Application des dispositifs de biofeedback portables dans l’évaluation de la démarche des patients atteints de la maladie de Parkinson : une étude de série de cas

Contexte de l’étude

Les patients atteints de la maladie de Parkinson (Parkinson’s Disease, PD) présentent souvent des schémas de démarche anormaux qui peuvent avoir un impact sérieux sur leur indépendance et qualité de vie. Les anomalies de la démarche sont principalement caractérisées par une réduction de la longueur des pas, une augmentation de la fréquence des pas et une diminution de la force de réaction du sol pendant les phases de support et de décollage du pied. Ces problèmes de démarche augmentent considérablement le risque de chute des patients et réduisent également leur indépendance et qualité de vie.

Afin d’améliorer les problèmes de démarche chez les patients atteints de la maladie de Parkinson, la technologie de biofeedback portable est devenue un domaine de recherche important ces dernières années. Les dispositifs de biofeedback portables peuvent extraire en temps réel les caractéristiques de la démarche pendant l’activité physique et fournir des stimuli de feedback personnalisés en fonction d’événements spécifiques de la démarche, améliorant ainsi la conscience qu’ont les patients de leurs anomalies de démarche. L’interface bidirectionnelle tactile vibratoire (Bidirectional Interface, BI) utilisée dans cette étude a été développée sur la base de ce principe.

Source de l’étude

Cette étude a été menée conjointement par Thomas Bowman et Andrea Pergolini, entre autres, de la Fondazione Don Gnocchi (Milan et Florence) et de la Scuola Superiore Sant’Anna (Pise) en Italie. L’article a été publié dans la revue “Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation” en 2024.

Déroulement de l’étude

Sujets et méthodologie

Cette étude utilise la méthode de série de cas et inclut 7 patients atteints de la maladie de Parkinson, d’un âge moyen de 70,4 ± 8,1 ans, avec un score de Hoehn and Yahr (H&Y) de 2,7 ± 0,3. Ces patients ont participé à une évaluation pré-entraînement, à 3 sessions d’entraînement et à une évaluation post-entraînement sur 5 jours consécutifs. Chaque session d’entraînement durait 40 minutes afin de les aider à se familiariser avec l’appareil BI. Les tests de marche de 10 mètres (10MWT) et de marche de 2 minutes (2MWT) ont été utilisés pendant l’étude.

Déroulement de l’étude

1. Évaluation pré-entraînement (Pre-TRN) : Au cours de la phase d’évaluation préparatoire, les patients ont réalisé les tests de démarche de manière aléatoire sans biofeedback (No-BF) et avec biofeedback (BF). Les données relatives aux paramètres de la démarche ont été collectées à l’aide de semelles sensorielles et d’un système de suivi du mouvement.
2. Phase d’entraînement : Chaque patient a suivi trois séances d’entraînement de 40 minutes chacune. Le contenu de l’entraînement incluait : l’explication des principes du biofeedback, l’entraînement de la démarche en position assise et debout, l’entraînement à la marche sur le sol, etc.
3. Évaluation post-entraînement (Post-TRN) : Après l’entraînement, les tests 10MWT et 2MWT ont été répétés pour évaluer l’efficacité de l’entraînement par la comparaison des changements dans les paramètres de la démarche avant et après l’entraînement.

Stratégies de biofeedback

Deux stratégies de biofeedback ont été conçues pour l’appareil BI :

1. Stratégie d’amélioration de la phase de support : Conçue pour augmenter la durée des vibrations lors du contact du talon arrière au sol jusqu’à la phase de support, afin d’améliorer le mécanisme de roulement du pied pendant la démarche.
2. Stratégie d’amélioration du décollage : Lorsque le centre de pression se déplace vers l’avant du pied, l’unité vibrante est activée et maintenue jusqu’à l’événement de décollage, conçue pour favoriser le mécanisme de décollage pendant la démarche.

Méthodes d’analyse des données

L’étude a utilisé des analyses statistiques descriptives et un test bilatéral de Wilcoxon (p < 0,05) pour évaluer les différences dans les paramètres de la démarche avec et sans condition de biofeedback.

Principaux résultats de l’étude

Amélioration des paramètres de la démarche

Les résultats de l’étude montrent :

1. Vitesse et longueur de pas :
   • Après l’utilisation du dispositif de biofeedback, une augmentation significative de la vitesse de marche (de 0,72 m/s à 0,95 m/s, p = 0,043) et une augmentation de la longueur de pas (de 0,87 m à 1,05 m, p = 0,023) ont été observées.
2. Distance parcourue pendant le 2MWT :
   • Après le biofeedback, la distance parcourue pendant le 2MWT a également augmenté de manière significative (de 97,5 m à 118,5 m, p = 0,028).
3. Durée de la phase de double support :
   • L’étude a également révélé une réduction significative de la durée de la phase de double support (de 29,7 % à 27,2 %, p = 0,018).

Effets immédiats et à long terme des stratégies de biofeedback

L’étude a comparé les effets immédiats et les effets du trait gameTime, montrant que les effets immédiats étaient relativement limités, alors que le biofeedback a eu un effet significatif sur l’amélioration de la démarche après un court entraînement.

Utilisabilité et sécurité

Tous les sujets de l’étude ont terminé sans aucun incident indésirable. Les scores SUS (System Usability Scale) indiquent que cinq sujets évaluent l’utilisabilité du système entre 60 et 80,3, et deux sujets ont noté au-dessus de 80,3, ce qui dénote une haute utilisabilité du système.

Conclusion de l’étude

Cette étude démontre que l’appareil BI est faisable et sûr pour le suivi des caractéristiques de la démarche des patients atteints de la maladie de Parkinson et pour fournir un feedback par vibrations synchronisées. Un court entraînement a révélé des effets significatifs sur l’amélioration de la démarche, confirmant le potentiel de l’appareil pour l’évaluation clinique et la réhabilitation. Des essais contrôlés randomisés supplémentaires sont nécessaires pour valider son utilisation à domicile et ses bénéfices à long terme.

Valeur et importance de l’étude

Cette étude apporte un soutien initial à l’utilisation future de l’appareil BI en tant qu’outil d’évaluation clinique et de réhabilitation, offrant une nouvelle approche thérapeutique pour améliorer la démarche des patients atteints de la maladie de Parkinson. Son potentiel d’application à domicile et dans des environnements réels est particulièrement prometteur, permettant à l’avenir une collecte et une analyse des données à distance pour aider les patients qui ont des difficultés à se rendre fréquemment à l’hôpital à s’entraîner et à récupérer leur démarche n’importe où et à tout moment.