L’électrostimulation périnéale de la théorie à la pratique

 

Effets biochimiques et applications neuro-musculaires

André Mamberti-Dias, Guy de Bisschop, Eric de Bisschop (Marseille)

Mots-clefs : SEF, fréquence, largeur d’impulsion, impédance, incontinence urinaire d’effort, incontinence d’urgence

Quels sont les effets produits par la stimulation électrique sur le corps humain et comment sont-ils devenus technique de réhabilitation et d’entraînement? Le corps humain et en particulier ses tissus, sont constitués de fluides riches en ions, lesquels ont la capacité de conduire le courant électrique, se comportant comme un électrolyte. La conduction électrique dans un liquide tel celui présent dans le corps humain produit des effets biologiques sur les tissus organiques, des effets chimiques ionisants, des effets thermiques, analgésiques, trophiques et excito-moteurs.

Charge électrique, voltage, courant, effets biochimiques, impédance, électrodes

Le concept de charge électrique permet de comprendre la stimulation du nerf et du muscle. La charge peut être positive ou négative. Les charges opposées s’attirent et nécessitent de l’énergie pour les séparer. Le flux d’électrons se dirige donc de la zone négative à la zone positive. Dans chaque cellule nerveuse il existe aussi une séparation liée à l’inégale concentration de sodium (+) et de potassium (+) de chaque côté de la membrane plasmatique cellulaire. Ceci conduit à la notion de potentiel de repos quand il n’existe pas de stimulation. L’intérieur de la cellule est plus négatif que l’extérieur. Sous l’action d’un stimulus adéquat, chimique, mécanique, électrique ou thermique, la membrane plasmatique est excitée, les shunts membraneux Na+ s’ouvrent permettant aux ions Na+ de s’introduire dans la cellule. Ceci a pour effet de changer le potentiel membraneux interne (-70 mV à +30 mV). La cellule se dépolarise, c’est la phase de dépolarisation. Puis l’intérieur de la cellule devenant progressivement positif (il était négatif auparavant) il y a un blocage de l’entrée du Na+ et la membrane se referme. Dans le même temps les shunts membraneux K+ s’ouvrent et le potassium est évacué à l’extérieur. Avec la fuite du K+ la membrane devient progressivement moins positive et finit par retourner à l’état de repos. C’est ce qu’on appelle la phase de repolarisation.

La notion de voltage dépend de la différence de charge entre deux points et de leur distance de séparation.

La notion de courant est basée sur la loi d’Ohm «  courant (I) = Voltage (V) / Résistance (R) «.

A partir de ces notions il a été défini pour l’usage médical trois types de courant : direct, alternatif et pulsé. Ce dernier étant le plus utilisé pour la stimulation du plancher pelvien.

Le courant est donc le flot de charge électrique déplacé d’un point à un autre. Dans le corps humain le courant  est un flot d’électrons avec majoritairement du chlore (Cl-) du sodium (Na+) et du potassium (K+).

La forme du courant la plus généralement utilisée est dite bidirectionnelle alternante ou non. Le flot des particules se déplace d’abord dans une direction en fonction de leur charge dans une premiére phase, tombe à zéro pendant un court instant avant de changer de direction dans une seconde phase suivant le changement de polarité du champ électrique, qui est inversé. Les impulsions bidirectionnelles encore appelées biphasiques, sont impérativement à « moyenne nulle » impliquant que la charge positive est égale à la charge négative, ceci éliminant pratiquement l’irritation tissulaire et à plus forte raison le risque de brûlures.

La résistance tissulaire dans le corps humain est plus proprement appelée impédance, prenant aussi bien en compte la propriété des tissus à stocker une charge électrique que sa résistive opposition aux mouvements des particules chargées électriquement.

La stimulation électrique du nerf et du muscle implique différentes notions comme la polarisation/dépolarisation cellulaire ou la période réfractaire pendant laquelle le nerf est totalement incapable de répondre à un autre stimulus. Par ailleurs la rapidité de la conduction nerveuse varie selon le diamètre des nerfs concernés et leur fonction terminale. Les fibres de plus grand diamètre (IIA-fast twitch) conduisent l’impulsion rapidement mais ont une grande fatigabilité et les fibres de plus petit diamètre (IC-slow twitch) plus lentes dans leur conduction sont par contre peu fatigables.

Un muscle squelettique, composé d’un grand nombre de cellules, est innervé par au moins un nerf moteur contenant des centaines de motoneurones. Quant un motoneurone est stimulé toutes les fibres musculaires qu’il innerve répondent en se contractant mais c’est une contraction a minima. La contraction massive du muscle demandera donc l’activation de motoneurones additionnels : c’est le recrutement.

En pratique l’activation d’une fibre nerveuse par la stimulation électrique ne dépend pas seulement de son excitabilité inhérente, mais aussi de la dimension, de l’écartement et de l’emplacement des électrodes utilisées pour véhiculer le courant. De petites électrodes très rapprochées produisent une stimulation plus superficielle que des électrodes plus grandes, largement espacées. Mais le placement des électrodes le plus prés possible du nerf recherché est aussi un facteur de stimulation optimale (Benton). C’est le cas de la stimulation du plancher pelvien.

Les impulsions rectangulaires

Impulsions

·         Monophasiques

·         Biphasiques

·         Alternantes

Stimulation provoquée, contraction musculaire volontaire et paramètres

Une autre notion est la « stimulation physiologique » volontaire du muscle comparée à la « stimulation provoquée électriquement ». Dans la contraction induite physiologiquement les petites unités motrices sont recrutées en premier suivies par les plus grosses. A l’inverse lors de la contraction provoquée électriquement les grosses sont sollicitées en premier (Snyder-Mackler). En outre si dans la stimulation physiologique les contractions sont dites « asynchrones », les contractions électriquement provoquées sont « synchrones » c'est-à-dire que toutes les unités motrices sont recrutées en même temps, ce qui est aussi une raison de la fatigue rapide possible induite par la stimulation. Il est donc nécessaire d’intégrer la notion d’alternance « travail et repos ».

De ce qui précède on a pu définir les paramètres nécessaires et utiles de fréquence, de largeur d’impulsion, de temps de travail et de repos, voire de durée de stimulation et de temps de séance pour la sphère pelvienne. De même on a étudié et validé comment la stimulation renforce la clôture urétrale et/ou améliore la fonction vésicale en augmentant sa capacité.

Systèmes nerveux responsable du fonctionnement vésical normal

Remplissage	Innervation / Fonction
SN volontaire somatique /N. pudendal / S2 – S4	Plancher pelvien / Fermeture du sphincter urétral externe
SN involontaire sympathique/N. hypogastrique / D11-L2	Détrusor et sphincter urétral interne Relâche le détrusor, contracte le sphincter interne
Vidange
SN involontaire parasympathique/N. pelvien érecteur/S2-S4	Détrusor / contracte le muscle vésical

Electrothérapie et stimulation du plancher pelvien

Le nerf pudendal est le nerf-clef de la stimulation électrique pour agir sur  l’incontinence urinaire d’effort et l’impériosité mictionnelle grâce à :

-        son importante répartition dans le plancher pelvien;

-       son rôle primordial dans le cycle mictionnel, dans l’activité vésicale et dans la fonction des muscles pelvi-périnéaux;

-        sa grande accessibilité par la région vaginale et anorectale.

Les électrodes placées dans le vagin ou l’anus peuvent ainsi atteindre un nombre significatif de fibres nerveuses afférentes (sensitives) du nerf pudendal et plus particulièrement du nerf de l’élévateur de l’anus.

Les premières études sérieuses menées par Trontelj en 1974, Teague, Merrill en 1977 et confirmées par Lindstom, Fall, Carlsson et Erlandson en 1983, avaient conclu au fait que la stimulation pelvienne utilise les voies nerveuses pudendales réflexes provoquant une contraction massive des muscles pelvi-périnéaux et/ou une réduction des contractions des vessies désinhibées.

En outre il apparut lors des études que la fréquence de la stimulation semblait être un facteur primordial pour influer sur les mécanismes de la continence via les réflexes pudendaux.

Mécanismes et voies réflexes de la stimulation du plancher pelvien

SEF et IUE

Dans le cas de l’IUE les avantages de la SEF sur les exercices volontaires type Kegel sont que l’on peut faire contracter les muscles sélectivement et plus correctement, et que la nécessaire volonté à faire les mouvements n’est pas requise. La fréquence idéale utilisable se situe à 50 Hz. Il y a en outre d’autres intérêts à l’utilisation de la stimulation réflexe, par rapport à la stimulation neuro-motrice directe :

1°) elle demande une intensité moindre ce qui implique un plus grand confort pour le patient et moins d’énergie fournie par le stimulateur.

  2°) elle fournit une activation contractile musculaire plus complète utilisant les voies naturelles physiologiques

 3°)  en activant les réflexes la réponse physiologique entraîne une réponse naturelle, asynchrone neuronale qui contraste avec la réponse synchrone et rapidement fatigable durant une stimulation neuro-motrice directe.

SEF du PP

Contraction réflexe

du sphincter urétral

externe

Compression de l’urètre

Allongement de

l’urètre

Contraction réflexe

des releveurs de l’anus

Elévation du col

vésical

Déplacement en AV

du col vésical

Allongement

de l’urètre

Augmentation

de l’angle vesico-urétral

Augmentation

de la résistance

à l’écoulement

Amélioration du contrôle

urinaire

Muscles périnéaux

Les effets de la stimulation du plancher pelvien dans l’incontinence d’effort

SEF et Incontinence d’urgence

Dans le cas de l’incontinence d’urgence, la SEF inhibe les contractions inappropriées de la vessie, causant ainsi stabilité vésicale et une augmentation de la compliance. Le reflexe inhibiteur à destination vésicale est sensible aux fréquences inférieures à 20 Hz. D’autres études ont montré chez l’animal que les fréquences inférieures à 5 Hz avaient un rôle majeur dans cette inhibition. En pratique tenant compte du confort du patient et de l’efficacité clinique, on a situé la fréquence optimale utilisable pour la stimulation pelvienne à 10 Hz (Erlandson, Lindstrom, Fall)

La stimulation électrique réduit les hyper-contractions vésicales selon le schéma ci-après :

1°) la stimulation du système réflexe influe sur l’urètre et les muscles du plancher pelvien lors des contractions vésicales

2°) le renforcement des muscles pelviens augmente le reflexe d’inhibition détrusoriale

3°) les réflexes vésico-sphinctériens intégrés sont restaurés pour une meilleure régularisation de la vidange

4°) les systèmes neuronaux qui pourvoient au contrôle vésical central ou périphérique sont réorganisés pour une restauration normale des schémas réflexes.

 Electrodes de stimulation et paramètres requis

Le premier principe est que les électrodes doivent pouvoir fournir une densité de courant uniforme sur toute leur surface, ceci afin de limiter le risque d’une irritation tissulaire. Pour cette raison le matériau conducteur doit avoir une impédance la plus proche possible de celle du tissu en contact (muqueuse), sinon le courant se concentre au sommet de l’électrode (edge effect) entraînant un moindre confort de stimulation.

En pratique courante les électrodes sont de petite dimension suffisamment rapprochées pour activer les fibres sensitives du nerf pudendal provoquant un effet contractile réflexe.

La fréquence est le paramètre le plus caractéristique pour la stimulation périnéale. Tout le monde admet maintenant que la fréquence à 10 Hz est la meilleure pour les problèmes d’incontinence d’urgence alors que 50 Hz est optimale pour traiter l’IUE (Erlandson)

La durée ou largeur de l’impulsion  a largement été démontrée par Plevnik comme devant se situer idéalement entre 100 et 300 microsecondes (Plevnik)

Le cycle travail/repos doit tenir compte de la fatigabilité musculaire et des mécanismes réflexes. Classiquement on applique un ratio de 1 :2 voire 1 :1 pour le temps de travail/repos.

Le niveau d’amplitude ou d’intensité reste lié à la sensibilité de chaque patient. La règle pour déterminer l’amplitude optimale est l’observation de la réponse réflexe contractile sous une stimulation fréquentielle de 50 Hz. Toutefois de légères variations peuvent être constatées d’une séance à l’autre selon les cycles physiologiques féminins et d’autres facteurs bien connus.

Le confort du patient est aussi la règle en stimulation pelvienne. La sensation induite par la stimulation électrique périnéale est vécue par la patiente comme une légère contraction, un pincement, une poussée voire une aspiration postérieure (ano-rectale). Ceci restant totalement confortable. Le moindre inconfort verbalisé doit conduire à réduire l’intensité à un niveau plus supportable.

Protocoles, modes et durée de traitement

Le traitement par stimulation du plancher pelvien a d’abord été un traitement domiciliaire permettant au patient de se traiter selon ses convenances. Dés les années 70 on utilisait des stimulations chroniques de 8-12 heures à très basse intensité. Puis elle évolua vers la « stimulation maximale aigüe » (Fall, Moore, Plevnik) à haute intensité provoquant une contraction musculaire importante pour des résultats cliniques équivalents.

Le traitement classique basé sur les études cliniques recommande de 1 à 2 séances journalières de 15 à 30 minutes. Un traitement moyen couvre de 14 à 16 semaines. Le traitement à domicile trouve alors sa place en tant que maintien à long terme des résultats acquis et constatés.

Pour l’incontinence d’urgence la majorité des patients constatent une amélioration des symptômes sous deux à quatre semaines. Il faut noter que certains patients peuvent avoir une légère aggravation des symptômes la premiére semaine due aux effets sensitifs, mais dés la seconde semaine une réduction doit être la règle (Rosenzweig). En effet certains cliniciens rapportent que les patients avec une vessie hypersensible sont très réactifs à la stimulation. On conseillera dans ce cas de démarrer la stimulation au seuil de perception pendant les premières séances avant progressivement d’augmenter l’intensité aux niveaux requis.

Pour l’incontinence d’effort la majorité des patients constatent une amélioration significative en six à huit semaines (Fall). Une augmentation des épisodes de fuites durant le traitement signe souvent une fatigue musculaire passagère. Ces patients peuvent momentanément réduire le traitement par stimulation soit en réduisant le niveau d’intensité soit en diminuant la durée des séances ou en choisissant un cycle travail/repos moins fatiguant. La reprise normalisée des séances se fera graduellement en fonction de la disparition des symptômes transitoires.

Conclusion sur la stimulation pelvi-périnéale

Le recul des études sur cette thérapie conservative, exempte de drogues médicinales, non invasive et sans danger confirme ses bons résultats, présentant un intérêt thérapeutique certain et primordial et un coût relativement raisonnable pour les patients. Quand les indications sont bien posées la stimulation périnéale devrait être le choix préalable à toute thérapie (Teague, Urinary Incontinence Guideliness Panel). C’est une technique qui renforce les mécanismes naturels de la continence en activant les réflexes pudendaux appropriés. Compte tenu du nombre d’années de recul en pratique clinique sur un très grand nombre de patients  qui se plaignaient d’incontinence, la stimulation pelvi-périnéale est devenue un outil indispensable et incontournable dans le traitement des l’incontinence urinaire.

Instabilité vésicale

Courant	Fréquence
Impulsions alternantes	4, 5, 10, 20 Hz

Incontinence d’effort

Courants	Fréquences
Impulsions alternantes	35, 50 Hz

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