Stimularea electrică functională în recuperarea mersului

C. D. Popescu

Introducere

• Dupa OMS (1948) starea de sanatate reprezinta

“o stare de bine fizic si mental, inclusiv social, si nu doar absenta bolii sau a infirmitatii”

• Calitatea vietii reprezinta lucruri diferite in functie de persoana care o defineste si in functie de aria pentru care este aplicata

• “Calitate a vietii legata de sanatate”

Tratamentul epilapsieiTremor

Pacing frenic

Prehensiune

Controlul posturii CV (scoliozei)

Exercitiu muscular

Ortostatiune si mers

Reducerea spasticitatii

Sistem vizual

Implant cohlear

Pacing cardiac

Evacuare intestinala

Continenta si evacuare vezicala

Vindecarea plagilor

antalgic

Aplicatiile stimularii electrice in medicina

FES - Definitie

– Stimulare electrica functionala, stimulare electrica neuromusculara

– Folosirea stimularii electrice stucturate a sistemului nervos pentru reluarea sau imbunatatirea unei functii pierdute sau lezate

– Prima aplicatie a FES in recuperarea mersului: Liberson 1961

Stimul electric

Complex neuro muscular

Contractie, efect functional

Interventia FES in miscarea voluntara

Maduva

SenzoriComanda miscariiSistem de control artificialstimulator, sistem de control

StimulareFeedbackprivindmiscarea

Feedback privind miscarea

Stimularea electrică în neurologie

• Stimularea electrică funcţională– sub controlul pacientului.– disponibilă oricând şi oriunde.– pe termen lung (eventual nelimitat).– Aparatura portabilă, rezistentă, uşor de folosit,

sigură, uşor de controlat

• Avantaje faţă de mijloacele clasice de substituţie:– Se apropie de condiţiile normale de

funcţionare ale organismului (comfortabilă şi eficientă)

– Poate fi reglată dinamic– FES nu stimuleaza direct muschiul ci prin

intermediul nervului periferic

Efectele FES

• Efect “funcţional”– Cresterea autonomiei bolnavului– Imbunatatirea calitatii vietii;

• Efect “terapeutic”– Efect trofic – prin mobilizarea zonelor

cu mobilitate redusa;– Remodelarea corticala

• Efect de tip “terapie prin constrangere”• Stimulare electrica sincrona cu miscarea

voluntara

FES în recuperarea mersului

• Accident vascular cerebral• Scleroză multiplă• Boala Parkinson• Paraplegii prin patologie

medulară (traumatism)

Neuroplasticitate si FES

• Neuroplasticitate dependenta de activare :

• LTP• Program de re-invatare• Program intensiv, mai ales in folosirea de lunga

durata la domiciliu

• Efect de tip “terapie prin folosire fortata”• Neuroplasticitate intermodala

• Asocierea contractiei musculare voluntare (si implicit activarea ariilor motorii) cu

– Stimularea electrica senzitiva si informatia proprioceptiva

– Informatia vizuala– Atentie

Permite dorsiflexiaStimularea reflexului de flexie/retragere

(flexia soldului si genunchiului)

Diminuarea spasticitatii muschilor gambei, cvadricepsului (inhibitie

reciproca)

Miscare mai simetrica a soldurilor/bazinului

Diminuarea miscarilor/posturii anormale a trunchiuluiNormalizarea tonusului axial

Aliniere mai corecta a punctelor de distributie a greutatiiAmeliorarea echilibrului

Facilitarea unui tonus postural normal

Cresterea increderii/sigurantei si scaderea efortului de mers

Efectul teoretic al FES asupra mersului

Mersul spastic

• Mers spastic– Faza de sprijin:

• Picior equin (datorita spasticitatii)

• Genu recurvatum– Faza de oscilatie

• “picior cazut”

• Variabilele temporale ale mersului hemiplegicului Se coreleaza semnificativ cu gradul de recuperare motorie

“Piciorul cazut”

• “piciorul căzut” – imposibilitatea dorsiflexiei– Halucele atinge solul precoce în faza

de balans– Este necesară flexia excesivă a

coapsei şi gambei, şi dacă aceasta nu este posibil apare mersul cosit

– Pot fi utile orteze tip “gleznă-picior” (AFO) – acestea nu permit flexia plantară activă

Principiile stimulării de tip “ODFS”

• Prin asigurarea dorsiflexiei şi eversiei asigură desprinderea piciorului la începutul fazei de swing

• Reduce necesitatea unor miscari si atitudinii compensatorii - bascularea bazinului, ridicarea soldului, circumductia

• Poate contribui la achizitia unei scheme “normale” de mers– Reeducarea mersului– Reeducare motorie inainte de reluarea mersului

Dispozitive disponibile pentru stimularea de suprafata• Nervul sciatic popliteu extern în

vecinătatea capului peroneului

• Dispozitive disponibile comercial:– Odstock Dropped Foot Stimulator (ODFS), NDI

Medical - 1200 $ – Ness L300-Bioness - 6000$– WalkAid- Hanger P&O, 2006 - 4500 $

• Sisteme diferite pentru sincronizare/declansare, facilitati legate de programarea modului de stimulare, facilitati legate de modul de montare si utilizare

Recuperare bazata pe tehnici FES Salisbury District Hospital UK

• Odstock Dropped Foot Stimulator ODFSIII

O2CHS

Mersul – activitate motorie complexa• Recuperea mersului dupa AVC

depinde de o combinatie de factori centrali si periferici– Componenta automata a mersului – la om

maduva poseda capacitatea de a genera miscari locomotorii

– Componenta voluntara/constienta• Cortexul motor este esential pentru realizarea

mersului la om• Gradul de implicare a pacientului in

realizarea miscarii poate fi deosebit de important pentru activarea dorsiflexorilor piciorului. Participarea voluntara ar putea incuraja participarea cortexului motor. (Yang JF, 2006)

FES in recuperarea mersului in AVC

• Recapatarea abilitatii de a merge este considerata cel mai important aspect al recuperarii in AVC, viteza de mers fiind considerata in general un marker semnificativ, sensibil si stabil al severitatii deficitului si a abilitatii de deplasare in comunitate

• Viteza medie de mers a pacientilor cu hemipareza este de 0.53 (± 0.22) m/sec, in comparatie cu 1.34 (0.17) m/sec la martorii sanatosi. (Chen G, 2005)

Neuroplasticitate si FES in AVC• Neuroplasticitatea dependenta de

activitate– Folosirea FES in comunitate pe durata lunga

(3-12 luni) creste gradul de activare a ariilor motorii corticale (Everaert 2010, Knash 2003, Stein, 2006)

• Neuroplasticitatea intermodala• Antrenarea senzitiva pasiva este eficienta in

ameliorarea dexteritatii mainii dupa AVC (Schabrun SM, 2009)

– Componenta volitionala/atentia• Efectul FES asupra excitabilitatii corticale

depinde de eferenta corticala motorie simultana prezenta in momentul FES, si combinarea acestor factori moduleaza excitabilitatea neuronala si probabil reorganizarea (Khaslavskaia S, 2005)

FES in AVC subacut si cronic – studii clinice controlate

• Viteza de mers – cresterea vitezei de mers– Johnson 2004, Cozean 1988 ,Kottink 2007, Burridge 1997, Stein 2006,

Kottink 2004), si in unele studii efect terapeutic, (Robbins 2006)

• Eficienta mersului– Scadere a PCI (pragul de semnificatie nu este atins

in toate studiile)(Johnson et al., 2004, Burridge et al., 1997, Stein et al., 2006)

• Nivel de activitate– Kottink et al., 2007 – tendinta spre semnificatie in

privinta timpului zilnic petrecut in ortostatism la pacientii cu FES implantat vs AFO; raportul intre timpul asezat/culcat a crescut la grupul cu FES si a scazut la grupul cu AFO

FES in AVC subacut si cronic

• 25 pacienti FES 9 zile• Ameliorare semnificativa a vitezei,

lungimii pasului, PCI comparativ cu prima zi, atat cu cat si fara FES

• Efect ortotic imediat, mentinut pe durata studiului

• Fara diferente semnificative de evolutie intre mersul cu FES si cel normal, cu exceptia PCI, care a scazut semnificativ mai mult pentru mersul asistat

• Modificari corticale mai evidente la nivelul emisferului controlateral

FES in AVC cronic

Aplicatii în scleroza multipla

• Prezenta unui deficit corectabil prin stimulare electrică– Parapareză, monopareză a unui membru inferior

cu afectarea dorsiflexiei sau a flexiei gambei– Deficitul motor asociat sau nu cu spasticitate la

nivelul membrelor inferioare face parte frecvent din tabloul clinic

• Se pot asocia fatigabilitate/astenie, tulburari de continenta, tulburări de sensibilitate, tulburari de vedere

• Absenta unui sindrom cerebelos sau vestibular important

• Mentinerea unei mobilitati/ambulatii acceptabile• Este de asteptat o deteriorare, variabila ca

amploare, dar progresiva in timp– Viteza de mers va scădea– Costul energetic al mersului va creşte, de exemplu

datorită deficitului motor sau spasticităţii

Aplicaţii în scleroza multiplă• Efect ortotic (imbunatatirea parametrilor mersului,

scaderea consumului energetic)– Barrett 2009 – efect mai putin important decat exercitiul fizic

la pacientii cu SM SP (in ceea ce priveste performantele fara FES); posibil efect ortotic

– Paul 2008 – efect ortotic al FES (cresterea vitezei, scaderea consumului energetic in timpul folosirii FES)

– Sheffler 2009 – efect modest asupra unor componente functionale ale mersului

• Plasticitate cerebrala– Everaert 2010 – efectul folosirii de lunga durata asupra

excitabilitatii corticale si vitezei de mers atat in grupul cu AVC cat si in grupul cu afectiuni progresive (SM)

• Efect terapeutic inconstant, mai putin evident decat la pacientii cu AVC– Korsakova 2008 – FES multicanal eficient in restabilirea

echilibrului si biomecanicii la pacientii cu afectare usoara si moderata

• Diferenta importanta de amploare a efectului intre cele doua grupuri

– Stein 2010 – efect ortotic si terapeutic atat in grupul cu afectiuni progresive cat si nonprogresive

• Efectul terapeutic a continuat pentru 11 luni in grupul cu AVC si doar pentru 3 luni in grupul progresiv (SM)

Pacient cu SM

• Studiu cu durata de 5 zile– 10 pacienti (SM RR

si SM SP) cu EDSS 5 - 6

– Viteza de mers (masurata pe distanta de 10 m) a crescut in medie cu 21% in timpul stimularii

– PCI a scazut in medie cu 16%

– Ameliorare subiectiva a mobilitatii pacientilor

Fara stimulare

Pacient cu scleroza multipla -stimulare bilaterala

Cu stimulare

Pacient cu SM – corectie bilaterala cu neurostimulator O2CHS

Fara stimulare

Pacient cu SM – corectie bilaterala cu neurostimulator O2CHS

Cu stimulare

Aplicaţii în boala Parkinson

• Rigiditate, afectarea mersului, tremor, hipokinezie, fluctuaţiimotorii

• Ameliorarea mersului dupa furnizarea de stimuli auditivi si vizuali (Willems 2007, Howe 2003)

• Stimularea cu electrozi de suprafaţă – la început

Aplicatii în boala Parkinson

• Cresterea lungimii pasului, a vitezei, cresterea sigurantei mersului care au persistat la distanta de intreruperea tratamentului (Mann 2004)– Fara efect ortotic imediat!– Efect de corectare a mersului interpretat ca

efect de “antrenament” de subiecti

• Reducerea caderilor, cresterea lungimii medii a pasului, vitezei mersului si a distantei parcurse(Mann 2008)– Efect persistent dupa incetarea stimularii

Aplicaţii în boala Parkinson

• Salisbury FES center, 2000

Concluzii

• Folosirea FES de suprafata in AVC permite– Imbunatatirea parametrilor mersului, atat pe

durata folosirii aparatului, cat si in mersul normal

– Comparativ cu folosirea unei orteze (AFO) lipseste efectul terapeutic; aparent FES este preferat de pacienti, desi efectul ortotic este similar

• Folosirea de lunga durata a FES in SM permite ameliorare functionala, si chiar ameliorari persistente ale mersului

• Studiile de pana acum raporteaza un efect promitator al FES in recuperarea mersului in BP