1

MODALITES DE RECUPERATION ET REEDUCATION DE LA PREHENSION

APRES HEMIPLEGIEG. Rode

H_pital Henry Gabrielle, Hospices Civils de Lyon & Universit_ Claude BernardI.n.s.e.r.m. U534 Espace et Action

S_minaire R__ducation et SNC11-12-13 mai 2005

NantesINTRINSEQUE

CLINIQUE

SOCIAL

FONCTION

AVC

HEMIPLEGIE

INCAPACITE

HANDICAP

D ’apr_s le mod_le de Wood(1973). O.M.S. Classification internationale des d_ficiences, incapacit_set handicaps, CTNERHI INSERM 1988.

Niveau d ’expression de la maladie

INTRINSEQUE

CLINIQUE

SOCIAL

FONCTION

AVC

HEMIPLEGIE

INCAPACITE

HANDICAP

MARCHE

POSTUREPREHENSION

LA PREHENSION

La pince pouce-index d_pend de l'int_grit_ du faisceau corticospinal,issu de l'aire motrice primaire (M1) de l'h_misph_re controlat_ral. Cefaisceau moteur est _ repr_sentation strictement controlat_rale.

‘La pr_hension est la facult_ de fixer puis de mouvoirvolontairement un objet par rapport au corps et _ l'environnement’.(From Andr_ et Martinet, Pr_hension, Trait_ M_decine Physique1998)

SEGREGATION ANATOMIQUE ET FONCTIONNELLE DES VOIES CORTICOSPINALES POUR

LA COMMANDE DE LA MOTRICITE PROXIMALE ET DISTALE

(From Freund , 1999)

DEFICIT ISOLE DE LA PREHENSION APRES LESION SILLON INTRAPARIETAL ANT

PARIETAL LESION+ ANTERIOR IPS

PARIETAL LESION- ANTERIOR IPSNORMAL SUBJECT

GRIP APERTURE

Binkofski et al. Neurology 1998

2

DEFICIT MOTEUR

TRANSPORT

INCAPACITE DE PREHENSION

HANDICAP

SAISIE

DEUX COMPOSANTES DU MOUVEMENTDE PREHENSION

TRANSPORTMotricit_ proximaleEpaule, coudePoignet

SAISIEMotricit_ distaleArticulations de lamain et des doigts

recognition criteria

visual input

Activation of visual search

target location

visualinput

visual input

size Orientation

Visual location

visual andkinesthetic input

Size recognition

Orientationrecognition

visual kinesthetic and tactile inputActivation

of reching Ballistic movement

Slow phasemovement Actual

grasp

Hand preshape

Handrotation

Hand reaching GraspingGrasping

HYPOTHESIS OF VISUOMOTOR CHANNELS (Arbib, 1981; Jeannerod, 1981)

DEFICITMOTOR

D_ficit sensitif

INCAPACITE DE PREHENSION

HANDICAP

Apraxie N_gligence motrice

Anosognosie

N_gl corporelle

EVALUATION CLINIQUE DE L’INCAPACITE DE PREHENSION

Prise crochet Digito-palmairePrises palmaires

Tetra ou pentadigitaleTri digitaleLatéro-latérale ou interdigitaleOpposition subtermino-lateraleOpposition subterminale (= pulpaire)

Opposition terminalePrises digitales

EVALUATION CLINIQUE DE LA PREHENSION

EVALUATION CLINIQUE OU DESCRIPTIVE

･ analyse des prises･ tonus･ sensibilit_

EVALUATION INSTRUMENTALE

･ mesure de la force de pr_hension･ analyse dynamique de la pr_hension･ mesure de la vitesse, pr_cision

EVALUATION FONCTIONNELLE

TROIS QUESTIONS

Quelle est la r_cup_ration spontan_e du d_ficit ?

Quels sont les m_canismes de plasticit_ c_r_brale mis en jeu?

Quelle est l ’impact de la r__ducation sur ces m_canismes?

L_sion

D_ficit R_cup_ration

Plasticit_

A

C

B

A

BC

3

Deux p_riodes

Ph_nom_ne non lin_aire

Proximal versus distal

Auto-observation de A. Brodal(Brain, 1973, 96: 675-694)

‘While the early restitutionoccuring, in say, the first twomonths,may be due to disappearence ofoedema, resorption of blood anddebris,the restitution occuring later cannotbe explained in this way… It seems in most instances thatone must resort to the assumptionthatintact fibres _ take over _ for thedamaged ones. Based on the conceptof the brain ’s great _ reservecapacity _ it is sometimes held thatsome nerve cells which previouslyhave not been functioning, becomeactive after a brain lesion. In the present case improvementwas still noted after ten months. ’

Twitchell TE, Brain 1951, 71: 443-480Van Buskirk C. Neurology 1954, 4: 919-928.

RECUPERATION SPONTANEE DU DEFICIT

From Calautti et al. Stroke 2003, 34: 1553-66

RECUPERATION SPONTANEE DU DEFICIT

UN PHENOMENE NON LINEAIRE

From Bard and Hirschberg, Arch Phys Med Rehab 1965, 40: 567-572

Chez le singe Chez l’homme

From Glees and Coles, The Lancet 1952, 14:1191-2

RECUPERATION MOTRICE SPONTANEE - PHENOMENE NON LINEAIRE SUIVI LONGITUDINAL DE LA RECUPERATION MOTRICE APRES HEMIPLEGIE CAPSULAIRE

POPULATION

5 patientsHémiparésie droite (n=3) gauche (n=2)Suivi pendant 1 anAnalyse cinématique Classification ascendante hiérarchique

Variables de TRANSPORT Variables de PREHENSION

Temps de latenceTemps de mouvementAmplitude du PVTemps du PVAmplitude du PATemps du PATemps de déccélération

Orientation de la pinceAmplitude moyenne de la pinceTemps début de pinceTemps ouverture maximale pinceAmplitude pince au contactOrientation de la pince ouverture max

Ensemble desvariables 07/02/96……….……………13/06/96…04/07/96……………………….…..01/12/97

Variables detransport 07/02/96……….……………13/06/96…04/07/96………………………..…..01/12/97

Variables depréhension 07/02/96………...20/05/96…13/06/96.……...………….……………..….…..01/12/97

Ensemble desvariables 07/02/96……….……………13/06/96…04/07/96……………………….…..01/12/97

Variables detransport 07/02/96……….……………13/06/96…04/07/96………………………..…..01/12/97

Variables depréhension 07/02/96………...20/05/96…13/06/96.……...………….……………..….…..01/12/97

DD

DG

Patient FRC2 phases

178j

164j

Patient FRC2 phases

178j

164j

Patient PIJ1 phase

200j

Patiente GUM2 phases 41j

82j

Patiente JUM3 phases

34j

41j

77j

Patiente PRE3 phases

52j

123j

192j

4

AMELIORATION BILATERAL DU TEMPS DE MOUVEMENTCHEZ UN PATIENT HEMIPARETIQUE DROIT

Bras non par_tique Bras par_tique

de j51 à j714

RECUPERATION DE STRATEGIES SUBSTITUTIVES

(from Roby-Brami et al. Motor Control 1997)

SUJET CONTROLE DEFICIT PROXIMAL DEFICIT DISTAL

PATIENTS HEMIPARETIQUES

TRANSPORT ET SAISIE SONT CORRELEES DURANT LA RECUPERATION

13/15 13/15 hemiparetichemiparetic patients patientsControl-subjectsControl-subjects

(from Roby-Brami et al., 2001)

TROIS QUESTIONS

Quelle est la récupération spontanée du déficit ?

Quels sont les mécanismes de plasticité cérébrale mis en jeu?

Quelle est l ’impact de la rééducation sur ces mécanismes?

Lésion

Déficit Récupération

Plasticité

A

B

C

A

B

C

RECUPERATION MOTRICE ET PLASTICITE CEREBRALE

CORTEX PARIETAL INF

CERVELET

CORTEX TEMPORAL

Bilatéral Chollet et al., 1991

CORTEX PREMOTEUR

Bilatéral Chollet et al., 1991Weiller et al., 1993

GANGLIONS DE LA BASE

Pantano et al., 1996

Hémisphère sain (Chollet et al., 1991;Weiller et al., 1993;Pantano et al., 1996Nelles et al., 1999)Stade tardif (Calautti et al., 2001)Stratégies de compensation

Chollet et al., 1991; Weiller et al., 1993; Dettmers et al.,1997; Cramer et al., 1997; Cao et al., 1998; Rossini et al.,1998; Nelles et al., 1999 Calautti et al., 2001

CORTEX SENSORI-MOTEUR PRIMAIRE

INSULA

Bilatéral Chollet et al., 1991

Chollet et al., 1991 (bilatéral)Weiller et al., 1993Nelles et al., 1999 (bilatéral)

From Weiller et al., Ann Neurol 1993, 33:181-189; Dettmers et al.,1997 Cerebrovasc Dis 1997, 7: 187-200; Calautti et al., 2001, Stroke2001, 32:2534-42)

REORGANISATION DE LA REPRESENTATION SOMATOTOPIQUE DU CORTEX SENSORIMOTEUR EN DIRECTION DE LA FACE

Hémipshère lésé

5

2 mois post-AVC 8 mois post-AVC

G D

Activation bilatérale des aires motricesprimaires et secondaires et des aires

somato-sensorielles

Activation du cortex prémoteur del’hémisphère sain

From Calautti et al., 2001, Stroke 2001, 32:2534-42

REORGANISATION INTER-HEMISPHERIQUE DU SYSTEME MOTEUR APRES LESION CAPSULAIRE

RECUPERATION MOTRICE ET PLASTICITE CEREBRALE

R_gression d’un diaschisis

Implication des voies motrices ipsilat_rales

Implication du syst_me propriospinal

Plasticit_ de l’h_misph_re c_r_bral l_s_

Voies polysynaptiques corticoreticulospinales

Baron et al., JNNP 1992, 55: 935-942

Corr_l_ _ une moins bonne r_cup_ration motrice (Calautti et al., 2001)

Actication des aires corticales p_ril_sionnelles d_s le stadepr_cose (Cramer et al., 1997)D_placement post_rieur du pic d’activiation du cortex sensori-moteur (Rossini et al., 1998)Extension de la repr_sentation de la main vers la face (Dettmerset al., 1997; Calautti et al., 2001)Activation bilat_rale (Chollet et al., 1991; Weiller et al., 1993;Nelles et al., 1999)

Mazevet et al., 2003

Fries et al., Ann Neurol 1991, 29:646-650

TROIS QUESTIONS

Quelle est la récupération spontanée du déficit ?

Quels sont les mécanismes de plasticité cérébrale mis en jeu?

Quelle est l ’impact de la rééducation sur ces mécanismes?

Lésion

Déficit Récupération

Plasticité

A

B

C

A

B

C

UTILISATION FORCEE DU MEMBRE PARETIQUE

Chez le singe Chez l’homme

From Taub et al. Arch Phys Med Rehab 1993, 40: 567-572From Nudo et al. Science 1996, 272: 1791-1794

FO

NC

TIO

NS

TR

UC

TU

RE

From Liepert et al., Stroke 2000, 31: 1210-1216

(Johansen-Berg et al., Brain 2002, 125: 2731-2742)

Box And Block testEchelle de Fugl-MeyerAnalyse cinématique

Paramètres

Rééducation Rééducation

Protocole expérimental

28 sem

Dispositif

UTILISATION FORCEE DU MEMBRE PARETIQUE

Homme, droitier âgé de Hémiparésie gaucheDéficit de préhension persistantDéficit stable à 6 moisAbsence de négligence sensorielle GHémianopsie latérale homonyme GConsentement du patient

Cas clinique

6

MATERIEL ET METHODES

Dispositif

Temps de Mouvement (TM)Pic de Vitesse (PV)Temps au Pic Vitesse (TPV)-Hauteur Max Coude-Hauteur Max Poignet

-Temps début ouverture pince (TDO)-Temps ouverture maximale pince (TOM)-Ouverture maximale de la pince

Paramètres

Saisie

Transport

Analyse cinématique

Analyse motrice fonctionnelle (Echelle de Fuggl-Meyer)

40 cm

20º

verre G verre D

60 cm

table

X

Départ

150

100

50

0 0

600

300

100

0

200

Tem

ps (m

s)H

aute

ur (m

m)

Tai

lle (m

m)

Vit

esse

(mm

/s)

TR

AN

SPO

RT

FO

RM

AT

ION

D

E L

A P

INC

E

BRAS GAUCHE VERRE DROIT

R1 R2

02/07/2002 09/07/2002 16/07/2002 28/08/2002 10/09/2002 24/09/2002 06/12/2003 20/12/2002 14/01/2003

TMTDOTOMTPV

4000

3000

2000

1000

0

5000

coude_gd poignet_gd

*

*

*

ns

ns

ns

*

02/07/2002 09/07/2002 16/07/2002 28/08/2002 10/09/2002 24/09/2002 06/12/2003 20/12/2002 14/01/2003

TMTDOTOMTPV

BRAS DROIT VERRE GAUCHE

150

100

50

0

2000

1500

1000

500

0

100

0

200

Tem

ps (m

s)H

aute

ur (m

m)

Tai

lle (m

m)

Vit

esse

(mm

/s)

TR

AN

SPO

RT

FO

RM

AT

ION

D

E L

A P

INC

E

R1 R2

0

1500

1000

500

coude_gd poignet_gd

*

ns

nsns

ns

BRAS PARETIQUE

TRAJECTOIRE 2D DU MOUVEMENT DE SAISIE

-150 -100 -50 0 50 100 150 2000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

-150 -100 -50 0 50 100 150 2000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 1000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 1000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

APRES REEDUCATION

AVANT REEDUCATION

BRAS SAIN

Pouce

Poignet

Index

Axe horizontal (mm)

Axe

Ant

éro-

post

érie

ur (

mm

)

Axe horizontal (mm)

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

-150 -100 -50 0 50 100 150 200

-150 -100 -50 0 50 100 150 200

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100

R_gression d’une sous utilisation motrice du membre l_s_?

Modification attentionnelles li_es aux t_ches _ r_aliser?

R_cup_ration de nouvelles strat_gies motrices?

D_ficit chroniqueL_sion h_misph_re droitH_minanopsie lat_rale homonyme gauche

Am_lioration du transport et de la pr_hensionAm_lioration apr_s chaque s_ance de r__ducationR_le du cortex pr_moteur (Calautti et al., 2001, Stroke 2001, 32:2534-42)Recrutement des autres neurones impliqu_s dans le faisceau corticospinal (Johansen-Berg et al., Brain 2002, 125(: 2731-2742)

CONCLUSION

Augmentation d’activit_ du cortex pr_moteur, du cortex somatosensoriel SII eth_misph_res c_r_belleux (Johansen-Berg et al., Brain 2002, 125: 2731-2742)

B_n_fice pour le malade par rapport _ la contrainte impos_e?

7

ACTUALITES DANS LA REEDUCATION DE L’HEMIPLEGIE

LA REEDUCATION A LA MARCHE DU SUJET HEMIPLEGIQUELe locom_tre de Hesse (Gait trainer)L’entrainement a_robique

REEDUCATION DE LA MARCHE DU PATIENT HEMIPLEGIQUEAVEC SUSPENSION

Hesse et al., Stroke 1994, 25: 1999-2004.

30min avec suspension 15% poidsSoit plus de 1000 cycles de marche

Gait Trainer de Stefan Hesse (1994)Department of Neurological RehabilitationBerlin, Germany

Etude de Visintin et al., Stroke 1998, 29: 1122-1128100 patients h_mipl_giques

Etude de Kosak et Reding, Neurorehabil Neural Repair 2000,14:361-36956 patients h_mipl_giques45 min/jour pendant 5 jours

From Eich et al., Clinical Rehabilitation 2004

50 patients h_mipl_giquesCapables de marcher sur une distance min de 12mAvec une aide_tat cardiovasculaire stableMin 50w sur bicyclette ergometrique

R__ducationGroupe r__duqu_:30min d’entrainement + 30min de bobathGroupe contr_le:60min BobathPendant 6 semaines

ENTRAINEMENT AEROBIQUE ET REEDUCATION A LA MARCHE DU PATIENT HEMIPLEGIQUE

CONCLUSIONS

Contexte de l’’Evidence Base Medicine’

Cadre th_orique de la r__ducationApproche top-down versus bottom-up

Dimension fonctionnelleInt_r_t du diagnostic kin_sith_rapiqueR_duction des incapacit_sR__ducation phase pr_cose et tardive

Dimension _conomique