Les effets d'une orthèse de genou motorisée sur la cinématique de marche des enfants présentant un déficit d'extension du genou

Objectifs spécifiques :

L'amélioration de la cinématique du genou lors de la marche, chez les enfants présentant une démarche accroupie due à la faiblesse, contribuerait à atténuer les effets délétères qui en découlent - douleurs, déformations articulaires, anomalies radiologiques et perte d'autonomie de la marche.

L'objectif principal de ce protocole est d'évaluer l'efficacité d'une orthèse de genou motorisée (le "Agilik", développé par Bionic Power) pour la démarche chez les patients présentant une démarche accroupie. Les chercheurs se concentreront plus particulièrement sur l'amélioration de l'extension du genou pendant l'appui chez les patients ayant une démarche accroupie.

Le but premier se caractérise par deux hypothèses, et deux objectifs respectifs :

Hypothèse 1 : L'utilisation de l'Agilik chez les enfants ayant une démarche accroupie entraînera une amélioration immédiate de la cinématique du genou dans le plan sagittal pendant la marche, avec un accent particulier sur l'extension du genou pendant la phase d'appui.

Objectif 1 : En utilisant la capture de mouvement pour comparer quantitativement la cinématique du genou dans le plan sagittal et les mesures spatio-temporelles de la marche effectuées avec l'Agilik, sans l'appareil et également avec les attelles/orthèses que le patient utilise actuellement. Cet objectif fournira un aperçu de l'effet immédiat de l'utilisation de l'Agilik pour atténuer les caractéristiques de la démarche accroupie.

Hypothèse 2 : L'utilisation de l'Agilik chez les enfants à démarche accroupie sur une série de séances d'entraînement entraînera une amélioration durable de l'extension du genou pendant la phase d'appui, même lorsque l'enfant marche pieds nus, sans l'aide de l'Agilik.

Objectif 2 : Comparer la cinématique du plan sagittal et les mesures spatio-temporelles entre les essais de marche pieds nus au début de l'intervention d'orthèse, avec les essais de marche pieds nus à la fin de la dernière séance d'orthèse. Cet objectif fournira un aperçu de tous les effets soutenus/appris de l'utilisation de l'orthèse qui entraînent un changement dans les schémas de marche même lorsque l'orthèse n'est pas utilisée.

Contexte, importance et revue de la littérature :

Les enfants atteints de paralysie cérébrale (PC), de spina bifida (SB) ou d'autres lésions incomplètes de la moelle épinière (iSCI) ont souvent une démarche atypique et problématique qui, si elle n'est pas corrigée, peut entraîner une perte de mobilité, d'indépendance et de qualité de vie. Bien que chaque enfant avec ces diagnostics soit unique et que le diagnostic se manifeste cliniquement de différentes manières, certaines déviations spécifiques de la démarche, telles que la démarche accroupie, sont couramment observées. La démarche accroupie se caractérise par un genou trop fléchi pendant la phase d'appui de la démarche. Une posture accroupie réduit la capacité des muscles à étendre le genou et la hanche et est nettement moins efficace. La faiblesse des muscles anti-gravité (extenseurs) peut contribuer à une démarche accroupie, en particulier vers une plus grande détérioration avec l'âge, en partie parce que l'augmentation de la force musculaire ne suit pas le rythme de la croissance corporelle. Atteindre et maintenir des niveaux de force adéquats chez les personnes ayant une déficience motrice est un défi. Les attelles de cheville traditionnelles compensent la faiblesse en fournissant un soutien passif et entraînent souvent une plus grande faiblesse de ces muscles au fil du temps. Il est clair qu'il existe un besoin pour des stratégies ou des dispositifs d'entraînement plus efficaces qui peuvent préserver ou peut-être même augmenter la force de manière continue pour ceux qui ont une démarche accroupie, et ainsi aider à maintenir la fonction de marche.

Les dispositifs portables qui fournissent un certain type d'assistance externe et/ou de soutien pour aider une personne à effectuer une tâche fonctionnelle, souvent appelés exosquelettes robotiques, sont de plus en plus disponibles en tant que dispositifs de formation/d'assistance. Cependant, il existe encore un manque de preuves à l'appui de leur utilisation et pour déterminer les méthodes optimales pour des populations de patients spécifiques.

L'objectif principal de cette étude est d'évaluer l'efficacité d'une prothèse de genou motorisée - l'Agilik - pour améliorer la démarche accroupie chez les enfants. Les dispositifs de genou dynamiques ou d'assistance se sont avérés efficaces dans les populations en réadaptation telles que celles souffrant de lésions de la moelle épinière et peuvent également s'avérer bénéfiques pour les personnes présentant une démarche accroupie.

Collecte de données:

Il s'agit d'une étude de patients ambulatoires ayant une démarche accroupie pour évaluer l'efficacité d'une orthèse d'assistance (l'Agilik) pour améliorer la démarche accroupie. L'étude comprend sept visites pour les participants sur une période de deux mois. La première visite (visite 1) est pour le consentement, l'évaluation de l'éligibilité, les antécédents médicaux et l'examen physique, le moulage pour la fabrication de l'attelle qui prendra 2 heures. La fabrication de la paire de bretelles personnalisées pour chaque participant prendra environ 4 semaines. La deuxième visite (visite 2) est destinée à la configuration initiale, au réglage et au test de l'Agilik pendant la marche, d'une durée maximale de 4 heures. Pour faciliter le réglage de l'appareil, le physiothérapeute (PT) traitant travaillera avec le personnel de Bionic Power, lors de la visite 2, pour optimiser le profil de couple de l'Agilik en ce qui concerne la normalisation des paramètres de marche. Si le participant est capable de parcourir la passerelle d'environ 10 m en utilisant l'Agilik sans l'aide d'une autre personne (mais avec son aide à la mobilité si elle est généralement utilisée pour la marche) lors de la deuxième visite, la collecte initiale des données en marchant avec l'Agilik et les conditions de base , aura lieu lors de la visite 2 (tableau 1), accompagnée d'une pratique de marche supplémentaire pour l'hébergement avec l'appareil, d'une durée maximale de 4 heures. Les « conditions de base » font référence aux pieds nus et à l'utilisation par le patient de toute attelle/orthèse actuelle. S'il est constaté que les participants sont instables lors de leur séance d'entraînement avec l'Agilik, les participants porteront un harnais (Maxi Sky 2, Arjo, Malmö, Suède) pour continuer à s'entraîner avec l'Agilik. Le système Maxi Sky 2 surveille les participants pendant qu'ils marchent pour les protéger du contact avec le sol en cas de chute en soutenant leur poids corporel s'ils deviennent instables. Les quatre visites suivantes (visites 3 à 6) permettront au participant de s'entraîner et d'enregistrer des essais de marche pour l'Agilik d'une durée maximale de 2 heures chacune. Pendant les essais Agilik, une aide à l'extension du genou sera fournie pendant la phase de balancement tardif et/ou d'appui. Aucune assistance ne sera fournie pendant les phases initiales et intermédiaires. La visite finale (visite 7) impliquera la pratique et l'enregistrement d'essais pour l'Agilik, ainsi qu'un autre enregistrement des conditions de pieds nus et d'orthèse/orthèse recueillies lors de la visite 1 (voir le tableau 1 pour un résumé des activités se déroulant lors de chaque visite) . À chaque visite à laquelle les participants assistent, le PT présent interrogera brièvement le participant et sa famille pour déterminer s'il y a eu des changements depuis la visite précédente qui indiqueraient que leur participation à l'étude devrait être interrompue et/ou si le PT devrait être au courant de tout risque accru lié à leur participation. Si l'état du participant a changé de telle sorte qu'il ne peut pas répondre aux critères d'inclusion susmentionnés, deux options seront proposées : 1) la visite du participant peut être reportée pour permettre le rétablissement du patient à son état d'origine lors de son inscription initiale à l'étude, ou 2) le participant peut se retirer de l'étude. L'option 2 sera requise si l'équipe de l'étude estime qu'il n'y a pas d'attente raisonnable pour que le participant retrouve un état de santé dans lequel il est en mesure de répondre aux critères d'inclusion d'origine dans le mois suivant sa visite précédente.

L'évaluation de la marche comprend des marqueurs réfléchissants passifs qui sont collés à la peau sur chaque segment du membre inférieur. Des électrodes d'électromyographie de surface (EMG) seront utilisées pour mesurer l'activité musculaire pendant la marche. Des électrodes de surface adhésives (Delsys Inc., Boston, MA) seront placées sur la peau au-dessus des muscles après la préparation de la peau avec un tampon d'alcool. Des électrodes seront placées bilatéralement sur les muscles extenseurs du genou, les muscles fléchisseurs du genou, les muscles dorsiflexeurs de la cheville et les muscles fléchisseurs plantaires de la cheville par un thérapeute qualifié. Les électrodes EMG placées directement sur la peau n'interféreront pas avec le corset. Au cours des essais de marche de chaque participant (y compris les pieds nus, les orthèses/orthèses existantes et les conditions Agilik), les enquêteurs recueilleront des données cinématiques 3D (mouvement), une plaque de force et des données EMG de surface pour quantifier les schémas de marche pendant la marche au-dessus du sol. La biomécanique de la marche sera collectée en laboratoire à l'aide d'un système de capture de mouvement Qualisys (Qualisys, Goteborg, Suède) et de plaques de force (AMTI, Watertown, MA). Dans tous les essais de marche pendant toute la durée de l'étude, les participants seront invités à marcher à une vitesse confortable et auto-sélectionnée. Il leur sera demandé de parcourir les 10 m à pied à leur propre rythme. Lorsqu'ils atteignent la fin des 10 m, ils s'arrêtent, tournent à 180 degrés, attendent les instructions pour continuer, puis reviennent au point de départ initial. Ce processus sera répété jusqu'à ce qu'au moins cinq marches de 10 m soient effectuées et enregistrées avec succès.

L'analyse des données:

Pour atteindre l'objectif 1, les enquêteurs compareront l'angle maximal du genou pendant l'appui et les profils de moment du genou pendant l'appui dans le plan sagittal, entre les conditions. Une amélioration de l'extension maximale du genou de plus de 10° sera considérée comme le seuil de signification clinique sur la base d'une étude qui a séparé les enfants accroupis en catégories cliniques (léger, modéré ou sévère) sur la base d'incréments de 10° de l'angle du genou. Les enquêteurs compareront également les mesures spatio-temporelles de chaque condition, notamment : la vitesse de marche, la longueur du pas, la longueur de la foulée, le temps passé en position et la largeur du pas. Pour compléter l'objectif 2, les essais pieds nus de la visite 1 et de la visite 6 seront comparés à travers les mêmes paramètres énumérés ci-dessus pour l'objectif 1.

Pour comparer les paramètres de marche susmentionnés chez les sujets mais dans toutes les conditions (pieds nus, orthèses/orthèses existantes et Agilik), les enquêteurs effectueront des tests t appariés pour déterminer la signification statistique entre les moyennes de chaque paramètre (angle du genou et vitesse de marche). Les enquêteurs utiliseront la correction de Bonferroni pour tenir compte des tests multiples des valeurs de p dans toutes les conditions. Les chercheurs considéreront une augmentation de l'extension du genou supérieure à 10 degrés pendant l'appui comme une amélioration cliniquement significative. Bien que la taille de notre échantillon soit limitée à 5 participants dans cet essai, des études de réadaptation similaires centrées sur l'appareil ont utilisé des tailles d'échantillon similaires et ont pu observer des changements statistiquement significatifs en raison de grandes tailles d'effet. Sur la base de ces études, les enquêteurs espèrent pouvoir tester les hypothèses et atteindre les objectifs définis pour cette étude.