Analyse biomécanique de la préhension chez la personne âgée

Le vieillissement est un processus qui, au cours du temps, transforme un sujet adulte en bonne santé en un individu présentant des aptitudes physiques altérées. Celles-ci se caractérisent par une diminution de l’habileté et des réserves énergétiques amoindries au niveau de la plupart des systèmes physiologiques. L’augmentation actuelle du nombre de personnes âgées est la conséquence d’une transition démographique qui se caractérise par une baisse des taux de fécondité et de mortalité et une augmentation de l’espérance de vie (Fig. 0.1). En ce début du XXIe siècle, les personnes âgées sont environ 629 millions dans le monde, soit trois fois plus qu’il y a 50 ans. Vers 2050, elles devraient être deux milliards, soit, là encore, une multiplication par trois en 50 ans.

Le vieillissement de la population pose de nouveaux problèmes qui nécessitent une adaptation rapide des mentalités, des comportements, des modes de vie, des institutions et de l’organisation des systèmes de protection sociale. Si des réponses appropriées ne sont pas apportées rapidement, il est à craindre que s’accentuent l’isolement et l’exclusion que connaissent déjà, un grand nombre de personnes âgées. Envisager une société âgée et dépendante dans un monde adapté à l’âge adulte serait en contradiction avec les recherches actuelles qui visent à prévenir les effets du vieillissement et favoriser l’autonomie.

Théories du vieillissement

Définitions 

Le vieillissement est un phénomène complexe et multifactoriel d’où la difficulté à établir une définition qui englobe tous ces aspects. Il est donc nécessaire de différencier ce qui relève de la sénescence c’est-à-dire ce qui est relatif au déroulement du temps biologique, de ce qui fait référence à l’avancé en âge c’est-à dire ce qui résulte du temps chronologique. Le vieillissement pourrait donc être défini comme l’ensemble des processus physiologiques et psychologiques qui modifient la structure et les fonctions de l’organisme sous l’action du temps (Austad, 1997).

Il est la résultante des effets combinés de facteurs intrinsèques (génétiques) et de facteurs extrinsèques (environnementaux) auxquels est soumis l’organisme au cours de la vie.

La manifestation du vieillissement est spontanée et programmée. Des facteurs génétiques participent à la mise en marche de ce phénomène mais l’ensemble des contraintes environnementales peuvent également, dans une large mesure, influencer l’apparition et l’amplitude du processus. C’est pourquoi, il existe de grandes variations de vieillissement d’un organe à l’autre et d’un individu à l’autre. En effet, la population âgée se caractérise par une grande hétérogénéité. En effet, les conséquences du vieillissement peuvent être importantes chez certains sujets et minimes chez d’autres qui ont pourtant le même âge chronologique.

Démographie du vieillissement 

Comparaisons internationales 

Le vieillissement de la population est un phénomène qui touche l’ensemble des pays même si il existe des variations importantes entre les différentes régions du monde . Contrairement à ce que l’on pourrait imaginer, la majorité des personnes âgées se situe en Asie avec 54 % de la population mondiale alors que l’Europe ne vient qu’en seconde position avec 24 %. Selon les prévisions, la proportion des personnes âgées de plus de 65 ans dépassera celle des jeunes à partir de 2050 et ce, pour la première fois de l’histoire de l’humanité (Dupâquier, 2002). Le pourcentage des personnes âgées dans le monde devrait passer de 8 % en 1950 à 21 % vers 2050.

L’espérance de vie à la naissance s’est considérablement améliorée et est passée de 46 à 66 ans entre 1950 et 2000. A 60 ans, l’espérance de vie est actuellement de 17 ans pour les hommes et de 20 pour les femmes. L’augmentation de l’espérance de vie à la naissance est d’abord la conséquence directe de la baisse de la mortalité infantile.

Démographie française 

Entre 1950 et 2000, la population française a augmenté de près de 18 millions de personnes. Cette forte augmentation de population totale est largement due à l’accroissement naturel, mais aussi pour plus de 30 % à l’accroissement de la population âgée de plus 60 ans qui est passée de 6 à plus de 12 millions de personnes (Dupâquier, 2002). Ce vieillissement résulte de l’effet conjugué d’une forte diminution de la natalité (l’indice de fécondité passant de 2,67 en 1958 à 1,75 en 1998) et de la baisse de la mortalité chez les sujets âgés de plus 60 ans .

La forme de la pyramide des âges est riche d’informations. Elle nous renseigne sur les déséquilibres actuels mais aussi sur les personnes âgées en devenir ce qui permet d’anticiper sur les changements à venir. En France, l’espérance de vie à la naissance est respectivement passée de 65 ans pour les hommes et 72 ans pour les femmes en 1955 à 74,6 et 82,2 ans en 1998 et devrait atteindre, selon les projections, 77,9 et 86,4 ans d’ici 2020. Parallèlement à l’augmentation de l’espérance de vie à la naissance, celle à 60 ans est passée de 17 ans en 1950 à 23 ans en 2000 et devrait atteindre 29 ans en 2040. En 1999, les personnes âgées formaient un groupe de 12,5 millions d’individus qui devrait dépasser celle des moins de 20 ans d’ici 2012 (Brutel, 2001).

Théories du vieillissement

Historiquement, diverses hypothèses ont étaient émises sur les causes du vieillissement. Selon Hippocrate, au IVe siècle avant J.-C., le vieillissement était causé par une perte de la chaleur corporelle avec l’âge. Pour Aristote, le vieillissement était une maladie naturelle. Au IIe siècle après J.-C., Galien attribuait la cause du vieillissement à un ensemble de processus qui pouvaient être ralentis par une meilleure hygiène de vie. Au XIXe siècle, Brown-Séquard (Brown-Séquard, 1889) émettait l’hypothèse que le vieillissement était lié à un problème hormonal.

Depuis, de nombreuses théories ont été proposées pour tenter d’expliquer le vieillissement sur la base d’observations biologiques, mais aussi d’expériences significatives. Il existerait, aujourd’hui, plus de 300 théories du vieillissement qui donnent des informations plus ou moins pertinentes mais non exhaustives sur les origines de ce phénomène biologique incontournable (Medvedev, 1990). Celles-ci peuvent être divisées en quatre sous-classes : descriptives, évolutionnistes, génétiques et environnementales. Aucune d’entre elles ne peut, seule, expliquer la globalité du processus de vieillissement mais contribue, en partie, à sa compréhension. Loin de s’exclure mutuellement, elles sont souvent complémentaires et montrent à quel point le vieillissement est multifactoriel.

Théories évolutionnistes 

En se basant sur le vieillissement de différentes espèces animales, les théories évolutionnistes s’intéressent aux altérations biologiques de l’organisme survenues en fonction de l’âge afin d’en tirer des conclusions quant aux mécanismes universels du vieillissement. Trois modèles de vieillissement ont ainsi pu être proposés chez les animaux:

• Le vieillissement rapide : un exemple représentatif de cette catégorie de poissons est le saumon du Pacifique. Le mâle de cette espèce meurt juste après l’accouplement. La mort est précédée par un vieillissement accéléré induit par une décharge d’hormones glucorticostéroïdes (Huey, 1991);
• Le vieillissement négligeable : les animaux comme les esturgeons, les tortues et les crocodiles vivent longtemps. Leur taille maximale est atteinte lors de la maturation sexuelle mais ils continuent à croître lentement et gardent leur capacité de multiplication cellulaire. Aucun signe de sénescence n’est observé chez ces animaux, mais il est possible qu’elle se déroule à un rythme très lent (Patnaik & Mahapatro, 1994);
• Le vieillissement progressif : certains poissons, reptiles, serpents et amphibiens dont la taille maximale est atteinte rapidement, vieillissent progressivement (Patnaik, 1994).

Même si les études effectuées sur les animaux ne peuvent pas être directement extrapolées à l’homme, la compréhension des mécanismes inducteurs de différents types de vieillissement est nécessaire car elle donne des indications précises quant aux mécanismes généraux responsables de l’initiation du processus (Spangler & Ingram, 1996).

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PARTIE I : CADRE THEORIQUE
CHAPITRE I. THEORIES DU VIEILLISSEMENT
I.1. INTRODUCTION
I.2. DEFINITIONS
I.3. DEMOGRAPHIE DU VIEILLISSEMENT
I.3.1. COMPARAISONS INTERNATIONALES
I.3.2. DEMOGRAPHIE FRANÇAISE
I.4. THEORIES DU VIEILLISSEMENT
I.4.1. THEORIES EVOLUTIONNISTES
I.4.2. THEORIES DESCRIPTIVES
I.4.2.1. Changements structuraux
I.4.2.2. Changements fonctionnels
I.4.3. THEORIES GENETIQUES
I.4.3.1. Erreurs de transmission de l’information
I.4.3.2. Altération de l’ADN mitochondriale
I.4.3.3. Instabilité génétique
I.4.3.4. Arrêt du cycle cellulaire
I.4.4. THEORIES ENVIRONNEMENTALES
I.4.4.1. Radicaux libres de l’oxygène
I.4.4.2. Autres facteurs environnementaux
I.5. EFFETS DU VIEILLISSEMENT
I.5.1. ÉVOLUTIONS CORPORELLES
I.5.2. VIEILLISSEMENT CUTANE
I.5.3. ALTERATIONS DES FONCTIONS CEREBRALES ET NERVEUSES
I.5.4. VIEILLISSEMENT DU SYSTEME CARDIOVASCULAIRE
I.5.5. INSUFFISANCES RESPIRATOIRES
I.5.6. DEFICITS SENSORIELS
I.5.7. AFFAIBLISSEMENT DE L’APPAREIL LOCOMOTEUR
I.5.8. TROUBLES NUTRITIONNELS
I.5.9. AFFAIBLISSEMENT IMMUNITAIRE
I.5.10. PROBLEMES URO-GENITAUX
I.5.11. SENESCENCE ENDOCRINIENNE
I.6. CONSEQUENCES DU VIEILLISSEMENT
I.7. EVALUATION DU VIEILLISSEMENT
I.7.1. AUTONOMIE ET DEPENDANCE
I.7.2. ECHELLES ET TESTS CLINIQUES
I.7.3. RECHERCHE EXPERIMENTALE
I.7.3.1. Les études longitudinales
I.7.3.2. Les études transversales
I.7.3.3. Variabilité intra-individuelle
I.7.3.4. Variabilité interindividuelle
I.7.3.5. Synthèse
I.8. CONCLUSION
CHAPITRE II. ÉTUDE DU MOUVEMENT DE PREHENSION
II.1. INTRODUCTION
II.2. DESCRIPTION ANATOMIQUE DU MEMBRE SUPERIEUR
II.2.1. OSTEOLOGIE DU MEMBRE SUPERIEUR
II.2.1.1. La ceinture scapulaire
II.2.1.2. Le bras
II.2.1.3. L’avant-bras
II.2.1.4. La main
II.2.2. ARTHROLOGIE DU MEMBRE SUPERIEUR
II.2.2.1. L’épaule
II.2.2.2. Le coude
II.2.2.3. Le poignet
II.2.2.4. La main
II.2.3. DESCRIPTION FONCTIONNELLE DU MEMBRE SUPERIEUR
II.2.3.1. Mouvements du membre supérieur
II.2.3.2. Mouvements des doigts
II.3. DESCRIPTION DES POSTURES MANUELLES
II.4. DESCRIPTION BIOMECANIQUE DU MOUVEMENT DE PREHENSION
II.4.1. PHASE DE TRANSPORT
II.4.2. PHASE DE SAISIE
II.4.3. CONTROLE DU MOUVEMENT DE PREHENSION
II.4.3.1. Relation entre les deux composantes
II.4.3.2. Influence des propriétés extrinsèques de l’objet
II.4.3.3. Influence des propriétés intrinsèques de l’objet
II.4.4. INFLUENCE DE L’OBSTACLE SUR LE MOUVEMENT DE PREHENSION
II.4.5. MOUVEMENT DE PREHENSION CHEZ LA PERSONNE AGEE
II.4.5.1. Effet sur la phase de transport
II.4.5.2. Effet sur la saisie
II.5. PATHOLOGIES DU MEMBRE SUPERIEUR
II.6. EVALUATION DE LA PREHENSION
II.6.1. GRILLES GENERIQUES
II.6.1.1. Grilles non quantifiées
II.6.1.2. Grilles quantifiées
II.6.2. GRILLES SPECIFIQUES
II.6.3. AIDES A LA PREHENSION
II.6.4. CONCLUSION
PARTIE II : TRAVAUX EXPERIMENTAUX
CHAPITRE III. PROTOCOLES EXPERIMENTAUX
III.1. INTRODUCTION
III.2. MESURE DU MOUVEMENT
III.2.1. RAPPELS HISTORIQUES
III.2.2. SYSTEMES DE MESURE DU MOUVEMENT DE PREHENSION
III.2.2.1. Techniques à base de capteurs
III.2.2.2. Techniques à base de vision
III.2.2.3. Synthèse
III.3. PROTOCOLE EXPERIMENTAL 1
III.3.1. POPULATION 1
III.3.2. MATERIEL 1
III.3.2.1. Description du Cyberglove
III.3.2.2. Calibrage du gant
III.3.3. CONDITIONS EXPERIMENTALES 1
III.3.3.1. Objets
III.3.3.2. Obstacles
III.3.3.3. Positions
III.3.3.4. Conditions contrôles
III.3.4. PROCEDURE EXPERIMENTALE 1
III.4. PROTOCOLE EXPERIMENTAL 2
III.4.1. POPULATION 2
III.4.2. MATERIEL 2
III.4.2.1. Le gant de donnée Cyberglove
III.4.2.2. Répétabilité du Cyberglove
III.4.2.3. Le système optoélectronique Vicon
III.4.2.4. Répétabilité du Vicon
III.4.2.5. Caméra vidéo
III.4.3. CONDITIONS EXPERIMENTALES 2
III.4.3.1. Objet
III.4.3.2. Obstacles
III.4.3.3. Positions
III.4.3.4. Procédure 2
III.4.4. DUREE DES EXPERIMENTATIONS
III.4.5. TRAITEMENT DES DONNEES
III.5. CONCLUSION
CHAPITRE IV. CARACTERISATION DU MOUVEMENT DE PREHENSION AVEC OBSTACLE.
IV.1. INTRODUCTION
IV.2. PROBLEMATIQUE
IV.3. ANALYSE DU MOUVEMENT DE PREHENSION AVEC OBSTACLE
IV.3.1. ANALYSE TEMPORELLE
IV.3.2. ANALYSE CINEMATIQUE DE LA PHASE DE TRANSPORT
IV.3.2.1. Analyse des trajectoires du poignet
IV.3.2.2. Vitesse tangentielle du poignet
IV.3.3. ANALYSE DE LA PHASE DE SAISIE
IV.3.3.1. Types de saisie
IV.3.3.2. Ouverture maximale de la pince
IV.3.3.3. Evolutions articulaires de la main
IV.3.3.4. Postures finales
IV.4. DISCUSSION
IV.5. CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE

Télécharger le rapport complet