Santé et mobilité de l’épaule

Du fait que les personnes atteintes de paralysie médullaire dépendent de leurs membres supérieurs dans la vie quotidienne, les épaules sont fréquemment soumises à de fortes sollicitations mécaniques. Cela augmente le risque de surcharge tissulaire et de douleurs à l’épaule, ce qui à son tour affecte le fonctionnement, la participation et la qualité de vie. Ce constat est confirmé par les résultats de l’étude de cohorte suisse sur les lésions de la moelle épinière (SwiSCI: Swiss Spinal Cord Injury Cohort Study).

En raison de sa structure anatomique, l’épaule humaine permet une grande amplitude de mouvement tandis que la stabilité articulaire est principalement assurée par les muscles, ce qui rend les membres supérieurs vulnérables aux douleurs.

Afin de diminuer les douleurs à l’épaule, notre recherche poursuit plusieurs objectifs :

  1. étudier les mécanismes sous-jacents de la mise en charge de l’épaule, au sein de notre laboratoire du mouvement,
  2. quantifier la sollicitation, la capacité de charge et le changement tissulaire puis les mettre en rapport les uns avec les autres,
  3. développer des méthodes permettant le suivi de la mise en charge de l’épaule dans les conditions quotidiennes.

Grâce à une meilleure compréhension de la relation entre la sollicitation, la capacité de charge et le changement tissulaire, les programmes de prévention des blessures peuvent être optimisés dans le cadre d’une discussion ouverte et bilatérale avec des experts cliniques.

Nous avons établi une solide collaboration nationale et internationale avec le Centre suisse des paraplégiques, l’université libre d’Amsterdam, le Centre médical universitaire de Groningen, et nous développons continuellement cette collaboration avec d’autres groupes de recherche, disciplines cliniques et la population des paralysés médullaires afin de bénéficier de leurs précieuses contributions.

À travers ces efforts conjoints, nous souhaitons développer un système de gestion de la qualité pour le fonctionnement des membres supérieurs, visant la préservation à long terme de la santé de l’épaule chez les personnes atteintes d’une lésion médullaire.

Exemples de projets portant sur la santé de l’épaule :

  1. Vélo à main comparé au fauteuil roulant à main courante (projet achevé)
  2. Fatigue musculaire engendrée par la propulsion en fauteuil roulant (projet en cours)
  3. Wearables & Big Data (projet planifié)
Shoulder Swiss Paraplegic Research

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Projets de recherche

  • Plusieurs facteurs contribuent au développement de la douleur à l’épaule, mais la sollicitation répétitive liée à la propulsion du fauteuil roulant est considérée comme l’un des principaux facteurs de risque. Les dispositifs d’aide à la mobilité comme le fauteuil roulant sont néanmoins importants dans la mesure où ils permettent aux personnes atteintes d’une lésion médullaire de mener une vie autonome. Par conséquent, il convient d’envisager d’autres dispositifs d’aide à la mobilité en plus du fauteuil roulant manuel à main courante. Étant donné que la mobilité des membres supérieurs est généralement la seule forme d’exercice physique pour les paralysés médullaires, un dispositif manuel est préférable afin de maintenir une activité physique régulière.

    Le vélo à main est l’un de ces dispositifs d’aide à la mobilité alternatifs. Il est de plus en plus utilisé pour les déplacements quotidiens, les loisirs et les sports. Par rapport à la propulsion en fauteuil roulant à main courante, l’utilisation d’un vélo à main est physiologiquement (fréquence cardiaque, respiration, dépense d’énergie) plus efficace et moins pénible. La question de savoir si la charge mécanique imposée à l’épaule est inférieure à celle de la propulsion en fauteuil roulant n’a pas été étudiée.

    Ce projet était axé sur les avantages biophysiques du vélo à main dans le but d’étudier l’hypothèse générale selon laquelle le vélo à main constitue effectivement un bon dispositif d’aide pour la prévention des douleurs à l’épaule. Par ailleurs, nous avons étudié les différentes configurations de vélos à main. Cela fournit des conseils pratiques sur la meilleure façon d’ajuster le vélo à main à son utilisateur afin de réduire davantage les contraintes imposées à l’articulation de l’épaule.

     

    Résultats

     

    La figure ci-dessous montre la différence de charge à l’épaule entre le vélo à main et la propulsion en fauteuil roulant. La force de contact gléno-humérale désigne la force avec laquelle l’articulation de l’épaule est comprimée pendant la propulsion. Cette compression est le résultat de la force exercée par la main et des contractions des muscles autour de l’épaule qui servent à effectuer le mouvement requis et à stabiliser simultanément l’articulation de l’épaule (par exemple, 10 Newton (N) est la force nécessaire pour maintenir une masse de 1 kg contre la gravité).

    Les graphiques ci-dessous montrent que les épaules sont beaucoup moins sollicitées avec un vélo à main.

    Handbike Swiss Paraplegic Research
  • 30 % à 70 % des paralysés médullaires souffrent de douleurs à l’épaule. Cela a un impact énorme sur le fonctionnement, l’indépendance et la qualité de vie. Le traitement est souvent insatisfaisant et la douleur persiste.

    Un diagnostic et une prise en charge précoces en cas de douleurs à l’épaule peuvent réduire considérablement les effets des pathologies scapulaires. Bien que les mécanismes exacts n’aient pas encore été élucidés, plusieurs facteurs connus contribuent au développement des douleurs à l’épaule.

    L’un de ces facteurs est la charge mécanique exercée sur l’épaule par rapport à sa résistance ; par exemple, quelle est la force nécessaire pour propulser un fauteuil roulant et quelle est la force motrice maximale qu’une personne peut exercer ? Plus la force motrice maximale est basse, plus vite les muscles sont surchargés. L’amélioration de la résistance à un niveau suffisant aura un effet positif sur la prévention des douleurs à l’épaule.

    On sait aussi que les schémas de mouvement peuvent changer en raison de la surcharge, du fait d’un changement dans l’activation ou la coordination des muscles. Un schéma de mouvements moins optimal durant la propulsion du fauteuil roulant, un redressement du corps visant à alléger le poids ou un transfert peuvent augmenter le risque de douleur à l’épaule. Ces schémas de mouvement sont mesurés dans notre laboratoire du mouvement.

    Enfin, des activités prolongées peuvent également entraîner des modifications tissulaires, par exemple l’épaississement et la protrusion du tendon bicipital. De telles variations dans l’épaisseur du tendon peuvent être observées et quantifiées par imagerie échographique. L’examen n’est pas effectué directement pendant la propulsion du fauteuil roulant, mais peu de temps après un exercice fatigant ou lors d’un redressement du corps visant à alléger le poids.

    On ne connaît pas le lien entre ces variations dues aux surcharges, la propulsion du fauteuil roulant et la charge mécanique imposée à l’épaule. Il s’agit toutefois d’informations nécessaires pour poursuivre l’élaboration de programmes de formation et de prévention.

  • La recherche fondamentale est nécessaire pour mieux comprendre les mécanismes de fonctionnement des membres supérieurs, ce qui requiert des conditions contrôlées dans des laboratoires de mouvement.

    En outre, on utilise des questionnaires pour recueillir des informations sur l’expérience vécue de groupes de participants plus importants.

    Les deux approches visent à récolter des données de la vie réelle et, après analyse et discussion, à tirer des conclusions générales sur la vie quotidienne. Mais les deux approches ne sont que des instantanés de ce qui se passe dans la vie réelle.

    Au vu de la vitesse d’évolution de la technologie au cours des deux dernières décennies, une troisième approche est sur le point de voir le jour. Une large gamme de capteurs portables et de smartphones pourrait permettre le suivi souhaité des données longitudinales liées au fonctionnement des membres supérieurs dans la vie réelle et fournir ainsi un aperçu des exigences de la vie réelle. Parallèlement, cela clarifierait les relations dose-réponse concernant les paramètres suivants:

    • activité physique,
    • charge biomécanique exercée sur les membres supérieurs, jusqu’au niveau de la modélisation musculo-squelettique,
    • effet à long terme sur les modifications tissulaires,
    • performance fonctionnelle.

    En outre, ces dispositifs non invasifs, discrets et portables pourraient également fournir un feedback –pendant la rééducation ou lors du retour dans la vie de tous les jours – afin de :

    • optimiser ou maintenir un style de conduite optimale du fauteuil roulant,
    • indiquer une sur- ou sous-utilisation au vu des capacités individuelles,
    • fournir un soutien ou un encadrement dans le cadre d’une performance «saine».

    Pour permettre le développement d’un tel système de gestion de la qualité pour les membres supérieurs, nous concentrons nos recherches sur :

    • le développement de méthodes et d’algorithmes (par exemple, pour estimer la charge biomécanique dans la vie réelle),
    • la réalisation de tests d’utilisabilité des équipements (par exemple, Smart Watches, modules Internet des objets) afin de permettre des mesures à grande échelle dans la vie réelle,
    • la création d’une infrastructure sécurisée et appropriée (où stocker et traiter les données, qui peut accéder aux données).

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