Physiopathologie et prise en charge en MPR des douleurs du membre fantôme

1. Physiopathologie et prise en charge en MPR des douleurs du membre fantôme Pr Pascal Giraux, Service MPR, CHU de Saint-Etienne

2. membre fantôme: motricité et douleur • Réorganisation cérébrale et amputation • La douleur de membre fantôme : un cas de plasticité cérébrale maladaptative? • Pistes thérapeutiques

3. membre fantôme : • motricité et douleur

4. les amputations de membre et les avulsions de plexus brachial (BPA) sont souvent associées à un phénomène de membre fantôme. • membre fantôme = 1) persistance d ’une image corporelle plus ou moins complète malgré l ’absence du membre ou sa déafférentation complète (BPA) 2) perception de mouvements volontaires / automatiques 3)douleur chronique

5. Mouvements du membrefantôme : • pas de données épidémiologiques • diminueraient au long cours • possibilité de variabilité à court terme: • selon les variations d’image corporelle (télescopage, …) • selon la douleur fantôme associée (crampes, freezing lors de paroxysme douloureux, …) • peu de connaissances sur la motricité fantôme

6. Historiquement, le membrefantôme est une illusion: • Ambroise Paré (XVIème): première description du phénomène: les amputés continuent de percevoir la présence de leur membre absent. • Silas Weir Mitchell (1872): « the phantom limb had certain sensory properties like touch and pain, as well as kinaesthetic properties like being able to be moved voluntarily”… “sensorial delusion”

7. Des difficultés conceptuelles persistantes: • Les mouvements de membre fantôme sont toujours décrits comme « imaginaires » dans la majorité des travaux scientifiques (Roux, Lotterie et al., 2003; Roux, Ibarrola et al., 2001; Hugdahl, Rosen et al., 2001; Ersland, Rosen et al., 1996; Lotze, Flor et al., 2001; Rosen, Hugdahl et al., 2001; …). • Renforcées par la possibilité de sensations kinesthésiques imaginées chez tous (imagerie motrice) (ex: Jeannerod 1995)

8. douleurfantôme : • 30-50 % des amputés • membre sup > membre inférieur • diminue avec le temps • doit être différenciée des douleurs de moignons et des causalgies. • souvent variable (fond + paroxysmes) • souvent insupportable. • souvent résistant aux médicaments (morphine, clonazepam, gabapentine,...) • développement de la chirurgie fonctionnelle (stimulation corticale)

9. initialement considérée d ’origine périphérique (nevrome, ...) • puis démonstration expérimentale d ’une plasticité au niveau: • spinal • thalamique • cortical (M1 et S1)

10. Sensations fantômes D’après Bruger et al PNAS 2000

11. Sensations fantômes référées D’après Ramashandran et al Brain 1998

12. Difficultés motrices pour les mouvements de membres fantômes (Raffin et al., from Cortex 2011)

13. Difficultés motrices pour les mouvements de membres fantômes Corrélations des difficultés motrices avec des critères cliniques (19 amputés MS) (Raffin et al., cortex 2011)

14. Difficultés d’exécution motrice , mais imagination motrice préservée pour les mouvements de membres fantômes (Raffin et al., Cortex 2011)

15. II. Réorganisation cérébrale et amputation

16. Organisation des aires sensorimotrices primaires chez l’homme d ’après Penfield

17. Réorganisations de M1 et S1 après amputation

18. Réorganisations corticales après amputation de main chez le singe (adapté de Wu et al. 1999)

19. Persistance à long terme des représentations sensorimotrices Données d ’imagerie fonctionnelle Mouvement de fermeture-ouverture du poing : volontaires sains amputés d ’après Lotze et al, Brain 2001

20. Sensations de mouvements du membre fantôme provoquées par des stimulations corticales magnétiques (TMS) Fingers Fingers + wrist Wrist Elbow Global arm movement No movement (Mercier et al., 2006)

21. Persistance des représentations sensorimotrices chez les patients agénésiques • Mouvements des « doigts » fantômes d ’après Brugger et al, PNAS 2000

22. Les mouvements de membre fantôme ne sont pas des mouvements imaginés : mise en évidence des deux modalités en imagerie fonctionnelle (Raffin et al., in prep)

23. Les mouvements de membre fantôme ne sont pas des mouvements imaginés : mise en évidence des deux modalités en imagerie fonctionnelle (Raffin et al., in prep)

24. Persistance d’une commande motrice descendante après amputation: EMG de surface des muscles du moignon durant les mouvements de membres fantômes (Reilly et al., 2006) (Gagné et al., 2009)

25. Persistance d’une commande motrice descendante pour des mouvements exécutés mais pas imaginés de membres fantômes (Raffin et al., Cortex 2011)

26. La douleur de membre fantôme : un cas de plasticité cérébrale maladaptative?

27. Origine neurologique central des douleurs fantômes? • la douleur fantôme pourrait résulter de : • la persistance de représentations corporelles détériorées dans certaines régions cérébrales (SI, SII, insula, cortex pariétal, … ?), • de relations fonctionnelles détériorées entre régions cérébrales (ex: thalamus / S1 / SII)

28. D2 D1 Corrélation douleur fantôme et réorganisations cérébrales S1 • Flor et al, Nature 1995 : • Etude MEG, stimulation pneumatique lèvres et doigts (sains), calcul du COG • Cortical réorg = D1 – D2 • douleur = West Haven-Yale Multidimensional Pain Inventory • corrélation douleur et cortical réorg: r=0.93

29. Corrélation douleur fantôme et réorganisations cérébrales M1 • Lotze et al, Nature Neurosci. 1999 : • intensité des douleurs de membre fantôme corrélée réorganisations dans M1 • et diminuée pas l’utilisation de douleurs myoélectriques

30. Corrélation douleur fantôme et réorganisations cérébrales M1 • Raffin et al, in prep (Brain) : • intensité des douleurs de membre fantôme corrélée à l’extension des activités M1 du coude vers la main (overlap), • et négativement corrélée à l’activité motrice de la main fantôme (T-max)

31. Pistes thérapeutiques

32. Origine central des douleurs fantômes? • Amputation et BPA induisent des réorganisations • au niveau spinal, M1, S1, thalamus, • autres régions probables: SII , insula , cortex pariétal, cortex prémoteur, cervelet ? • la douleur fantôme pourrait résulter de : • la persistance de représentations corporelles détériorées dans certaines régions cérébrales (SII, insula), • de relations fonctionnelles détériorées entre régions cérébrales (ex: thalamus / S1 / SII)

33. Hypothèse de travail thérapeutique • Des méthodes thérapeutiques ayant pour but de restaurer des représentations sensitives ou motrices pourraient diminuer les douleurs de membre fantôme.

34. Réversibilité des réorganisations cérébrales induites par l’amputation ? Modèle de l’allogreffe de main pré-chirurgie 6 mois overlap main droite main gauche Giraux et al, Nature Neurosci. 2001

35. L’entraînement tactile • Flor et al, Lancet 2001 : • Entraînement de la discrimination tactile chez amputés membre supérieur • discrimination de la fréquence/localisation de stimulations électriques du moignon • 10 sessions de 90 minutes sur 15 jours

36. L’entraînement tactile • Flor et al, Lancet 2001 : • Diminution des douleurs fantômes • corrélée aux modifications de réorganisations cérébrales sensitives

37. Relations entre activité motrice et douleur fantôme? • corrélation entre intensité des réorganisations corticales dans M1 et l ’intensité douloureuse (Lotze 2001) • données comportementales : illusion kinesthésiques accompagnées de soulagement de la douleur fantôme(Ramachandran 1996) • la stimulation du cortex moteur peut induire un soulagement des douleurs centrales chroniques

38. La boite à miroir (Ramachandran VS.) Ramachandran and Hirstein, Brain, 1998

39. Utilisation du miroir pour le membre inférieur Ramachandran et al , 2010

40. Limitations méthodologiques de la « boîte à miroir » : • absence d ’études cliniques • impossibilité de différencier les effets de: • la bilatéralité des mouvements • la rétroaction visuelle • amputés : impossibilité de différencier les effets de • la complétion de l ’image corporelle • l ’entraînement moteur

41. 1) Enregistrement des mouvements du membre sain

42. 2) mise en concordance des vidéos de mouvements du membre sain avec le membre lésé

43. METHODE : • utilisation de types / vitesse variés de mouvements • instruction : avec le membre fantôme, faire le même mouvement que le mouvement projeté • session: ~1 heure, ~100 mouvements • training: 20 sessions

44. Exemple d ’entraînement visiomoteur

45. Exemple d ’entraînement visiomoteur

46. RESULTATS : soulagement douloureux EVA, 10 sujets (résultats préliminaire)

47. Motor simulation and pain • Moseley et al, Neurology 2006 : • UL amputees (9) , BPA (5) , CRPSI (37) • 2 weeks of training: motor imagery + mirror box + hand laterality recognition • controled study, 6 months follow-up.

48. Motor simulation and pain • Tsao et al, NEJM 2007 : • Lower limb amputees (22) • 4 weeks of training: mirror box • versus mental-visualization and • covered mirror • controled study, 1 month follow-up.

49. Plasticité du cortex moteur induite par l ’entraînement (sujets BPA) avant entraînement après entraînement côté paralysé côté sain Giraux P, Sirigu A. Neuroimage 2003

50. MECANISMES ? • Effet immédiat: ‘gate control’ cortical? • Soulagement différé: L ’entraînement visuomoteur pourrait restaurer • les représentations motrices • indirectement, les représentations sensitives