Patients with lower limbs problems are an increasing population in the US and many of them require surgery and its subsequent post-op Physical Therapy (PT). For all these patients, tracking their progress and evolution towards full recovery is very important. To assess the patients and track their progress, patients are usually required to perform very specific tests administered by a physical therapist. These tests either require very expensive equipment or rather require the subjective experience of the physical therapist who administer them. One of these tests is the Functional Gait Assessment (FGA) test, perhaps the most widely adopted one for gait assessment. This thesis presents a system for Clinical Gait Assessment using exclusively the sensors embedded in today’s smartphones. The system processes the raw sensor data to perform the FGA test and calculate additional metrics, capable of identifying problems in the human gait. The system is therefore objective, as it is based on measurements; cheap, as it only requires a smartphone; mobile, as it can be used pretty much anywhere; and self-care, as it does not need the presence of a physical therapist. The system was designed and tested on the Android OS with the phone attached to the back of the user using a belt or elastic band. It includes a new step detection algorithm with a mean absolute error of ±1 and algorithms to detect the deviation from a straight path with an accuracy of 90%, 80%, 35%, and 30% for each of the required deviation levels of the FGA test. Additionally, the system includes autocorrelation and DTW metrics, which provide additional information to detect different impediments of the user gait.

La marche est le mode de locomotion naturel de l’homme. Malgré les très nombreuses études s’y étant intéressé, cela reste un mouvement complexe. Ceci est d’autant plus vrai lorsqu’une pathologie vient le perturber. Dans le cadre clinique, le recueil de données réalisé est appelé l’Analyse Quantifiée de la Marche (AQM). Elle s’adresse, notamment, à des patients souffrant de troubles de la marche issus de pathologies affectant le système nerveux central. La quantité dedonnées pouvant être extraite d’une AQM étant très importante, des index ont été définis et validés. Le Gillette Gait Index (GGI), le Gait Deviation Index (GDI) et l’Edinburgh Visual Gait Score (EVGS) sont parmi les plus utilisés. Leurs limites principales sont qu’ils ont été définis que pour la prise en charge des enfants paralysés cérébraux et qu’ils sont basés presque exclusivement sur la cinématique. Les modalités de calcul de ces index n’étant pas spécifiques de la pédiatrie, dans un premier temps, nous avons voulu voir comment ceux-ci se comportaient chez l’adulte. Nous avons ainsi, par la démonstration de l’applicabilité du GGI, du GDI et de l’EVGS, validé le principe de l’AQM chez l’adulte. Cependant, de façon courante, l’AQM comprend dans son protocole un enregistrement électromyographique (EMG) qui ne fait que très rarement l’objet d’une réelle quantification à la marche. Nous avons donc, dans un second temps, défini un nouvel index dequantification de la marche pathologique basé sur l’EMG : le Ker-EGI. Cet index reprend la philosophie et le modèle mathématique du GDI. Nous avons validé le Ker-EGI chez l’adulte en le corrélant avec le GGI, le GDI et l’EVGS. Ce nouvel index va permettre de réaliser, à moindre coût, un meilleur suivi au quotidien des patients. Il est plus accessible en routine clinique et pourra être associé à l’EVGS pour donner un tableau clinique complet du patient (regards neuromoteur etcinématique) / Walking is the natural way of locomotion for human. Nevertheless, despite numerous studies, it remains a complex movement. This is all the more real when a pathology disturbs it. Data collection made on patients is called Clinical Gait Analysis (CGA). This is dedicated, in particular, to patients with a central nervous system disorder. As data outcoming from the CGA could be very heavy, indices have been defined and validated. Among the most used are the Gillette Gait Index(GGI), the Gait Deviation Index (GDI) and the Edinburgh Visual Gait Score (EVGS). Their main limitations are that they have only been defined for children with cerebral palsy and they are based quite solely one kinematics. As the methods to compute these indices are not child-specific, we have first evaluated how they could also be used in adults. So, demonstrating the applicability of the GGI, the GDI and the EVGS, we have validated the principle of CGA in adults. Usually, the CGA’s protocol includes electromyographic measures (EMG), but rarely these data are really quantified. That is why, secondly, we have defined a new index of gait quantification based on EMG: the Ker-EGI. This index uses the philosophy and the mathematical model of the GDI. We have validated the Ker-EGI in adults correlating it with the GGI, the GDI and the EVGS. This new index more accessible in clinical routine allows to perform, for a lower cost, a better patient’s care in everyday life. Furthermore, if the Ker-EGI is associated with the EVGS, we have a more complete clinical picture with a neuro-motor and kinematic view of the patient

La marche est le mode de locomotion naturel de l'homme. Malgré les très nombreuses études s'y étant intéressé, cela reste un mouvement complexe. Ceci est d'autant plus vrai lorsqu'une pathologie vient le perturber. Dans le cadre clinique, le recueil de données réalisé est appelé l'Analyse Quantifiée de la Marche (AQM). Elle s'adresse, notamment, à des patients souffrant de troubles de la marche issus de pathologies affectant le système nerveux central. La quantité dedonnées pouvant être extraite d'une AQM étant très importante, des index ont été définis et validés. Le Gillette Gait Index (GGI), le Gait Deviation Index (GDI) et l'Edinburgh Visual Gait Score (EVGS) sont parmi les plus utilisés. Leurs limites principales sont qu'ils ont été définis que pour la prise en charge des enfants paralysés cérébraux et qu'ils sont basés presque exclusivement sur la cinématique. Les modalités de calcul de ces index n'étant pas spécifiques de la pédiatrie, dans un premier temps, nous avons voulu voir comment ceux-ci se comportaient chez l'adulte. Nous avons ainsi, par la démonstration de l'applicabilité du GGI, du GDI et de l'EVGS, validé le principe de l'AQM chez l'adulte. Cependant, de façon courante, l'AQM comprend dans son protocole un enregistrement électromyographique (EMG) qui ne fait que très rarement l'objet d'une réelle quantification à la marche. Nous avons donc, dans un second temps, défini un nouvel index dequantification de la marche pathologique basé sur l'EMG : le Ker-EGI. Cet index reprend la philosophie et le modèle mathématique du GDI. Nous avons validé le Ker-EGI chez l'adulte en le corrélant avec le GGI, le GDI et l'EVGS. Ce nouvel index va permettre de réaliser, à moindre coût, un meilleur suivi au quotidien des patients. Il est plus accessible en routine clinique et pourra être associé à l'EVGS pour donner un tableau clinique complet du patient (regards neuromoteur etcinématique)

The thesis deals with the evaluation of the impact of preoperative application of gentamicin on vestibular compensations of patient after vestibular schwannoma surgery. The trial involved 32 patients with diagnosed vestibular schwannoma and hospitalized with the indicated for neurosurgical resection at the University Hospital Motol. Ototoxic gentamicin was transtympanically applied to ten of these patients two months before their surgery. After the surgery the patients underwent a rehabilitation program based on the visual biofeedback using the Homebalance system. To evaluate the vestibular compensation the subjective visual vertical measurement and the Dynamic Gait Index standardized walking test were used. In total, each patient performed three examinations: before the surgery, after the surgery and before the end of hospitalization. Statistical analysis of the measured data showed the statistically significant increase tilt of subjective visual vertical and the decrease in the overall score of Dynamic Gait Index after surgery. Reduction in the subjective visual vertical tilt and the overall score of Dynamic Gait Index after rehabilitation has not been proven to be statistically significant. Any statistically significant difference was found between the group of patients treated by gentamicin and...