Consommation d'énergie et charge cardiorespiratoire pendant la marche avec et sans robot-assistance

Arrière-plan. Une altération de la condition cardiorespiratoire, qui est un facteur de risque majeur dans le développement de maladies cardiorespiratoires, est fréquemment rapportée chez les patients victimes d'AVC. Le coût énergétique moyen de la marche, c'est-à-dire la quantité d'oxygène consommée en millilitre par kilogramme de poids corporel par mètre, chez les patients victimes d'un AVC est presque deux fois plus élevé que chez les sujets sains (resp. 0,27 ml/kg/m contre 0,15 ml/kg/m). Dans la rééducation des patients victimes d'AVC, l'objectif principal est d'améliorer les paramètres cinématiques et fonctionnels liés à la marche. Cependant, en raison des risques cardiorespiratoires mentionnés précédemment, il est important d'être conscient de la consommation d'énergie et de la charge cardiorespiratoire des patients victimes d'un AVC pendant la rééducation de la marche. Dans le passé, l'entraînement à la marche était principalement assuré par un entraînement sur tapis roulant, un entraînement au sol et/ou des thérapies plus conventionnelles, mais ces dernières années, la mise en œuvre de l'assistance robotique dans la rééducation de la marche est en augmentation. Cependant, quelle est l'influence de l'assistance robotique sur la charge cardiorespiratoire et la consommation d'énergie, et donc aussi quels sont les effets secondaires potentiellement négatifs et/ou positifs pour le système cardiorespiratoire, est moins étudié et peu clair.

Jusqu'à présent, les courtes durées de marche assistée par robot (jusqu'à 7 minutes) semblent moins énergivores et moins stressantes sur le plan cardiorespiratoire que la marche sans robot. Cependant, les influences des durées de marche plus longues ne sont pas claires. De plus, on ne sait pas non plus pourquoi des différences possibles entre la démarche assistée par robot et la marche sans assistance robotique pourraient exister. Une explication possible pourrait être que les différences dans les paramètres spatio-temporels de la marche sont responsables des différences dans la consommation d'énergie et la charge cardiorespiratoire.

Recrutement des patients. Les patients victimes d'AVC du Centre de réadaptation St. Ursula (Herk-de-Stad, Belgique) recevront des informations verbales et écrites sur les objectifs et les interventions de l'étude. Les patients éligibles ayant subi un AVC, qui acceptent de participer à l'étude, seront recrutés. Un consentement éclairé signé sera obtenu de tous les participants.

Taille de l'échantillon. Le calcul de la taille de l'échantillon est basé sur des enquêtes antérieures indiquant des tailles d'effet importantes entre l'effet de la marche assistée par robot par rapport à la marche sans assistance robotique sur la consommation d'énergie et la charge cardiorespiratoire (basé sur une revue systématique soumise pour examen par les pairs). Pour détecter une grande taille d'effet (f = 0,40) de la marche assistée par robot par rapport à la marche au sol et sur tapis roulant sur la consommation d'énergie, la charge cardiorespiratoire et la fatigue perçue, dans une conception de mesures répétées chez les sujets (3 conditions de marche et 4 mesures), avec un niveau de signification de 5 % et un niveau de puissance de 80 %, un échantillon de 21 sujets est nécessaire (G*Power 3.1 pour Mac). La taille de l'échantillon est gonflée jusqu'à 24 sujets, de sorte que chaque ordre de marche sera exécuté le même nombre de fois.

Intervention. Les patients seront testés en 3 séances de marche individuelles, chacune un jour différent : marcher dans le Lokomat avec une force de guidage de 60 %, marcher sur un tapis roulant et marcher au-dessus du sol. Chez les sujets, toutes les conditions de marche seront exécutées à la même vitesse de marche confortable (CWS), avec la même quantité de soutien du poids corporel (BWS) (si nécessaire) pendant une durée totale de 30 minutes maximum. Le CWS (avec un maximum de 3,2 km/h correspondant à la vitesse maximale du Lokomat) et la quantité de BWS (si nécessaire) seront déterminés individuellement un jour séparé avant le début de l'étude. Les tests de marche seront interrompus prématurément lorsque des indications relatives ou absolues sont présentées comme indiqué par l'American Heart Association ou lorsque les patients sont incapables de continuer à marcher. Il sera demandé aux patients de ne pas consommer de nourriture, d'alcool, de caféine ou de nicotine au moins 3 heures avant l'intervention, et de ne pas effectuer d'activités physiques supplémentaires au moins 12 heures avant les interventions. Les séances de marche seront contrôlées selon l'heure de la journée. Avant le début de l'étude, les caractéristiques démographiques et cliniques seront recueillies et le CWS et la quantité de BWS (si nécessaire) seront déterminés lors d'un test de marche de 10 minutes. Au début de chaque condition de marche, un système d'analyse des gaz portant la poitrine avec masque buccal (Metamax 3B, Cortex, Allemagne), une ceinture de fréquence cardiaque (Polar H7) et 2 capteurs de pied portables (Physiolog, Gait Up, Suisse) seront appliqué. Les patients seront assis pendant 5 minutes pendant lesquelles les valeurs de repos (consommation énergétique, paramètres cardiorespiratoires et fatigue perçue) seront enregistrées. Après une période de repos de 5 minutes, les patients marcheront pendant 30 minutes pendant lesquelles la consommation d'énergie, les paramètres cardiorespiratoires, la fatigue perçue et les paramètres spatio-temporels seront surveillés en continu. La fatigue perçue sera enregistrée chaque minute. Les valeurs moyennes au repos, au début, au milieu et à la fin des séances de marche seront calculées hors ligne.

Randomisation et dissimulation. Les séances de marche seront effectuées dans un ordre aléatoire à 3 jours distincts. Un investigateur indépendant affectera les 24 patients (en 2 séries de 12) au hasard à l'un des 6 ordres de marche possibles à l'aide d'un générateur de séquences aléatoires. L'attribution sera dissimulée pour les enquêteurs à l'aide d'un fichier Excel avec des sections aveugles et verrouillées, auquel seul l'enquêteur indépendant a accès. L'ordre de marche aléatoire du patient ne sera donc disponible que lorsque le patient aura été recruté et son nom renseigné dans la feuille excel. Cette méthode garantira que l'enquêteur ne connaît pas l'ordre de marche du prochain participant.

Abandonner. En cas d'abandon des sujets, le sujet sera remplacé par un nouveau participant qui effectuera les trois essais dans le même ordre aléatoire que le sujet qui a abandonné. Ainsi, en cas d'abandon, des patients supplémentaires seront testés jusqu'à ce que les données de 24 patients ayant participé aux trois conditions soient collectées.

Analyses statistiques. Les statistiques seront réalisées à l'aide de SPSS (IBM, Chicago, IL). Des statistiques descriptives seront calculées pour les caractéristiques démographiques et cliniques de base des patients. Des analyses de variance à mesures répétées (ANOVA) avec correction de Bonferroni pour des comparaisons multiples seront utilisées pour analyser les différences dans les résultats primaires et secondaires dans et entre les conditions de marche. Une analyse de régression sera effectuée pour évaluer si les (changements de) paramètres spatio-temporels sont prédictifs des (changements de) consommation d'énergie. Le seuil de signification sera fixé à 5 %.