Thèses (M.Sc.A.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2000. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Le placement des pieds en fonction de la position du corps est un facteur clé dans l’équilibre postural nécessaire à la marche mais les adaptations de cette relation géométrique pied-corps lorsque l’environnement l’exige demeure incomprises. Dans cette étude, dix jeunes participants masculins sains marchaient au niveau du sol et devaient enjamber un obstacle qui pouvait soudainement se déplacer vers l’avant au point du contact de pied un ou deux pas avant son franchissement. Le but était de perturber la position de l’obstacle avec deux délais temporels afin de quantifier la position relative entre le corps, les pieds et l’environnement afin de démontrer l’importance géométrique nécessaire pour un franchissement d’obstacle sécuritaire. Les diverses conditions expérimentales ont permis de montrer que la distance horizontale entre l’obstacle et les pieds précédent le franchissement de l’obstacle est une variable assez flexible dans la réussite de cette tâche. Au moment des contacts talons avant et après le franchissement de l’obstacle, la distance relative entre le bassin et le pied nouvellement posé au sol était maintenue pour toutes les conditions. Les résultats présentés dans ce mémoire suggèrent une priorisation de maintenir une relation géométrique stéréotypée entre le pied supportant le corps et le bassin et cela peu importe les distances horizontales entre les pieds et l’obstacle. / Foot placement in relation to the body is known to be a key control factor for level walking but how that body-environment geometry plays in adapting locomotion is still not well understood. For this study, ten healthy young male adults walked on a flat surface as well as when stepping over an obstacle that could move away from them at the point of foot contact one or two steps just before clearance. The goal was to perturb the position of the obstacle with two time delays to quantify relative positioning between the body, feet and environment in order to reveal stereotyped postural geometry necessary for an obstacle crossing task. The various experimental conditions allowed us to show that the horizontal distance between the obstacle and the feet can be modified without influencing successful clearance. At heel contacts before and after the obstacle crossing, the relative distance between the pelvis and the new contacting foot was maintained for all conditions. Those results suggest that there is a priority for the relative geometric relationship between the supporting foot and pelvis over foot proximity for obstacle crossing.

Lors de ce projet de maîtrise, la contribution de l’intégration de l’information visuelle et vestibulaire sur le contrôle postural debout a été investiguée chez une population jeune et saine. Huit sujets (4 hommes; 4 femmes) furent soumis à diverses combinaisons de stimulation vestibulaire galvanique (SVG) et de stimulation optocinétique (rotation d’un nuage de point dans le plan frontal; SOC) impliquant 2 conditions visuelles (vision non-perturbée, nO; SOC droite, OS) et à 3 conditions vestibulaires (absence de stimulation, nG; SVG droite, GR; SVG gauche, GL). Ainsi, les 6 conditions expérimentales furent: absence de stimulation sensorielle (nG_nO), stimulation sensorielle indépendante (nG_OS, GR_nO and GL_nO) et combinée (GR_OS and GL_OS). Les mouvements angulaires de la tête et du tronc ainsi que du centre de pression (CoP) furent principalement évalués. Lors des conditions indépendantes de SVG (GR_nO et GL_nO), les résultats démontrent un déplacement de la tête, du tronc et du CoP en direction de l’anode. La nG_OS entraîne un déplacement angulaire comparable de la tête et du tronc vers la droite. La somme algébrique des réponses aux stimulations indépendantes (nG_OS et GR_nO) n’était pas significativement différente des résultats des stimulations combinées dans la même direction. Par ailleurs, la somme algébrique des stimulations nG_OS et GL_nO ne différait pas des stimulations combinées (GL_OS) ou de l’absence de stimulation (nG_nO). Finalement, les stimulations vestibulaires et visuelles ont entraîné une réponse posturale différente au niveau du CoP et les informations vestibulaires et visuelles semblent s’additionner de façon linéaire.

Au Québec, 58% des travailleurs passent la majorité de leur temps de travail en posture debout. Selon des études épidémiologiques, une posture debout prolongée est associée à des problèmes de santé tels que des troubles de circulation sanguine veineuse, des problèmes d'athérosclérose, des complications lors de la grossesse, de la douleur aux membres inférieurs et au dos. La littérature rapporte que la posture debout occasionne des changements physiologiques tels que l'accumulation de sang dans les membres inférieurs ou de l'enflure. Cependant, ce n'est pas clair si ces changements sont associés à l'inconfort. La présente étude a comme but d'étudier les associations possibles entre l'inconfort au niveau des membres inférieurs et divers paramètres physiologiques, sous différentes conditions en laboratoire. Huit sujets ayant un emploi où la majorité du temps de travail est passé en posture debout et étant en parfaite santé ont participé à l'étude. Pour chaque sujet, des mesures de température cutanée, d'indice de saturation d'oxygène tissulaire (TOI), de fréquence cardiaque, de variabilité du rythme cardiaque, de pression artérielle, d'analyse du centre de pression et d'inconfort ont été prises durant trois conditions expérimentales d'une durée de 31 minutes chacune: A-posture statique sans possibilité de bouger les pieds; B-posture statique durant 9 minutes et piétinement durant une minute, répété 3 fois; C-posture statique durant 9 minutes et marche durant une minute, répété 3 fois. Les résultats obtenus démontrent que la posture statique provoque un inconfort au niveau des membres inférieurs et que les périodes de mobilité diminuent cet inconfort. Les mesures de température cutanée, du TOI et de la fréquence cardiaque ont été affectées par l'une ou l'autre des conditions expérimentales mais aucun lien entre ces mesures et l'inconfort n'a pu être établi. D'autres études sont nécessaires avec davantage de sujets et comportant une analyse de différents mécanismes pouvant être impliqués dans la présence d'inconfort. Les mesures de TOI, d'oedème sous-cutané, de pressions mécaniques sur les tissus, de composition biochimique du sang pourraient être de bonnes mesures à utiliser dans de futures études. De plus, il serait important de réaliser des études sur le sujet dans de vrais milieux de travail puisque c'est à ce niveau que la problématique prend tout son sens. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Posture debout, Inconfort, Membres inférieurs, Laboratoire, Indicateurs physiologiques.

Pour maintenir notre équilibre debout, notre cerveau utilise des informations sensorielles. Lorsque ces signaux sont détériorés, le control postural est perturbé et peut être amélioré grâce à l'augmentation sensorielle (AS). Il n'est pas cependant établi si les rétroactions devraient être fournies à chaque déséquilibre. L'objectif était de comparer l'effet de différentes quantités d'AS de type vibrotactile sur le contrôle postural debout et d'évaluer si les effets persistent dans le temps, alors que la qualité des informations somatosensorielles et visuelles sera altérée. Méthode : 24 jeunes adultes en santé aléatoirement divisés en deux groupes (rétroaction 100 % et 33 %) étaient debout les yeux fermés sur un tapis de mousse. Ils recevaient d'abord des rétroactions synchronisées avec la direction des oscillations posturale puis aucune rétroaction. Ensuite, les rétroactions n'étaient plus congruentes avec la direction des oscillations posturales. Afin d'évaluer le contrôle postural, la valeur moyenne quadratique selon les axes médio-latéral et antéro-postérieur et 85 % de l'aire totale couverte en utilisant un ajustement en ellipse ont été calculées à partir de la cinématique du tronc (angle et vitesse angulaire) et des forces au sol (effort neuromusculaire). Résultats : L'AS vibrotactile congruente diminue l'angle du tronc et augmente la vitesse angulaire du tronc et les forces au sol de façon similaire pour les deux groupes. Cette réduction de l'angle du tronc perdure dans l'axe médio-latéral, à la suite de l'arrêt de l'AS, alors que la vitesse angulaire du tronc et les forces au sol diminuent. L'AS vibrotactile non congruente accentuent tous les paramètres suggérant une détérioration de l'équilibre. Conclusion : Les participants ont intégré les rétroactions vibrotactiles pour contrôler leurs oscillations posturales. Les deux quantités d'AS sont aussi efficaces pour améliorer le contrôle postural. L'AS vibrotactile fournie une fois sur trois pourrait être priorisée afin de limiter la charge cognitive. / During upright standing, the brain uses sensory cues to estimate body sways amplitude and direction. These sensory information helps in controlling upright balance. For individuals with balance control impairment, sensory information is altered and vibrotactile feedback improves their balance. It is unclear, however, if feedback must be provided each time balance is compromised. The goal of this study was to compare two quantities of trunk vibrotactile feedback while visual and somatosensory information were altered and to evaluate if the results on upright balance control were maintained afterward. Method: Twenty-four healthy young adults randomly assigned to two groups (feedback 33% and 100%) stood upright on the foam surface with their eyes closed. They first received vibrotactile feedback provided according to body sway angle amplitude and direction and then without feedback. Thereafter, vibrotactile feedback was unrelated to body sway angle and direction. To assess balance control, we measured the ground reaction forces, body sway angle and angular velocity along the anteroposterior and mediolateral axes. We calculated the root mean square values and an ellipse covering 85% all these measures. Results: Balance control of both groups was similar. When vibrotactile feedback was provided, body sway angle amplitude decreased while body sway angular velocity and the ground reaction forces increased. Immediately following vibrotactile feedback, the reduction in body sway angle was maintained while the body sway velocity and the ground forces decreased. When vibrotactile feedback was unrelated to body sway angle, all balance control parameter increased. Conclusion: Participants processed vibrotactile feedback to control their balance. Vibrotactile feedback was effective in improving balance control despite the quantity of vibrotactile feedback provided. We argue that providing vibrotactile feedback one-third of the time that balance control is compromised could be the best choice as it enhances balance control, and it likely implies less cognitive load.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le passage de la position assise à la position debout est une action qui se détériore rapidement avec l'avancée en âge à cause de divers troubles moteurs ou sensitifs. Les travaux de la thèse avaient pour but de déterminer les paramètres biomécaniques les plus pertinents pour caractériser les transferts assis-debout (STS) et assis-marche (STW). A l'aide d'un système d'analyse vidéo du mouvement, nous avons enregistré les paramètres cinématiques, cinétiques et électromyographiques de ces transferts réalisés par des sujets sains jeunes ou âgés. Ces paramètres ont été analysés et utilisés pour calculer par dynamique inverse les moments appliqués à chaque articulation pendant la réalisation de l'action. Les résultats indiquent qu'il existe deux stratégies dans la réalisation du STS l'une privilégiant la stabilité, l'autre favorisant la vitesse d'exécution. Pour le STW, il existe trois stratégies, la première privilégie la stabilité posturale alors que les deux autres autorisent un léger déséquilibre temporaire soit latéral soit vers l'avant. Les personnes âgées n'utiliseraient que la stratégie stable pour effectuer un STW. Ces travaux indiquent que le STS est un outil satisfaisant pour détecter des troubles de l'équilibre statique ou dynamique mais que le STW serait un outil intéressant pour mesurer des troubles de l'équilibre et des fonctions musculaires ou sensorielles plus spécifiques

Cette étude aborde le problème de la sécurité des passagers de transports en commun guidés. L'analyse de la bibliographie fait ressortir que le risque de chute, et donc de blessures, est particulièrement important pour les passagers debout. Il apparaît en outre que la situation des passagers debout dans les transports en commun est intermédiaire par rapport à ce qui est étudié de manière classique 1/ dans le domaine de la protection des usagers de transport; 2/ dans la littérature concernant l'équilibre perturbé. L'approche de ce problème doit donc être reconsidérée. Il est nécessaire d'acquérir des données pertinentes et de mettre en place des méthodes de traitements spécifiques. Les principaux résultats de ce travail sont : • un protocole expérimental permettant d'étudier les réactions de sujets volontaires dans des situations représentatives des transports en communs; • une méthode de reconstruction de mouvement originale, utilisant un modèle cinématique du corps humain et traitant le problème de manière semi-globale; • la mise en évidence et la description des principaux phénomènes du rattrapage d'équilibre, ainsi que de l'influence des différents paramètres; • une première approche de la prédiction de la cinématique du rattrapage en fonction des conditions initiales, dont les résultats s'avèrent encourageants; • une méthode de calcul des forces et moments articulaires, basée sur des principes classiques (approche récursive), mais adaptée à la complexité des mouvements et du modèle étudiés. Les méthodes mises en place dans cette étude, ainsi que ses apports dans la connaissance du rattrapage d'équilibre, constituent une première étape en vue de l'obtention d'un outil permettant d'évaluer et de limiter les risques encourus par les passagers debout.

Il est connu que les personnes ayant une hémiparésie à la suite d’un accident vasculaire cérébral (AVC) présentent une mise en charge (MEC) asymétrique lors de la station debout et lors du passage assis à debout (PAD). Par contre, peu d’études ont quantifié l’évolution de la MEC avec la réadaptation ou la précision avec laquelle ces personnes sont capables de la juger. L’objectif principal de ce projet était d’étudier l’évolution de la répartition et la perception de MEC en position debout et lors du PAD chez des personnes hémiparétiques en réadaptation fonctionnelle intensive (RFI). Un objectif secondaire était d’identifier les facteurs qui caractérisent les personnes hémiparétiques les plus asymétriques et les plus atteintes dans leur perception. Cette étude a été menée auprès de seize participants. Les résultats ont démontré qu’une asymétrie de répartition de l’appui en faveur du côté non parétique est présente dès les premiers mois après l’AVC et qu’elle persiste malgré la RFI. Chez les personnes avec une atteinte sévère de la fonction motrice, la MEC était plus symétrique pour le PAD que la station debout. En termes de perception, les personnes hémiparétiques étaient capables d’identifier le côté sur lequel ils mettaient plus d’appui mais ils avaient tendance à surestimer l’appui sur le côté parétique et donc à se juger moins asymétriques qu’ils ne l’étaient en réalité. Très peu de changements ont été observés lorsque les données au congé étaient comparées aux données à l’entrée dans l’étude. En réponse à l’objectif secondaire, la fonction motrice du membre inférieur parétique évaluée par le Chedoke et la différence de force des extenseurs entre les genoux étaient les facteurs les plus déterminants de l’asymétrie et de la perception de MEC. Les résultats obtenus constituent donc une étape supplémentaire vers la compréhension de la répartition asymétrique et les troubles de perception de MEC lors de la station debout et le PAD chez les personnes hémiparétiques. Il serait intéressant dans le futur d’explorer davantage les facteurs susceptibles d’influencer l’asymétrie et la perception de MEC et d’objectiver la relation de cause à effet entre ces deux variables en plus de préciser l’effet réel de l’asymétrie sur la stabilité posturale. / It is well known that people with hemiparesis after stroke have asymmetric weight bearing (WB) when standing and during sit-to-stand (STS). However, few studies have quantified the evolution of WB with rehabilitation or focused on the accuracy with which hemiparetic individuals are able to perceive their WB. The main purpose of this project was to assess the changes, with rehabilitation, in WB distribution and perception of WB during standing position and STS in hemiparetic individuals. A secondary objective was to identify the factors that characterize the most asymmetric hemiparetic individuals and the most affected in their perception. The study was conducted with sixteen participants. The results showed that asymmetric WB is present in the first months after stroke and persists despite rehabilitation. For individuals who had had severe impairment of motor function, WB was more symmetrical during STS than standing. In terms of WB perception, hemiparetic individuals were able to identify the side on which the loading was higher and they generally overestimated the weight under the paretic side. Overall, data at admission and discharge from the study were not different. Furthermore, the motor function of paretic lower limb evaluated by Chedoke and the strength of knee extensors were the most determinant factors of WB and perception. These results can thus be considered as a further step in order to understand the asymmetrical distribution and the impaired perception of WB. It would be interesting in the future to further explore the factors that may influence the perception and asymmetry of WB in order to identify the relationship between these two variables with a specific focus on the impact of WB asymmetry on the patient’s stability in both tasks.

La première cause de handicap neurologique chez l’adulte en France est l’accident vasculaire cérébral (AVC). L’AVC est la principale cause de l’hémiplégie et peut conduire à des séquelles lourdes telles que des difficultés à se lever et s’asseoir. A ce jour, il n’existe pas de dispositif d’aide au passage assis-debout (PAD)/debout-assis (PDA) permettant le déplacement en position debout adapté aux sujets hémiplégiques.La conception de ce type de dispositif est l’objectif du projet VHIPOD. L’absence d’études sur le PAD/PDA avec aide des sujets hémiplégiques invite à explorer deux types d’aides : ancrage fixe et ancrage mobile. Une première campagne d’expérimentation a permis de mesurer le PAD/PDA de 18 sujets sains et 11 sujets hémiplégiques droits dans différentes conditions : avec/sans ancrage fixe, avec/sans écharpe d’immobilisation et pour différentes positions de l’ancrage fixe. Ce travail a permis de montrer la contribution d’un ancrage fixe sur le PAD/PDA (ex. réduction des moments articulaires aux genoux) et de montrer que la position de l’ancrage fixe influence le PAD/PDA (ex. une position du côté gauche/sain augmente l’appui sur le membre inférieur gauche). Une deuxième campagne d’expérimentation a permis de mesurer le PAD/PDA avec ancrage mobile de 7 sujets sains et 10 sujets hémiplégiques gauches. Ce travail a permis d’identifier la différence entre les sujets hémiplégiques et les sujets sains (ex. les sujets hémiplégiques gauches sont plus asymétriques que les sujets sains) et de comparer les résultats du PAD/PDA avec ancrage mobile à ceux du PAD/PDA avec ancrage fixe (ex. l’asymétrie des sujets hémiplégiques est augmentée pour le PAD/PDA avec ancrage mobile. / Stroke is the first cause of neurological handicap for adults in France. It is the principal cause of hemiplegia and could lead to major consequences as to have difficulties to stand up, to sit down or even to walk/move.Nowadays, there’s no device adapted to assist hemiplegic persons to stand up, to move while standing up and to sit down. The creation of this type of device/vehicle is the aim of VHIPOD project. The absence of studies on the assisted sit-to-stand (STS) for hemiplegic persons invites to investigate two type of assistance : fixed anchor and moving anchor. Two series of experimentation have been conducted. The first experimental device allowed the sit-to-stand/stand-to-sit measurements for 18 healthy subjects and11 right hemiplegic subjects in different conditions : with/without a fixed anchor, with/without an arm sling and for different anchor position. The analysis of the results showed the contribution of a fixed handgrip (ex. reduction of the knee joint moments) and the influence of the handgrip position on the movement (ex. a position on the left/healthy side increases the effort on left lower limb.). The second experimental device allowed the sit-to-stand/stand-to-sit measurements for 7 healthy subjects and 10 left hemiplegic subjects. The analysis of the results allowed us to describe the sit-to-stand/stand-to-sit with moving anchor, to compare the two populations (ex. Left hemiplegic subjects have a more asymmetrical movement then healthy subjects) and to compare the STS with moving anchor to the STS with fixed anchor (ex. The asymmetry of hemiplegic subjects was higher for the STS with a moving anchor).