Intérêts et limites de la mesure des perceptions de la
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Enseignement National DES de Médecine Physique et de Réadaptation – DIU de Rééducation Module : équilibre Intérêts et limites de la mesure de la perception de la verticale pour l’évaluation des troubles de l’équilibre Pr Isabelle Bonan Service MPR CHU Rennes [email protected] La verticalité , invariant spatial Howard 82 référentiel important qui « servirait à aligner les différents systèmes de coordonnées utilisés par le SNC » Paillard 91 « La contrainte gravitaire fournirait la clé pour effectuer toute transformation d’un référentiel spatial à un autre » Notion de référentiels spatiaux • Exocentrés ou allocentrés -gravité -environnement visuel • Égocentrés « une des bases de l’organisation du comportement orienté vers l’espace extracorporel » Andersen 93, Jeannerod 89 Les référentiels spatiaux • Référentiel visuel • gravité • Référentiel égocentrique Le sens de la verticalité 1 des référentiels spatiaux Les référentiels sont nécessaires à l'estimation -l'inclinaison -des mouvements de notre corps /environnement La perception de la verticalité Construction multisensorielle - Vision - vestibules - Sensibilité Mittelstaedt, Jenkin 04,Berthoz 96 le rôle des informations visuelles est primordial Parfois excessif Howard 82 Rod and Frame Test (RFT) • VVS avec cadre perturbateur incliné • Placer la barre à la verticale, avec référentiel perturbateur • Visuo-dépendance si la VVS est inclinée de + de 5° du coté du cadre Perception grâce aux otolithes Gresty 92, Dieterich 01 Informations somesthésiques • Mécanorécepteurs de la peau • Récepteurs proprioceptifs du cou • Gravicepteurs internes récepteurs gravitaires abdominaux Démonstration par manipulation en centrifugeuse = ajout d'une force inertielle, le sujet s'aligne sur la résultante (G+F) (Mittelstaedt) Remplissage estomac, vessie (trousselard) Enseignement National DES de Médecine Physique et de Réadaptation – DIU de Rééducation Module : équilibre Rôle de la perception de la verticalité dans les troubles de l’équilibre? l’équilibration (Amblard 85) 2 composantes nécessaires et dissociées - Stabilisation posturale (minimiser les oscillations) anticipation rétrocontrôle =boucles sensori-motrices -Orientation référentiels spatiaux représentations cérébrales Orientation du corps Référentiel gravitaire, référentiels égocentriques, référentiels visuels L’équilibre (Paillard 1985) • 2 systèmes – Système sensori-moteur – Système cognitif = 2 systèmes différents de dialogue entre l’organisme l’environnement Système sensori-moteur • Boucles externes moto-sensorielles • Bas situées • Infos sensorielles sélectionnées par les questions motrices • Répertoire pré-organisé/fonctions basales • Mode automatique (non conscient) Système cognitif • Haut situé • Sélection des infos sensorielles par le niveau attentionnel • Modulation de l’activité sensori-motrice – Cervelet, cortex moteur et prémoteur • Représentation mentale de l’environnement et du corps – Cortex pariétal • apprentissage Enseignement National DES de Médecine Physique et de Réadaptation – DIU de Rééducation Module : équilibre L’évaluation de la verticale moyen interroger le système cognitif ? Evaluations de la perception de la gravité Plusieurs modalités Mesure de la verticalité * La verticale visuelle subjective Construite à partir des informations otholitiques, visuelles (et sensitives) Perturbée dans les atteintes - vestibulaires (périphériques et centrales) - AVC La Verticale Posturale (VP) origine principalement proprioceptive (Bisdorff, Pérennou) Perturbée après AVC Personnes agées Non perturbée vestibulaire La verticale haptique • • • • • Moins précise Plus cognitive Peut être perturbée après AVC (Kerkhoff 98) Liée à perturbation VVS Liée à négligence dissociation VPS / VVS Sujets sains stimulation galvanique (Mars 2002) En pathologie chez patients vestibulaires (Bisdorff) après AVC (Perennou) La manipulation des afférences sensorielles modifie la VVS - vestibulaire (galvanique) - visuelle (optocinétique, cadre incliné) - somesthésique (électrostimulation des m.du cou) Mars 2001, Dichgans 1972, Witkin 1948, McKenna2004 Stimulation galvanique (Mars 2002) • GVS entraine VVS et VHS vers l’anode • effet galvanique sup sur VVS/VHS • Donc GVS influence le processus central d’orientation spatiale. • En IRMf GVS active aires corticales oculomotrices et vestibulaires mais aussi multisensorielles (lobule parietal inférieur) Les régions cérébrales impliquées Circuit intégration vestibulaire (tronc cérébral, thalamus, cortex vestibulaire=cortex multisensoriel) Circuit sensitif Circuit intégration visuo-perceptive (TPJ, Insula, lobule parietal inférieur, cortex parietal postérieur) Enseignement National DES de Médecine Physique et de Réadaptation – DIU de Rééducation Module : équilibre En pathologie Patients vestibulaires Patients vestibulaires unilatéral • Oreille interne: otolithes • circuit oreille interne→noyau vestibulaire → thalamus → PIVC inclinaison VVS vers la lésion VPS normale =Déséquilibre entrée vestibulaire D/G Récupération VVS normale en 1 an Patients vestibulaires bilatéraux VVS normale Bisdorff 1996, Brandt 1994 La relation équilibre-trouble Verticalité en cas lésion vestibulaire? • VVS inclinée serait responsable troubles vestibulaires – Inclinaison tête et tronc – Déviation de trajectoire • Action lumière Lopez 2007, Borel 2008 Borel 2008 • La lésion vestibulaire induirait un changement de la représentation spatiale • Si environnement disponible: Référence égocentrée→référence visuelle • Changement de cadre de référence = processus d’adaptation rapide Patients vestibulaires • Intérêt diagnostic ORL – Lésion otholithes • Intérêt compréhension – participation informations vestibulaires pour représentation espace – Compréhension troubles vestibulaires En cas d’atteinte sensitive • Perception moins précise VVS • Modification effet physiologique sur la verticale visuelle de l’inclinaison tête et ou du corps Exemple patient hémiplégique patient tétraplégique Yelnik04, Perennou 08 Absence de l’effet « E » quand la tête inclinée vers le coté non hémiplégique V = inclinaison de la verticale visuelle subjective (en degrés) D G 2 1,5 1 0,5 0 -0,5 tête inclinée à droite tête en position verticale tête inclinée à gauche -1 -1,5 -2 -2,5 -3 Témoins Hémi D Hémi G Barra 2010 En cas troubles sensitifs • Intérêt – Compréhension participation informations sensitives Accident Vasculaire Cérébral La perception de la verticale peut être perturbée dans les 3 modalités SVV * dans 40 à 60% SVP** 40% SVH*** *Brandt 1994 ; Yelnik 2002, Saj 2005, Bonan 2006 ** Perennou 1998, Karnath 2000, Perennou 2008 *** Marsden 2000, Perennou 2008 après AVC incertitude inclinaison Normal . Verticale visuelle Yelnik 2002, Bonan 2006 Inclinaison le plus souvent controlatérale D=G en phase initiale Puis récupération plus rapide si lésion G Incertitude beaucoup plus fréquente si lésion D Correction par stimulation galvanique (Saj 2006) Associée à négligence 18 Number of perturbed patients 16 14 12 Tilt 10 Uncertainty 8 Both perturbations 6 4 2 0 <3 3 6 (months) Tim e - l'inclinaison évolue rapidement favorablement - l'incertitude surtout chez les AVC D et persiste 10 9 8 Median (IQD) V in ° 7 6 L 5 R 4 3 2 1 0 3mont hs 6 mont hs Récupératio n plus rapide de l’inclinaison en cas de lésion gauche Après AVC – La verticale posturale Peut être perturbée – VPS construite surtout à partir des infos somesthésiques (Karnath, Perennou) La Verticale posturale • Perturbée après AVC • Inclinaison contralésionnelle • Dissociation VVS et VPS (Perennou 2008) Localisations cérébrales • Inclinaison VVS – Cortex vestibulaire (PIVC, 2a, 3a, girus T sup) – thalamus • Inclinaison VPS – Cortex parietal sup – thalamus Brandt1994, Perennou 2008 Rôle péjoratif sur l’équilibre du PIVC, zone d’intégration multisensorielle, impliquée dans la cognition spatiale Perennou 00, Myai 97, Brandt 94, Bonan 04 Rôle du thalamus • Astasie thalamique (Masden 1988) • Atteinte vasculaire thalamique (Dieterich 1993) • Perturbation verticale posturale (Perennou 2008) • Pusher syndrome (Perennou 2006) La relation équilibre-trouble Verticalité après AVC? Discutée par Bruel 1956 Krusen 1965 Relation perturbation de la verticalité et troubles de l’équilibre 200 180 160 Lx 140 120 100 80 60 40 20 -2 0 2 4 6 8 VVS moyenne 10 12 14 Bonan 06, Perennou 08 Relation VVS et équilibre initial 40 35 30 Pass 25 PASS 20 15 10 5 0 -5 -2 0 2 200 4 6 8 VVS moyenne 10 12 4 6 8 VVS moyenne 10 12 14 180 160 Lx 140 Lx 120 100 80 60 40 20 -2 0 2 VVS moyenne 14 Bonan 2006 Relation avec l'équilibre à 6 mois Effet prédictif de la VVS sur le BBS 60 12 50 10 40 8 30 6 20 4 10 2 0 0 VVS moyenne initiale 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1 BBS(M6) Effet prédictif de la VVS sur le RM 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Rivermead(M6) 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1 VVS moyenne initiale Bonan JNNP 06 VPS • Relation entre mauvaise perception de la VP et orientation du patient (Perennou 2008) Trouble grave de l’équilibre: LE SYNDROME DU PUSHER Perturbation transmodalitaire sévère de la verticalité (Perennou 2008) Sens de la verticalité et rétropulsion • Etude personnes agées • Relation mauvaise perception de la verticale posturale-rétropulsion Mankoundia 2007 La verticalité • Construction multisensorielle • En cas de lésion centrale oriente vers pb intégration multisensorielle • Explication trouble équilibre lésion D/G? Lésion de l'hémisphère droit Mauvaise répartition des appuis + marqué en cas de lésion hémisphérique D Equilibre debout (Hesse 94, Rode 97) Lésion de l'hémisphère droit: Délai récupération Équilibre debout (Sackley 1991, Hesse 1994, Rode 1997) Délai récupération Équilibre assis (Wade 1984, Bohannon 1986, Perennou 1999) Marche autonome (Held 1997, Lassueur 1976) Les manipulations sensorielles réduisent les troubles de l’équilibre Stimulation Calorique Rode 1998 Stimulation Électrique Percutanée Pérennou 2001 Les Prismes Tilikete 2001 Stimulation Électrique Percutanée Pérennou 2001 • 2 électrodes sur SCM controlésionnel • TENS: biphasique, rectangulaire,100Hz, 200µs, <10mA • Amélioration spectaculaire des troubles de l’équilibre chez les héminégligents • Pas d’effet sur les non négligents Stimulation calorique Rode 1998 30 hémiplégiques 15 témoins 15 D / 15 G Plate forme fixe Stimulation calorique = Eau froide coté hémi Avant : hémi G sont plus asymétriques que les D Après : réduction de l’asymétrie posturale, plus nette chez les G « Distorsion de la représentation spatiale de la posture si lésion hémisphère D » Adaptation prismatique tilikete 2001 • 3 groupes d’hémiplégique G • Prismes neutres, deviation 10° D, déviation 10° G • Amélioration déviation du CP que pour les prismes déviant à G Mécanisme d’action des stimulations sensorielles? Probable action centrale sur les mécanismes sous tendant la représentation interne de l’espace ; au niveau aires corticales multisensorielles impliquées dans la perception et la représentation de l’espace. « L’efficacité de la stimulation vestibulaire pourrait être due à un déséquilibre fondamental induit par la lésion et compensée par un déséquilibre en sens inverse que produit la stimulation ...» (Berthoz). les référentiels spatiaux et les représentation corticale de l’espace Infos visuelles Référentiel Expériences sensorimotrices équilibre visuel Infos vestibulaires Référentiel gravitaire Référentiel égocentrique Représentations corticales de l'espace mouvement Infos proprioceptives Contraintes environnementales Alors? • En cas lésion vestibulaire centrale et périphérique – diagnostic atteinte appareil vestibulaire plutôt otolithique – Relation trouble équilibre et mauvaise perception verticale? • En cas lésion sensitive – Modification perception – Incidence? • En cas de lésion cérébrale – – – – Renseigne sur intégration multisensorielle Représentation interne de l’espace Relation trouble équilibre et mauvaise perception verticale Perspective nouvelles techniques rééducation Intérêt étudier autres référentiels Référentiels Égocentrés Multisensoriel Représentation interne de l’espace « une des bases de l’organisation du comportement orienté vers l’espace extracorporel » Andersen 93, Jeannerod 89 Perturbation du sens du « droit devant » et AVC *Vallar 95 *Karnath 94 Souvent associé au syndrome d’héminégligence La perturbation du référentiel égocentrique est corrélé aux troubles équilibre Barra 2009 Intérêt utiliser différentes modalités • Mode visuel, haptique, postural • Référence allocentrées et égocentrées . Des réseaux neuronaux distincts égocentré/allocentré Arguments cliniques Gainotti 72,.. Arguments IRMf Galati 2000 égocentrée =fronto-pariétal bilatéral Allocentrée =fronto-pariétal D Neggers 2006 Influence d’un fond trompeur Egocentré=pariétal sup Allocentré=gyrus temporal sup les référentiels spatiaux et les représentation corticale de l’espace Infos visuelles Référentiel Expériences sensorimotrices visuel Infos vestibulaires Référentiel gravitaire Référentiel égocentrique Représentations corticales de l'espace Égocentré allocentré Infos proprioceptives Contraintes environnementales Contrôle sensorimoteur Quelle rééducation proposer ? =Redonner le sens de verticalité Stimuler la construction de la verticalité – rééducation multisensorielle Optocinétique, prismes, TENS, calorique, galvanique, vibration… Renforcer la verticalité dans toutes ses modalités comme référentiel spatial pour l’estimation position/les mouvements du corps dans l’environnement – feedback Rééducation sensorielle • Renforcer l’intégration des informations sensorielles • Interpréter correctement la position du corps et les mouvements de celuici – Surfaces molles ou mouvante – Vibrations – Plate-formes dynamiques Equi-test, multiTest Rééducation optocinétique Stimuler la perception de la verticalité • Miroir indicé • Rétroinformation sonore sur la position du tronc (Batavia 97, Bjork 83, Dursun 06) • Système Verticam Syst optoelectronique, représentation graphique projetée sur écran • Avantage quantification des progrès • Possibilité rétrocontôle erroné (Gissot 2007) Enseignement National DES de Médecine Physique et de Réadaptation – DIU de Rééducation Module : équilibre Conclusion pathologie vestibulaire Intérêt diagnostic VVS Relation équilibre et VVS à étayer Pour AVC, Indique atteinte intégration multisensorielle Indique problème de représentation spatiale Mieux comprendre les désordres de la cognition spatiale après AVC et les circuits en jeu Retentissement perturbations des verticales sur équilibre après AVC Nouvelles voies de rééducation ? les référentiels spatiaux et les représentation corticale de l’espace Infos visuelles équilibre Référentiel visuel Infos vestibulaires Référentiel gravitaire Référentiel égocentrique Représentations corticales de l'espace mouvement Infos proprioceptives L’environnement offre de nombreux indices visuels La construction de l’espace visuel Champ central =observation Fibres Parvo (et Magno ) Champ périphérique (et périph) =mouvement Fibres Magno Noyau géniculé lat Cortex primaire Mishin 83 Deux Voies visuelles de finalité différente Ungerleiden 82, Milner et Goodale 95 Info visuelles La voie dorsale occipito-pariétale La voie ventrale occipito-temporale Relation spatiale Perception du mouvement Reconnaissance Identification des objets Coordonnées égocentrées Coordination visuo-motrice Coordonnées Allocentrées Jugements perceptifs conscient Maintien, contrôle Orientation spatiale de la posture /environnement
