Réadaptation robotique basée sur l'interface cerveau-ordinateur (BCI) pour les accidents vasculaires cérébraux

Le dispositif de rééducation proposé est le premier système de neuro-rééducation qui combine la BCI non invasive et la rééducation robotique pour le membre supérieur paralysé de l'AVC dans les 6 mois suivant l'AVC. La récupération spontanée après l'AVC a lieu au cours des 6 à 12 premiers mois après l'AVC. Les 3 à 6 premiers mois sont les périodes les plus cruciales car c'est la période de récupération neurologique maximale et de neuroplasticité. Des taux différentiels de récupération se produisent pour divers types de déficiences post-AVC. En général, les fonctions motrices (mobilité, marche, fonction des membres supérieurs, activités de la vie quotidienne (AVQ)) récupèrent plus rapidement que les troubles cognitifs ou du langage qui peuvent récupérer en 12 mois. Un certain nombre d'approches de la réadaptation après un accident vasculaire cérébral ont été introduites pour faciliter la récupération intrinsèque ou aider à la compensation adaptative des déficiences liées à l'AVC. Généralement, pour que l'entraînement de réadaptation soit efficace, il doit être commencé le plus tôt possible après un AVC. Les recherches actuelles prouvent que la rééducation utilisant des approches traditionnelles de neuro-facilitation est efficace pour améliorer la récupération neurologique et fonctionnelle et est supérieure à l'absence de traitement ou aux soins infirmiers seuls. Les patients réhabilités ont des durées d'hospitalisation totales plus courtes, des taux de complications plus faibles, des taux de retour à domicile plus précoces et plus élevés que les patients qui ne reçoivent pas de réadaptation. De plus, la réadaptation impliquant une approche d'équipe multidisciplinaire dirigée par un médecin ou un spécialiste de la réadaptation donne de meilleurs résultats fonctionnels par rapport aux thérapies aiguës en service général. Pour que la rééducation soit efficace dans la modification de la neuroplasticité corticale, elle doit être ciblée sur la déficience spécifique de l'AVC, spécifique à la tâche, l'exercice doit être répétitif et intensif, dirigé vers un objectif et retenir l'attention du patient victime d'un AVC. Certaines des composantes de la réadaptation comprennent la thérapie physique, l'entraînement à la marche et à l'équilibre, le conditionnement aérobie, l'entraînement aux activités fonctionnelles de la vie quotidienne (AVQ), les modalités physiques pour traiter la douleur, la stimulation électrique fonctionnelle (FES) ou la stimulation électrique neuromusculaire (NMES). D'autres méthodes incluent des traitements spécifiques pour traiter les complications de la rééducation telles que la spasticité, l'ataxie, les contractures et l'incontinence urinaire ou fécale. Souvent, des thérapies individuelles, à forte intensité de main-d'œuvre et coûteuses, avec des traitements rapprochés, sont nécessaires. Les limites des techniques actuelles de physiothérapie et d'ergothérapie sont les suivantes :(1) Difficultés de rééducation pour le bras et la main gravement paralysés qui sont souvent traités avec des modalités passives telles que la NMES, les ROM passives et d'autres modalités. (2) Difficultés à réaliser une rééducation intensive et répétitions élevées chez les personnes atteintes de paralysie modérée à sévère des membres supérieurs, soit en raison de la non-participation ou de la douleur qui est plus fréquente chez les personnes atteintes de paralysie sévère. (3) Problèmes de motivation et de maintien de l'intérêt du patient pour les exercices répétitifs. (4) La thérapie est souvent perçue comme ennuyeuse et due à l'absence de biofeedback immédiat. (I) Réadaptation assistée par robot : le MIT (États-Unis) a mis au point un robot, nommé MIT-MANUS, pour faciliter la thérapie des victimes d'AVC. De petits essais cliniques ont rapporté que le robot améliorait de manière significative la récupération du mouvement moteur du bras et de la fonction des patients avec des gains soutenus plusieurs mois après l'arrêt du traitement. Ce système est utilisé cliniquement comme outil de formation en réadaptation dans plus de 20 centres à travers le monde. Les avantages de la rééducation assistée par robot incluent la capacité de documenter et de stocker les paramètres de mouvement et de force, la capacité de réaliser des milliers de répétitions par séance de traitement (100 fois plus que le traitement conventionnel ou FES) sans causer de blessure ou de douleur aux tissus, une intensité élevée avec une faible friction, entraînement de l'attention et augmentation du biofeedback grâce à l'incorporation de jeux vidéo interactifs, qui peuvent simuler des trajectoires, des labyrinthes, des tâches ADL telles que préparer un repas et des simulations de tâches spatiales telles que faire du shopping. De plus, après la période de formation initiale, la surveillance du patient par le thérapeute peut être réduite en raison de la pérennité de la participation du patient à partir du robot ou de la réadaptation robotique basée sur BCI. Par conséquent, la productivité du thérapeute humain est augmentée par le robot. Le robot agit ainsi comme une aide de haute technologie pour le clinicien et le thérapeute. Le système est également portable, ce qui ouvre la possibilité d'options de télé-rééducation, les performances et les progrès du patient étant suivis à distance par l'établissement. (II) Réhabilitation robotique basée sur BCI : ce dispositif non invasif vise à utiliser une nouvelle approche de la formation robotique, qui n'a jamais été utilisée dans le domaine thérapeutique auparavant. Dans le MIT-MANUS et les systèmes disponibles dans le commerce, il n'y a pas communication directe entre l'esprit ou les processus de pensée ou la pensée volitive motrice du patient et le système robotique. Bien que certains capteurs soient utilisés pour détecter les faibles mouvements du patient, il ne sait jamais quand et comment le patient veut bouger. Le bras robot auquel le patient est attaché ou contraint planifie la trajectoire de mouvement du patient et réduit son rôle actif lorsque le patient récupère le mouvement volontaire. Dans la plupart des cas, le patient ne peut que suivre passivement le programme prédéfini, qui peut ne pas explorer complètement les initiatives motrices et les processus potentiels ou attentionnels du patient.