L’utilisation d’une nouvelle prothèse à la suite d’une amputation d’un membre inférieur (MI) demande une ré acquisition de la capacité de marcher, ce qui peut mener à différentes stratégies de mouvement. Malgré les connaissances actuelles des stratégies de mouvement employées chez la population des individus ayant une amputation du MI (IA), aucune étude n’a évalué leur évolution lors d’un exercice de marche prolongée et à la suite d’un retour en milieu écologique. Pourtant, une diminution des performances à la marche pourrait être observée suivant l’apparition de la fatigue et/ou suivant une diminution du temps alloué aux activités physiques quotidiennes. C’est pourquoi l’objectif de cette étude est de quantifier les paramètres de marche des IA 1) lors d’un test de marche de six minutes (TM6) à la fin de leur réadaptation et 2) lors d’un TM6 six semaines suivant la fin de leur réadaptation. Nous posons l’hypothèse que l’ajout de centrales inertielles lors de l’évaluation de la marche des IA en milieu clinique permettra de caractériser les stratégies adoptées. Nous nous attendons à une dégradation de ces paramètres sur une période de six minutes de marche en continu ainsi que sur une période de six semaines suivant la fin des traitements de réadaptation. Pour ce faire, des centrales inertielles ont été utilisées, puisqu’elles permettent de quantifier les paramètres spatio-temporels et cinématiques de la marche dans différents environnements et populations, permettant l’acquisition de données « sur le terrain ». Au total, 17 IA on fait le TM6 à T1 et T2 avec des centrales inertielles posées sur chacun de leur pied pour enregistrer leurs paramètres de marche (c.-à-d. dégagement minimal des orteils (minTC), phase de chargement (LDr), phase de pied plat (FFr), largeur de pas en phase oscillante, longueur de foulée, vitesse et cadence). Une analyse ANOVA non paramétrique a comparé 1) l’évolution des paramètres de marche sur une période de six minutes et 2) l’évolution des paramètres de marche entre T1 et T2. Un test de Wilcoxon des rangs signés a été exécuté lorsqu’une interaction était détectée dans l’ANOVA (P < 0.05). Contrairement à l’hypothèse posée en début de projet, une amélioration des performances au membre prothétique (AL) entre T1 et T2 a été observée (largeur de pas en phase d’oscillation, vitesse et cadence augmentées, et la phase d’appui diminuée). Cependant, le minTC n’a pas évolué proportionnellement à la vitesse de marche. Finalement, les capacités physiques et à la marche se sont améliorées entre T1 et T2 dans la population des IA malgré une incapacité d’adapter leur minTC (c.-à-d.., d’augmenter le minTC proportionnellement à la vitesse de marche) à l’augmentation de leur vitesse de marche. Ce phénomène pourrait être expliqué par un patron de marche déficient utilisant la stratégie de « hip hiking » caractérisé par un large minTC et petite largeur de pas à T1 qui s’est amélioré à T2. Toutefois, un petit minTC est aussi relié à un plus grand risque de chute. Ainsi, l’évaluation des paramètres de marche des IA en milieu clinique de même qu’un programme de réadaptation à distance ciblant l’amélioration des paramètres de marche en lien avec la réduction du risque de chute est primordial pour assurer un retour sécuritaire en communauté. / The use of a new prosthetic limb following a lower limb amputation demands a reacquisition of the ability to walk, leading to different gait strategies. Although those strategies have been identified in the lower limb amputee (LLA) population, no studies have assessed their evolution following a return in the ecological environment. Indeed, decreased gait performances could be observed following the onset of fatigue and/or a decline of the daily active time. Therefore, the aim of this study was to quantify the gait parameters of the LLA 1. Along a six-minute walk test (6MWT) following their rehabilitation and 2. Along a 6MWT six weeks following the end of the rehabilitation. It is hypothesized that the use of inertial sensors during the assessment of the IA’s gait parameters will allow the characterisation of their adopted gait strategies. We are expecting a deterioration of the gait parameters along a six-minute continuous walk and six weeks following the end of the rehabilitation treatments. To do so, inertial measurement units (IMU) have been used, as they are effective to quantify gait in different environments and populations, allowing data acquisition in “real-life”. Seventeen LLA performed a six-minute walk test (6MWT) at T1 and T2 with inertial sensors fixed on both feet to register their gait parameters (i.e. minimum toe clearance (minTC), loading ratio (LDr), flat foot ratio (FFr), swing width, step length, speed and cadence). A non-parametric ANOVA compared 1) the evolution of the gait parameters over a 6MWT and 2) the evolution of the gait parameters over T1 and T2. Post-hoc Wilcoxon signed-rank tests were performed if a main effect was detected (P < 0.05). A performance improvement on the amputated limb (AL) between T1 and T2 has been observed (swing width, speed and cadence increased, added to a decreased stance phase). However, the minTC did not evolve proportionally to the speed. Physical capacity and walking abilities have increased between T1 and T2 in LLA population despite the inability to adapt their minTC (i.e. to increase the minTC proportionally to the gait speed) to an increased speed. It could be explained by a poor walking pattern using a hip hiking strategy including a high minTC and a small step width at T1 that improved (lower minTC than at T1) at T2. However, a small minTC is related to higher risks of fall. Therefore, the evaluation of the LLA’s gait parameters in clinical settings added to a home rehabilitation programme focused on the reduction of the risks of fall is primordial to ensure a secure return in the community.

Entre 2006 et 2011, 44 430 amputations du membre inférieur (MI) ont été réalisées au Canada, dont un tiers au niveau trans-tibial à la suite d'affections vasculaires (90%) et traumatiques (6%). Pour les individus amputés trans-tibiaux (iATT) un des enjeux de la réadaptation est la mise en place de prothèse. Cependant, l'utilisation d'une prothèse augmente la prévalence de troubles secondaires tels que l'arthrose, les lombalgies, et les ré-amputations. L'apparition de ces troubles secondaires est associée à une augmentation des contraintes articulaires et à une asymétrie lors des tâches fonctionnelles (marche, montée/descente d'escaliers, lever de chaise). L'évaluation de ces tâches fonctionnelles en clinique est importante, car elles sont en lien avec l'indépendance. Cependant ces évaluations se limitent actuellement à la capacité à réaliser ces tâches et non à quantifier les stratégies compensatoires. Une évaluation biomécanique (cinématique et cinétique tridimensionnelles du corps entier) permettrait de quantifier ces stratégies compensatoires afin de mieux comprendre les liens avec les troubles secondaires. L'objectif général de cette thèse était donc d'analyser les stratégies compensatoires tridimensionnelles du corps entier lors de l'exécution de tâches fonctionnelles auprès des individus amputés trans-tibiaux. Dans un premier temps, une revue de littérature, effectuée jusqu'à mai 2020, sur 17 articles a permis d'identifier les stratégies compensatoires lors du lever de chaise et de la montée d'escalier, ainsi que les limites des études actuelles. Parmi les limites, il ressort de cela que les iATT inclus dans les études sont majoritairement traumatiques et plus jeunes que les données épidémiologiques de la population générale. Cela pourrait être dû à des critères d'inclusion qui entraine un recrutement d'individus avec un niveau fonctionnel élevé. Ensuite, en ce qui concerne les variables cinématiques et cinétiques utilisées, il ressort que le tronc a peu été évalué lors de la montée d'escalier et que lors du lever de chaise l'analyse des membres inférieurs se limite à l'asymétrie dans le plan sagittal. À la suite de ces constatations, il a été décidé de valider une rampe instrumentée afin de pouvoir inclure des iATT avec un niveau fonctionnel moins élevé qui nécessitent l'aide d'une rampe pour la montée d'escalier. De plus, l'avantage d'une rampe instrumentée était de donner un retour direct sur son utilisation. Enfin, les tâches fonctionnelles de lever chaise et de montée d'escalier ont été analysées par la cinétique du tronc et des membres inférieurs dans les plans sagittal et frontal. Ces analyses du corps entier dans ces deux plans ont permis de mieux comprendre les stratégies compensatoires du tronc et des membres inférieurs et le lien avec les troubles secondaires reconnus dans la littérature, notamment grâce aux analyses dans le plan frontal. En effet, si certaines stratégies compensatoires peuvent varier entre les deux tâches, l'augmentation du moment d'adduction du genou, variable considérée comme prédictive de l'apparition de l'arthrose de genou, est quant à elle présente dans les deux. / Between 2006 and 2011, 44,430 lower limb amputations were performed in Canada, a third of which at the trans-tibial level following vascular (90%) and traumatic (6%) conditions. For individuals with a trans-tibial amputation (iTTA), one of the challenges of rehabilitation is the fitting of a prosthesis. However, the use of a prosthesis increases the prevalence of secondary conditions such as osteoarthritis, low back pain, and re-amputation. The appearance of these secondary conditions is associated with an increase in joint stress and asymmetry during functional tasks (i.e., walking, stair ascent/descent, sit-to-stand). The evaluation of these functional tasks in clinical settings is important because they are related to independence. However, these evaluations are limited by the ability to perform these tasks and not to quantify the compensatory strategies. A biomechanical evaluation (three-dimensional kinetics and kinetics of the whole body) would allow us to quantify these compensatory strategies in order to better understand their links with secondary conditions. Therefore, the main objective of this thesis was to analyze the three-dimensional full-body compensatory strategies during functional tasks in iTTA. First, a literature review, up to May 2020, on 17 articles identified compensatory strategies during sit-to-stand and stair ascent, as well as the limitations of current studies. Among these limitations, it appears that the iATT included in the studies are predominantly traumatic and younger than the epidemiological data about the general population. This could be due to inclusion criteria which resulted in the recruitment of individuals with a highly functional level. Then, with regards to the kinematic and kinetic variables used, it appears that the trunk was rarely evaluated during stair ascent and that during sit-to-stand the analysis of the lower limbs is limited to the asymmetry in the sagittal plane. As a result of these observations, it was decided to validate an instrumented handrail to allow the inclusion of iATT with a lower functional level who require the aid of a handrail for stair ascent. In addition, the instrumented handrail gave direct measures of its use. Finally, the functional tasks of sit-to-stand and stair ascent were analyzed with respect to the kinetics of the trunk and lower limbs in the sagittal and frontal planes. These analyses of the whole body in these two planes made it possible to better understand the compensatory strategies of the trunk and the lower limbs and their link with the secondary conditions recognized in the literature, in particular due to the analyses in the frontal plane. Indeed, even if some compensatory strategies differ between the two tasks, increased knee adduction moments, which is considered be a predictor of knee osteoarthritis progression, was present in both.

La douleur du membre fantôme résiste souvent aux traitements. Des techniques basées sur une rétroaction visuelle et kinesthésique pourraient aider à diminuer cette douleur du membre fantôme. L'objectif de ce mémoire doctoral est d'évaluer si une nouvelle intervention combinant l'observation et l'imagination de mouvements peut réduire la douleur du membre fantôme. Cette étude de cas à niveaux de base multiples a été réalisée auprès de sept personnes ayant une douleur fantôme à un membre supérieur ou inférieur. Des caractéristiques concernant la douleur des participants et leurs habilités d'imagerie ont été évaluées par des questionnaires. Après un niveau de base de 3 à 5 semaines, les participants ont reçu une intervention en deux étapes d'environ un mois chacune. L'intervention-1 a été conduite en laboratoire (2 sessions/semaine) et à la maison (3 sessions/semaine) et l'intervention-2 à la maison seulement (5 fois/semaine). Les interventions combinaient l'observation et l'imagination de mouvements correspondant à leur membre manquant. Les participants évaluaient leur niveau de douleur quotidiennement et leur facilité à imaginer. Un participant a été exclu des analyses, ayant eu des changements importants dans sa prothèse, sa médication analgésique régulière et ses activités durant le niveau de base et les phases d'intervention de l'étude. Des analyses de séries temporelles ont confirmé que trois participants évaluaient que leur douleur diminuait graduellement et significativement pendant l'intervention-I. Lors de l'intervention-2, les changements additionnels dans les pentes de douleur n'étaient pas significatifs. Quatre participants ont rapporté une réduction de douleur supérieure à 30% du niveau de base à la fin de l'intervention-2 et seulement un d'entre eux a maintenu ses gains après 6 mois. Le support social, le degré de fonctionnement et la perception de contrôle sur leur vie avant l'intervention corrélaient significativement avec la diminution de douleur. Des données additionnelles de douleur intra-session, des caractéristiques des participants en post-intervention et de chronométrie sont également présentées. En conclusion, les personnes ayant une douleur du membre fantôme peuvent bénéficier de cette nouvelle intervention combinant l'observation et l'imagerie motrice. Des études additionnelles sont nécessaires afin d'éclaircir les mécanismes et identifier les participants qui y répondent le mieux.