Conséquences des lésions spinales cervicales sur la fonction de préhension : une analyse cinématique. A. Roby-Brami, G. Hoffmann, I. Laffont.

Neurophysique et physiologie, Université Réné Descartes, UMR 8119,

45 rue des Saints Pères, 75006 Paris.

Service de médecine physique et réadaptation,

Hôpital raymond Poincaré, 92380 Garches.

Le but de notre travail est d’analyser la motricité des membres supérieurs lors de gestes

naturels effectués par des patients tétraplégiques à la suite d’une lésion spinale cervicale C6 ou

C7. Ces patients ont perdu la capacité de contracter volontairement les muscles situés au

dessous du niveau de la lésion. Compte tenu de la métamérisation, des patients de niveau C6

ont une paralysie qui touche les membres inférieurs et le tronc et les muscles du membre

supérieur innervés par les niveaux C8 (muscles intrinsèques de la main et fléchisseurs des

doigts) et C7 (fléchisseurs du poignet, triceps brachial qui est le principal extenseur du coude).

Les muscles innervés par les niveaux supérieur ou égal à C6 (extenseurs du poignet,

fléchisseurs du coude, muscles de l’épaule) sont respectés. Par contre, chez les patients de

niveau C7, le triceps brachial n'est pas complètement paralysé. Malgré la sévérité de l’atteinte

motrice, les patients tétraplégiques (C6 et C7) sont capables d’effectuer certains gestes avec

leurs membres supérieurs, gestes qui ont été appris et perfectionnés pendant la période de

rééducation. Au terme du programme de rééducation, certains patients peuvent bénéficier d’un

programme chirurgical de restauration des préhensions par transferts musculo-tendineux

(Revol et coll. 2002). Ces interventions sont basées sur la redondance musculaire du membre

supérieur. Elles consistent à modifier l’insertion distale d’un muscle non paralysé sus-lésionnel

et à la transférer sur un muscle paralysé sous-lésionnel afin de restaurer la fonction de celui-ci.

Pour restaurer l’extension active du coude, le biceps brachial ou le deltoïde postérieur peuvent

ainsi être transférés sur le triceps. Sans intervention, les patients tétraplégiques de niveau C6

sont incapables d’effectuer une extension active du coude contre la pesanteur, contrairement

aux patients C7. Après la chirurgie musculo-tendineuse et à la faveur d’une rééducation

spécialisée, ces patients C6 récupèrent la possibilité d’effectuer une extension volontaire du

coude contre la pesanteur.

Dans plusieurs travaux antérieurs, nous avons étudié des gestes 3D du membre supérieur

chez des patients tétraplégiques et des sujets témoins (Laffont et coll. 2000, 2007, Hoffmann et

coll. 2002, 2006). Nous avons constaté que malgré la paralysie de l’extenseur du coude, les

patients tétraplégiques C6 sont capables d’effectuer des gestes de préhension et de visée dans

des directions variées du plan.

La préhension d’objets disposés dans le plan se fait grâce au développement de la stratégie

de ténodèse qui impose une réorganisation complète du couplage entre les composantes

d’approche (amener la main au voisinage de l’objet) et de saisie (ouverture-fermeture des

doigts) de la préhension.

L’analyse de la tâche de visée (indiquer la direction d’une cible) permet de s’affranchir des

complications liées à la paralysie de la main pour préciser les conséquences de la paralysie de

l’extenseur du coude sur la qualité du mouvement. Nous avons montré que les gestes de visée

de faible hauteur des patients tétraplégiques C6 sont peu différents des ceux des valides malgré

une vitesse un peu inférieure (~ -10%). Ces mouvements comportent une extension du coude,

réduite par rapport à celle des valides (~ -20%), compensée par des mouvements de rotation au

niveau de l’épaule puisque l’étendue du mouvement est comparable à celle des sujets témoins.

Ces patients sont donc capables de générer des mouvements qui impliquent une extension du

coude, sans muscles extenseurs, probablement en « lançant » le mouvement à partir de l’épaule

et en utilisant les interactions mécaniques dynamiques de leur membre supérieur. En effet, le

couple créé activement par les muscles de l'épaule entraîne par réaction un couple au niveau du

coude, puis du fait du lien mécanique entre les segments, un couple au niveau de toutes les

articulations du membre, ces interactions complexes dépendent des propriétés gravito-

intertielles de l'ensemble du bras. Les patients qui ont une paralysie incomplète du coude ou

après chirurgie ont des résultats intermédiaires.

Ces précédents résultats mettent en évidence les remarquables capacités de compensation de

ces patients à la paralysie des extenseurs du coude. Ils ne permettent toutefois pas d’évaluer

l’effet favorable d’un transfert musculo-tendineux, dans la mesure où les résultats quantitatifs

sont analogues dans les différentes populations (tétraplégiques C6 non opérés, tétraplégiques

C6 opérés et tétraplégiques C7). Afin de sensibiliser l’épreuve, nous avons ajouté une

difficulté à la tâche en modifiant la hauteur de la cible. En comparant les mouvements de

visée « bas » (10 cm au dessus de la table) à des mouvements de visée « hauts » (20 cm au

dessus du niveau de l’épaule). Lors de l'épreuve de visée haute, les patients tétraplégiques

effectuent des mouvements moins hauts et moins amples que les sujets valides, avec un pic de

vitesse inférieur. L'étendue et la hauteur du mouvement sont limitées surtout dans les secteurs

internes de l'espace de travail, alors que la vitesse apparaît surtout limitée dans les secteurs

externes de l'espace de travail. Cela montre les limites de ces mécanismes de compensation.

Ce travail demanderait à être repris avec des délais d’observation des patients largement plus

longs. En effet, pour ce qui concerne les résultats après chirurgie de transfert musculo-

tendineux, les patients ont été évalués entre 3 et 6 mois après l’intervention, alors qu’il est

maintenant acquis que la coordination du membre supérieur après ce type d’intervention

(évaluée dans d’autres type de tâches) peut s'améliorer pendant plusieurs années (Rémy-Néris

et coll. 2005).

Références

Revol, M., Cormerais, A., Laffont, I., Pedelucq, J.P., Dizien, O., Servant, J.M. Tendon

transfers as applied to tetraplegia. Hand Clinics, 2002, vol 18 pp 423-439.

Laffont, I., Briand, E., Dizien, O., Combeaud, M., Bussel, B., Revol, M., Roby-Brami, A.

Kinematics of prehension and pointing movements in lC6 quadriplegic patients. Spinal Cord,

2000, vol 38, pp 354-362.

Laffont I, Hoffmann G, Dizien O, Revol M, Roby-Brami A. How do C6/C7 tetraplegic

patients grasp balls of different sizes and weights? Impact of surgical musculo-tendinous

transfers. Spinal Cord. 2007 45 :502-12.

Hoffmann, G., Laffont, I., Roby-Brami, A. Co-ordination of reaching movements in patients

with a cervical spinal cord injury. Current Psychology of Cognition, 2002, vol 21, pp 305-

340.

Hoffmann, G., Laffont, I., Hanneton, S. Roby-Brami, A., How to extend the elbow with a

weak or paralysed triceps? Control of arm kinematics for aiming in C6-C7 quadriplegic

patients. Neuroscience, 2006, vol 139, pp 749-765..

Remy-Neris, O., Milcamps, J., Chikhi-Keromest, R., Thevenon, A., Bouttens, D., Bouilland,

S., Improved kinematics of unrestrained arm raising in C5-C6 quadriplegic subjects after

deltoid-to-triceps transfer. Spinal Cord, 2003, vol 41, pp 435-445