Robot de réadaptation

Utilise le ou perd le.

Ce conseil familier sonne particulièrement vrai pour les survivants d'un AVC. Chaque année, 700 000 personnes aux États-Unis ont un accident vasculaire cérébral. Environ les trois quarts survivent, mais plus de la moitié souffrent de troubles du mouvement. Leur chemin vers la guérison est long et difficile, car ils réapprennent douloureusement à utiliser un bras ou une jambe en répétant les mouvements encore et encore avec un physiothérapeute ou un ergothérapeute.

Malheureusement, tout ce temps de thérapeute coûte très cher et les assureurs-maladie ont considérablement réduit le montant des thérapies qu'ils remboursent. Quand j'ai commencé, c'était de trois à cinq mois, explique Susan Fasoli, chercheuse au MIT et ergothérapeute. Maintenant, nous avons de la chance si nous recevons des patients pendant trois semaines.

Avec moins de thérapie, de nombreuses victimes d'AVC ne se rétablissent jamais aussi bien qu'elles le pourraient. Plus vous effectuez de thérapie et plus la thérapie est intense, meilleure est votre capacité à récupérer vos fonctions après un AVC, déclare Richard Mahoney, président de Phybotics, une startup de robotique à Westmont, NJ. Mais si les patients peuvent fonctionner, même d'une seule main, leurs compagnies d'assurance peuvent leur dire que leur rééducation est terminée. Et si l'entraînement est trop concentré sur quelques tâches bien précises, il peut même entraver une récupération plus générale.

Entrez dans les robots de rééducation, qui peuvent alléger la charge du thérapeute en délivrant certains traitements de manière très efficace, en obtenant dans certains cas des résultats nettement meilleurs que la thérapie conventionnelle seule.

Faisant l'objet de recherches depuis plus d'une décennie, les robots de rééducation sont testés sur des patients aux États-Unis, en Europe et en Asie. Et ils commencent tout juste à apparaître dans les cliniques pour un usage plus général. Interactive Motion Technologies à Cambridge, MA, a vendu environ deux douzaines de systèmes pour la thérapie des bras, au prix de 5 000 $ à 70 000 $, a déclaré le directeur de l'entreprise, Robert Parlow. Un autre leader du marché, Hocoma de Staefa, en Suisse, propose un système de marche robotique, qui se combine avec un tapis roulant pour aider les patients à réapprendre à marcher.

Prouver les progrès du patient

Les robots d'Interactive Motion sont basés sur les travaux pionniers des chercheurs du MIT Neville Hogan et Hermano Igo Krebs ( voir Route robotique vers la récupération , ENFANTS novembre 1999 ). Optimisé au fil des ans, la conception de base est un bras robotique qui fonctionne en deux dimensions et facilite la récupération des mouvements de l'épaule et du coude en guidant soigneusement le bras partiellement paralysé du patient à travers des mouvements appropriés, encore et encore. Les patients regardent un écran vidéo et jouent au jeu vidéo le plus ennuyeux au monde avec leur bras handicapé, explique Hogan, professeur de génie mécanique et de sciences du cerveau et cognitives, ainsi que directeur du MIT Arm Lab. Le robot peut les exercer plus précisément qu'un thérapeute humain, et il ne se lasse pas. En une heure, vous pouvez faire environ 1 000 répétitions de mouvements, bien plus que quiconque n'obtiendrait jamais dans le contexte d'un thérapeute conventionnel, explique Fasoli.

Selon Hogan, des études pilotes ont démontré à plusieurs reprises la valeur de l'approche robotique, selon ses partisans. Les patients utilisant le robot ont montré deux fois plus d'amélioration fonctionnelle, sur des échelles cliniques standard, que les patients recevant une thérapie conventionnelle, sur les mêmes périodes de traitement. Et ils continuent à faire des progrès dans les programmes de traitement des mois ou des années après l'AVC.

Je pense que ce sera une excellente thérapie d'appoint, déclare Richard Hughes, physiothérapeute au Spaulding Rehabilitation Hospital de Boston, qui fait des recherches avec le groupe MIT. Les patients aiment généralement le robot. Beaucoup le considèrent comme un jeu vidéo. L'utilisation du robot de manière très structurée leur permet d'effectuer plus facilement les mouvements, presque comme les clients d'un club de remise en forme sur une machine d'entraînement, ajoute-t-il.

Le groupe MIT collabore avec des cliniques de rééducation dans des tests pilotes de nouveaux dispositifs qui ajoutent des capacités de mouvement vertical et de mouvement du poignet au bras du robot. Les résultats des premiers tests sont encourageants, dit Hogan. Le laboratoire travaille également sur des systèmes de récupération des membres inférieurs, et il envisage une famille de machines.

En plus de mesurer avec précision les mouvements des membres et de réagir en conséquence pour renforcer la coordination et la force du patient, les robots peuvent modifier les traitements à la volée. En raison de cette flexibilité, nous devrions être en mesure d'accélérer l'apprentissage selon le calendrier des récompenses, dit Hogan. Son laboratoire écrit de nouveaux algorithmes qui adaptent la réponse du robot pour donner de meilleurs résultats avec moins de répétitions. Au fur et à mesure que vous vous améliorez, le robot en fait de moins en moins, dit-il. Vous continuez à hausser la barre. Vous ne voulez pas décourager les patients et vous ne voulez pas qu'ils s'endorment. Les premiers tests montrent que cette approche peut tripler les améliorations fonctionnelles de la thérapie robotique de base au cours d'une période de traitement donnée, dit-il.

Le département américain des Anciens Combattants est l'un des principaux bailleurs de fonds de la recherche sur les robots de rééducation. Entre autres efforts au Centre de recherche et de développement de la réadaptation de Palo Alto de VA, HF Machiel Van der Loos et d'autres chercheurs ont recherché une conception à deux bras qui peut aider les survivants d'un AVC à coordonner le mouvement d'un bras blessé avec leur autre bras pour des tâches combinées telles que applaudir. (Phybotics travaille à commercialiser ce système.) De nombreux autres groupes, aux États-Unis et à l'étranger, étudient activement les dispositifs robotiques de rééducation pour les membres supérieurs ou inférieurs, ou les deux.

Certains chercheurs tirent parti d'avancées potentiellement complémentaires. Janis Daly, professeur agrégé adjoint de neurologie à la faculté de médecine de Case Western Reserve, étudie l'effet sur les patients qui combinent la thérapie conventionnelle avec la thérapie robotique ou avec la stimulation neuromusculaire fonctionnelle (FNS) - c'est-à-dire l'utilisation d'un signal électrique pour directement activer un muscle. Dans les résultats préliminaires, les patients avec thérapie robotique montrent de bons résultats pour la coordination des épaules et des bras, tandis que les patients avec traitement FNS montrent des progrès dans le contrôle du poignet et des doigts. Nos patients sont tellement excités; ils essaient de rester en traitement plus longtemps, rapporte Daly.

Armer le cerveau

Tout au long de ce travail, de nombreuses questions demeurent sur les mécanismes par lesquels le cerveau peut se recâbler pour récupérer le contrôle moteur. Alors que les thérapeutes ont soigneusement rassemblé des preuves pour évaluer des procédures spécifiques, ils n'ont jamais vraiment fait le travail et exploré l'activité neuronale en même temps, explique Mahoney de Phybotics. Le cerveau rassemble toutes sortes de messages sur la façon de faire bouger votre bras et de prendre une tasse, explique Fasoli du MIT. C'est un processus très complexe, et nous ne savons pas grand-chose à ce sujet.

Parmi ceux qui s'attaquent à ce problème, le groupe MIT a un plan ambitieux pour surveiller les modèles d'activité cérébrale via l'imagerie par résonance magnétique (IRM) pendant qu'un patient travaille avec le bras du robot. Ce ne sera pas une mince affaire car, entre autres obstacles, un appareil IRM frit essentiellement tous les appareils électroniques qui se trouvent à portée, note Hogan. Son laboratoire travaille sur une version non magnétique du bras qui recueille des données via des capteurs optiques et est actionné par l'hydraulique.

Les partisans suggèrent d'autres utilisations thérapeutiques de la robotique au-delà de la récupération après un AVC, notamment le traitement de troubles neurologiques tels que la maladie de Parkinson et la paralysie cérébrale, la médecine du sport et la rééducation orthopédique plus générale. Et les progrès réalisés dans la compréhension de la construction de robots qui interagissent en toute sécurité avec les humains devraient porter leurs fruits dans les robots personnels et autres appareils, prédit Van der Loos du centre de recherche de Palo Alto.

À mesure que la compréhension augmente et que de plus en plus de robots entrent dans les cliniques de réadaptation, les experts sont intéressés par le développement de versions pour l'extérieur de la clinique. Alors que les thérapies changeront au fil du temps, les victimes d'AVC continueront de recevoir un traitement pendant une période aussi courte que possible jusqu'à ce qu'elles puissent rentrer chez elles en toute sécurité, a déclaré Fasoli. Avec une supervision à distance appropriée à partir d'un centre bien doté en personnel, les appareils robotiques pourraient permettre aux patients de poursuivre une thérapie intense à domicile. En général, Anciens Combattants Canada est très proactif pour ce transfert de responsabilité de l'hôpital à l'environnement familial, commente Van der Loos. C'est comme ça que ça va être; les soins de santé ne sont pas moins chers.

Selon Van der Loos, un autre exemple de cette tendance à la maison est la Java Therapy, un système Web de réadaptation physique créé par David Reinkensmeyer et ses collègues de l'Université de Californie à Irvine. Java Therapy propose des exercices pour les victimes d'accidents vasculaires cérébraux et autres personnes souffrant de déficiences motrices ; ses avantages s'amélioreront lorsque ses visiteurs seront équipés de matériel robotique permettant un plus large éventail d'activités.

Mais les enquêteurs soulignent que les robots auront toujours besoin de cette supervision humaine. Personne qui fait ce travail n'essaye de remplacer le thérapeute ; vous ne pouvez pas, dit Mahoney. Au fur et à mesure que les appareils robotiques seront introduits dans la clinique, les thérapeutes joueront le même rôle mais utiliseront la robotique comme outil.

Nous recevons de bons retours en termes d'acceptation de la part des patients et des thérapeutes, y compris des thérapeutes qui étaient très sceptiques, déclare Parlow d'Interactive Motion. Au sens propre comme au figuré, cela leur enlève une charge. Les cliniciens, dit-il, acceptent les robots plus facilement après avoir déployé du matériel pour une thérapie induite par la contrainte - une approche populaire dans laquelle un membre indemne est immobilisé pour aider son jumeau altéré à retrouver sa pleine fonction.

Des problèmes délicats de remboursement doivent encore être résolus avec Medicare et d'autres payeurs, dit Parlow. Mais alors que les premiers systèmes de son entreprise étaient tous destinés aux chercheurs, les appareils se retrouvent désormais pour la plupart dans des hôpitaux de réadaptation qui mènent à la fois des recherches et envisagent une utilisation clinique. Très peu d'autres approches ont démontré des avantages clairs et quantifiables pour les victimes d'AVC, dit-il. Le point de la masse critique semble venir.

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