La stimulation électrique fonctionnelle,

Mise au point
La stimulation électrique
fonctionnelle,
appareillage et technique
de facilitation
A1111. Killésith .. 1978.5.437-447
D. THOMAS *
L'ouverture que représente la Stimulation Électrique Fonctionnelle
devait être présentée à nos lecteurs, dont certains sans doute seront attirés
par les possibilités offertes. Ils auront soin de lire avec soin les conseils de
l'auteur, qui reste d'un optimisme mesuré. Comme souvent lorsqu'il s'agit
de patients, l'indication conditionne le succès de l'application du remède
quelle qu'en soit la nature: la stimulation électrique de muscles paralysés
ou parésiés nefait pas exception àcette règle, et rien ne permettra defaire
marcher des personnes trop profondément atteintes; mais ilfaut connaître
cette ((arme nouvelle ))si l'on veut enfaire profiter quelques patients.
Vieille de seulement dix-sept ans, la stimulation électrique
fonctionnelle (S.E.F.) a dépassé le stade expérimental. Plus d'un millier de
patients dans le monde ont été soit traités par cette nouvelle méthode lors
de leur réadaptation en centre, soit utilisent quotidiennement des orthèses
électriques.
Spécialisation de l'électrothérapie, la stimulation électrique
fonctionnelle (S.E.F.). (F.E.S. en anglais) a été définie comme la stimulation
électrique des muscles (aussi bien striés que lisses) privés du contrôle
nerveux, dans le but de provoquer une contraction produisant un
mouvement fonctionnel, utile.
Cet article se cantonne àla S.E.F. appliquée au membre inférieur pour
la locomotion et au membre supérieur pour l'extension de la main et la
lutte contre la spasticité .
• M.C.M.K .. Registered Physical Therapist (U.S.A.). ancien membre des équipes de recherche sur la S.E.F.
Rancho Los Amigos Hospital (Californie) et au Zavod za Rehabilitacijo Invalidov, Ljubljana, Yougoslavie.
Adresse personnelle: 28. bd du Maréchal-Leclerc, F 38000 Grenoble.
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Si l'utilisation du courant électrique en médecine est connue depuis
l'antiquité, il semblerait que les premiers auteurs qui aient cité
l'électrostimulation pour provoquer un mouvement aboli par une lésion de
la commande nerveuse centrale soient Kratzenstein en 1746 (8) et
Deshais (3) dans sa thèse de médecine intitulée «De Hemiplegia per
Electricitatem Curanda» et présentée àl'Université de Montpellier en
1749.
C'est en 1967 que les effets efférent et afférent de l'électrostimulation
ont été définis. Jusqu'au début du XXe siècle seul l'effet efférent était
reconnu et utilisé avec plus ou moins de succès pour prévenir l'atrophie
musculaire dans les cas de lésions périphériques, centrales, et de
dégénérescence du muscle. L'effet afférent ou rôle d'information corticale
de la stimulation ne sora découvert que plus tard et sera appliqué aux
paralysés d'origines centrales tels que l'hémiplégique adulte et l'LM.C.
Nous entrons ici dans 1.9 domaine de la facilitation.
En 1960, l'Américain Liberson a imaginé, pour un hémiplégique
adulte présentant un pied tombant, un dispositif qui permet de stimuler le
nerf S.P.E.et donc de provoquer la dorsiflexion du pied uniquement durant
la phase oscillante du pas (10). Ainsi est née la S.E.F. locomotrice,
ambulatoire (fig. 1). Depuis ce premier stimulateur péronier, un travail
intensif a été entrepris, principalement aux États-Unis et en Yougoslavie.
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LE STIMULATEUR PERONIER DE LlBERSON
Fig. 1. - a. Stimulation des
releveurs du pied pendant la
phase oscillante, évitant le
((steppage ii chez un sujet
hémiplégique.
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interrupteur au talon
b. Dessin du montage, avec l'interrupteur qui règle les décharges
de courant.

GÉNÉRALITÉS CLiNIOUES
limites
La S.E.F. ne peut être appliquée qu'en neurologie centrale. Lors de la
lésion du premier motoneurone, la voie finale commune de Sherrington
reste intacte.
L'excitabilité musculaire et des nerfs périphériques demeurant
inchangée, il est donc possible d'obtenir une contraction musculaire rapide
et fonctionnelle. Pour bénéficier de la S.E.F. au niveau des membres
inférieurs il est nécessaire que le patient puisse marcher avec l'aide d'une
personne au maximum. Car au stade actuel de la technologie, si la S.E.F.
peut améliorer la marche, elle ne peut pas faire marcher un patient n'ayant
aucun contrôle moteur.
Indications
Les indications typiques sont les atteintes des centres supérieurs du
système nerveux central:
L'hémiplégie de l'adulte.
· L'hémiplégie de l'enfant.
· Syndrome de Little.
Les atteintes médulaires :
· Paraparésies
· Myélites.
Les meilleurs résultats ont été observés sur des lésions non
évolutives, sur des sujets relativement jeunes, et en règle générale sur les
sujets reconnus comme bons candidats àla réhabilitation.
GÉNÉRALITÉS TECHNIOUES
Pratiquement tous les appareils disponibles sur le marché utilisent des
courants excitomoteurs de basse fréquence avec des trains d'impulsion de
forme rectangulaire. La fréquence, la largeur des impulsions, le voltage de
sortie et la durée du train de stimulation sont réglables sur la plupart des
appareils (2) (4) (fig. 2).
La majorité des appareils utilisent la stimulation de surface par
électrodes placées sur le nerf moteur ou le corps musculaire. Quelques
appareils transmettent une onde radio àun récepteur sous-cutané activant
des électrodes implantées àproximité du nerf moteur.
Déclenchement et transmission de la stimulation
Au membre inférieur, pour la marche, la stimulation est déclenchée
par un interrupteur situé dans le talon d'une semelle glissée dans la
chaussure. La transmission du signal de l'interrupteur talonnier au
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'lm'" 1. 1
~ LARGEUR DES AUTO
0.1 'w'- IMPULSIONS j
80'C})' ~
" - FREOUENCEIHz) MANU
25"/f~,
5$'C)'"
. - TRAIN D'IMPULSIONS
03" .,
. "
10$'©'"
(""'" - TEMPS REPOS
2$" J. \ •••.
15 ~"._ PROLONGATION
O~'- , , RETARD
Fig. 2. - La pile alkaline donne l'échelle
de l'appareil; les indications permettent
de se rendre compte des paramètres de
stimulation.
stimulateur est assurée par câble, ou par transmission télémétrique. Au
membre supérieur, le déclenchement est assuré par un potentiomètre
activé par le mouvement du moignon de l'épaule. La transmission se fait
par câble.
lA S.E.F. : UN NOUVEAU MODE D'APPAREillAGE
Dans l'utilisation de la S.E.F. en tant qu'appareillage, seul est pris en
considération le rôle efférent de l'électro-stimulation: la contraction
musculaire. L'idée d'éliminer un appareillage externe, rigide, lourd,
encombrant, par le jeu musculaire du patient lui-même est séduisante. Il
«suffit» de remplacer la commande physiologique lésée par un stimulus
électrique de durée déterminée, déclenché de façon précise en
synchronisation avec un acte automatique ou volontaire.
Seuls les appareils les plus simples au point de vue installation
peuvent être utilisés pour un appareillage fonctionnel; les appareils à
1 canal à électrodes de surface ou àélectrodes implantées, car la
complexité de l'application, c'est-à-dire la recherche des points moteurs
pour le placement d'électrodes de surface, et la manipulation avec une
seule main (hémiplégique). limite ce genre d'orthèses aux patients ayant
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conservé leurs facultés intellectuelles, ou qui disposent, dans leur
entourage, de personnes pouvant les aider àeffectuer un placement
correct.
Opposition: M.S. - M.1.
Le rôle des M.1. est d'assurer la marche. La marche est une activité
répétitive, stéréotypée. Le déclenchement de la stimulation ne pose que
peu de problèmes puisqu'il y a alternance de décollements et de contacts
du talon par rapport au sol. La programmation de la stimulation est
inexistante pour une orthèse péronière étant donné que le début d'activité
des dorsifléchisseurs correspond avec le décollement du talon. C'est
pourquoi, de nombreux appareils ont été développés et sont
commercialisés pour le pied tombant.
Les mouvements du M.S. sont bien plus complexes que ceux du M.1.
Les corps musculaires, mis àpart les fléchisseurs et extenseurs du coude,
du poignet et de la main, sont de petites dimensions et donc difficilement
stimulables. Il est difficile d'obtenir un mouvement vraiment fonctionneL
Le problème de la programmation, afin de synchroniser différents
mouvements, est extrêmement compliqué. Le déclenchement est difficile-
ment réalisable àpartir des mouvements présents sur un M.S. paralysé,
aussi un déclenchement «àdistance» est utilisé, par exemple: déclen-
chement par élévation du scapulum.
Le matériel existant et disponible sur le marché
Des stimulateurs conçus pour la S.E.F. des membres inférieurs et
supérieurs sont fabriqués dans les pays suivants: États-Unis, Yougoslavie,
Italie, Suède et Australie. En France, ce type de matériel est manufacturé
par la firme «Électronique 2000 ».
Perspectives futures pour la S.E.F. Appareillages
Le futur de la S.E.F. appareillage réside surtout dans les stimulateurs
implantés (5). Actuellement, des stimulateurs àun canal ont été implantés
avec succès pour activer les abducteurs de la hanche afin d'éviter la chute
controlatérale du bassin, et pour activer le quadriceps (12).
La firme «Medtronic» travaille sur un stimulateur péronier
entièrement implanté et qui aurait une autonomie de trois ans.
Dans les années àvenir, nous verrons l'apparition de stimulateurs
implantés àplusieurs canaux. Il en existe déjà expérimentalement
plusieurs modèles àdeux canaux pour contrôler, par exemple, un pied
tombant et un déficit de l'extension de la hanche.
Il faut noter les projets de stimulateurs multicanaux àélectrodes
implantées, de l'ingénieur Picard, destiné aux tétraplégiques (Centre
d'Études Nucléaires de Grenoble) et du Docteur Delamare de l'Université
de Nancy. 441