Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
ce jour, la compréhension du système sensori-moteur humain est suffisante pour décrire les mécanismes fondamentaux. Cependant, les déficiences de ce système restent encore trop souvent dans une impasse thérapeutique. C’est le cas, par exemple, des lésions de la moelle épinière et des paralysies qu’elles provoquent ou des maladies dégénératives qui restent sans solution. La stimulation électrique peut restaurer ou suppléer certaines fonctions déficientes du système sensori-moteur, elle a déjà obtenu de grands succès. Cet article présente un état des lieux de ce domaine où technologie, recherche fondamentale, recherche clinique et technique chirurgicale se côtoient.
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To date, the understanding of the human sensorimotor system is sufficient in order to describe the fundamental mechanisms. Too often impairments in these systems however still remain too in the therapeutic impasse. This is, for instance, the case for spinal cord injuries and the paralysis they induce or degenerative illnesses which remain without solution. The electrical stimulation can restore or replace certain impaired functions in the sensorimotor system and has already achieved great successes. This article presents this domain current state where technology, clinical research and surgical techniques work hand in hand.
Auteur(s)
-
Christine AZEVEDO-COSTE
INTRODUCTION
La compréhension du système sensori-moteur humain devient suffisante pour en décrire les mécanismes fondamentaux, mais les déficiences de ce système restent encore trop souvent dans une impasse thérapeutique. La stimulation électrique peut restaurer ou suppléer certaines fonctions déficientes. Les progrès constants de la microélectronique, de l'automatique et de l'informatique, laissent entrevoir de nouvelles applications. Ce dossier tente de présenter un état de lieux de ce domaine.
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Présentation
Présentation générale4. Stimulation électrique fonctionnelle
4.1 Principe
Comme nous l'avons vu au paragraphe , les cellules impliquées dans la génération de mouvement – cellules musculaires et cellules nerveuses – sont excitables. De manière naturelle, les PA prennent naissance au niveau du corps cellulaire des motoneurones alpha, situés dans la moelle épinière, derniers relais entre le SNC et l'unité motrice du muscle cible. En l'absence d'entrée activatrice au niveau de ce motoneurone, plus aucune contraction ne prend place induisant de fait la paralysie du muscle concerné. Mais les cellules étant excitables, une impulsion électrique peut provoquer une dépolarisation de la membrane de la cellule musculaire ou de l'axone de la cellule nerveuse. Un PA peut être ainsi artificiellement produit ; il induit une contraction des fibres musculaires de l'unité motrice que l'axone innerve. Lorsque les fibres musculaires sont stimulées, on parle de myostimulation, alors que la neurostimulation stimule les axones. Les propriétés électriques de chacune de ces cellules font que la neurostimulation est plus efficace car elle demande moins d'énergie. En augmentant la largeur et l'amplitude du stimulus, il est possible de dépolariser des cellules de diamètre de plus en plus faible et de plus en plus éloigné des électrodes. C'est de cette manière que l'on peut moduler la force produite artificiellement, on appelle ce principe le recrutement.
L'ordre de recrutement artificiel est globalement l'inverse de l'ordre naturel puisque les fibres de gros diamètre sont activées en premier ; ce sont les fibres les plus fatigables (générant une force importante et rapide). Par ailleurs, ce mode d'activation induit nécessairement une contraction quasi synchrone des unités motrices, ce qui n'est pas non plus naturel.
La réponse mécanique à un stimulus correspond à une réponse impulsionnelle « twitch response », et la succession de stimuli provoque une contraction continue du muscle pourvu que la fréquence soit suffisamment élevée. Au-delà de la fréquence de fusion, les fibres se tétanisent, c'est-à-dire que la phase de relaxation n'a plus le temps de se produire. Si on augmente encore la fréquence, la force induite augmente jusqu'à saturer. Cependant, on utilise peu la fréquence pour moduler la force car la dynamique de cette commande est moindre et la fatigue induite est grande. Là encore, la contraction musculaire naturelle ne provoque pas la tétanie des unités motrices, mais l'asynchronisme des activations produit une force où les phases...
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Stimulation électrique fonctionnelle
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BESSOU (P.) - Physiologie humaine, le système nerveux. - Tome 1. Simep Editions (1978).
-
(2) - KANDEL (E.R.), SCHWARTZ (J.), JESSELL (T.) - Principles of Neural Science. - 4th ed. McGraw-Hill, New York (2000).
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(3) - BURRIDGE (J.), HAUGLAND (M.), LARSEN (B.), PICKERING (R.M.), SVANEBORG (N.), IVERSEN (H.K.), CHRISTENSEN (P.B.), HAASE (J.), BRENNUM (J.), SINKJAER (T.) - Phase II Trial to evaluate the ActiGait implanted Drop-Foot Stimulator in Established Hemiplegia. - Journ. of Rehabilitation Medecine, 39, p. 212–218 (2007).
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(4) - BRINDLEY (G.S.), POLKEY (C.E.), RUSTON (D.N.) - Sacral anterior root stimulators of bladder control in paraplegia. - Paraplegia, vol. 28, p. 365-381 (1982).
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(5) - KILGORE (K.L.), HART (R.L.), MONTAGUE (F.W.), BRYDEN (A.M.), KEITH (M.W.), HOYEN (H.A.), SAMS (C.J.), PECKHAM (P.H.) - An Implanted Myoelectrically-Controlled Neuroprosthesis for Upper Extremity Function in Spinal Cord Injury. - 28th IEEE EMBS Annual International Conference, New York City, USA, 30 août-3 sept. 2006.
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Mark Felling.com « FreeHand System » http://www.markfelling.com/id450.htm
Finetech Medical Product « Brindley Bladder Control System » http://www.finetech-medical.co.uk
ActiGait neuroprosthesis https://www.ottobock.com.hk/en/neurorehabilitation/solutions/solutions-with-functional-electrical-stimulation/actigait/
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