiers
Force triceps sural Hémiplégie,
SEP.
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Force psoas
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Mise au point
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une population SEP en améliorant aussi l’équilibre et l’indépendance fonctionnelle. Les effets du renforcement sont indépendants de la clinique et du niveau EDSS [15]. Les techniques isocinétiques ont ensuite été incluses dans ces programmes pour renforcer analytiquement les groupes musculaires révélés déficients par l’évaluation isocinétique.
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Méthode
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Dès 1996, Sharp et al. [13] ont proposé à des patients hémiplégiques un programme sur 6 semaines à raison de 3 séances par semaine. Le renforcement des extenseurs et fléchisseurs du genou affecté était effectué en concentrique à 30, 60 et 120°.s-1 en 3 séries de 6 à 8 répétitions. Il était précédé d’un échauffement de 5 minutes sur vélo et suivi d’étirements. Engardt et al. [12] ont étudié le renforcement du quadriceps en concentrique et en excentrique 2 fois par semaine pendant 6 semaines chez des patients hémiplégiques. Un échauffement en 3 séries de 10 répétitions sous-maximales était réalisé à 60°.s -1 suivi de 15 séries maxiLes résultats obtenus après mum de 10 répétitions entraînement isocinétique à 60-120-180-120-60, montrent dans toutes les protocole dit en pyraétudes une augmentation mide. La séance se terminait par des étiresignificative du pic de couple des muscles renforcés et de la ments du quadriceps. Rouleau et al. [1] ont vitesse de marche de confort. proposé chez une population hémiplégique un programme de renforcement des extenseurs et fléchisseurs du genou en excentrique à 60, 120, 150 et 180°.s-1. Le programme était réalisé en 6 semaines, 3 fois par semaine en complément d’une rééducation classique. Un échauffement était effectué en 3 séries de 10 répétions sous maximales à 60°.s-1 suivi de 9 séries de 10 répétions maximales. Dans la SEP un protocole de renforcement des ischio-jambiers en excentrique a été présenté par Robineau et al. [9] dans le but de lutter contre le recurvatum du genou pendant la marche : 50 répétions (excentrique, 15 à 25°.s-1) ventilées en 7 séries pendant 12 séances. Une rééducation classique était effectuée en parallèle. Le renforcement musculaire est la plupart du temps proposé selon le mode excentrique et montre une efficacité plus importante dans ce mode de contraction. En effet Ponichtera et al. [15], en comparant la force concentrique et excentrique des membres inférieurs de patients SEP, ont montré que les pics de couple étaient supérieurs en excentrique et ce à des vitesses relativement lentes (90°.s-1). Griffin et al. [14] ont fait la même constatation chez des sujets spastiques à des vitesses plus rapides (120°.s-1). La différence de ratio excentrique/concentrique serait due à une diminution marquée du pic concentrique à cette
vitesse : la capacité excentrique est souvent préservée tandis que l’on observe une détérioration en concentrique expliquée à vitesse rapide par l’hypertonie antagoniste. Engardt et al. [12], dans leur protocole de renforcement, ont montré que l’excentrique permet d’obtenir des gains dans les deux modes de contraction alors que le concentrique seulement en concentrique. Rouleau et al. [1] ont privilégié l’excentrique, mode majeur dans l’activité humaine, pour lequel la spasticité ne conditionne pas l’activité musculaire.
Faisabilité Ces différents protocoles ont été exécutés sans majoration de la spasticité à moyen et long termes. Sharp et al. [13] ont cependant décrit que certains patients n’arrivaient pas à produire un pic de couple des fléchisseurs en concentrique. Pour Engardt et al. [12], la limitation considérable du mouvement concentrique maximal volontaire est due à la spasticité de l’antagoniste facilitée par l’effort volontaire et ce d’autant plus que la vitesse d’exécution est rapide. La cocontraction exprimée en concentrique n’est pas retrouvée en excentrique. Cependant l’effort maximal excentrique peut s’accompagner d’une augmentation des syncinésies comme l’a décrit Rouleau sans incidence sur le long terme, confirmé par Robineau [1, 9]. Dans la SEP, le renforcement musculaire n’augmente également pas la fatigue sur le long terme. La faiblesse musculaire est intimement liée à la fatigue. Ce sont deux éléments majeurs du déconditionnement à l’effort. L’augmentation de la force musculaire a un impact positif sur la fatigue. Il existe également un effet positif sur la dépression souvent rencontrée dans la SEP par une perception amoindrie de cette fatigue. Cependant les patients SEP sont fatigables et il est nécessaire d’apprécier la tolérance à l’effort et d’adapter le programme.
Résultats Les résultats obtenus après entraînement isocinétique montrent dans toutes les études une augmentation significative du pic de couple des muscles renforcés (quadriceps-ischio-jambiers), de la vitesse de marche de confort (tableau III). Flansbjer et al. [19] ont montré l’efficacité de l’isocinétisme sur les ischio-jambiers, en excentrique à 60°.s-1 chez l’hémiplégique. Clark et al. [20] sont arrivés aux mêmes conclusions sur le quadriceps en concentrique et en excentrique. Les résultats concernant les activités fonctionnelles (transferts, montée d’escaliers) et la vitesse de marche maximale sont plus nuancés. Rouleau et al. [1] précisent que le renforcement du genou est insuffisant pour influencer cette vitesse. La performance dépend d’autres facteurs tels que l’équilibre debout ou la force et la coordination d’autres groupes musculaires : on retrouve ainsi chez l’hémiplégique une corrélation entre la vitesse de
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Savoirs Mise au point
Évaluation et renforcement musculaire isocinétique en neurologie centrale
Tableau III. Protocoles de renforcement et résultats. Études
Pathologie
Groupes musculaires
Mode de contraction
Vitesse angulaire (en °.s-1)
Fréquence des séances
Incidence sur la spasticité
Résultats
Engardt et al. [12]
Hémiplégie
Quadriceps
Conc/Exc
60/120/180
6 semaines 2x par semaine 15S – 10R
Difficulté à développer force IJ en Conc
-Augmentation pic de couple -Augmentation vitesse de marche -Amélioration transfert assisdebout
Robineau et al. [9]
SEP
Ischio-jambiers
Exc
15/20/25
12 séances 7S – 8R
Augmentation possible des syncinésies
-Augmentation pic de couple -Augmentation vitesse de marche -Amélioration de la stabilité du genou
Rouleau et al. [1]
Hémiplégie
Quadriceps/ Ischio-jambiers
Exc
60/120/ 150/180
6 semaines 3x par semaine 9S – 10R
Augmentation possible des syncinésies
-Augmentation pic de couple -Augmentation vitesse dans escalier
Sharp et al. [18]
Hémiplégie
Quadriceps/ Ischio-jambiers
Conc
30/60/120
6 semaines 3x par semaine 3S – 8R
Difficulté à développer force IJ en Conc
-Augmentation pic de couple -Augmentation vitesse de marche -Pas de retentissement sur le test get up and go -Sensation de gain dans activités physiques
marche et le moment développé par les fléchisseurs du genou, de la cheville et de la hanche, sans corrélation avec les extenseurs. Les résultats peuvent dépendre aussi de certains paramètres rencontrés dans l’hémiplégie ou dans la SEP : il existe ainsi une valeur prédictive négative du renforcement isocinétique pour les troubles cognitifs et cérébelleux associés. Les corrélations entre le déficit des ischio-jambiers et la vitesse de marche de confort ou entre les quadriceps et la vitesse rapide dans la SEP [10] et chez l’hémiplégique assisté d’une aide de marche [16] montrent l’importance de l’évaluation pour cibler au plus juste les muscles à renforcer et ainsi adapter les protocoles de renforcement. Le gain fonctionnel obtenu par le renforcement isocinétique est maintenu environ 3 mois [9, 13]. Ceci suggère l’importance d’un suivi régulier et de renouveler les séances en actualisant les objectifs de la prise en charge. Les résultats seront d’autant plus marqués que le renforcement isocinétique entre dans un programme de reconditionnement plus global et qu’il est recommandé aux patients d’effectuer des exercices d’auto-entretien et la pratique d’une activité physique régulière.
Conclusion L’outil isocinétique est une aide précieuse à l’évaluation de la force musculaire. En neurologie, le clinicien ainsi secondé peut mettre en évidence des déficiences motrices pour expliquer en partie la diminution de performances telle que la vitesse de marche. Ce dernier paramètre est alors aisément mis en corrélation avec les couples de force quantifiés par l’évaluation isocinétique.
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Le renforcement isocinétique inclus dans un programme de reconditionnement plus global aurait des bénéfices qui dépassent l’amélioration de la performance physique : dans la SEP, son action sur la faiblesse musculaire participe ainsi à modifier le seuil de perception de la fatigue qui contribue à améliorer les tâches fonctionnelles. L’effet psychologique est ainsi très positif. Les protocoles de renforcement isocinétique en neurologie centrale présentés dans la littérature sont peu nombreux. Ils concernent essentiellement l’hémiplégie et le renforcement des muscles du genou. Le renforcement dans la SEP est peu étudié alors que les effets bénéfiques des programmes de réentraînement à l’effort incluant le renforcement musculaire sont connus depuis une douzaine d’années. Il n’existe pas de consensus dans l’élaboration des protocoles de renforcement qui sont très variés en termes de vitesses utilisées, de répétitions et de séries. Les protocoles de renforcement des muscles de la hanche et de la cheville sont inexistants alors que certaines équipes ont pu établir des corrélations entre la vitesse de marche et la force des fléchisseurs de hanche et de cheville. L’appareil isocinétique nous paraît être un outil intéressant en termes d’évaluation et de renforcement de la force musculaire en neurologie centrale. Il serait souhaitable de réaliser des études contrôlées comparant différents programmes de rééducation qui incluent des protocoles de renforcement isocinétique de la hanche, du genou et de la cheville afin de préciser leur efficacité sur les performances de la marche et des activités de la vie quotidienne dans le cadre de l’hémiplégie et de la SEP. Une pratique consensuelle en améliorerait les performances. ■
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Conc: concentrique, Exc: excentrique, S: séries, R: répétitions, IJ: ischio-jambiers.
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Savoirs
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