Correspondance. Adresse e- mail : galera.o@chu- toulouse.fr (O. Galera).

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Revue des Maladies Respiratoires Actualités (2012) 4, 304-306

Disponible en ligne sur

www.sciencedirect.com

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9es Journées Francophones « Alvéole »

Lyon, 22 et 23 mars 2012

Rapport des communicationsCoordination : P. Surpas

Numéro réalisé avec le soutien institutionnel du laboratoire

7043

6

SeptembreVol 4 2012 N° 4

MOTS CLÉSÉlectrostimulation ;Matériels ;Procédures

KEYWORDSElectrostimulation;Material;Procedure

L’ÉLECTROSTIMULATION NEURO- MUSCULAIRE DE A À Z (GROUPE FONCTION)

Électrostimulation : matériels et procédures

Electrostimulation: materials and procedures

D’après la communication d’I. Vivodtzev (Grenoble)

Article rédigé par O. Galera

Service d’Exploration de la Fonction Respiratoire et de Médecine du Sport, Hôpital Larrey, CHU de Toulouse, France

RésuméLa réalisation en pratique de la technique d’électrostimulation est rendu aisée par l’existence sur le marché d’appareils 4 canaux, faciles d’utilisation, offrant un accès simple à des programmes prédé nis (amyotrophie…) et un contrôle simple des intensités de stimulation. L’optimisation de la méthode et de son rapport ef cacité/tolérance nécessite toutefois la localisation préalable et précise des points moteurs musculaires.Des fréquences 50 Hz seraient à privilégier chez les patients présentant une amyotrophie, mais cela reste à con rmer par des études complémentaires.L’ef cacité de l’intervention dépend surtout de la tolérance ou de l’aptitude du patient à augmenter l’intensité du courant qui reste un paramètre important et nécessaire pour induire des adaptations musculaires et fonctionnelles après entraînement. Des études seront nécessaires a n d’améliorer l’application de l’entrainement par électrostimulation chez les patients peu tolérants au courant électrique d’intensité élevé.© 2012 SPLF. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

SummaryIn practice, electrostimulation training is facilitated by the existence on the market of 4- channel materials that are easy to use and offer easy access to prede ned programs (like “atrophy”), and a simple control of the intensity of stimulation. The optimization of the method and its effectiveness/tolerance ratio requires the prior location of speci c muscle motor points.Frequency lower than 50 Hz could be preferable in patients with a muscular atrophy, but this remains to be con rmed by further studies.

Électrostimulation : effets sur le muscle normal 305

• une adaptation supposée des capacités oxydatives muscu-laires (résultats discordants, pourraient être dépendants du niveau de déconditionnement initial).

Dans les pathologies cardiaques, les fréquences rappor-tées sont plus faibles (< 30 Hz), avec des objectifs dé nis ci- dessous :• prise en considération du rapport béné ce/risque de

fibrillation ventriculaire théorique avec les hautes fréquences ;

• amélioration de la capacité aérobie et de la capacité fonc-tionnelle (mais suppose une durée de séances pouvant atteindre 4 h) ;

• proposer une alternative au réentraînement classique.Les résultats préliminaires de l’étude pilote de Sillen et

al. [2] comparant les effets des stimulations basses fréquences vs hautes fréquences sur la consommation d’oxygène et la ventilation, ne retrouvent pas d’impact signi catif d’une séance isolée sur la fonction cardio- respiratoire, avec une perception de l’effort identique dans les deux bras. Il faut souligner cependant qu’il s’agissait dans cette étude d’une séance unique et initiale, sous- estimant l’intensité du courant électrique généralement atteinte en cours d’entrainement.

Dans le but d’un renforcement musculaire par NMES, il semble ainsi légitime d’utiliser une fréquence induisant une contraction musculaire tétanique (soit 35 Hz minimum). Cependant, des études comparatives des adaptations musculaires après NMES à hautes et basses fréquences sont nécessaires a n de mieux décrire les béné ces attendus des différentes fréquences de stimulation dans les pathologies chroniques.

L’intensité de stimulation, de son coté, apparaît comme une variable relative, dépendante de nombreux facteurs individuels, non complètement dé nis à ce jour. En pratique, il semble donc consensuel d’utiliser l’intensité de courant mini-male permettant d’induire une contraction musculaire visible. Cependant, il semble que cela puisse ne pas être suf sant pour induire des adaptations musculaires après entrainement, chez le patient BPCO notamment. D’après Vivodtzev et al. [3], les patients répondeurs à l’ES sont ceux qui ont augmenté l’in-tensité de la stimulation au cours du programme (6 semaines). Cette augmentation de l’intensité permet l’augmentation de la quantité de travail a n d’atteindre un pourcentage suf sant de la contraction musculaire volontaire. L’ef cacité de l’ES semble donc corrélée à la tolérance du patient à l’augmen-tation d’intensité de la stimulation.

L’étude TOES [4], a étudié 20 patients BPCO modérés à sévères, éduqués à l’utilisation d’un appareil d’ES au domi-cile. Ces patients étaient tous réévalués à la session 7 avec pour objectif de distinguer les bons et mauvais répondeurs en fonction de la tolérance à l’ES, le critère retenu étant l’augmentation de < 25 % de l’intensité de la stimulation à J7.

Le principe de l’électrostimulation (ES) est de produire une contraction musculaire en imposant une stimulation électrique par des électrodes appliquées sur la peau.

Applications de l’ES

Les séances d’ES peuvent être réalisées de façon autonome ou supervisée, en milieu hospitalier ou au domicile, seul ou en groupe.

Les séances supervisées trouvent leur place plus parti-culièrement lors de l’initiation de l’ES lorsque le patient est alité, en unité de soins intensifs ou en centre de réadapta-tion, avec possibilité de poursuivre le traitement au domicile.

Les sites de stimulation sont généralement les cuisses, en particulier le quadriceps, mais aussi les ischio- jambiers, et les triceps suraux.

Le matériel

De nombreux appareils sont disponibles sur le marché, avec des prix variant de 180 à 650 euros environ.

En pratique quotidienne, notre choix ira vers les appareils offrant 4 canaux indépendants avec 2 sorties pour permettre un travail de renforcement synchrone et symétrique sur les deux cuisses. Certains appareils offrant des programmes adaptés prédéfinis (type COMPEX- CEFAR : programme « amyotrophie »…) sont faciles d’utilisation, le réglage des paramètres de stimulation pouvant rapidement être réalisé en autonomie par le patient.

Il existe également beaucoup de choix quant aux élec-trodes, mais il faudra veiller à ce que celles- ci soient bien compatibles avec votre appareil d’ES, notamment parce qu’elles n’ont pas toutes le même mode de xation.

La taille des électrodes choisies est corrélée à la surface stimulée.

Le placement ne fait pas l’objet d’un véritable consensus mais certains appareils permettent d’identi er plus ou moins précisément les points moteurs musculaires à cibler.

La durée minimale est supérieure à 2 semaines, et le nombre de sessions minimal supérieur à 12 sessions [1].

Paramètres de l’électrostimulation : la fréquence est liée au type de stimulation, l’intensité à l’amplitude de la stimulation.

Chez les patients BPCO, la majorité des études fait état de fréquences utilisées entre 35 et 50 Hz, avec comme objectifs :• une contraction tétanique permettant d’augmenter la

masse musculaire ;• une fréquence tolérable et peu « agressive » pour des

muscles atrophiés ;• l’amélioration des paramètres fonctionnels (observée) ;

The effectiveness of the intervention depends on tolerance and ability of the patient to increase stimulation intensity, which is required to induce muscle and functional adaptations after training. Studies will be needed to improve the use of training by electrical stimulation in patients who do not tolerate high intensity electrical stimulation.© 2012 SPLF. Publié par Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

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d’utilisation, offrant un accès simple à des programmes prédé nis et un contrôle simple des intensités de stimulation. L’optimisation de la méthode et de son rapport ef cacité/tolérance nécessite la localisation préalable des points moteurs musculaires.

La détermination de la fréquence de stimulation néces-site des études comparatives dans une même cohorte de patients. A priori, des fréquences 50 Hz sont à privilégier, mais cela reste à con rmer. La modulation de la fréquence au cours de la séance reste également à étudier.

L’intensité du courant électrique est un paramètre variable qui dépend notamment de la tolérance personnelle du patient mais l’aptitude du patient à augmenter l’intensité reste un paramètre important et nécessaire pour induire des adap-tations musculaires et fonctionnelles après entraînement.

L’existence de patients non- répondeurs à l’électrosti-mulation pourrait supposer une relation avec l’aptitude à tolérer l’effort en général et une possible in ammation post- électrostimulation qui reste à con rmer par d’autres études.

Il apparaît nécessaire de développer et d’étudier de nouvelles applications de la méthode.

Déclaration d’intérêt

I. Vivodtez, O. Galera : intérêts en lien avec le manuscrit : aucun.

Références[1] Vivodtzev I, Lacasse Y, Maltais F. Neuromuscular electrical sti-

mulation of the lower limbs in patients with chronic obstructive pulmonary disease. J Cardiopulm Rehabil Prev 2008;28:79- 91.

[2] Sillen MJ, Wouters EF, Franssen FM, Meijer K, Stakenborg KH, Spruit MA. Oxygen uptake, ventilation, and symptoms during low- frequency versus high- frequency NMES in COPD: a pilot study. Lung 2011;189:21- 6.

[3] Vivodtzev I, Debigaré R, Gagnon P, Mainguy V, Saey D, Dubé A, et al. Functional and Muscular effects of neuromuscular elec-trical stimulation in patients with severe COPD: a randomized clinical trial. Chest 2012;141:716- 25.

[4] Vivodtzev I, Rivard B, Gagnon P, Mainguy V, Dubé A, Belanger M, et al. Tolerance to neuromuscular electrical stimulation in patients with COPD. ERS congress 2010, abstract.

[5] Nápolis LM, Dal Corso S, Neder JA, Malaguti C, Gimenes AC, Nery LE. Neuromuscular electrical stimulation improves exer-cise tolerance in chronic obstructive pulmonary disease patients with better preserved fat- free mass. Clinics (Sao Paulo) 2011;66:401- 6.

[6] Gobbo M, Gaffurini P, Bissolotti L, Esposito F, Orizio C. Trans-cutaneous neuromuscular electrical stimulation: in uence of electrode positioning and stimulus amplitude settings on muscle response. Eur J Appl Physiol 2011;111:2451- 9.

[7] Malesevi NM, Popovi LZ, Schwirtlich L, Popovi DB. Distri-buted low- frequency functional electrical stimulation delays muscle fatigue compared to conventional stimulation. Muscle Nerve 2010;42:556- 62.

[8] Alon G, Smith GV. Tolerance and conditioning to neuromuscu-lar electrical stimulation within and between sessions and gen-der. J Sports Sci Med 2005;4:395- 405.

[9] Maf uletti NA. Caution is required when comparing the effecti-veness of voluntary versus stimulated versus combined strength training modalities. Sports Med 2008;38:437- 8; author reply 438- 40.

Les deux groupes (bonne tolérance n = 14, mauvaise tolérance n = 6) étaient comparables sur les paramètres d’inclusion, notamment sur la valeur de l’intensité initiale permettant d’obtenir une contraction musculaire visible lors de la première séance, qui n’apparaît donc pas comme un critère prédictif suf sant pour garantir un travail suf samment intense.

On peut retenir des résultats de l’étude TOES, con rmés par les travaux de Napolis et al. [5] que :• les facteurs cardio- respiratoires au cours de l’ES et la fati-

gue musculaire induite par l’ES ne semblent pas impliqués dans la tolérance à l’ES chez le BPCO ;

• les facteurs potentiellement impliqués pourraient être la composition corporelle, la capacité à l’effort initiale, et une in ammation systémique post- ES.

La variation d’intensité (à défaut du pourcentage de force musculaire volontaire) à J7 semble un outil utile de détection des patients potentiellement moins bons répondeurs.

Nouvelles stratégies d’application

L’optimisation de l’efficacité de la technique pourrait s’appuyer sur la localisation plus précise des points moteurs musculaires, pour lesquels Gobbo et al. [6] a montré (sur une population de 53 sujets sains) qu’il existait une variabilité interindividuelle importante. Certains appareils sont équipés d’un stylet permettant de localiser très simplement ces points moteurs. Cette étape préliminaire semble nécessaire pour permettre une augmentation de la force et de l’oxygénation musculaire locale avec un inconfort inférieur à celui observé en cas de positionnement dit « standard ». L’objectif est donc de garantir le meilleur rapport ef cacité – tolérance en termes de tension musculaire et de coût métabolique de la contraction.

La stimulation multi- sites (distribuée), étudiée par Malesevic et al. [7], pourrait représenter une modalité à optimiser pour une application chez le patient BPCO. Il s’agit d’un courant électrique distribué sur une large surface mus-culaire de façon asynchrone (rotation), dont l’effet supposé est d’optimiser le recrutement spatial des bres musculaires striées squelettiques en induisant une fatigue moindre, en s’appuyant sur le phénomène physiologique de rotation des unités motrices musculaires. Le système commercial évalué était le Kneehab (Galway, Irlande), dont l’ef cacité a été démontrée chez le patient orthopédique.

La familiarisation étendue, qui consiste à réaliser une série de séances de « conditionnement » précédant le début du traitement pour améliorer la tolérance au courant élec-trique, a été évalué par Alon et Smith [8] et Napolis et al. [5]. La réalisation de contractions volontaires simultanément à l’ES (même de faible intensité) permet d’accompagner la stimulation électrique, mais sans amélioration de l’ef cacité d’après Maf uletti [9]. Cette méthode permet de démarrer le traitement par ES avec des courants d’intensité faible puis de laisser le patient augmenter l’intensité jusqu’au niveau souhaité.

Conclusion

L’application de la méthode d’électrostimulation est rendue aisée par l’existence d’appareils 4 canaux, faciles