SAN-OM-29
ESTIMATION DU RISQUE DE CHUTE CHEZ LES PERSONNES AGEES DANS UN TUG INSTRUMENT
REVUE DE LA LITTERATURE
Les systèmes impliqués dans l’équilibre :
De nombreux chercheurs ont effectué plusieurs expériences afin de mettre en lumière les facteurs importants responsables des chutes. Bien que les facteurs qu’ils évoquent soient variés, ils concluent en adoptant diverses stratégies et expériences, que les facteurs internes comme le manque d’équilibre4 et les problèmes de posture sont les deux facteurs importants impliqués dans les chutes [35]. L’une de leurs expériences consiste à soumettre une personne à des perturbations [36]. Ces diverses expériences ont permis de conclure que les principales structures mises en jeu dans le maintien de l’équilibre et le contrôle de la posture sont le vestibule, le système proprioceptif, le système visuel, le système somatosensoriel et les informations cutanées plantaires. Chacun de ces systèmes que nous aborderons dans les sections suivantes possèdent des récepteurs sensoriels qui reçoivent des informations provenant aussi bien du monde intérieur qu’extérieur à l’humain. D’autres organes, que nous n’aborderons pas dans cette revue, sont également impliqués dans le processus d’équilibre à savoir le tronc cérébral, le cervelet, les ganglions de la base et les hémisphères cérébraux au niveau des aires motrices.
La vision:
Les études, comme celles présentées dans [37-40], ont montré que les PAMP ont une déficience visuelle liée à la maladie. Lord et coll. [41-43] ont montré dans leurs travaux qu’une privation des informations visuelles augmentait les oscillations posturales de 20% à 70%. En effet, le système visuel intervient comme un élément d’orientation et de déplacement dans l’espace. L’œil permet de fixer un point de repère essentiel : la position de l’individu par rapport aux objets qui l’entourent. Ces informations visuelles (renseignements spatiaux) sont transmises au système nerveux central (SNC) qui les exploite pour la posture et l’équilibration.
Le système somatosensoriel :
Le cortex somatosensoriel reçoit des informations provenant de la surface du corps par l’intermédiaire des neurones relais et des neurones sensitifs. Simoneau et coll. [45] ont étudié les effets du déficit du système somatosensoriel sur le contrôle de l’équilibre. Leur résultat indique que les déficits d’un tel système conduisent à une diminution marquée de l’aptitude à maintenir une position stable en station debout. En outre, leur étude démontre clairement que la fonction somatosensorielle est tout aussi importante que la vision dans le contrôle de la posture pendant une position statique et dynamique.
Les systèmes visuels et vestibulaires ne peuvent donc compenser entièrement la diminution des entrées somatosensorielles.
Les informations cutanées plantaires:
Il s’agit des informations provenant des mécanorécepteurs cutanés de la plante du pied.
Les sous-sections ci-dessous présentent les différents mécanorécepteurs intervenant dans le processus d’intégration des informations cutanées plantaires.
Les mécanorécepteurs cutanés:
La peau possède une variété de récepteurs sensoriels qui répondent à différents stimuli comme le toucher, la pression, la vibration, les variations de température ou la douleur. Ces différentes stimulations sont captées par ces récepteurs et véhiculées sous forme d’influx nerveux à travers un réseau de fibres jusqu’au système nerveux central. Les récepteurs sensoriels de la peau sont classés selon le type de stimulus. On distingue donc les thermorécepteurs pour la température, les nocicepteurs pour la douleur, les chémorécepteurs pour les substances chimiques, et les mécanorécepteurs cutanés qui feront l’objet de notre étude.
Évaluation du risque de chute à domicile en utilisant un téléphone intelligent et une
semelle instrumentée
Introduction:
L’identification des personnes qui sont à risque de chute en raison d’un problème d’équilibre demeure un défi majeur dans la prévention des chutes. Habituellement, une personne à risque de chute est identifiée par des tests instrumentés tels que le TUG [36], le test de Tinetti [141] ou l’échelle d’équilibre de Berg [80]. La plupart de ces tests sont effectués dans un environnement clinique ; ce qui pourrait être coûteux en temps et en argent pour le patient, sa famille ou pour le système de soins de santé. De plus, notons que les conséquences des chutes énoncées précédemment dans le chapitre 2 sont intensifiées par l’accélération du vieillissement de la population mondiale. Autrement dit, dans un avenir proche, il devrait y avoir plus de patients gériatriques et probablement moins de professionnels disponibles pour évaluer le risque de chute dans un cadre clinique.
Récemment, certaines études ont tenté de ramener l’évaluation du risque de chute à domicile en utilisant principalement le test TUG [29, 85] ou le test de Berg [104]. Ces travaux de recherche antérieurs montrent un bon potentiel, car ils pourraient permettre d’identifier un problème d’équilibre et une démarche instable à un stade précoce. Cependant, le protocole expérimental et les dispositifs qu’ils emploient comme ceux présentés dans [85] sont rarement manipulables ou accessibles à des utilisateurs non-avertis. Les valeurs cliniques qu’ils mesurent ne peuvent être interprétées par un utilisateur non-expert du domaine. En outre, bien que de nombreux aspects de l’équilibre et de la démarche puissent influencer le risque de chute, le facteur essentiel est la capacité de l’humain à répondre efficacement à des perturbations d’équilibre. Ces perturbations peuvent provenir de différents types de sol. Par exemple, il est connu que certaines surfaces de marche comme les surfaces molles ou du gravier rencontrées dans l’environnement immédiat de l’humain peuvent perturber son équilibre et représenter un facteur important du risque de chute [109, 142]. Malgré ces derniers résultats, dans les travaux précédents, le type de sol sur lequel le participant marche n’est pas pris en compte dans l’évaluation des tests cliniques principalement à domicile. Par conséquent, dans notre recherche, nous évaluons l’impact des perturbations de l’environnement (le type de sol) sur le risque de chute en utilisant le test instrumenté sur une seule jambe (mieux connu sous son nom en anglais : One Leg Standing Test ou OLS test12). À notre connaissance, ce test semble être le plus approprié pour une évaluation à domicile contrairement au test TUG qui contient une séquence d’activités. En fait, pendant que le TUG se fait sur trois mètres, l’OLST, quant à lui, nécessite peu d’espace pour être exécuté.
Système proposé:
Ce système comprend une semelle interactive (voir figure 2.8) et une application sur Android qui calcule un score associé à un niveau du risque de chute (figure 3.1). En effet, de nos jours, les téléphones intelligents ont reçu beaucoup d’attention dans le domaine du suivi à domicile.
Ils sont maintenant employés dans le suivi de la santé publique grâce à des capteurs sans fil [143] et peuvent être utilisés en télémédecine (soins de santé d’urgence et suivi intensif des patients à domicile).
Afin d’estimer les performances d’un utilisateur, l’application nommée OLS Test (home based one leg standing test) enregistre les données brutes des signaux provenant des quatre capteurs de force FSR de la semelle interactive. Le logiciel comporte essentiellement trois parties qui sont : 1) des instructions sur la façon d’exécuter correctement le test clinique, 2) le calcul d’un score selon la tâche à effectuer et 3) la visualisation des informations pertinentes pour l’utilisateur comme par exemple son score final.
|
Table des matières
CHAPITRE 1
INTRODUCTION GENERALE
1.1 Mise en contexte
1.2 Définitions
1.2.1 Chute
1.2.2 Notion de risque
1.3 Problématique
1.3.1 Les conséquences des chutes
1.3.2 La maladie de Parkinson
1.3.3 Fréquences des chutes chez les PAMP
1.4 Facteurs liés aux chutes
1.4.1 Les symptômes moteurs de la maladie
1.4.2 Autres facteurs du risque de chute
1.4.2.1 Facteurs liés au vieillissement
1.4.2.2 Facteurs extrinsèques du risque de chute
1.5 Conclusion et structure de la thèse
CHAPITRE 2
REVUE DE LA LITTERATURE
2.1 Les systèmes impliqués dans l’équilibre
2.1.1 La vision
2.1.2 Le vestibule
2.1.3 Le système proprioceptif
2.1.4 Le système somato-sensoriel
2.1.5 Les informations cutanées plantaires
2.1.5.1 Les mécanorécepteurs cutanés
2.1.5.2 Caractéristiques des mécanorécepteurs cutanés
2.1.6 Intégration des informations sensorielles
2.2 Méthodes de prévention des chutes
2.2.1 Méthodes de détection des risques de chutes
2.2.2 Méthode instrumentale
2.2.3 Analyse des méthodes de détection du risque
2.2.4 Méthodes de réduction des risques de chutes
2.3 Conclusion de la revue de la littérature
CHAPITRE 3
ÉVALUATION DU RISQUE DE CHUTE A DOMICILE EN UTILISANT UN TELEPHONE INTELLIGENT ET UNE SEMELLE INSTRUMENTEE
3.1 Introduction
3.2 Système proposé
3.3 Évaluation du risque de chute
3.3.1 Calcul des positions du centre de pression
3.3.2 Le score proposé pour le test clinique sur une seule jambe
3.4 Méthodologie proposée pour évaluer le dispositif interactif
3.4.1 Procédure expérimentale
3.4.2 Validation et utilisation du score
3.5 Résultats
3.6 Discussion
3.7 Conclusion
CHAPITRE 4
CONCEPTION D’UN MODELE D’EQUILIBRE EN BOUCLE FERMEE POUR EVALUER UN RISQUE DE CHUTE
4.1 Introduction
4.2 État de l’art sur les modèles d’équilibre existants
4.3 Conception du modèle d’équilibre proposé
4.4 Méthodologie expérimentale
4.4.1 Matériels utilisés
4.4.2 Évaluation du système proposé
4.5 Calcul du risque de chute
4.5.1 Le score proposé pour le modèle
4.5.1.1 Identification du modèle d’équilibre
4.5.1.2 Simulation du modèle
4.5.1.3 Le risque calculé par le modèle
4.5.2 Estimation du risque de chute lors du test sur une seule jambe
4.5.3 Perception humaine du niveau du risque de chute
4.6 Résultats
4.7 Discussion
4.8 Conclusion
CHAPITRE 5
UTILISATION D’UN DISPOSITIF INTERACTIF POUR DIFFERENCIER AUTOMATIQUEMENT PLUSIEURS TYPES DE SOL
5.1 Introduction
5.2 Méthodologie
5.2.1 Différenciation automatique des types de sol à l’aide de la chaussure interactive
5.2.1.1 Conditions expérimentales
5.2.1.2 Les données mesurées par la chaussure interactive et discussion des résultats
5.2.2 Évaluation du risque de chute en utilisant un prototype amélioré (semelle interactive)
5.2.2.1 Participants
5.2.2.2 Procédure expérimentale
5.2.2.3 Calcul du risque de chute
5.2.2.4 La perception humaine sur le risque de chute
5.2.2.5 Analyse statistique
5.3 Résultats et discussion
5.3.1 Discussion sur la différenciation des types de sol
5.3.2 Discussion sur le risque de chute calculé
5.3.3 Les limites de cette étude
5.4 Conclusion et perspectives
CHAPITRE 6
COMPARAISON DES PERFORMANCES DES STIMULATIONS AUDITIVE, VISUELLE ET VIBROTACTILE CHEZ LES PERSONNES ATTEINTES DE LA MALADIE DE PARKINSON DANS UN TEST TUG POUR REDUIRE LE RISQUE DE CHUTE SUR DIFFERENTS TYPES DE SOL
6.1 Introduction
6.2 Méthodologie
6.2.1 Participants
6.2.2 Procédure expérimentale
6.2.3 Analyse statistique
6.3 Résultats
6.3.1 iTUG sans stimulation
6.3.2 Utilisation de stimulation lors du test iTUG
6.3.2.1 Effets des 10% sur le sol de référence
6.3.2.2 Effets de la stimulation sur le risque de chute sur les sols déformables
6.4 Discussion
6.4.1 Effet de « sans stimulation » sur le risque de chute
6.4.2 Effet de la stimulation auditive et visuelle sur le niveau du risque de chute
6.4.3 Effet de la stimulation vibrotactile
6.5 Conclusion : implications cliniques et limitations
CHAPITRE 7
ESTIMATION DU RISQUE DE CHUTE CHEZ LES PERSONNES AGEES DANS UN TUG INSTRUMENTE EN UTILISANT UN RESEAU DE NEURONES ARTIFICIELS
7.1 Introduction
7.2 Méthodologie
7.2.1 Algorithme de segmentation du signal TUG
7.2.2 Les paramètres STATISTIQUES DE L’ÉQUILIBRE : ENTRÉES DU RÉSEAU
7.2.3 Description de l’algorithme
7.2.4 Calcul d’un risque de chute et autres paramètres de sorties
7.2.5 Analyse statistique des données
7.3 Résultats
7.4 Discussion
7.5 Conclusion
CHAPITRE 8
CONCLUSION GENERALE
8.1 Introduction
8.2 Contributions scientifiques
8.3 Recommandations et travaux futurs
8.4 Conclusion
ANNEXES
RÉFÉRENCES
