Comparaison des outils de biofeedback pour entraîner l'activation du transverse de l'abdomen chez des sujets sains

1. Introduction La lombalgie est définie comme une douleur dans le bas du dos suffisamment intense pour limiter vos activités habituelles ou modifier votre routine quotidienne pendant plus d'une journée, pouvant ou non descendre dans une ou les deux jambes et durer au moins une journée. La douleur doit être comprise sur le dos, dans les limites de la côte inférieure et du pli fessier inférieur. La lombalgie (LBP) peut encore être compartimentée en "Lombalgie spécifique", par définition une lombalgie attribuable à une cause connue, ou en "Lombalgie non spécifique" (NSLBP), définie comme une lombalgie qui ne peut être associée à une cause connue. La lombalgie est l'une des principales causes de limitations fonctionnelles et d'arrêts de travail, entraînant un lourd coût financier pour les individus et la société. Selon l'étude Global Charge Disease de 2010, la lombalgie est classée au 6e rang du fardeau global par rapport à 290 autres pathologies. La prévalence mondiale de la lombalgie est comprise entre 11% et 84%, et atteindrait sa valeur maximale à 80 ans. Par conséquent, l'impact de la lombalgie serait plus important dans les sociétés où l'espérance de vie est plus élevée, comme le Canada et les États-Unis. De plus, le vieillissement s'accompagnerait d'une augmentation de la fréquence des lombalgies sévères, ainsi que d'une augmentation de la prévalence de la douleur et d'autres symptômes et affections associés à la lombalgie, occasionnant des limitations sociales et fonctionnelles plus importantes. C'est également l'une des principales causes de consultation en kinésithérapie, qui utilise des exercices thérapeutiques, tels que l'entraînement des muscles abdominaux, pour y remédier. Pourtant, on ignore comme aujourd'hui quelle méthode est à privilégier pour apprendre à contracter ces muscles chez les personnes âgées.
2. Revue de la littérature L'une des approches privilégiées en physiothérapie pour traiter la lombalgie est l'entraînement des muscles du tronc, en particulier le transverse de l'abdomen (TrA). Chez un sujet sain, les muscles du tronc maintiendront la stabilité du tronc en effectuant une séquence d'ajustement postural avant le mouvement distal pour éviter toute perte d'équilibre. Cet ajustement fin se produisant avant toute rétroaction kinesthésique ou sensorielle, il est considéré comme prévu par le système nerveux central (SNC). Pourtant, il a été démontré que ces ajustements posturaux font défaut chez les patients atteints de lombalgie et persisteraient même après la résolution de l'épisode de lombalgie, ce qui pourrait contribuer à la récidive de la lombalgie. De plus, le vieillissement s'accompagne également d'une diminution du contrôle moteur du tronc, constituant une partie de la lombalgie chez les personnes âgées. Heureusement, ces ajustements posturaux du TrA se sont à nouveau avérés entraînables.

Apprendre à contracter le TrA devient souvent un défi, car sa contraction ne crée aucun mouvement visible. Elle nécessite une compréhension et/ou une bonne sensation de la contraction souhaitée de la part du patient. Pour aider à l'enseignement du TrA, les physiothérapeutes (PT) peuvent utiliser l'un des rares outils de rétroaction qui se sont avérés efficaces à cet égard. Le biofeedback est une technique où les informations biologiques autrement inconnues du patient lui sont transmises en temps réel. Cette information dépasse ce qui est habituellement accessible à ces patients. En physiothérapie, le biofeedback provient de la mesure biomécanique de la mesure physiologique du corps humain. L'ajout de biofeedback à une intervention de physiothérapie habituelle permet au patient de contrôler les ajustements physiques que l'on pensait être contrôlés par le SNC, tels que les ajustements posturaux. Il permet également un meilleur réglage des tâches et engage le patient dans une thérapie plus proactive. Dans la littérature, deux outils de biofeedback non invasifs utilisés en clinique sont documentés pour leur efficacité à aider à l'enseignement de la contraction TrA et pour leur validité à mesurer son activation, l'imagerie ultrasonore de rééducation (RUSI) et l'unité de biofeedback de pression (PBU ).

L'utilisation de RUSI par les physiothérapeutes est en augmentation. RUSI est une technique non invasive pour fournir un retour visuel immédiat sur les changements d'épaisseur des muscles de la paroi abdominale, reflétant la contraction de ces muscles, plus spécifiquement le TrA. Cela se fait en transmettant, sur un écran, une image échographique produite par une sonde placée sur l'abdomen du participant. La sonde émet des ondes ultrasonores qui traversent les tissus puis reviennent à la sonde sous forme d'échos. RUSI détecterait le recrutement de TrA à une contraction aussi faible que 12 % de la contraction volontaire maximale (MVC) et le recrutement de l'oblique interne (OI) lorsqu'il est contracté à 22 % d'une MVC. Ce retour visuel, couplé aux explications habituelles du recrutement de TrA, réduit le nombre d'essais nécessaires pour un recrutement efficace de TrA chez les patients avec et sans lombalgie immédiatement après l'entraînement et dans le suivi à court terme.

Le PBU est un appareil simple et peu coûteux qui mesure la variation de pression dans un sac à trois compartiments rempli d'air placé sous le rachis lombaire du patient en position couchée sur le dos (position couchée). Le mouvement du rachis lombaire sur le sac à trois compartiments produit par une fausse contraction du TrA modifie l'intensité de la pression et ce changement est visible sur un manomètre réglable, donc évité. Cependant, Lima et al. (2012) ont montré une faible association entre la pression mesurée au PBU et l'électromyographie de surface (EMG) (r = 0,2, p < 0,2), avec une sensibilité et une spécificité de 60 %. Une revue systématique du même auteur conclut que la fiabilité inter- et intra-évaluative varie de moyenne à bonne (corrélation intra-classe (ICC) de 0,42 à 0,82 et de 0,5 à 0,81, respectivement) et une validité de construit allant de moyenne à excellente ( ICC de 0,48 à 0,90). Néanmoins, c'est un appareil largement utilisé pour l'apprentissage de l'ART en kinésithérapie en raison de son faible coût et de sa facilité d'utilisation.

Seules trois études ont comparé l'efficacité de RUSI et PBU sur le recrutement de TrA chez les individus jeunes et asymptomatiques et les lombalgies. Bajaj et al. (2010) rapportent que les patients lombalgiques entraînés avec le RUSI acquièrent plus rapidement la capacité de recruter le TrA (réduction significative du nombre d'essais nécessaires pour activer le TrA et du nombre de jours nécessaires pour consolider l'apprentissage) que ceux réalisés avec le PBU. Lee et al. (2016) ont randomisé un échantillon d'individus jeunes et asymptomatiques en trois groupes selon le type de feedback utilisé lors de l'entraînement : tactile, RUSI ou PBU. La mesure principale était l'épaisseur du TrA mesurée avec une échographie. Une augmentation de l'épaisseur de TrA (reflétant une meilleure activation de TrA) a été observée dans les trois groupes. Par rapport au groupe de rétroaction tactile, le groupe RUSI avait une épaisseur TrA significativement plus élevée. Enfin, Wooldridge et al. (2014) ont comparé l'effet immédiat de l'entraînement avec différents types de feedback (PBU, RUSI et PBU + RUSI) dans une population similaire à celle de Lee et al. (âge moyen = 22,2 ans). Les auteurs ne rapportent aucune différence significative dans l'activation de TrA, mesurée avec différents paramètres extraits d'images échographiques, avant et après l'entraînement et entre les groupes.

En résumé, bien que deux études montrent que le recrutement du TRA serait plus efficace suite à une formation avec le RUSI, l'hétérogénéité des interventions et des mesures de résultats signifie que le niveau de preuve actuel ne permet pas de statuer sur sa supériorité chez les jeunes. De plus, les résultats de ces études ne peuvent être généralisés à une population âgée. Le vieillissement peut perturber les ajustements posturaux anticipés, et une modalité d'entraînement efficace chez les jeunes peut ne pas être concluante pour les personnes âgées. Enfin, aucune étude n'a vérifié si l'entraînement de recrutement du TrA, qui s'effectue généralement en décubitus dorsal, permet le transfert des compétences apprises vers d'autres positions plus fonctionnelles, comme la position debout, pour l'un ou l'autre des outils.

Objectif L'objectif principal de cette étude est de comparer l'effet immédiat (pré-post laboratoire) d'une formation de recrutement TRA avec RUSI à celui d'une formation avec le PBU sur l'épaisseur du TrA, une mesure indirecte du recrutement mesurée en décubitus dorsal. (SP) dans une population âgée en bonne santé. Les objectifs secondaires sont (1) de déterminer si l'un des outils de rétroaction est plus efficace pour faciliter le recrutement préférentiel du TrA par rapport aux muscles obliques et (2) de déterminer si l'un des outils de rétroaction est plus efficace pour transférer la capacité de recrutement du TrA de le SP en position debout. L'hypothèse principale est que dans SP, l'épaisseur du TrA sera plus grande suite à l'enseignement avec RUSI par rapport à l'enseignement avec le PBU. Les hypothèses secondaires sont 1) le RUSI permettra un recrutement préférentiel des TrA ; et 2) l'épaisseur du TrA en position debout sera plus importante suite à l'enseignement avec le RUSI.

Méthodes Idéalement, l'efficacité d'une intervention est évaluée par un essai contrôlé randomisé (ECR). Cependant, les conditions préalables à un ECR sont les suivantes : 1) plausibilité de l'effet précédemment démontré ; 2) la démonstration que les procédures de recherche sont bien implantées en situation réelle et 3) la possibilité de recruter un grand nombre de participants. La plausibilité des effets est encore vérifiée dans une nouvelle population avec des instruments valides et fiables. Les enquêteurs proposent une étude expérimentale en laboratoire « avant-après » pour documenter les effets immédiats. La variable indépendante sera le type de rétroaction utilisé (RUSI vs PBU) lors d'une session de formation au recrutement de TrA, et la variable dépendante sera l'épaisseur de TrA, une mesure indirecte du recrutement de TrA.

Intervenants :

Les enquêteurs recruteront 40 personnes âgées de 60 à 80 ans selon une méthode d'échantillonnage non probabiliste de la banque de recrutement Nabù du Centre de recherche sur le vieillissement (CdRV) et une méthode d'échantillonnage non probabiliste par convenance. Ces participants seront randomisés dans deux groupes d'intervention : RUSI ou PBU. La randomisation sera stratifiée par sexe (en proportion égale) à l'aide d'enveloppes scellées et d'une table de nombres aléatoires. Les participants doivent être âgés de 60 à 80 ans et être en bonne santé (aucune condition chronique limitant les activités ou nécessitant des soins ponctuels) sans mal de dos depuis plus de 12 mois et sans douleur depuis moins d'une semaine. Ils ne devraient pas être en mesure de contracter spécifiquement le TrA (c'est-à-dire sans contraction des muscles obliques internes (OI) ou obliques externes (OE) en réponse à une simple consigne). Ceux capables de contracter leur TrA spécifiquement seront exclus, et des statistiques seront conservées pour décrire cet échantillon. Les participants devront vivre dans la communauté ou en résidence semi-autonome, et seront exclus les participants ayant des antécédents de chirurgie de la colonne vertébrale, de l'abdomen ou des membres inférieurs, problème neurologique ou respiratoire, scoliose structurelle, indice de masse corporelle supérieur à 30, stimulateur cardiaque, réduire le Mini Mental State Examination (MMSE) à 24 ou une expérience de formation TrA antérieure. Les procédures de recrutement se poursuivront jusqu'à ce que la taille complète de l'échantillon soit atteinte avec des participants admissibles.

Taille de l'échantillon :

La taille de l'échantillon (n=40) a été calculée pour respecter une taille d'effet de 0,7 avec une erreur alpha de 5 %.

Procédure de collecte des données :

Les personnes intéressées à participer communiqueront avec le coordonnateur du projet pour vérifier leur admissibilité et planifier une rencontre. À leur arrivée au Centre de recherche du Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke (CRCHUS), un membre de l'équipe de recherche les accueillera et vérifiera leur capacité à recruter les TrA pour confirmer leur admissibilité à participer. Il leur sera demandé de contracter le TrA en suivant une instruction verbale standardisée et la présence ou l'absence de contraction (c'est-à-dire mouvement des fibres musculaires) sera contrôlé par ultrasons. Les personnes qui seront exclues en raison de leur capacité à contracter l'ART recevront, de la part d'un kinésithérapeute, les conseils qui sont prodigués dans la pratique courante pour améliorer leur performance à contracter l'ART. Le formulaire de consentement sera présenté et expliqué à ceux qui répondront à ce dernier critère d'inclusion. Une fois leur consentement libre et éclairé obtenu, les participants seront randomisés dans les deux groupes d'intervention. Ils fourniront leur âge et ils seront mesurés et pesés. Ces données seront utilisées pour décrire l'échantillon. Il leur sera également demandé de remplir un questionnaire pour diagnostiquer la présence d'incontinence urinaire (QUID), qui servira de covariance dans les analyses.

Interventions (variables indépendantes) :

Groupe RUSI : Les participants apprendront l'anatomie des muscles de la paroi abdominale et le fonctionnement général du RUSI. Ensuite, ils seront invités à prendre la position SP, genoux fléchis. La rétroaction consistera en une image ultrasonore transmise en mode luminosité (B). Afin d'obtenir une image du TrA, la sonde sera placée à mi-chemin entre la 12e côte et la crête iliaque. La sonde sera déplacée latéralement pour avoir le rebord du fascia thoraco-lombaire au bord droit de l'écran, de sorte que les 3 muscles de la paroi abdominale soient bien visibles, c'est-à-dire l'oblique externe (OE), l'oblique (OI) et TrA, selon la méthode décrite par Teyhen et al. (2005). Les participants recevront la formation nécessaire pour appréhender l'image et le recrutement souhaité selon un protocole standardisé. Il leur sera ensuite demandé d'effectuer 15 contractions tenues 10 secondes du TrA avec un épaississement visible du TrA sur le moniteur RUSI dépassant la mesure au repos (visible sur le moniteur). Une minute de repos sera autorisée entre chaque contraction pour éviter la fatigue. Les participants devront regarder le moniteur RUSI pendant les 15 tests. Ces paramètres ont été déterminés à partir d'études antérieures.

Groupe PBU : Les participants recevront les mêmes instructions sur l'anatomie des muscles de la paroi abdominale et des informations générales sur l'appareil PBU. Ils seront invités à prendre la même position que pour le groupe RUSI (SP, genoux fléchis). Le retour sera de visualiser l'intensité de la pression sur le cadran d'un STABILIZER PBU. Le PBU sera placé sous la colonne lombaire des participants et gonflé à 40 mmHg, comme recommandé par le fabricant. Les participants recevront la formation nécessaire à la compréhension de l'outil et du recrutement souhaité selon un protocole standardisé. Il leur sera alors demandé d'effectuer 15 contractions du TrA d'une durée de 10 secondes en maintenant la pression constante à 40 mmHg ± 2 mmHg. Une minute de repos sera allouée entre chaque contraction. Les participants devront regarder le cadran PBU durant les 15 épreuves.

Pour les deux groupes, les interventions seront données par le même physiothérapeute (traitant PT) expérimenté avec l'utilisation des deux outils, et la durée des leçons (anatomie et généralités) sera la même.

Variable dépendante et outils de mesure :

La variable dépendante est la variation d'épaisseur du muscle TrA entre l'état de repos et l'état de recrutement mesurée à partir d'une image échographique (LOGIQ E, GE Healthcare, sonde linéaire 13 Mega Hertz (MHz), en mode B). Avant et après l'intervention, trois images seront prises en position SP, genou fléchi (objectif principal) au repos et lors d'une manœuvre de recrutement TrA réalisée selon la consigne suivante : « inspirez puis expirez, puis ramenez votre nombril vers votre colonne vertébrale ". Trois autres images seront enregistrées en position debout (objectif secondaire 1), à la fois au repos et lors du recrutement du TrA selon la même consigne. Lors de ces mesures, l'appareil à ultrasons sera disposé de manière à ce que les participants ne voient pas l'écran. La capture d'image sera réalisée avec la sonde en plan transversal et positionnée à mi-distance entre la 12ème côte et la crête iliaque. Il sera déplacé latéralement pour avoir le rebord du fascia thoraco-lombaire au bord droit de l'écran, permettant une image nette des 3 muscles de la paroi abdominale (i.e. OE, OI et TrA). L'angle sur la peau sera ajusté pour avoir la meilleure qualité d'image en gardant la même position perpendiculaire à la peau. L'utilisation de marqueurs anatomiques plutôt que de marqueurs superficiels sur la peau améliorera la fiabilité et reproduira la réalité clinique. Des mesures de repos et d'activation seront prises à la fin de l'expiration pour normaliser l'effet de la respiration. Cette méthode s'est avérée valide et fiable pour mesurer indirectement l'activation des muscles de la paroi abdominale chez les individus asymptomatiques. Cette mesure a également été validée dans une population âgée. En plus du changement d'épaisseur du TrA (variable principale), d'autres paramètres seront utilisés à des fins d'analyse secondaire, tels que le taux d'activation (AR) et le taux d'activation préférentielle (PAR). L'enregistrement des images et l'intervention seront effectués par un physiothérapeute (mesure PT) ayant cette expertise. Elle sera aveuglée du groupe du participant.

Analyse :

L'analyse descriptive sera utilisée pour décrire l'échantillon. Les enquêteurs compareront le changement d'épaisseur du TrA pré et post-intervention à l'aide des tests de rangées signées de Wilcoxon pour les groupes dépendants. Ensuite, les moyennes de chaque groupe seront comparées (RUSI vs PBU, jeunes et personnes âgées) à l'aide de tests de la somme des rangs de Wilcoxon pour des groupes indépendants. Des analyses de covariances (ANCOVA) seront utilisées pour étudier l'effet de la présence d'incontinence urinaire (variables catégorielles) sur les changements d'épaisseur de TrA. En cas de données manquantes ou invalides, une analyse de sensibilité sera faite a posteriori. L'analyse sera effectuée à l'aide du progiciel statistique pour les sciences sociales (SPSS v.25).

5. Biais potentiel Les participants et le physiothérapeute traitant ne seront pas mis en aveugle pour l'intervention, mais le physiothérapeute responsable de l'analyse et de la capture d'image ne sera pas au courant des groupes de randomisation. Le fait que l'outil principal de mesure de la variable (épaisseur TrA) soit également utilisé comme outil de rétroaction pour l'un des groupes pourrait induire un biais d'intervention. Notez cependant que pour la mesure de la variable principale, aucun participant ne verra le moniteur ; ils n'auront donc aucun retour visuel. Cependant, le contact de la sonde sur l'abdomen lors de la mesure échographique fournira une stimulation tactile similaire à celle à laquelle le groupe RUSI a été exposé lors de la chirurgie. Il est possible que ceux-ci favorisent la réalisation de la tâche par les participants de ce groupe lors de la mesure de la variable principale. Cependant, les enquêteurs pensent que cet effet aura un impact insignifiant. Les limites des autres outils de mesure compromettraient davantage la validité ou la faisabilité de notre étude (par exemple le bruit dans l'EMG de surface ou l'EMG implanté qui est une procédure invasive).

6. Avantages cliniques Il a été démontré que l'âge et le NSLBP affectent le contrôle moteur des muscles stabilisateurs du tronc. Les connaissances sont limitées et non consensuelles pour la population jeune et absentes pour les personnes âgées. Il s'agit donc de la première étude portant spécifiquement sur l'entraînement du TrA dans une population de personnes âgées. Ce projet de recherche nous permettra de réaliser les premières étapes (plausibilité de l'effet du RUSI et du PBU chez les personnes âgées en bonne santé, réglage des procédures, test des procédures de recrutement et de collecte de données) pour justifier un RCT plus large comparant les deux outils de rétroaction à favoriser le recrutement du TrA, réduire la douleur et améliorer la fonction dans une population souffrant de NSLBP. En raison de la forte prévalence du NSLBP dans la population générale et particulièrement chez les personnes âgées, il est important d'identifier l'outil le plus efficace pour optimiser la rééducation (meilleure efficacité et moins de temps).