La transition assis-debout (TAD)

La transition assis-debout (TAD)

La transition assis-debout (TAD)

La transition assis-debout (TAD) est une tâche essentielle à l’autonomie ; elle est effectuée entre 60 (Dall and Kerr, 2010) et 92 (McLeod, 1975) fois par jour et est considérée comme un pré-requis à la marche. C’est une tâche complexe et difficile, exigeant une force importante (pour certaines personnes âgées, jusqu’à 97% de la force maximale disponible (Hughes, Myers et al., 1996)). Comme son nom l’indique, la TAD s’initie en position assise, posture statique à un support (la chaise) et deux points d’appuis servant à l’équilibre (les jambes). Cette posture est particulièrement stable puisque la charge est presque entièrement supportée par la chaise. S’ensuit le transfert vers la position debout, posture dynamique à deux supports (les jambes), assurant l’équilibre et le support de la charge. La TAD est une tâche de chargement du poids du corps (PdC) sur les jambes. Cette transition requiert un déplacement important du centre de gravité du corps (CdM) (Mathiyakom, McNitt-Gray et al., 2005), généré par à une flexion rapide du tronc, créant un moment vers l’avant qui est progressivement transféré vers le haut (Pai and Rogers, 1990; Pai and Rogers, 1991; Pai, Naughton et al., 1994; Pai, Rogers et al., 1994). Il faut une juste dose de force (Schenkman, Hughes et al., 1996; Alexander, Schultz et al., 1997; Gross, Stevenson et al., 1998; Arnold, Anderson et al., 2005) et d’équilibre (Pandy, Garner et al., 1995; Riley, Popat et al., 1995; Schenkman, Hughes et al., 1996; Pai, 1999; Pavol, Runtz et al., 2004; Wu, Ji et al., 2006) pour effectuer la TAD.

Troubles de la TAD

La TAD, une tâche en apparence simple, est problématique pour un grand nombre de personnes, particulièrement les personnes âgées. En effet, l’étude de Rotterdam (Odding, Valkenburg et al., 2001) suggère que près de 25% des hommes, et 37% des femmes de 55 ans et plus ont une certaine difficulté à se lever. L’étude de Munton (1981), qui étudie les problèmes liés aux sièges facilitant la TAD, décortique les résultats d’un questionnaire rempli par 379 patients d’une clinique rhumatologique et rapporte que 42% d’entre eux ont de la difficulté à se lever et que 49% ont besoin d’une aide technique (AT) (ex. appuibras). Il s’agit donc d’un problème réel et fréquent. Deux stratégies d’exécution de la TAD sont souvent décrites dans la littérature. La première, souvent appelée la stratégie de transfert du moment, est utilisée par les personnes saines n’ayant pas de difficulté à effectuer la TAD (voir section 1.1).

Cette stratégie a comme objectif probable la minimisation de l’énergie requise pour effectuer la tâche, puisqu’elle utilise l’inertie du tronc comme force de levage. Elle requiert toutefois des moments articulaires importants pour initier le mouvement (Mak, Levin et al., 2003; Mathiyakom, McNitt-Gray et al., 2005). Papa et al. (1999), suggèrent plutôt que le moment créé est utilisé uniquement pour la flexion du tronc et n’a comme objectif que la stabilisation, et non la minimisation de l’énergie. La seconde stratégie, souvent appelée la stratégie de stabilité (Hughes and Schenkman, 1996; Papa and Cappozzo, 2000), est utilisée par les personnes atteintes d’un trouble affectant leur capacité à effectuer la TAD. Cette stratégie découpe la tâche en deux étapes : le transfert du poids sur les pieds, suivi de l’extension du corps. Ce découpage permet une plus grande stabilité et surtout, une diminution des moments extenseurs aux genoux et aux hanches (Pai, Naughton et al., 1994; Kuo, 1995; Papa and Cappozzo, 1999; Papa and Cappozzo, 2000; Mak, Levin et al., 2003; Mathiyakom, McNitt-Gray et al., 2005).

Causes et conséquences des troubles à la TAD

Il existe d’innombrables raisons pouvant expliquer qu’une personne ait de la difficulté à se lever. Toutefois, ces raisons peuvent être groupées en deux catégories principales: les troubles locomoteurs et les troubles purement mécaniques. Par troubles locomoteurs, on entend les troubles qui rendent difficile la TAD, mais ne sont pas des obstacles physiques à son exécution, tels que l’arthrose, le Parkinsons, la paraplégie, la sclérose en plaques, etc. Par trouble mécanique, on fait référence aux amputations, déformations, etc. qui empêchent mécaniquement d’effectuer une TAD. Bien que les personnes souffrant de problèmes appartenant aux deux groupes puissent bénéficier d’AT à la TAD, nous nous intéresserons surtout au premier groupe. Le second groupe requiert des AT plus spécialisées voire même, personnalisées, car chaque individu doit effectuer une TAD propre à sa situation.

Les maladies les plus susceptibles de causer un problème lors de la TAD, sont les troubles locomoteurs, tel que l’arthrose (Munton, 1981; Munton, Ellis et al., 1981; Munton, Ellis et al., 1984; Munro, Steele et al., 1998; Su, Lai et al., 1998; Munro and Steele, 2000) et l’hémiplégie (Hesse, Schauer et al., 1998; Brunt, Greenberg et al., 2002), les maladies dégénératives, telles que le Parkinson et la sclérose en plaque (Nikfekr E., 2002; Mak, Levin et al., 2003), et la perte de force musculaire, qui résulte souvent de la sédentarité accrue des personnes âgées (Hutchinson, Riley et al., 1994; Hughes, Myers et al., 1996). Toutes ces causes ont en commun une ou plusieurs de trois conséquences: des douleurs articulaires, un équilibre/contrôle déficient et une force musculaire limitée (Gross, Stevenson et al., 1998). Or, ces conséquences ne sont pas nécessairement indépendantes, puisque les douleurs articulaires encouragent un sédentarisation accrue (Hendry, Williams et al., 2006) et donc une diminution de la forme physique et de la force musculaire (Cecchi, Molino-Lova et al., 2009; Iwamoto, Suzuki et al., 2009).

La force musculaire aide (Iwamoto, Suzuki et al., 2009; Kim and Lockhart, 2009) à l’équilibre et réduit la probabilité de chutes. Mais la peur de chuter, à elle seule, peut entraîner une diminution des activités physiques (Pavol, Runtz et al., 2004; Stel, Smit et al., 2004), ce qui, à terme, diminue la capacité à effectuer la TAD. Puisque la TAD est un pré-requis essentiel à la marche: il en va de l’autonomie des personnes. En plus, l’incapacité à se lever avec aise est associée a un risque élevé de chutes et de fractures de la hanche (Nevitt, Cummings et al., 1989; Cummings, Nevitt et al., 1995). Les troubles à la TAD sont donc importants car ils ont pour effet d’augmenter la fréquence des hospitalisations, le taux d’institutionnalisation et de miner la qualité de vie des personnes en cause.

Aides techniques à la TAD

Il existe plusieurs types d’AT à la TAD; des plus simples aux plus complexes. L’aide la plus simple et la plus utilisée, est l’appui-bras, qui permet de transférer une partie de l’effort au membre supérieur. L’effet sur les moments aux genoux, aux hanches et aux chevilles est important (Ellis, Seedhom et al., 1984; Arborelius, Wretenberg et al., 1992; Wretenberg, Arborelius et al., 1993; Turner, Yate et al., 2004). Ellis (1984) estime que les FdC tibio-fémorales passeraient de 4 fois le poids du corps à 3 fois. Arborelius (1992), pour sa part, estime une diminution de 30% de celles-ci tandis que Wretenberg (1993) mesure 44% de diminution des moments à la hanche et une diminution de 33% des efforts aux genoux. Toutefois, l’appui-bras requiert un effort important aux épaules et aux bras, surtout si la personne a de la difficulté à se lever.

En effet, Alexander (1991) a mesuré que sur des femmes âgées, l’effort aux bras requis pour se lever, passe de 18% à 29% du PdC si celles-ci ne sont pas capable de se lever sans appui-bras. Il s’agit d’un effort important qui peut être réduit grâce à un autre type d’AT. Mais fondamentalement, si ces personnes utilisent autant les bras, c’est que leurs genoux, hanches ou chevilles sont trop douloureux, ou ne produisent plus les moments nécessaires pour se lever (l’un pouvant être la cause de l’autre, voir section 1.2.1). Diminuer ces douleurs, ou limiter l’effort déployé pour effectuer la TAD constitue le rôle premier de l’AT à la TAD. Le second rôle, celui d’augmenter la stabilité, bien qu’important, est généralement subordonné au premier par la présence de prises ou appui-bras sur l’AT à la TAD.

Table des matières

CHAPITRE 1 PROBLÉMATIQUE ET OBJECTIFS
1.1 La transition assis-debout (TAD)
1.2 Troubles de la TAD
1.2.1 Causes et conséquences des troubles à la TAD
1.3 Aides techniques à la TAD
1.4 Forces de contact et la TAD
1.5 Postulat
1.5.1 Hypothèse
1.5.2 Objectif principal : Développer un modèle permettant l’estimation des forces de contact
1.5.3 Objectif secondaire : Simuler l’effet d’une force virtuelle sur le modèle
1.5.4 Variables mesurées et estimées
CHAPITRE 2 ÉTAT DE L’ART
2.1 Méthodes de modélisation
2.1.1 Dynamique inverse
2.1.2 Optimisation musculaire
2.2 La transition assis-debout
2.2.1 Cinématique de la transition assis-debout
2.2.2 Évaluation des forces appliquées par les aides techniques
CHAPITRE 3 MÉTHODOLOGIE
3.1 Source de données (IRGLM)
3.1.1 Marqueurs
3.2 Outil de modélisation (Anybody Modeling System)
3.2.1 Étapes de résolution
3.2.2 Analyse de la cinématique
3.2.3 Analyse de la dynamique inverse
3.2.4 Optimisation des forces musculaires
3.2.5 Forces de contact
3.2.6 Dépôt de modèles (version 6.0.1)
3.3 Modèle du membre inférieur
3.3.1 Segments
3.3.2 Degrés de liberté
3.3.3 Points anatomiques
3.3.4 Articulations
3.3.5 Muscles
3.4 Anthropométrie et mise à l’échelle
3.5 Contraintes de pilotage
3.5.1 Contraintes d’ancrage
3.5.2 Contraintes posturales
3.5.3 Propagation de l’erreur
3.6 Entrées du modèle de la TAD
3.6.1 Cinématique
3.6.2 Forces de réaction au sol
3.6.3 Forces externes synthétiques (forces virtuelles)
CHAPITRE 4 RÉSULTATS
4.1 Mise en contexte à la présentation des résultats
4.2 Sans muscle : Forces et moments articulaires
4.2.1 Sans force virtuelle (N0)
4.2.2 Avec force virtuelle
4.3 Avec muscles : Forces et moments de contact
4.3.1 Sans force virtuelle (M0)
4.3.2 Avec force virtuelle
CHAPITRE 5 DISCUSSION
ANNEXE I
ANNEXE II
BIBLIOGRAPHIE

Télécharger le rapport complet