Introduction : La capacité de pouvoir réaliser deux tâches de manière simultanée (double tâche ; DT) est régulièrement sollicitée dans notre quotidien. Elle nous permet, entre autres, de pouvoir marcher de manière indépendante et sécuritaire dans la communauté. Cependant, la réalisation d'une activité en DT peut provoquer une diminution de performance de l'une ou des deux tâches (coût de la DT). La grande majorité des études ayant exploré le phénomène de DT chez les personnes âgées et les personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral (AVC) a toutefois utilisé des tâches locomotrices simples et des tâches cognitives peu écologiques (ex. soustractions, Stroop test) permettant difficilement d'extrapoler ces résultats aux activités de la vie quotidienne. Ainsi, l'objectif général de cette thèse est de mieux comprendre les interférences cognitivo-locomotrices (ICL) lors de la réalisation d'activités représentatives de la vie quotidienne chez les personnes âgées et des personnes ayant subi un AVC. Méthodologie : Afin de mieux comprendre le phénomène de DT lors d'activités représentatives de la vie quotidienne, un protocole expérimental en environnement virtuel a été développé. Lors de l'évaluation des ICL, tous les participants ont été immergés dans un environnement virtuel simulant un couloir de centre commercial, à l'aide d'un casque de réalité virtuelle (RV). Les déplacements dans l'environnement virtuel ont été réalisés à l'aide d'une plateforme omnidirectionnelle. En condition de DT, les participants devaient se déplacer dans l'environnement virtuel tout en mémorisant une liste d'achats de 5 items, délivrée au début de la tâche de marche. Deux niveaux de difficulté de tâches locomotrices et cognitives ont été utilisés. La complexification de la tâche locomotrice a été faite grâce à l'ajout d'agents virtuels devant être évités et celle de la tâche cognitive par la modification de 2 items de la liste d'achats au cours de la réalisation de la tâche. Les performances locomotrices et cognitives ont été mesurées en simple tâche (ST) et en DT. Les ICL ont été quantifiées à l'aide des coûts de la DT (% de changement des performances entre la simple et la double tâche). Ce protocole a permis d'évaluer les capacités locomotrices et cognitives en DT auprès de trois populations, c'est-à-dire les jeunes adultes en santé, les adultes en santé âgés de 55 ans et plus, ainsi que les adultes ayant subi un AVC. Résultats : Malgré leur âge et l'absence de limitations fonctionnelles, les jeunes adultes ont présenté des coûts cognitifs lors de la réalisation de la DT la plus complexe. Dans la majorité des conditions de DT, les personnes âgées de 55 ans et plus ont, quant à elles, présenté des coûts locomoteurs et/ou cognitifs. Cette étude a également démontré que les coûts locomoteurs augmentent avec l'âge, ce qui n'a pas été constaté au niveau des coûts cognitifs. Chez ces deux populations en santé, les coûts de la DT ont principalement été influencés par la complexité de la tâche cognitive. Des coûts de la DT ont également été observés chez les personnes ayant subi un AVC, dans toutes les conditions de DT à l'exception de la plus simple. Cependant, les personnes ayant subi un AVC ont présenté des coûts cognitifs dans des conditions de DT durant lesquelles les personnes en santé appariées en âge n'en ont pas présenté et la magnitude des coûts cognitifs a été plus importante chez les personnes ayant subi un AVC durant la condition de DT la plus complexe. Conclusions : La réalisation d'une DT a un effet sur les performances cognitives et/ou locomotrices, et ce, même chez les personnes ne présentant pas de limitations des fonctions locomotrices et cognitives. Des différences de patrons d'interférences ou de magnitude de coûts de la DT ont été observées en fonction de l'âge, la présence d'une lésion cérébrale ou la complexité des tâches réalisées. Ces observations soulignent l'importance d'évaluer aussi bien les performances locomotrices que cognitives lors de l'évaluation des capacités de DT. La RV semble être une modalité d'évaluation prometteuse permettant de quantifier les capacités de la DT lors de tâches représentatives de la vie quotidienne. / Background: The ability to perform two tasks simultaneously (i.e dual task, DT) is regularly used in our daily lives. It enables, among other things, to walk independently and safely in the community. However, walking while performing another task may deteriorate one or both tasks' performances (DT cost). Most studies exploring the DT phenomenon in older adults and stroke survivors have used simple locomotor tasks and cognitive tasks with questionable ecological validity (e.g., subtractions, Stroop test) that make it difficult to extrapolate these results to activities of everyday life, however. Thus, the general objective of this thesis is to better understand cognitive-locomotor interferences during activities representative of daily living in elderly people and persons who have sustained a stroke. Methodology: A virtual reality-based protocol was developed to assess DT abilities during activities representative of everyday life. All participants were immersed in a virtual mall corridor using a virtual reality (VR) headset. Walking movements in the virtual environment were performed using an omnidirectional platform. In the DT conditions, participants had to move forward in the virtual environment while memorizing a 5-item shopping list, delivered at the beginning of the walking task. Two levels of difficulty were proposed in both locomotor and cognitive tasks. The locomotor task was complexified by adding a virtual agent to avoid and the cognitive task was complexified by modifying 2 items of the shopping list during the task. Locomotor and cognitive performances were measured in single task (ST) and DT. Cognitive-locomotor interferences were quantified using DT costs (% change in performance between single and dual tasks; DTC). This DT assessment protocol was used in 3 populations, i.e healthy young adults, healthy adults aged 55 years and older, and adults with stroke. Results: Despite their age and the absence of functional limitations, young adults showed cognitive DTC when performing the most complex condition. In most DT conditions, individuals aged 55 years and older, on the other hand, exhibited locomotor and/or cognitive DTC. This study also showed that locomotor DTC increased with age, which was not the case for cognitive DTC. In both healthy populations, DTC were primarily influenced by the complexity of the cognitive task. DTC were also observed in stroke survivors in all but the simplest DT conditions. Individuals with a stroke exhibited cognitive DTC in certain DT conditions in which age-matched healthy individuals did not. Moreover, the magnitude of cognitive costs was greater in stroke survivors than in healthy individuals when the most complex DT condition was executed. Conclusions: Activities in DT impact cognitive and/or locomotor performance, even in individuals who do not present any limitations in locomotor or cognitive functions. Differences in interference pattern or in DTC magnitude were observed as a function of age, presence of a brain lesion and complexity of the tasks performed. These observations highlight the importance of assessing both locomotor and cognitive performances when characterizing DT abilities. VR seems to be a promising assessment approach to quantify DT abilities during activities representative of daily life.

La proprioception est le sens qui nous permet de situer nos segments et notre corps dans l’espace. Il joue un rôle important dans la planification et l’exécution des mouvements, nous permettant de réaliser toute activité. Or, à la suite d’une lésion du système nerveux central des déficits proprioceptifs peuvent subvenir. Ces déficits ont un impact sur la rééducation motrice et sur la reprise autonome des activités du quotidien. Il est donc nécessaire de pouvoir évaluer objectivement et précisément ces déficits pour pouvoir offrir une réadaptation optimale à cette population. Actuellement, les principaux outils d’évaluation utilisés en clinique permettent uniquement d’observer la présence ou l’absence de ces déficits, sans permettre d’évaluer leur sévérité. Pour pallier à ce manque de précision de mesure, la robotique est de plus en plus utilisée. Or, les protocoles d’évaluation, utilisant cette nouvelle technologie, ne semblent pas être adéquats aux personnes présentant de multiples déficits, tel que ceux induits par un accident vasculaire cérébral. Le but de mes travaux de maîtrise était de développer, de valider et d’étudier la fidélité d’un outil permettant de quantifier le sens de la position du bras à l’aide d’un outil adapté aux personnes ayant subi un AVC. Pour ce faire la combinaison d’un exosquelette et d’un système de réalité virtuelle a été utilisée. Avant de valider ce protocole auprès d’une population ayant subi un AVC, notre étude a démontré que ce protocole d’évaluation permet de quantifier objectivement le sens de la position au niveau du coude auprès d’une population de jeunes adultes sains. La fidélité test-retest a été obtenue en comparant les scores obtenus lors de deux sessions d’évaluation espacées d’une semaine. Le protocole d’évaluation a démontré une fidélité acceptable. Des études consacrées à la validation de ce protocole d’évaluation auprès d’une population ayant subi un AVC sont en cours. / Proprioception is defined as the ability to perceive body segment positions and movements in space. Proprioceptive sense is known to play a significant role for the planning and execution of movements. After a central nervous system injury, individuals present proprioceptive impairments. It is known that proprioceptive deficits had a negative impact on motor and functional recovery. Thus, it is important to objectively assess proprioception in order to provide optimal rehabilitation. At this time, the most commonly used proprioception clinical assessments have mostly the capacity to detect if proprioceptive deficits are present or not. To enable a more precise assessment, robotic systems are increasingly used. However, experimental task protocols, using this new technology, does not seem to be adapted for people presenting multiple impairments such as those induced by a stroke. The aim of this Master thesis was to develop, validate and evaluate the reliability of an assessment protocol that enables the quantification of proprioception, more specifically the position sense, of the upper limb. This assessment tool is adapted for people with a stroke. In order to reach this goal, a robotic device and a virtual reality system were used. Before using this protocol with individuals who sustained a stroke, this study demonstrated the assessment protocol capacity to objectively quantify elbow position sense in healthy young adults. Test-retest reliability was obtained by comparing scores from both evaluation sessions. The assessment protocol demonstrated a fair test-retest reliability. Studies are underway to validate this assessment protocol in a stroke population.

L'accident vasculaire cérébral (AVC), est un problème de santé majeur au niveau mondial. Les traitements de réadaptation visent à réduire le fardeau individuel et sociétal engendrés par l'AVC, via l'amélioration de l'indépendance fonctionnelle et des déficiences sensoriels et moteurs. Par contre, la plupart des survivants conservent des séquelles chroniques et ce, malgré l'accès à des soins de réadaptation intensifs et spécialisés. La recherche se penche donc sur l'utilisation de technologies novatrices et sécuritaires pour notamment tenter de dépasser les gains obtenus en clinique. Parmi les différentes approches actuellement évaluées en recherche, les appareils de neurostimulation périphérique semblent favoriser la récupération des fonctions sensorimotrices, via la production massive d'informations somatosensorielles (cutanées et proprioceptives). Ces afférences forceraient le système nerveux central lésé à s'adapter, offrant une fenêtre temporelle pendant laquelle le cerveau serait dans un meilleur état pour recevoir une thérapie. Malgré ces données intéressantes, le manque de connaissances limite le transfert clinique de ces approches. En particulier, le rôle des afférences proprioceptives vs. cutanées sur les effets de la neurostimulation périphérique demeurent à ce jour mal compris. L'objectif principal de la thèse était de déterminer si la nature des afférences sensorielles recrutées par neurostimulation périphérique a un impact sur la plasticité cérébrale et les déficiences sensorimotrices chez une clientèle AVC au stade chronique. Les cinq études du doctorat visaient plus précisément à : (i) évaluer les propriétés métrologiques (fidélité et changement minimal détectable) d'un outil de mesure neurophysiologique (stimulation magnétique transcrânienne – TMS) utilisé dans la thèse pour tester la plasticité cérébrale (études 1 et 2); (ii) approfondir les connaissances reliées aux paramètres d'application et afférences produites par deux approches de neurostimulation périphérique, soit la rPMS (stimulation magnétique périphérique répétitive) et la NMES (stimulation électrique neuromusculaire) (étude 3); (iii) développer et valider une approche standardisée permettant d'induire des illusions de mouvement par vibration musculo-tendineuse (VIB), puis débuter son processus de validation (étude 4); (iv) déterminer l'influence des afférences sensorielles sur la plasticité cérébrale et la récupération sensorimotrice chez des personnes au stade chronique post-AVC en comparant les effets aigus de trois interventions de neurostimulation périphérique (NMES, rPMS, VIB) avec une séance d'exercices (étude 5). Dans l'ensemble, les résultats des études supportent : (i) que les évidences actuelles ne permettent pas de conclure sur la fidélité des mesures TMS, mais que les erreurs de mesure observées encouragent l'utilisation de ces mesures pour suivre des changements de groupe plutôt qu'individuels; (ii) que notre procédure standardisée utilisant les illusions de mouvement induites par la VIB est valide chez des individus au stade chronique post-AVC et (iii) que le recrutement préférentiel des afférences proprioceptives semble plus efficace pour favoriser la plasticité cérébrale et l'amélioration des déficiences sensorimotrices chez des individus vivant avec les séquelles chroniques d'un AVC. Toutefois, avant de considérer un potentiel transfert clinique des approches étudiées dans la thèse, des études supplémentaires devront évidemment reproduire nos résultats et approfondir les diverses réflexions soulevées.

Introduction: L’incidence annuelle des blessures à la course à pied est élevée et l’influence des paramètres d’entrainement sur le développement des blessures demeure incertaine. Objectifs: 1) Décrire la présentation clinique et le profil de course chez des militaires présentant des douleurs aux membres inférieurs (MIs) lors de la course à pied, 2) explorer l’association entre les changements récents des paramètres d’entrainement (volume ou intensité) et le type de diagnostic. Méthodologie: Étude descriptive transversale effectuée auprès de militaires présentant des douleurs aux MIs lors de la course à pied. Les principales mesures de résultats de l’évaluation en physiothérapie incluaient : localisation et diagnostic de blessure, paramètres d'entrainement à la course (volume, durée, fréquence, intensité) et changements récents de ces paramètres avant l’apparition de la blessure. Des analyses statistiques descriptives, des tests de Khi-carré et des analyses de correspondances multiples ont été effectuées. Résultats: Chez les 107 militaires inclus, les blessures étaient principalement localisées au genou (47,6%), à la jambe distale (20,6%) et au pied/orteils (16,8%). Les diagnostics plus fréquents étaient: syndrome fémoropatellaire (26,2%), périostite (11,2%), fasciite plantaire (9,3%). Près de la moitié des participants couraient moins de 15 kilomètres/semaine et la majorité couraient moins de 2 heures/semaine (62,6%). La majorité des particiants ont rapporté des changements récents dans leurs paramètres d’entrainement (75,7%) qui ont précédé l’apparition de la blessure. Aucune association n’a été identifiée entre la présence d’un changement récent du volume de course (c2(4)=2,849; p=, 606), ou de l’intensité (c2(4)=1,381; p=, 855) et le diagnostic. Conclusion: Dans cette étude, les blessures étaient surtout localisées au genou ou à la jambe distale et le diagnostic le plus fréquent était le syndrome fémoropatellaire. La majorité des coureurs ont rapporté des changements récents dans leurs paramètres d’entrainement qui ont précédé l’apparition de la blessure, mais le type de changement récent n'était pas associé au diagnostic. / Background: The yearly incidence of running-related injuries (RRIs) is high and the influence of running parameters on the development of injury is unclear. Objectives: 1) Describe the clinical presentation and running profile among military members who presented lower limb running-related pain, and 2) explore any association between recent changes in running parameters (volume or intensity) and specific RRI diagnoses. Methods: Descriptive cross-sectional study conducted on military members who presented lower limb running-related pain. The main outcome measures collected during a physiotherapy evaluation were: injury location and diagnosis, running parameters (volume, duration, frequency, intensity) including recent changes in training prior to injury onset. Descriptive statistical analyses, chi-square tests and multiple correspondence analysis were conducted. Results: Among the 107 participants included in the study, most injuries were located at the knee (47.6%), lower leg (20.6%) or foot/toe (16.8%). The most common diagnoses were patellofemoral pain (26.2%), medial tibial stress syndrome (11.2%) and plantar fasciopathy (9.3%). Nearly half of the participants ran less than 15 km per week and most runners ran less than 2 hours/week (70.5%). The majority of participants reported recent changes in their training parameters (75.7%) prior to injury onset. No association was found between recent changes in running volume ((χ2(4) =2.849; p=0.606), or intensity ((χ2(4) =1.381; p=0.855)) and the diagnosis. Conclusion: The most common injuries were located at the knee or lower leg and the most frequent diagnosis was patellofemoral pain. The majority of runners reported previous RRI, as well as recent changes in their running parameters just prior to injury onset, but unique types of recent changes were not associated with specific diagnoses

Les objectifs de ce projet de maîtrise étaient (1) de comparer un groupe de patients avec AVC chronique avec des sujets contrôles au niveau de mesures cliniques et de la fonction corticospinale (testée par stimulation magnétique transcrânienne ou TMS) de la cheville parétique et (2) de tester les effets des stimulations magnétiques périphériques répétitives (rPMS) sur le muscle tibial antérieur chez ces patients au niveau du contrôle moteur de la cheville parétique et de la fonction corticospinale de ce muscle. D'abord, nous avons observé des différences cliniques et TMS importantes entre patients et contrôles, ainsi qu'entre patients avec lésion corticale et sous-corticale. Des corrélations entre les résultats TMS et cliniques indiquent un lien entre le contrôle de la cheville et la récupération de la fonction corticospinale. Ensuite, comparé à la stimulation placebo, les rPMS ont pu démontrer des améliorations au niveau du contrôle moteur de la cheville, en relation avec des changements au niveau des mesures TMS et en lien avec l'état initial du système (paramètres prédictifs d'un effet des rPMS). Ces résultats encouragent des futures études à évaluer plus en profondeur les effets des rPMS et leurs mécanismes sous-jacents.

Les personnes ayant vécu un accident vasculaire cérébral (AVC) ne sont généralement pas suffisamment actives pour en retirer les bénéfices sur leur santé. Il existe un programme appelé « Fitness and Mobility Exercise (FAME) » reconnu pour améliorer la condition physique post-AVC lorsque donné en centre communautaire. Or, de nombreux obstacles (environnementaux, sociaux, économiques), exacerbés par la pandémie de COVID-19, empêchent les personnes post-AVC d'accéder aux programmes communautaires. Ce présent mémoire se divise en deux phases. La première phase est composée d'un premier objectif qui était de décrire la quantité d'activité physique (AP), les barrières et motivateurs à la pratique d'AP des Québécois post-AVC. Pour ce faire, 30 personnes ont été sondées en ligne. Les résultats démontrent que les participants ne rencontrent pas les recommandations en AP. Certaines similitudes et différences existent entre les barrières des Québécois et celles rapportées dans la littérature, alors que les motivateurs à la pratique d'AP sont similaires. La deuxième phase comprend deux objectifs : a) adapter le programme FAME pour qu'il soit offert par vidéoconférence à la maison et b) évaluer la faisabilité du programme FAME@maison. Pour le premier objectif, deux groupes de discussion ont été réalisés auprès de cinq professionnels de la santé et quatre chercheurs spécialisés en AVC et téléréadaptation. Des recommandations sur les critères d'inclusion, mesures de sécurité, exercices, utilisation de la technologie et autres suggestions ont permis de développer le programme FAME@maison. Pour le deuxième objectif, la faisabilité de FAME@maison a été évaluée auprès de 9 participants post-AVC (trois groupes de trois personnes) (devis avant-après) à raison de 2 séances d'une heure par semaine sur 12 semaines. FAME@maison s'est avéré être faisable (92% de nos critères de faisabilité ont été atteints). FAME@maison est une approche novatrice et faisable qui pourrait aider à combler les besoins en AP des personnes post-AVC. / Stroke survivors are commonly not active enough to accrue health benefits. An evidence-based program called, Fitness and Mobility Exercise (FAME), has been shown to improve physical condition and mobility after stroke in community settings. However, stroke survivors often face environmental, social, and economic barriers (exacerbated by the COVID-19 pandemic), to accessing community-based programs. The overall aim of this project was to increase our understanding of physical activity (PA) and barriers for stroke survivors in Quebec, and to explore novel approaches to enhance PA. This study was comprised of two phases. The objective of the first phase was to describe the duration and frequency of PA, and barriers and motivators to PA among stroke survivors in Quebec. Thirty individuals were surveyed online. Results demonstrated that a small sample of stroke survivors living in Quebec did not meet PA recommendations. Some similarities and differences existed between the barriers of stroke survivors in Quebec and the literature, while motivators to PA were similar. The second phase was divided in two specific objectives, which were to: 1) adapt the FAME program for delivery at home using videoconferencing technology, and 2) evaluate the feasibility of the FAME@home program. In objective 1, focus groups were conducted with five healthcare professionals and four researchers with expertise in stroke and telerehabilitation to adapt FAME. Recommendations on inclusion criteria, safety measures, exercise, use of technology, and other issues informed adaptions to the FAME@home program and study protocol. In objective 2, the feasibility of FAME@home was evaluated using a pre-post design with nine post-stroke participants (three groups of three participants). Participants completed two, one-hour sessions each week for 12 weeks. FAME@home was feasible (92% of the feasibility criteria were met). FAME@home is an innovative and feasible approach that may help to meet the PA needs of stroke survivors.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2016-2017 / Soixante-neuf coureurs ayant un syndrome fémoropatellaire (SFP) ont participé à une session d’évaluation pendant laquelle les symptômes et limitations fonctionnelles, la force musculaire, les chaussures de course, la cinématique et la cinétique de course et l’état radiologique du genou atteint ont été évalués. Pendant la technique de course habituelle, l’utilisation de chaussures montrant un niveau de minimalisme plus important tel qu’objectivé par l’Indice minimaliste était associée à une cadence des pas plus élevée ainsi qu’un angle d’inclinaison du pied et une force à l’articulation fémoropatellaire moindres, qui représentent des variables clés dans le traitement du SFP selon la littérature actuelle. Des modifications au patron de course habituel ont permis de diminuer la douleur de façon immédiate chez une portion des coureurs, en lien avec une réduction de la cinétique fémoropatellaire. Chez les attaqueurs du talon, le fait d’augmenter la cadence, de transférer vers une attaque de l’avant-pied et de courir sans bruit ont été les modifications les plus efficaces, en comparaison avec l’augmentation de la cadence et la course sur l’avant-pied chez les attaqueurs non-talon. Les coureurs ont ensuite été assignés à un programme de réadaptation d’une durée de 8 semaines parmi (1) éducation sur les modifications d’entraînement en fonction des symptômes; (2) programme d’exercices en plus de la composante d’éducation; (3) modifications au patron de course en plus de la composante d’éducation. Les trois programmes ont mené à des améliorations significatives sur les niveaux de symptômes et de limitations fonctionnelles. Cependant, bien que les mécanismes sous-jacents aux modifications du patron de course et au programme d’exercices aient bel et bien été modifiés, l’ajout de telles composantes à l’éducation n’a pas procuré de bénéfice supplémentaire à une intervention impliquant seulement l’éducation. Globalement, 78% des coureurs ont atteint le critère de succès clinique au suivi 3 mois après la fin de l’intervention. La combinaison du niveau de symptômes et de limitations fonctionnelles, de la force des extenseurs du genou et de l’intégrité du tendon rotulien a montré la meilleure capacité à prédire le succès clinique suite à une intervention mettant l’emphase sur l’éducation chez cette cohorte de coureurs ayant un SFP. / Sixty-nine runners with patellofemoral pain (PFP) took part in a baseline assessment during which their level of symptoms and function, lower limb strength, running shoes, running kinematics and kinetics as well as radiological outcomes were evaluated. During the habitual running pattern, the use of footwear showing a greater level of minimalism as indicated by the Minimalist Index was associated with outcomes that have previously been suggested to treat PFP in runners, namely greater step rate, lower foot inclination angle and lower patellofemoral joint kinetics. Running gait modifications, which were linked with decreased patellofemoral joint kinetics, were efficient in immediately decreasing symptoms in a subset of runners. In rearfoot strikers, the most efficient modifications were increasing step rate, forefoot striking and running softer, while non-rearfoot strikers benefited from increasing step rate and forefoot striking. Runners were then assigned to one of three 8-week rehabilitation programs among (1) education on training modifications based on symptoms; (2) an exercise program in addition to the education component; (3) gait retraining in addition to the education component. All programs led to significant improvements in the levels of symptoms and functional limitations. Even though gait retraining and exercises improved their targeted mechanisms, their addition to education did not provide additional benefits. Globally, 78% reached clinical success at the follow-up 3 months after the end of the program. A combination of the level of symptoms and function, knee extensors strength and patellar tendon integrity best predicted clinical success of runners with PFP following an intervention focused on education.

published_or_final_version / abstract / Physics / Master / Master of Philosophy

published_or_final_version / abstract / Transport Policy and Planning / Master / Master of Arts in Transport Policy and Planning

Falls among elderly people have been identified as a significant and serious medical problem confronting a growing number of older people. Falls have been found to be a leading cause of disability, distress, admission to supervised care and death among older persons that pose a serious problem to public health. The purpose of this study was to determine the prevalence of and risk factors for falls in the community-dwelling elderly persons in the Umutara province of Rwanda.