Stimulation russe et courant alternatif en mode rafale (BMAC)

Stimulation russe et courant alternatif en mode rafale (BMAC)

Stimulation russe – Historique
Sommaire

Aperçu

Il existe un certain degré de confusion en ce qui concerne cette intervention, principalement causé par le fait qu’il existe plusieurs « noms » ou descriptions pour la même intervention.

Essentiellement, ce type de stimulation électrique emploie ce que l’on appelle un courant alternatif de moyenne fréquence (dans la gamme des kHz bas – des milliers de cycles par seconde), qui est délivré en sortie pulsée (ou en rafale ou interrompue). Les impulsions ou les rafales sont à une fréquence « basse », ce qui entraîne une réaction des nerfs. Elle est principalement employée comme moyen de générer une réponse motrice, bien que, comme on le verra (ci-dessous), elle ait également été étudiée comme une intervention de type électro-analgésie.

La stimulation russe était probablement le nom le plus ancien pour ce type de stimulation. Plusieurs appareils de stimulation multimodale l’incluent parmi leurs options. Burst Mode Alternating Current (BMAC) est un terme plus générique et plus récemment employé, qui est probablement préférable. Aussie Stimulation (voir ci-dessous) est un jeu de mots sur la stimulation russe originale, et n’est pas particulièrement perspicace comme descripteur. BMAC est probablement le terme qui pourrait être utilisé et qui devrait persister.

Stimulation russe – Historique

Le crédit pour les premiers travaux dans ce domaine est attribué à Kotz, basé en Russie. Il est assez difficile d’accéder aux articles, et plusieurs des principaux résultats de recherche n’ont pas été inclus dans les travaux publiés. Ward et Shkuratova (2002) ont effectué un travail de traduction des premières publications en langue russe et ont résumé les questions soulevées. Le présent résumé s’inspire largement de leur travail, auquel le crédit est accordé. Si vous êtes intéressé par le travail original, nous vous encourageons vivement à consulter le document de Ward et Shkuratova (2002). Selkowitz (1989) a également fourni un examen très utile de la recherche de fond.

Les articles de Ward et Shkuratova (2002) et de Selkowitz (1989) soutiennent tous deux le concept de base et conviennent largement que cette intervention dispose de preuves de soutien. L’étude de Selkowitz suggère que, bien qu’il existe des preuves de l’augmentation de la force musculaire générée par la stimulation russe (ci-après RStim), il n’y a guère de preuves qu’elle soit plus efficace que l’exercice seul, ni qu’elle soit meilleure que d’autres formes de stimulation. Cela ne veut pas dire qu’elle a été considérée comme inefficace – simplement qu’au moment de l’examen, elle n’a pas « surclassé » les autres interventions.

Ward et Shkuratova incluent dans leur examen, deux articles précoces (russes) et plusieurs articles depuis qui ont été publiés en anglais.

L’expérimentation russe de 1971 a cherché à établir le principe fondamental de cette méthode de stimulation. Les protocoles de chronométrage (stimulation/repos/répétitions) ont été examinés ainsi que la question de la fréquence du traitement. Ce qui est devenu connu sous le nom de protocole 10/50/10 a été identifié comme étant efficace (cela signifie essentiellement stimuler pendant 10 secondes, laisser une période de repos de 50 secondes et répéter cette séquence pendant 10 minutes (c’est-à-dire 10 cycles de stimulation/repos) était effectivement efficace.

La stimulation s’est avérée générer de la fatigue si elle était délivrée pendant plus de 10 secondes (à l’intensité maximale tolérable). Diverses phases de repos interpulse ont été testées, allant de 10 à 50 secondes. Les périodes de repos de 40 et 50 secondes ont été identifiées comme efficaces, bien que certains sujets aient semblé commencer à démontrer de la fatigue avec la période de repos de 40 secondes, d’où l’adoption ultérieure de la période de 50 secondes.

Des périodes de stimulation (9 ou 19 jours) et une stimulation quotidienne ou alternée ont également été envisagées. concluant que la stimulation quotidienne était plus efficace. La RStim s’est avérée plus efficace que la contraction volontaire seule (c’est-à-dire sans stimulation de soutien).

Le mécanisme de l’augmentation de la capacité de génération de force du muscle stimulé a été attribué à la fois à une adaptation à court terme du SNC et également à une augmentation du volume du tissu musculaire (ce qui serait cohérent avec une grande partie du travail NMES effectué plus récemment).

Le deuxième des deux articles (Andrianova et al, 1971) – Kots est un coauteur – a examiné la stimulation sinusoïdale kilohertz à diverses fréquences, en mode continu et en mode rafale sur le ventre du muscle et comme moyen de stimuler le tronc nerveux.

La stimulation a été appliquée à une gamme de fréquences « moyennes » (100-500-1000-2500-3000-5000Hz) et il a été constaté qu’à mesure que la fréquence de stimulation augmentait, il y avait un plus grand confort pour le receveur, et il a donc été identifié (de manière prévisible) qu’un plus grand courant pouvait être délivré au muscle avec des fréquences accrues (plus élevées).

Les chercheurs ont conclu que 2500Hz (2,5kHz) était la fréquence la plus efficace pour stimuler le tissu musculaire (1000Hz ou 1kHz était plus efficace pour la stimulation du tronc nerveux), en stimulant pendant une durée de 10 secondes. L’utilisation d’une stimulation de 2500Hz à 10millisecondes signifie que la stimulation musculaire efficace est à 50Hz.

Les protocoles en continu vs en rafale ont été évalués (c’est-à-dire 2500Hz en continu ou 2500Hz en rafale à 10ms d’intervalle). Il n’y avait pas de différence significative dans la force maximale générée, mais le mode rafale a généré le même résultat avec moins de courant ayant été appliqué (50% de moins). La recommandation est donc que la stimulation devrait être appliquée avec un courant alternatif sinusoïdal de moyenne fréquence porteur de 2500Hz, en rafale à 50 Hz (10ms ON : 10ms OFF) à un niveau maximal tolérable.

Le schéma de stimulation résultant de ce travail (et on suppose quelques recherches incidentes qui n’ont pas été rapportées dans ces 2 publications !) est :

Fréquence de base : 2500Hz (2.5kHz)

Burst @ 50Hz

10ms ON : 10 ms OFF (rapport cyclique de 50%)

Stimulation délivrée ainsi pendant 10 secondes

Période de repos de 50 secondes

Répétition de 10 cycles

Journalier

Intensité maximale tolérable

De nombreux commentaires critiques ont été faits sur ce travail. Il est clair que de nombreuses personnes ont eu des difficultés à accéder aux articles originaux, bien que la revue de Ward et Shkuratova (2002)devrait aider. Il n’y a pas eu d’inclusion de placebo dans ce travail. Les volontaires étaient tous de jeunes athlètes (15-17 ans) très en forme et en bonne santé (espoirs olympiques). Ces résultats ne peuvent donc pas être automatiquement transférés dans le domaine clinique avec la garantie qu’ils seront aussi efficaces sur les patients. Ward poursuit en fournissant une discussion bien réfléchie qui devrait être une lecture essentielle pour ceux qui ont un intérêt prolongé dans ce domaine.

Comme un commentaire final sur les premiers travaux, il est raisonnable de conclure que ce type de stimulation électrique entraîne une augmentation de la force musculaire (couple, force) en particulier lorsqu’il est combiné avec l’exercice volontaire. Il est avancé qu’à tout le moins, un individu qui entreprend à la fois la stimulation et un programme d’exercice volontaire participera à une plus grande quantité de travail, donc les résultats pourraient raisonnablement être meilleurs. Il est également suggéré que si la composante RStim a probablement un effet plus important sur les fibres de type II (rapides), la composante exercice volontaire peut avoir son effet dominant sur les fibres plus lentes (type I), d’où un meilleur résultat global.

de Ward (2009)

de Ward et al (2006)

Les figures ci-dessus et à gauche (créditées à Ward, 2009 et Ward et al, 2006) illustrent la stimulation appliquée. Dans la stimulation russe classique, le 2500Hz est modulé (ou burst) à 50Hz en utilisant des périodes ON et OFF de 10ms (illustration C dans la figure supérieure).

La revue de Ward et Shkuratova (2002) mentionne également plusieurs autres articles raisonnablement précoces (i.La revue de Ward et Shkuratova (2002) mentionne également plusieurs autres articles raisonnablement précoces (c’est-à-dire avant 2002) qui ont évalué la RStim.

Delitto et al (1989) rapportent une étude de cas dans laquelle un haltérophile d’élite a été traité avec cette stimulation et qui a fait des améliorations de force significatives au-delà de celles obtenues par l’entraînement seul. Les essais de Delitto et al (1988) ; Snyder-Mackler et al (1994 et 1995) ont utilisé la RStim après une chirurgie du LCA. Le RStim a été comparé à des programmes d’exercices volontaires, et des gains de force significativement plus élevés ont été obtenus avec le protocole RStim. Dans l’article de 1994, le RStim a été comparé à un protocole de type NMES (utilisation à domicile). Le programme RStim en clinique présentait des avantages significatifs. Snyder-Mackler et al (1989) ont comparé le RStim avec la thérapie interférentielle (IFT) et un protocole NMES (stimulation musculaire). L’IFT a entraîné une diminution significative de la force musculaire générée en réponse à la stimulation. Les résultats de force moyenne les plus élevés ont été obtenus avec le RStim, mais ils n’étaient pas significativement différents de ceux obtenus avec la stimulation NMES. Enfin, dans ce groupe, l’étude de 1988 de Snyder-Mackler et al a comparé un protocole de stimulation électrique avec un protocole d’exercice volontaire après une chirurgie du LCA. La stimulation était à 2500Hz en rafale à 50Hz (i.e. RStim). Des co-contractions des quadriceps et des ischio-jambiers ont été effectuées (groupes exercice et stimulation) avec un maintien/stimulation de 15 secondes suivi de 50 secondes de repos. Les résultats (gain de force) obtenus avec le groupe RStim étaient significativement meilleurs que ceux entreprenant un exercice.

Laufer et al (2001) ont comparé trois modes de stimulation : 50Hz, modulé à partir de 2,5kHz : NMES monophasique 50Hz : NMES biphasique 50Hz. Tous les sujets (volontaires sains, pas de patients) ont été traités aléatoirement avec tous les modes de stimulation. Les deux stimulations de type NMES ont généré un avantage par rapport à la stimulation de 2,5kHz. Intéressant, le NMES biphasique a donné le résultat le plus fort dans ce cas. Le courant alternatif de 2,5 kHz (effectivement RStim) a non seulement généré la force musculaire la plus faible, mais a également donné lieu à une réaction de fatigue plus rapide. Il s’agissait d’une expérience soigneusement contrôlée donnant lieu à des résultats stimulants.

La recherche de Selkowitz comprend l’article de 1985 comparant un protocole RStim (uniquement) avec un exercice volontaire (uniquement) pour les quadriceps. Le stimulus a été administré 3 fois par semaine pendant 4 semaines et a entraîné une augmentation significative de la force isométrique par rapport au groupe d’exercice seul. Le récent article de Selkowitz et al (2009) comparant une stimulation à fréquence porteuse de 2500 et 5000Hz a démontré un avantage clair et significatif à l’utilisation de la stimulation de 2500Hz.

En plus de l’importante revue et du travail expérimental entrepris par Selkowitz (références à la fin de cet article), Ward et son équipe en Australie ont probablement entrepris la série d’investigations la plus largement publiée dans ce domaine. Une liste d’articles pertinents figure dans les références à la fin de ce document. Ce qui est inclus ici est un très bref résumé d’un vaste programme de recherche et de matériel de revue de la littérature que le lecteur est fortement encouragé à accéder et à lire les originaux.

Ward et al ont non seulement mené une série utile de travaux expérimentaux et de revue, mais ont modifié l’approche, en utilisant un terme plus général BMAC – Burst Mode Alternating Current pour décrire cette stimulation, et plus récemment en inventant l’expression « Aussie Stimulation ». Les articles couvrent les années 1998 à aujourd’hui et, par souci d’équité vis-à-vis du volume de travail entrepris, seules les questions clés sont soulignées ici. Une liste complète de références est fournie, que le lecteur est fortement encouragé à consulter pour les détails de la recherche et pour les discussions perspicaces et approfondies qui sont incluses.

Dans l’un des premiers articles (Ward et Robertson, 1998), l’effet de la fréquence de la porteuse de stimulation a été évalué en termes de seuils sensoriels, moteurs et de douleur. Le point principal du travail était d’établir la fréquence porteuse (entre 1 et 35kHz) qui était capable de générer la réponse motrice la plus efficace avec le moins d’inconfort sensoriel. Les résultats indiquent que les trois seuils diminuent de 1 à 10 kHz, au-delà desquels ils remontent. La fréquence porteuse de la stimulation motrice la plus efficace avec le moins de stimulation sensorielle et le moins de douleur était à 10kHz, ce qui a donc été suggéré comme étant préférable si l’activité musculaire était la priorité avec une gêne minimale. Toute la stimulation a été « éclatée » à 50Hz (comme pour la stimulation basée sur le RStim).

Une extension de ce travail est rapportée (Ward et Robertson, 1998) dans laquelle la fréquence porteuse qui a généré le plus grand couple a été considérée (gamme de 1 à 15kHz, tout éclaté à 50Hz). Alors qu’il a été établi que la porteuse de 10 kHz générait la contraction musculaire accompagnée du moins d’inconfort, ce travail a montré que l’utilisation d’une porteuse de 1 kHz produisait le plus grand couple et que les porteuses de 2 à 4 kHz étaient probablement le meilleur compromis entre couple élevé et inconfort. Ce travail a été affiné (Ward et Robertson, 2001) lorsque différentes stimulations ont été comparées et a, entre autres, confirmé que les fréquences porteuses supérieures à 10kHz ne sont pas utiles en rééducation clinique.

L’article de Ward et al (2006) a comparé le couple et l’inconfort avec 4 types de stimulation différents – dont 2 étaient des rafales de kHz à 50Hz (RStim : 2500hz et Aussie Stim à 1000Hz). Les deux autres courants étaient des stimulations de type NMES (l’une avec une durée d’impulsion de 200 microsecondes et un intervalle interpulse de 20ms, et l’autre avec une impulsion de 500 microsecondes et un intervalle interpulse de 20ms). En résumé, le RStim a généré un couple plus faible que les trois autres modes de stimulation. Le RStim et le Aussie Stim ont généré moins d’inconfort que les modes pulsés NMES (monophasiques). Il a été suggéré que le Aussie Stim était le plus efficace lorsque la production de couple et l’inconfort étaient pris en compte.

Des articles plus récents de cette écurie ont étendu ces concepts et ces preuves plus loin. L’article de Ward et Oliver (2007) considère les effets hypoalgésiques (seuil de douleur au froid), en comparant une stimulation de type NMES à 50Hz et le courant alternatif de 1kHz à 50Hz (Aussie Stim – maintenant plus correctement appelé BMAC). Les deux se sont avérés efficaces pour élever le seuil de douleur au froid, bien qu’il n’y ait pas de différence significative entre eux. Ward et Lucas (2007) ont évalué des variations de la durée des salves avec une stimulation de type BMAC à 1 et 4 kHz. Les rafales de courte durée (2-4 msec) se sont avérées plus efficaces et les auteurs suggèrent qu’elles sont probablement plus efficaces que la thérapie interférentielle ou la stimulation russe dans la pratique clinique, bien que cela doive être confirmé par des essais cliniques. Ce scénario est évalué dans un excellent document de synthèse et d’examen (Ward, 2009).

Enfin, Ward et al (2009) ont comparé l’efficacité du BMAC et du TENS pour les effets expérimentaux de la douleur au froid. Les deux ont généré des changements significatifs, bien qu’ils ne soient pas significativement différents l’un de l’autre. Les auteurs suggèrent cependant que, comme la stimulation BMAC génère moins d’inconfort que la TENS, il pourrait y avoir un avantage clinique à son utilisation. L’article de Ward et Chuen (2009) effectue une autre évaluation des effets de la durée des salves avec la stimulation BMAC, confirmant que les salves de courte durée (1-4msec) semblent les plus efficaces. Le point est fait une fois de plus que cela est plus court que les durées de burst employées avec la thérapie interférentielle ou la RStim, et donc le BMAC devrait être considéré comme une option clinique.

Résumé

Diverses formes de stimulation électrique de ‘moyenne fréquence’ (gamme kHz) ont été préconisées pour les effets de stimulation motrice, et plus récemment, pour l’hypoalgésie. La stimulation russe (à 2500Hz ou 2,5 kHz) s’est avérée efficace pour augmenter la force musculaire et la génération de couple. La modification pour utiliser différentes fréquences porteuses a donné lieu à une variante – BMAC qui pourrait devenir plus utile dans l’environnement clinique car elle semble à la fois plus efficace et générer moins d’inconfort.

Background and Review Papers

Ward, A. R. et N. Shkuratova (2002). « La stimulation électrique russe : les premières expériences ». Physical Therapy 82(10) : 1019-1030.

Ward, A. R. (2009). « Stimulation électrique par courant alternatif de fréquence kilohertz ». Phys Ther 89(2) : 181-190.

Selkowitz, D. M. (1989). « La stimulation électrique à haute fréquence dans le renforcement musculaire : une revue et une discussion… le quadriceps fémoral ». American Journal of Sports Medicine 17(1) : 103-111.

Documents expérimentaux

Delitto, A. (2002).  » « Stimulation électrique russe » : mise en perspective « . Phys Ther 82(10) : 1017-1018.

Delitto, A., M. Brown, M. J. Strube, S. J. Rose et R. C. Lehman (1989). « Stimulation électrique du quadriceps fémoral chez un haltérophile d’élite : une expérience sur un seul sujet ». Int J Sports Med 10(3) : 187-191.

Delitto, A., S. J. Rose, J. M. McKowen, R. C. Lehman, J. A. Thomas et R. A. Shively (1988). « Stimulation électrique versus exercice volontaire pour renforcer la musculature de la cuisse après une chirurgie du ligament croisé antérieur ». Phys Ther 68(5) : 660-663.

Delitto, A., M. J. Strube, A. D. Shulman et S. D. Minor (1992). « Une étude de l’inconfort de la stimulation électrique ». Phys Ther 72(6) : 410-421.

Frei, T., R. Stauffer, et al. (1998). « Stimulation russe . » Krankengymnastik : Zeitschrift fur Physiotherapeuten 50(2) : 272-88.

Gauthier, J. M., R. Theriault, et al. (1992).  » Modifications induites par la stimulation électrique dans les enzymes des muscles squelettiques des hommes et des femmes. Effet de la variation des modes de rafale et de fréquence porteuse de la stimulation électrique neuromusculaire sur la perception de la douleur de sujets sains

Gultekin, Z., A. K. Isler, et al. (2006). « Effet de la stimulation électrique par courant galvanique pulsé à haute tension et courants russes sur l’accumulation d’acide lactique : une étude préliminaire ». Fizyoterapi-Rehabil. 17(2) : 89-94.

Holcomb, W. R., S. Golestani, et al. (2000). « Une comparaison de la production de couple d’extension du genou avec le courant biphasique par rapport au courant russe ». J-Sport-Réhabilitation. 9(3) : 229-39.

Laufer, Y., J. D. Ries, P. M. Leininger et G. Alon (2001). « Couples et fatigue du muscle fémoral du quadriceps générés par une stimulation électrique neuromusculaire avec trois formes d’onde différentes ». Physical Therapy 81(7) : 1307-1316.

Linares, M., K. Escalante, et al. (2004). « Revue bibliographique des courants et des paramètres les plus efficaces dans l’électro-estimation du quadriceps ». Fisioterapia 26(4) : 235-44. (Espagnol)

St Pierre, D., A. W. Taylor, M. Lavoie, W. Sellers et Y. M. Kots (1986). « Effets d’un courant sinusoïdal de 2500 Hz sur la surface des fibres et la force du quadriceps femoris ». J Sports Med Phys Fitness 26(1) : 60-66.

Selkowitz, D. M. (1985). « Amélioration de la force isométrique du muscle quadriceps femoris après un entraînement par stimulation électrique ». Phys-Ther. 65(2) : 186-186.

Selkowitz, D. M., E. G. Rossman et S. Fitzpatrick (2009). « Effet de la fréquence porteuse du courant alternatif modulé en rafale sur l’amplitude du courant nécessaire pour produire un couple d’extension du genou du quadriceps fémoral stimulé électriquement et toléré au maximum. » Am J Phys Med Rehabil 88(12) : 973-978.

Snyder Mackler, L., A. Delitto, S. W. Stralka et S. L. Bailey (1994). « Utilisation de la stimulation électrique pour améliorer la récupération de la production de force du muscle quadriceps fémoral chez les patients après une reconstruction du ligament croisé antérieur ». Physical Therapy 74(10) : 901-907.

Snyder-Mackler, L., A. Delitto, S. L. Bailey et S. W. Stralka (1995).  » Force du muscle quadriceps femoris et récupération fonctionnelle après reconstruction du ligament croisé antérieur. A prospective, randomized clinical trial of electrical stimulation ». J Bone Joint Surg Am 77(8) : 1166-1173.

Snyder-Mackler, L., M. Garrett et M. Roberts (1989). « Une comparaison des capacités de génération de couple de trois courants de stimulation électrique différents ». J Orthop Sports Phys Ther 10(8) : 297-301.

Stefanovska, A. et L. Vodovnik (1985).  » Changement de la force musculaire suite à une stimulation électrique. Dépendance de la forme d’onde et de la fréquence de la stimulation ». Scand J Rehabil Med 17(3) : 141-146.

Stone, J. A. (1997). « Prévention et réhabilitation. La stimulation électrique « russe ». » Athletic Therapy Today 2(3) : 27.

Ward, A. R. et W. L. Chuen (2009). « Abaissement des seuils sensoriels, moteurs et de tolérance à la douleur avec la durée des rafales à l’aide de la stimulation électrique à courant alternatif de fréquence kilohertz : partie II. » Arch Phys Med Rehabil 90(9) : 1619-1627.

Ward, A. R., S. Lucas-Toumbourou et B. McCarthy (2009). « Une comparaison de l’efficacité analgésique du courant alternatif à moyenne fréquence et du TENS ». Physiothérapie 95(4) : 280-288.

Ward, A. R. et W. G. Oliver (2007). « Comparaison de l’efficacité hypoalgésique des courants de basse fréquence et des courants de fréquence kilohertz modulés en rafale ». Phys Ther 87(8) : 1056-1063.

Ward, A. R., W. G. Oliver et D. Buccella (2006). « Production de couple des extenseurs du poignet et inconfort associé à des courants de basse fréquence et de kilohertz-fréquence modulés par salves ». Physical Therapy 86(10) : 1360-1367.

Ward, A. R. et V. J. Robertson (1998). « Seuils sensoriels, moteurs et de douleur pour la stimulation avec un courant alternatif de moyenne fréquence ». Arch Phys Med Rehabil 79(3) : 273-278.

Ward, A. R. et V. J. Robertson (1998). « Variation de la production de couple avec la fréquence en utilisant un courant alternatif à moyenne fréquence ». Arch Phys Med Rehabil 79(11) : 1399-1404.

Ward, A. R. et V. J. Robertson (2000). « La variation de la vitesse de fatigue avec la fréquence en utilisant un courant alternatif de fréquence kHz ». Med Eng Phys 22(9) : 637-646.

Ward, A. R., V. J. Robertson et H. Ioannou (2004). « L’effet du cycle de service et de la fréquence sur la production de couple musculaire en utilisant le courant alternatif de la gamme de fréquences kilohertz ». Med Eng Phys 26(7) : 569-579.

Ward, A. R., V. J. Robertson et R. J. Makowski (2002). « Fréquences optimales pour la stimulation électrique par courant alternatif à moyenne fréquence ». Arch Phys Med Rehabil 83(7) : 1024-1027.

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