Thèses (M.A.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2002. / Titre de l'écran-titre (visionné le 13 juillet 2006). Publié aussi en version papier.

Doctorat en kinésithérapie et réadaptation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en kinésithérapie et réadaptation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Que ce soit à des fins d'amélioration de la performance ou de réhabilitation physique, l'analyse de la condition physique et de la locomotion occupe de nos jours une importante place dans le domaine des soins santé. La récente démocratisation des microcontrôleurs et de leur suite de capteurs a permis la venue de nouvelles modalités d'évaluation de la locomotion (p. ex. l'analyse cinématique avec systèmes inertiels). Ce mémoire présente le développement d'un véhicule autonome de petite taille permettant la capture vidéo d'un participant selon un suivi adaptatif utile à des fins d'analyse du mouvement et la réalisation d'évaluation de la condition physique en dehors des milieux de laboratoires et cliniques (p. ex. Salle instrumentée, tapis roulant). Le robot, fabriqué à faibles coûts, est basé sur la plateforme Raspberry Pi. De façon à conduire une collecte en milieu écologique, celui-ci est placé sur une piste d'athlétisme intérieure sur laquelle il peut se déplacer de manière autonome dans les corridors en suivant les lignes selon un algorithme de reconnaissance visuelle et d'automatisation. L'instrumentation embarquée du véhicule permet l'évaluation du participant en mode « suivi », c'est-à-dire en suivant la cadence en conservant une distance constante et sécuritaire. Le mode meneur de train » impose quant à lui une cadence au participant. Ce mode peut aussi être utilisé à des fins d'analyse de la performance ou d'entrainement. Au cours de ce document, les modalités de conception et de fabrication seront présentées. Les méthodes de vision par ordinateur pour la conduite autonome développée pour un ordinateur à faible coût et de faible puissance seront détaillées. Les résultats d'essais effectués sur une piste d'athlétisme intérieure permettant de démontrer les performances et limitations du véhicule sont présentés. Les résultats obtenus sont discutés. Finalement, de nouvelles approches pour l'évaluation de la condition physique seront proposées. / Whether for performance enhancement or physical rehabilitation, the analysis of fitness and locomotion occupies an important place in today's healthcare. The recent democratization of microcontrollers and their suite of sensors has allowed the emergence of new methods for evaluating locomotion (e.g., kinematic analysis with inertial systems). This dissertation presents the development of an autonomous vehicle of small size allowing the video capture of a participant according to an adaptive tracking that could be used for movement analysis and physical condition evaluations performed outside of laboratory environments and clinics (e.g., Instrumented room, treadmills). The robot, manufactured at low cost, is based on the Raspberry Pi platform. In order to conduct a video data acquisition in an ecological environment, it is placed on an indoor running track on which it can move independently in the corridors by following the lane lines according to a visual recognition and automation algorithm. The onboard instrumentation of the vehicle allows the participant to be evaluated in "follow-up" mode, that is to say by following the pace while maintaining a constant and safe distance with the assessed participant. The "pacesetter" mode, for its part, imposes a pace on the participant. This mode can also be used for performance analysis or training purposes. Throughout this document, the design and manufacturing methods will be presented. Computer vision methods for autonomous driving developed for a low cost, low-power computer will be detailed. The results of tests carried out on an indoor running track to demonstrate the performances and limitations of the vehicle are presented. Finally, new approaches for fitness assessment will be proposed.

Le vieillissement entraîne une dégénérescence sensorielle qui affecte négativement le contrôle de l'équilibre. Les personnes âgées ont un risque de chuter beaucoup plus élevé que les jeunes adultes. Quel est l'impact de cette difficulté supplémentaire lorsqu'une personne doit réaliser une autre tâche? Le but du présent projet de maîtrise était de répondre à cette question en comparant les performances de sujets jeunes et âgés lors de l'apprentissage d'une tâche de dessin en miroir. Après trois sessions d'apprentissage en posture debout, les sujets ont transféré à une condition assise. Ainsi, une amélioration de la performance en posture assisse suggérerait un "coût" à réaliser la tâche en posture debout. Les personnes âgées ont montré plus de difficulté à apprendre la tâche de dessin en miroir par une stabilisation plus tardive des performances ainsi qu'un temps plus long pour accomplir la tâche. Les personnes âgées ont aussi montré une tendance à avoir une plus grande dispersion de leur centre de pression lors de l'apprentissage. Finalement, les personnes âgées ont bénéficié du transfert à la position assise en améliorant certains paramètres de la tâche de dessin. Ces résultats suggèrent que le contrôle de l'équilibre affecte l'apprentissage et le contrôle d'une tâche visuo-motrice complexe.

Une corrélation inverse a été rapportée entre l’indice de masse corporelle (IMC) et la condition physique (CP). Une faible CP prédispose à un plus grand niveau de sédentarité, d’où l’importance de développer des initiatives visant à améliorer la CP d’individus obèses. L'objectif de l'étude était d’évaluer les effets d’un programme d’intervention multidisciplinaire de 16 semaines sur la capacité aérobique et les habiletés motrices d’adolescents obèses. Trente-trois adolescents obèses (19 garçons et 14 filles) âgés de 11 à 16 ans ont participé à trois séances d’entraînement en endurance par semaine lors du programme. À la fin de l'intervention, une diminution significative de l’IMC et de la circonférence de taille (CT) a été observée en plus de l'augmentation significative des habiletés motrices. Toutefois, un retour aux valeurs de références a été observé pour l’IMC et la CT suite à la période de suivi. Alors que certains acquis en ce qui concerne les habiletés motrices ont été conservés. Ces résultats indiquent qu'une intervention multidisciplinaire, incluant un programme d’exercice physique, peut avoir un effet à long terme sur les habiletés motrices. / An inverse correlation has been reported between body mass index (BMI) and fitness. Low fitness represents a greater level of sedentariness, hence the importance of developing initiatives to improve the fitness of obese individuals. The objective of the study was to evaluate the effects of a 16-week multidisciplinary intervention program on aerobic capacity and motor skills of obese adolescents. Thirty-three obese adolescents (19 boys and 14 girls) aged from 11-16 years old participated in three sessions of endurance training per week during the program. At the end of the intervention, a significant decrease in BMI and waist circumference (WC) was observed in addition to a significant increase in motor skills. However, a return to reference values was observed for BMI and WC following the monitoring period, although some achievements regarding motor skills were preserved. These results indicate that a multidisciplinary intervention including an exercise program can have long term effects on motor skills.

La leucémie est un cancer qui touche les cellules souches du sang. Il existe plusieurs types de leucémies, toutefois nous nous sommes intéressés à la leucémie lymphoblastique aiguë (LLA) pédiatrique. L’anomalie se trouve au niveau des cellules souches lymphoïdes, et se développe de manière soudaine, en quelques jours ou quelques semaines. De nombreuses conséquences néfastes sont connues au niveau cardiorespiratoire, musculaire, de l'énergie et de l’activité physique d’enfants en fin de chimiothérapie. L’objectif premier de l’étude était de mesurer les capacités cardiorespiratoires et musculaires réelles d’enfants atteints d’une LLA à trois temps de la chimiothérapie : l’induction (T1), la consolidation 2 (T2) et l’entretien (T3). Un deuxième objectif était de tester la faisabilité d’une épreuve d’effort maximal cardiorespiratoire pendant ou après l’induction. Le protocole de l’étude comprenait une épreuve d’effort physique sur ergocycle pour évaluer la consommation maximale d’oxygène (V ̇ O2max) un questionnaire sur la qualité de vie et un sur l’activité physique. La force musculaire était évaluée par un audit des dossiers (N=16) de physiothérapie d’anciens patients et des participants à l’étude. Une patiente a complété le test V ̇ O2max aux T1 et T2, et s’est améliorée de 54,5% entre les deux tests, mais restait nettement sous les valeurs normales. Pour l’ensemble des données de force musculaire : force de préhension, moment de force des extenseurs du genou et des fléchisseurs dorsaux de la cheville, les valeurs étaient inférieures à celles d’enfants sains, et avaient diminuées entre l’induction et la consolidation 2. Les résultats de ce mémoire démontrent que certains enfants atteints d’une LLA présentent un déconditionnement cardiorespiratoire et musculaire dès l’induction. Elles démontrent également la faisabilité d’un exercice cardiorespiratoire soutenu après la phase d’induction. Ces données importantes serviront aux professionnels de la santé dans la mise en place d’interventions en activité physique adaptée aux capacités d’enfants atteints d’une LLA. / Leukemia is a blood cancer and can be expressed in many forms, but the main focus of this thesis will be on acute lymphoblastic leukemia (ALL) in the pediatric population. The anomaly develops in the lymphoid stem cells and the disease develops rapidly, within a few days to a few weeks. Leukemia and chemotherapy have been shown to have many deleterious on the children cardiorespiratory and muscular status, energy level and engagement in physical activity mainly reported for children in the last phase of chemotherapy. The first aim of our work was to collect data on their cardiorespiratory and muscular status during three phases of the chemotherapy: induction (T1), consolidation 2 (T2) and maintenance (T3). The second aim was to test the feasibility of maximal oxygen consumption test ((V ̇ O2max) during or post induction. The protocol comprised a (V ̇ O2max) test on ergocycle, a quality of life and physical activity questionnaires. Data on muscular strength was collected through auditing the physical therapy files (n=16) of past and current patients. One participant completed the T1 and T2 (V ̇ O2max) testing and showed a 54.5% increase from T1 to T2. Despite this improvement, her score at T2 was still poor compared to her expected value. Data collected on muscular strength were: grip strength, moments of force of the knee extensors and the ankle dorsiflexors. They all showed lower values than expected compared to normative value at T1 and a decline from T1 to T2. The results outlined in this thesis show that children with ALL may present with decreased cardiorespiratory and muscular fitness with an onset as early as induction chemotherapy. Nonetheless, the results showed that high intensity cardiorespiratory exercise was feasible post induction. The data are of importance as they will help health care professionals build physical activity interventions adapted to the physical capacities of children with ALL.

Titre de l'écran-titre (visionné le 1er mai 2023) / Introduction: La fragilité a un impact réel sur le risque de mortalité, de morbidités majeures ainsi que sur la qualité de vie en postopératoire chez les personnes âgées qui subissent une chirurgie cardiaque par sternotomie. Cependant, il n'y a aucun consensus sur le dépistage de ce syndrome. Ce mémoire a pour but de présenter notre projet de recherche qui porte sur l'identification d'un test physique pour le dépistage du syndrome de fragilité. Méthodes: Entre 2016 et 2019, 200 octogénaires de plus de 80 ans, en attente de chirurgie cardiaque élective, étaient recrutés dans notre étude prospective et observationnelle. Tous les participants ont passé 4 tests physiques la veille de leur chirurgie cardiaque: le test de vitesse de marche sur 5 mètres (5MWT), le test de répétitions assis-debout 5 fois (5STS), le test chronométré du lever de chaise (TUG) et le test de force de préhension de la main dominante (HGS). L'issue primaire était composée de mortalité intra-hospitalière et/ou de morbidité(s) majeure(s). Résultats: La mortalité était de 1.5% mais l'issue primaire a touché 26% de la cohorte entière. Seule la vitesse de marche lente (durée de marche ≥ 6.4 seconds sur une distance de 5 mètres) avait une association avec l'issue primaire (RC ajusté : 2.70 ; IC à 95% : 1.34-5.45; p=0.006). Au suivi d'un an, les patients ayant une vitesse de marche lente avaient une survie significativement diminuée (survie 1 an 91.5% vs 98.7%, log-rank p=0.03). Le score moyen des domaines physiques et mental du questionnaire SF-12 étaient de 47.2±8.3 et 53.6±5.9 respectivement. Ces scores sont comparables à ceux d'une population âgée de plus de 75 ans. Conclusion: Le test de vitesse de marche sur 5 mètres s'est avéré prédicteur indépendant de l'issue primaire composée de mortalité hospitalière et/ou morbidités majeures. Ce test simple est un bon complément au « Eyeball Test » dans une routine préopératoire chez les octogénaires en attente d'une chirurgie cardiaque par sternotomie. / Objectives: There are many well-described, but as yet unproven, physical ability tools to assess frailty. Methods: Between 2016-2019, 200 patients ≥80 years undergoing elective cardiac surgery were prospectively recruited. Four physical tests were performed preoperatively: the 5-meter walk test (5MWT), the timed up-and-go test (TUG), the 5-time sit-to-stand test (5STS), and the handgrip strength test (HGS). The primary endpoint was a composite of in-hospital mortality, neurologic, and pulmonary complications; multivariate analysis was performed. Results: In-hospital mortality was 1.5%. Slow performance on the 5MWT (time≥ 6.4 seconds) was the only independent predictor of the composite endpoint among the tests evaluated (OR 2.70; 95% CI 1.34-5.45; p=0.006). At follow-up, patients with a slow 5MWT had a significantly lower mid-term survival compared to patients with a normal test (1-year survival 91.5% vs. 98.7%, log-rank p=0.03). Mean physical and mental component scores of the SF-12 were 47.2±8.3 and 53.6±5.9 respectively, which are comparable to those of a general population>75 years old. Conclusion: The 5-meter walk time test is an independent predictor of a composite of in-hospital mortality and major morbidity, as well as mid-term survival. This test could be used as a simple adjunctive preoperative tool for octogenarians undergoing cardiac surgery.

La prévalence de l'obésité dans le monde est en hausse constante depuis le milieu du 20ᵉ siècle. Cette augmentation entraîne des conséquences importantes sur les systèmes de santé puisque l'obésité s'avère un facteur de risque important pour des maladies non transmissibles, notamment les maladies cardiovasculaires et le diabète de type 2. Cependant, il existe une grande disparité quant au risque cardiométabolique associé à l'obésité uniquement définie par un indice de masse corporelle supérieur à 30 kg/m². En effet, les personnes en situation d'obésité qui présentent peu de graisse dans la cavité abdominale et très peu de dépôts de graisse ectopique, c'est-à-dire dans des tissus normalement maigres comme le foie, le cœur, et les muscles squelettiques, ont un risque cardiométabolique nettement inférieur. De plus, les personnes en situation d'obésité qui ont une bonne condition cardiorespiratoire ont également un risque de mortalité ainsi qu'un risque de développer le diabète de type 2 inférieurs aux personnes de même poids qui ont une faible condition cardiorespiratoire. Parmi les dépôts ectopiques augmentant le risque cardiométabolique, il a été montré que l'accumulation de lipides dans les muscles squelettiques est associée à la résistance à l'insuline, ce qui peut éventuellement mener au diabète de type 2. De nombreuses études ont montré qu'une augmentation du niveau d'activité physique et une amélioration de la qualité de l'alimentation permettaient à court terme d'améliorer la condition cardiorespiratoire et de diminuer le risque cardiométabolique. À ce sujet, l'étude SYNERGIE conduite dans notre laboratoire a montré que chez des hommes avec obésité viscérale, une intervention d'une durée d'un an ciblant l'activité physique et l'alimentation permet de diminuer significativement les lipides intramusculaires et d'améliorer la condition cardiorespiratoire. Cependant, à la suite d'une période de maintien de deux ans, les participants ont repris de l'adiposité viscérale tout en améliorant davantage la sensibilité à l'insuline, résultat jugé de prime abord contre-intuitif. Ce projet de maîtrise avait donc pour objectif d'explorer les causes qui pouvaient potentiellement expliquer l'apparent paradoxe d'une amélioration de la sensibilité à l'insuline malgré un regain d'adiposité viscérale. Nous avons émis comme hypothèse que la pratique d'activité physique lors de la période de maintien limiterait le regain de lipides intramusculaires tout en permettant une amélioration de la condition cardiorespiratoire, ce qui pourrait expliquer l'amélioration de la sensibilité à l'insuline. Cependant, contrairement à l'hypothèse émise, nos résultats ont montré que les participants ont repris une quantité importante de lipides intramusculaires durant la période de maintien. Toutefois, la condition cardiorespiratoire a été maintenue durant la période de maintien, et l'amélioration de la condition cardiorespiratoire durant cette période semblait limiter la détérioration du profil de risque cardiométabolique et le regain de lipides intramusculaires tout en permettant une amélioration de la sensibilité à l'insuline. En conclusion, nos résultats suggèrent qu'indépendamment du poids corporel ou de l'adiposité viscérale, la condition cardiorespiratoire est une cible importante à considérer dans une intervention visant l'amélioration à long terme de la sensibilité à l'insuline. / The prevalence of obesity worldwide has increased steadily since the middle of the 20th century, which has implications for health care systems as this condition is a major risk factor for non-communicable diseases including cardiovascular disease and type 2 diabetes. However, there is a great disparity in the cardiometabolic risk associated with obesity only defined as a body mass index greater than 30 kg/m². Indeed, individuals with obesity with low levels of body fat in the abdominal cavity and very little ectopic fat deposition, i.e., lipids in normally lean tissues such as the liver, heart, and skeletal muscle, are at low cardiometabolic risk. In addition, individuals with obesity with good cardiorespiratory fitness also have a lower risk of mortality as well as a lower risk of developing type 2 diabetes than individuals of the same weight who have low cardiorespiratory fitness. Among the ectopic fat deposits increasing cardiometabolic risk, lipid accumulation in skeletal muscle has been shown to significantly increase insulin resistance, which can eventually lead to type 2 diabetes. Numerous studies have shown that increasing the level of physical activity and improving the quality of diet can improve cardiorespiratory fitness and decrease cardiometabolic risk over the short term. In this regard, our laboratory has shown in the SYNERGIE study that in men with visceral obesity, a one-year intervention targeting physical activity and diet significantly reduces intramuscular lipids and improves cardiorespiratory fitness. However, following a 2-year maintenance period, participants regained visceral adiposity while further improving insulin sensitivity, a result initially considered counterintuitive. The objective of this project was therefore to explore the potential causes of the apparent paradox of improved insulin sensitivity despite increased visceral adiposity. We hypothesized that physical activity during the maintenance period would have limited the regain in intramuscular lipids while allowing an improvement in cardiorespiratory fitness, which could explain the improvement in insulin sensitivity. However, contrary to our hypothesis, our results showed that participants regained a significant amount of intramuscular lipids during the maintenance period. However, cardiorespiratory fitness was maintained during 2-year follow-up period, and the improvement in cardiorespiratory fitness during this period appeared to limit the deterioration of the cardiometabolic risk profile and the regain of intramuscular lipids while allowing an improvement in insulin sensitivity. In conclusion, our results suggest that regardless of body weight or visceral adiposity, cardiorespiratory fitness is an important target to consider in an intervention aimed at improving insulin sensitivity over the long-term.