This thesis describes the measurement of high g-forces, in the range of 400-800g's occurring in a spinal construct during the breaking of the set-screw head using a manual torquing instrument. The measurements were validated using a high speed camera. The design torque (11 N-m) required for breaking the set-screw was compared with the torque calculated from the distortion energy theory for material fracture (9.9 N-m) and an actual measurement using a torque wrench (11.3 N-m). A comparison between the manual and powered instruments showed a 27.68% reduction in g-forces and a 36.42% reduction in die-down time while using the powered instrument. 8.52% less energy was felt on the adjoining screw. The consistency in the powered instrument is higher because the standard deviation using the manual instrument is 8.46, compared to the powered instrument which was 8.31. Also 25g's was recorded on the surgeon's wrist and elbow. Based on previous work done, the external work done by the surgeon was about 60-120 KJ. The onset of fatigue was apparent in consecutive break events as illustrated by the change in EMG parameters over time.

京都大学 / 新制・論文博士 / 博士(人間健康科学) / 乙第13483号 / 論人健博第9号 / 新制||人健||7(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻 / (主査)教授 藤井 康友, 教授 澤本 伸克, 教授 長尾 美紀 / 学位規則第4条第2項該当 / Doctor of Human Health Sciences / Kyoto University / DFAM

L'activité physique (AP) aurait de nombreux effets bénéfiques chez les personnes vivant avec le VIH (PVVIH), notamment sur la fatigue, l'un des principaux symptômes et effets secondaires des traitements dans cette population. Néanmoins, les PVVIH restent insuffisamment actives au regard des recommandations. En s’appuyant sur des théories contemporaines des stéréotypes (e.g., Stereotype Embodiment Theory, Levy, 2009; Stereotype Threat Theory, Steele & Aronson, 1995) et sur une approche intégrative de la fatigue (Kluger et al., 2013), ce travail doctoral a postulé que l’endossement ou l’activation de stéréotypes liés à l’exercice influenceraient le niveau d’AP des PVVIH ainsi que leur performance lors de tâches fatigantes. La première partie de cette thèse a identifié le contenu des stéréotypes liés à l’AP et au VIH à travers une approche qualitative (Etude 1) et a permis le développement et la validation d’une échelle spécifique (Etude 2). La deuxième partie avait pour objectif d’identifier les mécanismes en jeu dans la relation entre stéréotypes liés à l’exercice, fatigue et AP. Les résultats montrent que les stéréotypes liés à l’exercice pourraient influencer l’AP par le biais du mécanisme d’ego depletion, indexé par la fatigue perçue et, être modérés par l’auto-efficacité (Etude 3). La fatigue perçue et la fatigabilité dépendraient également du niveau d’AP des PVVIH, les PVVIH les plus actives étant caractérisées par une fatigue perçue et une fatigabilité moindres (Etude 4). Enfin, basée sur la menace du stéréotype, la dernière partie de ce travail doctoral a indiqué que la menace du nonexerciser stereotype pouvait affecter la fatigabilité des PVVIH moins actives (Etude 5), mais pas celle d’adultes sains (Etude 6). De plus, l’auto-efficacité a modéré l’effet de menace du nonexerciser stereotype chez les PVVIH moins actives (Etude 5). Ces résultats enrichissent la littérature relative aux stéréotypes dans le domaine de l’AP tout en soulevant de nouvelles questions importantes pour le développement des modèles actuels de la fatigue dans des pathologies chroniques. / Physical activity (PA) has been reported to have many beneficial effects among people living with HIV (PLHIV), especially on fatigue, which is one of the main prevalent symptom and possible side effects of treatments in this population. Nevertheless, PLHIV remain insufficiently active according to PA recommendations. Based on contemporary theories of stereotypes applied to health behaviours (e.g., Stereotype Embodiment Theory, Levy, 2009; Stereotype Threat Theory, Steele & Aronson, 1995) and an integrative approach of fatigue (Kluger et al., 2013), this doctoral work postulated that exercise stereotypes endorsement or activation would play a role in the PA level of PLHIV and in their performance in fatiguing tasks. The first part of this dissertation identified the content of stereotypes related to PA and HIV through a qualitative approach (Study 1) and conducted the development and validation of a specific scale (Study 2). The second part aimed at identifying the mechanisms at play in the relationship between exercise stereotypes, fatigue and PA. Results showed that exercise stereotypes might influence PA through ego depletion mechanisms, as indexed by perceived fatigue and, be tempered by exercise self-efficacy (Study 3). Perceived fatigue and performance fatigability might also depend on the PA level of PLHIV, the more physically active PLHIV being characterised by lower perceived fatigue and performance fatigability (Study 4). Finally, based on stereotype threat theory, the last part of this doctoral work indicated that the nonexerciser stereotype threat could affect performance fatigability in less active PLHIV (Study 5) but not in healthy adults (Study 6). Furthermore, self-efficacy tempered the effect of the nonexerciser stereotype in less active PLHIV (Study 5). These results enrich the literature on stereotypes in the PA domain while raising interesting questions for contemporary models of fatigue in chronic diseases.

Les objectifs de ce travail de thèse étaient d’évaluer les effets des différences (i) de niveau de force, en utilisant différents groupes et longueurs musculaires, et (ii) de profil métabolique entre enfants pré-pubères et adultes sur les différences de développement et d’origine de la fatigue neuromusculaire, ainsi que (iii) d’accroître nos connaissances sur les mécanismes de la fatigue neuromusculaire chez l’enfant pré-pubère. Les résultats de ce travail montrent que les différences de niveau de force pourraient être un facteur expliquant les différences de développement et d’origine de la fatigue neuromusculaire entre enfants et adultes. Toutefois, ce facteur n’est pas suffisant pour expliquer toutes les différences de fatigue entre ces deux populations. En effet, nos résultats soulignent aussi que les différences de profil métabolique pourraient être impliquées de façon importante dans les différences de développement et d’origine de la fatigue neuromusculaire entre enfants et adultes. Par ailleurs, les résultats de nos études rapportent que les enfants présentent généralement une fatigue périphérique plus faible par rapport aux adultes au profit d’une fatigue centrale plus importante suite à un protocole de fatigue maximal intermittent. Cette moindre fatigue périphérique est associée à une moindre altération des propriétés contractiles et du couplage excitation-contraction, et à une meilleure adaptation de l’oxygénation musculaire chez l’enfant pré-pubère. Nos résultats semblent suggérer que la fatigue spinale ne permettrait pas d’expliquer les différences de fatigue centrale entre enfants et adultes et donc que la fatigue centrale plus importante des enfants pourrait être attribuée à une fatigue supra-spinale plus élevée. / The aims of this PhD thesis were to evaluate the effects of differences of (i) force level, throughout different muscle groups and muscle lengths, and (ii) metabolic profile on the differences of development and etiology of the neuromuscular fatigue between prepubertal children and adults, as well as (iii) to improve our knowledge of the mechanisms of neuromuscular fatigue in children. The results of this PhD thesis showed that force level differences could be a factor underpinning the differences in the development and etiology of neuromuscular fatigue between children and adults. However, this factor cannot fully account for differences in fatigue between both populations. Indeed, our results also highlighted that metabolic profile differences could explain the difference of development and etiology of neuromuscular fatigue between children and adults. Additionally, the results of this thesis showed that children exhibit lower peripheral fatigue and greater central fatigue than adults after an intermittent maximal exercise. This lower peripheral fatigue was associated with a lower alteration of the contractile properties and excitation-contraction coupling, and a better adaptation of the muscle oxygenation in prepubertal children. Our results suggest that spinal fatigue could not explained the differences in central fatigue between children and adults, and that the greater central fatigue in children could be attributed to a greater supra-spinal fatigue.