The aim of this Master's study was to quantify the effects of an eight week, 20-lesson Alexander Technique (AT) training program on neck/shoulder postural alignment, range of motion and muscle activity in healthy people during tasks that targeted the head-neck/shoulder relationship. Post AT training laboratory assessments revealed a decrease in upper thoracic kyphosis in a static seated posture task and in a computer typing task. There was an increase in serratus anterior muscle activity amplitude at 120 degrees of a weighted shoulder flexion task and an increase in shoulder flexion range of motion. Since posture appears to be a risk factor for musculoskeletal disorders, and reduced shoulder range of motion as well as maintaining work-specific postures with static muscle activation have been associated with chronic neck and shoulder disorders, the AT may have some clinical benefit as a rehabilitation, and also as a preventative, approach for neck/shoulder disorders. / Le but de ce projet de maîtrise était de mesurer les effets d'un programme de huit semaines, 20 leçons de technique Alexander (AT) sur l'alignement postural cou-épaule, l'amplitude de mouvement et l'activité musculaire de personnes en bonne santé pendant des tâches qui visaient la relation tête-cou-épaule. Les évaluations de laboratoire post-entraînement ont indiqué une diminution de la cyphose thoracique durant des tâches statiques d'assise et d'entrée de texte à l'ordinateur. Il y avait une augmentation d'amplitude d'activité du muscle serratus antérieur à 120 degrés d'une tâche de flexion d'épaule avec charge et d'amplitude de flexion d'épaule. Puisque la posture semble être un facteur de risque pour des troubles musculo-squelettiques et que les déficits d'amplitude ainsi que le maintient de postures de travail spécifiques avec l'activation musculaire sont associés aux troubles chroniques de cou-épaule, l'AT pourrait présenter un avantage clinique comme approche de réadaptation et de prévention des troubles cou-épaule.

People who have had a stroke have difficulty walking. One approach that physiotherapists use to improve walking after a stroke is training people to have better control over the movements of their trunk at the shoulder and hip levels. While previous research has shown that people with low back pain and Parkinson's disease have disruptions in the production of rhythmical thoracic and pelvic movements (inter segmental coordination) while walking, there is a lack of information related to this deficit in people who have had a stroke. The aim of this study was to measure: 1) the level of inter-segmental coordination between movement of thoracic and pelvic trunk segments during locomotion in people with stroke and 2) to examine if there are correlations between the level of inter-segmental coordination and gait and balance scores of the participants. Eleven individuals with stroke and 11 age-matched healthy controls participated in the 2 sessions of the study: 1) clinical evaluation: BesTest (clinical balance scale) and the Functional Gait Assessment (FGA) for all subjects and Chedoke-McMaster (CM) only in the stroke group. 2) Kinematic evaluation: Gait kinematic were recorded during self-paced treadmill walking at 2 different speeds in 2 planes (yaw and roll). The angular movements of the thorax and the pelvis and the continuous relative phase between them (CRP) were measured and compared between groups. Correlation analysis was conducted to identify the strength of the relationships between the clinical and kinematic data. Results showed that, at comfortable speed, individuals with stroke had reduced inter-segmental coordination in the yaw plane and that this reduction was correlated with functional levels. This information may be useful for physiotherapists to design more effective treatment programs to improve locomotor ability in people post-stroke. / Les gens qui subissent un accident vasculaire cérébral (AVC) ont de la difficulté à marcher. Une approche utilisée par les physiothérapeutes pour amender la marche est un entraînement servant à améliorer le contrôle des mouvements du tronc au niveau des épaules et des hanches. Des recherches précédentes ont démontré que les gens avec des maux de dos et la maladie de Parkinson ont des disruptions dans la production des mouvements rythmiques du thorax et du bassin (coordination inter-segmentale) durant la marche, mais il y a un manque d'information regardant ce déficit dans les gens ayant subi un AVC. Le but de cette étude était de mesurer : 1) le niveau de coordination inter-segmentale entre les mouvements des segments du thorax et du bassin pendant la locomotion des gens atteint d'un AVC et 2) d'examiner s'il existe une corrélation entre les niveaux de coordination inter-segmentale et les scores d'équilibre et de démarche des participants. Onze individus avec un AVC et onze participants contrôles d'un âge similaire ont participé dans les deux sessions de l'étude : 1) évaluation clinique : BesTest (échelle clinique d'équilibre) et le test de démarche fonctionnel (FGA) pour tous les sujets et le Chedoke-McMaster (CM) pour les sujets avec AVC seulement. 2) évaluation cinématique : les données cinématiques de la démarche ont été prises durant une marche sur tapis roulant à une vitesse choisie par l'individu, à deux vitesses différentes et sur deux plans ('yaw' et 'roll'). Les mouvements angulaires du thorax et du bassin ainsi que la phase continue et relative entre les deux (CRP) ont été mesurés et comparés entre les groupes. Une analyse de la corrélation a été réalisée pour identifier la force de la relation entre les mesures cliniques et cinématiques. Les résultats démontrent qu'à une vitesse confortable, les individus ayant eu un AVC avaient moins de coordination inter-segmentale dans le plan 'yaw' et que ce déclin avait une corrélation avec les niveaux fonctionnels. Cette information peut être utile pour aider les physiothérapeutes à mettre en place des programmes de traitements plus efficaces pour améliorer les habiletés locomotives auprès de la population ayant subi un AVC.

Only three known studies regarding self-management of drooling were conducted in the past 40 years. This is surprising considering that it is less invasive than medical treatment, and that children with intact cognition should have the potential to learn to manage their saliva. The present study addressed the needs of children (aged five to twelve years old) presenting with a drooling problem for whom no current effective treatment exists, and for whom drooling impacts both self-esteem and social participation. The purpose of this study was to use the structure of the Cognitive Orientation to Daily Occupational Performance (CO-OP) approach, and to adapt it to help these children better control their saliva. It was hypothesized that CO-OP is effective in reducing drooling during daily living activities for children aged five to twelve years old presenting with a motor impairment in the context of intact cognitive abilities, specifically, that the reduction will occur immediately after the intervention and will be maintained over time. A repeated measures design was used to conduct this study with a sample of eight participants. There were five types of clinical encounters: (1) baseline assessment (2) ten treatment sessions using CO-OP (3) post-intervention re-assessment (4) generalization assessment (5) follow-up assessment three months post-intervention. The results showed evidence of a clinically significant reduction in drooling immediately after the CO-OP intervention (p<0.001) on both the Drooling Impact Scale and the Teacher Drooling Scale. This result was maintained three months post-intervention. There was also evidence of a clinically significant increase of the dryness ratio while performing daily living activities. Although CO-OP intervention showed promising results, more studies with control groups (non-treatment and alternative treatments) are required to further demonstrate its effectiveness for self-management of drooling. / Seulement trois études sur les approches d'autogestion du contrôle salivaire ont été effectuées au cours des 40 dernières années, ce qui est surprenant considérant qu'elles sont moins invasives que les approches médicales et que les enfants avec des habiletés cognitives intactes ont le potentiel d'apprendre à gérer leur salive. Cette étude vise à adresser le besoin d'enfants présentant un problème de contrôle salivaire affectant leur estime de soi et leur participation sociale, et pour qui il n'existe actuellement aucun traitement véritablement efficace. Le but de cette étude est d'utiliser et d'adapter la structure de l'approche ''Cognitive Orientation to Daily Occupational Performance'' (CO-OP) pour aider ces enfants à mieux gérer leur salive. L'hypothèse soulevée est que l'approche CO-OP est efficace, immédiatement après l'intervention, pour diminuer la perte salivaire durant l'accomplissement des activités de la vie quotidienne chez les enfants de cinq à douze ans présentant des difficultés motrices dans le contexte d'habiletés cognitives intactes, et que cette réduction sera maintenue dans le temps. Une étude de mesures répétées a été effectuée auprès de huit participants. Il y avait cinq types de phases cliniques : (1) évaluation initiale (2) dix sessions d'intervention avec CO-OP (3) réévaluation (4) généralisation/visite scolaire (5) suivi après trois mois. Les résultats ont démontré une réduction clinique significative de la perte salivaire immédiatement après l'intervention CO-OP (p<0.001) sur le ''Drooling Impact Scale'' et le ''Teacher Drooling Scale'', ainsi qu'un maintien de cette diminution trois mois après l'intervention. Une augmentation clinique significative du temps passé sans perte salivaire durant l'accomplissement d'activités de la vie quotidienne a également été observée. Les résultats suite à l'intervention CO-OP sont prometteurs. Toutefois, davantage d'études avec de plus gros échantillons et des groupes contrôle (sans traitement et avec traitement alternatif) sont requises pour démontrer son efficacité pour l'autogestion du contrôle salivaire.

This thesis introduces a new paradigm that is designed to facilitate the performance of arm movements during gait rehabilitation. The main purposes of the thesis were to assess (1) the effects of performing arm movements using this paradigm on the coordination of upper and lower limbs, and (2) the effects of arm movements on lower limb kinematic and muscle activation patterns. Ten stroke and ten healthy subjects walked on a treadmill while swinging their arms naturally, and while holding onto handles that were either fixed in place or allowed to slide along horizontal handrails. Full-body kinematics were recorded, along with bilateral surface EMG from upper and lower body muscles. Arm-leg coordination patterns were unaffected by the use of the sliding handles, and performing arm movements influenced lower limb muscle activation. Overall, results support the inclusion of arm movements in gait rehabilitation protocols and, for patients who are unable to walk without any external support, the use of sliding handles appears to be a useful surrogate to natural arm swing. / La présente étude introduit une nouvelle approche qui facilite l'exécution du balancement des bras pendant la marche chez des patients. Les principaux objectifs de cette étude étaient d'évaluer (1) les effets de l'utilisation de ces poignées coulissantes sur la coordination des membres supérieurs et inférieurs lors de la marche, et (2) les effets du balancement des bras, avec ou sans poignées coulissantes, sur la cinématique et les patrons d'activation des muscles des jambes. Dix patients ayant subi un accident vasculaire cérébral et dix adultes en santé ont marché sur un tapis roulant en balançant les bras naturellement de chaque côté du corps ou en tenant des poignées qui étaient soient coulissantes ou fixes sur les barres d'appui latérales du tapis roulant. Les données enregistrées incluent la cinématique et l'activité électromyographique des muscles des membres supérieurs et inférieurs. Les résultats ont démontré que les patrons de coordination bras-jambe ne sont pas influencés par l'utilisation des poignées coulissantes. Le balancement des bras a influencé l'activation des muscles des jambes. Ces résultats soutiennent la proposition d'inclure le balancement des bras dans des protocoles de réadaptation à la marche. Également, pour les patients incapables de marcher sans support externe, l'utilisation d'un tapis roulant équipé de poignées coulissantes s'avère être un substitut intéressant à la marche avec balancement naturel des bras.

Multiple sclerosis (MS) is a chronic progressive neurological disease afflicting mostly young adults in North America, predominantly women. MS has little effect on life span but significant effect on quality of life. Despite the known benefits of exercise, evidence shows that persons with chronic disabling conditions such as MS are less physically active. Considering this, a deeper understanding of persons with MS and their exercise engagements and concerns is a crucial first step. The first part of this thesis presents existing evidence and methodological issues associated with randomized controlled trials estimating the effects of exercise interventions among persons with MS. The second part identifies current exercise engagement, preferences, and barriers of 417 community-dwelling ambulatory persons with MS. A subset of this group participated in the semi-structured interviews and provided their feedback on the design of an exercise approach. This information was used to design the next phase of the project - a pilot randomized controlled study trial evaluating the feasibility and efficacy of the Multiple Sclerosis Tailored Exercise Program (MSTEP). The development of MSTEP is also demonstrated in the third part of the thesis. The fourth and last part presents two cases from people completing all phases of the MSTEP protocol. The results of the studies show that exercise preferences and barriers may be associated with one's decision to be physically active or inactive. The available data from the on-going pilot study of the MSTEP presents evidence supporting its feasibility (and some level of efficacy) from both the participants' and the scientific point of view. Furthermore, the favorable nature of the qualitative information obtained from the participants as well as the absence of reported injuries, accidents, or extreme fatigue due to exercise, both amplify our confidence in the MSTEP and its ability to promote active living and good health in this community. / La sclérose en plaques (SP) est une maladie neurologique progressive qui afflige principalement les jeunes adultes en Amérique du Nord et majoritairement les femmes. La SP a peu d'effet sur la durée de vie, mais a un effet significatif sur la qualité de vie. Bien que les bénéfices de l'exercice soient connus, il a été démontré que les personnes atteintes d'une maladie chronique, telle que la SP, sont physiquement moins actives. Considérant ces faits, une compréhension profonde des personnes atteintes de SP, de leur engagement face à l'exercice et de leur préoccupation représente une première étape cruciale. La première partie de cette thèse présente les preuves existantes ainsi que les problèmes méthodologiques associés aux études contrôlées randomisées qui mesurent l'effet des interventions impliquant l'exercice chez les personnes atteintes de SP. La seconde partie identifie les engagements actuels face à l'exercice, les préférences ainsi que les barrières de 417 personnes atteinte de SP vivant dans la communauté ambulatoire. Un sous-groupe de cette population a participé à des entrevues semi-structurées et ont donné leur avis sur l'élaboration d'un programme d'exercices. Cette information a été utilisée pour le développement de la phase suivante de ce projet – un projet pilot contrôlé randomisé évaluant la faisabilité et l'efficacité d'un programme d'exercices personnalisés pour la SP (« Multiple Sclerosis Tailored Exercise Program (MSTEP) ». Le développement du MSTEP est aussi démontré dans la troisième partie de cette thèse. La quatrième et dernière section présente le cas de deux participants ayant complété toutes les phases du programme MSTEP. Les résultats des études démontrent que les préférences ainsi que les barrières de l'exercice peuvent être associées avec la décision de chacun d'être physiquement actif ou non. Les données disponibles sur l'étude pilote en cours portant sur le MSTEP présentent des résultats supportant sa faisabilité (et un certain niveau d'efficacité) tant sur le point de vue des participants que celui scientifique. De plus, la nature favorable des informations qualitatives recueillies de la part des participants ainsi que l'absence de blessures rapportées, d'accidents ou d'extrême fatigue dû à l'exercice, amplifient notre confiance dans le MSTEP et sa capacité de promouvoir une vie active et une bonne santé dans cette population.

Vision is arguably the most important sensory cue for the control of goal-directed locomotion. Optic flow, broadly defined as the pattern of light at the eye of a person moving through the environment, provides strong cues on the direction of locomotion, also known as heading. To date, most studies have only investigated the use of optic flow for heading in healthy young subjects. However, the capacity for visual processing can decline with advancing age or a neurological insult, such as stroke. These changes could impact on the control of heading and locomotion. The purpose of this thesis was to explore the role of optic flow in the control of locomotion in older adults and in stroke patients. In the first study, 2 groups of subjects (young: n=9, age 21.56 ± 3.20; old: n=9, age 66.11 ± 3.95) were instructed to walk straight in a virtual environment. As they progressed forward, the location from which the scene was expanding from, also know as the focus of expansion (FOE), was offset with a translation of 20° or 40° either to the left or right of the midline of the virtual scene. Young adults responded by displacing their centre of mass (CoM) mediolaterally in the direction opposite to the FOE shift, thus correcting their virtual trajectory so that they perceived walking straight in the virtual environment. In contrast, older adults showed very little trajectory corrections to the optic flow, resulting in large heading errors. In the second study, 10 young (age 23.49 ± 4.72) and 10 older adults (age 76.22 ± 3.11) were instructed to walk straight in a virtual environment where the FOE was gradually rotated until reaching 40° to the right or left at the end of the walking trial. Young adults displayed very small net heading errors in the virtual environment and responded by physically reorienting their heading and head in the direction opposite to the FOE rotation. Older adults showed similar responses, though they had smaller head rotations and slightly larger errors. Taken together, these 2 studies indicate that the effects of aging on the control of heading from optic flow are dependent on the type of flow presented and that the utilization of rotational flows while walking are less susceptible to aging than translational flows. In the third study, the same groups of healthy young and older adults (n=10 each) were tested on their ability to re-weight sensory information and maintain a straight heading in the physical environment while being exposed to rotational flows, as they walked at normal and fast walking speeds. Older participants made significantly larger heading errors than younger adults at normal walking speeds. Fast walking speed was found to improve the heading performance of young subjects but led to even larger heading errors in the older adults. This study suggests an increased reliance on visual cues for locomotor control in older adults who are less adept in visual reweighting. In the final study, a single-subject design was used to investigate the effects of stroke on the ability to use rotational optic flow cues while walking. Nine stroke patients were instructed to walk straight in a virtual environment with the FOE rotating 40° either towards the ipsilesional or contra-lesional side. Patterns of heading responses varied, with individuals having a history of neglect consistently showing heading larger errors than those without. The presence of persistent visuomotor deficits, particularly in far space, in stroke patients with a history of visuospatial neglect, is a novel finding of this thesis. In conclusion, central nervous system changes due to aging and stroke can impact the ability to use optic flow for the control of goal-directed locomotion. The underlying changes may pertain to the processing and/or integration of visual motion information. / La vision est sans doute l'information sensorielle la plus importante dans le contrôle de la marche. Le flux optique, qui peut être défini comme le patron de lumière dirigé sur la rétine quand une personne avance dans l'environnement, donne de puissantes indications quant à la trajectoire ou la direction de la marche. Le vieillissement et la présence de lésions neurologiques peuvent altérer la capacité à traiter les informations visuelles. Le but de cette thèse était d'explorer le rôle du flux optique dans le contrôle de la trajectoire de la marche chez les personnes âgées et les patients ayant subi un accident vasculaire cérébral (AVC). Dans la première étude, deux groupes de sujets (jeunes : n=9, 21.56 ± 3.20 ans; Âgés: n=9, 66.11 ± 3.95 ans) ont reçu pour instruction de marcher en ligne droite dans un environnement virtuel. Alors qu'ils avançaient, l'endroit à partir duquel la scène prenait de l'expansion, connu également comme le focus d'expansion (FE), a été déplacé latéralement pour atteindre une translation de 20° ou de 40° vers la gauche ou la droite par rapport à la ligne centrale de l'environnement virtuel. Les jeunes adultes ont répondu en déplaçant leur centre de masse médiolatéralement dans la direction opposée au déplacement du FE, corrigeant ainsi leur trajectoire de sorte qu'ils marchent en ligne droite dans l'environnement virtuel. Au contraire, les adultes plus âgés ont montré très peu de corrections en réponse au flux optique, résultant en de grandes erreurs de trajectoire. Dans la seconde étude, 10 jeunes adultes (âge 23.49 ± 4.72 ans) et 10 adultes âgés (âge 76.22 ± 3.11 ans) ont reçu pour instruction de marcher droit dans un environnement virtuel alors que le FE a été graduellement déplacé en rotation, jusqu'à l'obtention d'un angle de 40° vers la droite ou la gauche à la fin de l'essai de marche. Les sujets jeunes ont démontré des erreurs nettes de trajectoire très petites dans l'environnement virtuel et ont répondu en tournant et redirigeant la tête et le corps dans la direction opposée à la rotation du FE. Les adultes plus âgés ont répondu de la même façon, bien qu'ils aient eu moins de rotation de la tête et des erreurs légèrement plus grandes. Les résultats combinés de ces deux études indiquent que les effets du vieillissement sur le contrôle de la trajectoire à l'aide du flux optique sont dépendants du type de flux optique présenté et que l'utilisation du flux en rotation pendant la marche est moins sensible au vieillissement que celle du flux en translation. Dans la troisième étude, les sujets jeunes et âgés ont été testés quant à leur habileté à re-pondérer les informations sensorielles et maintenir une trajectoire rectiligne dans l'environnement réel alors qu'ils étaient exposés à des flux optiques en rotation, lors de la marche à vitesse confortable et rapide. Les sujets âgés ont fait de plus grandes erreurs de trajectoire à vitesse confortable que les sujets plus jeunes. Une vitesse de marche plus rapide a amélioré la performance des sujets jeunes mais a entraîné des erreurs de trajectoire plus grandes chez les adultes plus âgés. Dans la dernière étude neuf patients avec un AVC ont reçu comme instruction de marcher droit dans un environnement virtuel avec un FE se déplaçant à 40 ° de rotation vers le côté lésionnel ou contra-lésionnel. Les patrons de réponse se sont révélés variables, alors que les sujets ayant une histoire d'héminégligence ont constamment montré de plus grandes erreurs de trajectoire. La présence de déficits visuomoteurs persistants chez les sujets avec une historique d'heminégligence est une nouvelle découverte de cette thèse. En conclusion, les changements au système nerveux central causés par le vieillissement et la présence d'un AVC peuvent influencer la capacité à utiliser le flux optique pour contrôler la marche. Les changements sous-jacents pourraient être liés au traitement et/ou à l'intégration des informations de mouvement visuel.

Objective: To identify predictors of change in the physical and mental components of HRQOL following two chemotherapy cycles in patients with advanced NSCLC Methods: A secondary analysis of data on 47 subjects with advanced NSCLC before and after receiving two cycles of first-line chemotherapy was performed, using multiple linear regression. Predictors were pre-chemotherapy 6-Minute Walk Test (6MWT) distance, grip strength, one-minute chair rise repetitions, Schwartz Cancer Fatigue Scale (SCFS) score, Lung Cancer Subscale score and Patient-Generated Subjective Global Assessment score. Outcomes were change in the physical and mental component summaries (PCS and MCS) of the 36-item Short-Form Health Survey. Results: Adjusted for age, gender and chemotherapy combination, pre-chemotherapy SCFS score and 6MWT distance significantly predicted change in MCS score (p<0.01). No significant predictors were found for PCS change. Conclusion: Clinical management of fatigue and physical function may be useful for HRQOL optimization in patients with advanced NSCLC undergoing chemotherapy. / But: Identifier les facteurs prédisposant au changement en QV pendant la chimiothérapie aux patients atteints de CPSA Méthodologie: Une analyse secondaire des données sur 47 sujets avec le CPSA avant et après deux cycles de chimiothérapie était exécutée en utilisant la régression linéaire multiple. Les variables étaient le test de marche de 6-minutes (TM6), la force de préhension, les levés de la chaise, les scores Schwartz Cancer Fatigue Scale (SCFS), les scores Lung Cancer Subscale et les scores Patient-Generated Subjective Global Assessment avant chimiothérapie et changement en scores résumés psychiques (MCS) et physiques (PCS) du SF-36 après chimiothérapie. Résultats: Ajustés pour l'âge, le sexe et la combinaison de chimiothérapie, les SCFS et TM6 avant chimiothérapie prédisposaient significativement au changement de score MCS (p<0.01). Aucune variable n'était significative pour changement de score PCS. Conclusion: La gestion clinique de la fatigue et la fonction physique serait utile pour ces patients.

Physical performance is a useful and complementary method of monitoring cancer and its impact. Patient self measurement of physical performance would be very useful. This study evaluated the reliability of self-measured Simmonds Physical Performance Task Battery (SPPT) among mixed cancer patients (stage I-IV). Eighty six adults participated. Performance on the SPPT was measured simultaneously by the patient and the practitioner. The procedure was repeated one week later. Intra-Class Correlation (ICC) coefficients showed that test-retest reliability and inter-rater reliability of self-measured performance for the seven SPPT tasks was good to excellent (ICC1, 1= 0.87-0.963 and ICC1, 2= 0.93-0.97, respectively). Except for the six minute walk, mean performance scores were systematically higher for patient compared to practitioner measures (p<.0005). Self measurement is reliable and patients should be instructed to measure and monitor their physical performance as an indicator of disease state. Patient and practitioner methods of measurement can not be used interchangeably. / La performance physique constitue une méthode utile et complémentaire pour le suivi du cancer et de son impact. Dans ce contexte, l'auto-évaluation de la performance physique par le patient serait très utile. L'étude a évalué la fiabilité de la batterie de tests de Simmonds pour l'auto-évaluation de la performance physique (SPPT) chez un groupe mixte de patients cancéreux (stade I–IV). Quatre-vingt-six patients adultes y ont pris part. La performance selon la batterie SPPT a été mesurée simultanément par le patient et le praticien. La procédure a ensuite été répétée une semaine plus tard. Les coefficients de corrélation intraclasse (ICC) ont démontré que la fiabilité test-retest et inter-examinateur de la performance auto-évaluée à l'égard des sept tâches de la batterie SPPT était de bonne à excellente (ICC1,1= 0,87– 0,963 et ICC1,2= 0,93–0,97, respectivement). Sauf pour la marche de six minutes, les scores moyens de performance se sont révélés systématiquement plus élevés chez les patients comparativement aux mesures du praticien (p<,0005). L'auto-évaluation est donc fiable et on devrait donner comme consigne aux patients de mesurer et de suivre leur performance physique en tant qu'indicateur de l'état pathologique. Toutefois, les méthodes de mesure – celle du patient et celle du praticien – ne peuvent être utilisées de manière interchangeable.

Background: Muscular fatigue is a natural consequence of prolonged exercise and has been shown to decrease force production. Muscle fatigue has also been proven to increase muscle reflex time and amplitude and to decrease proprioception, probably as a consequence of affecting several neural receptors. Furthermore, studies on fatigue have concluded that it affects unilateral and bilateral stance. Although balance is decreased during quiet standing after fatigue, we do not know how it is affected in other positions, such as during squats. Objectives and hypotheses: The objectives were to define and compare, during static squats, the weight distribution, the center of pressure (COP) position and the activity of the muscles in the lower extremities of a healthy population before and after a fatigue protocol. Our first hypothesis was that significant differences in weight distribution and COP position, after fatigue, would be observed. Specifically, we expected weight distribution in the sagittal plane (anteroposterior body axis) and the COP position to be more forward, but expected no difference in the frontal plane (mediolateral body axis). Our second hypothesis was that the activity of the lower limb muscles, after fatigue, would be different. For example we expected the quadriceps and the gastrocnemius to be more active. Methods: Fifteen healthy, physically active individuals (age 18-30 years) were selected to participate in our study. Data were collected before and after a lower-limb fatigue protocol, while the participants were in different static squatting positions. Pressure distribution was collected using a MatScan and was used to compute weight distribution in two planes (frontal and sagittal) and COP position in the sagittal plane. Electromyographic (EMG) data from 14 lower-limb muscles (seven from each leg) were collected. Results: The fatigue protocol had a significant effect on the COP position in the sagittal plane, and on the activity of some muscles. However, it did not have an effect on weight distribution whether in the sagittal plane or in the frontal plane. Squat position had a significant effect on the activity of some muscles, but not on weight distribution or on the COP position. Significance: There are many studies on the effect of fatigue on standing balance and proprioception. Their results show that fatigue affects proprioception and balance but its effect on balance has not been studied during squats, when the knee extensors are more active. We believe that by evaluating weight distribution, COP position and muscle activation during a fatigued state, we may be able to understand the effect of fatigue on balance in positions that are more challenging in healthy individuals and eventually in injured populations. Fatigued conditions, like the protocol we used, can resemble real life conditions during games, where the fatigue state of the participants is usually increased. / Contexte : La fatigue musculaire est une conséquence normale de l'exercice prolongé et il a été démontré qu'elle mène à une diminution de la force pouvant être produite. La fatigue musculaire augmente aussi le temps de latence et l'amplitude des réflexes musculaires; elle diminue la proprioception. Ceci découle probablement du fait que la fatigue affecte les récepteurs neuraux. En outre, les études sur la fatigue ont conclu qu'elle affecte l'équilibre en position debout, que ce soit en situation unilatérale ou bilatérale. Bien que la fatigue diminue l'équilibre en position debout, nous ne savons pas si l'équilibre est affecté pour d'autres positions, comme, par exemple, pendant les squats. Objectifs et hypothèses : Les objectifs de cette thèse consistaient à définir et comparer, pendant des squats statiques, la distribution du poids, la position du centre de pression et le recrutement musculaire des membres inférieurs d'une population saine avant et après un protocole de fatigue musculaire. Notre première hypothèse était que la fatigue musculaire mènerait à des différences significatives de la distribution du poids et de la position du centre de pression. Plus particulièrement, nous croyions que les participants déplaceraient leur poids et leur centre de pression vers l'avant, mais nous ne prévoyions pas que la fatigue affecterait la distribution du poids dans le plan frontal. Notre deuxième hypothèse était que le recrutement musculaire du membre inférieur seraient différents suite à la procédure de fatigue. Par exemple nous nous attendions à ce que les quadriceps et les gastrocnemius soient plus activés. Méthodologie : Quinze individus sains et physiquement actifs âgés entre 18 et 30 ans ont participé à notre étude. Nous avons enregistré des données avant et après un protocole de fatigue musculaire visant les membres inférieurs, alors que les participants effectuaient des squats statiques dans différentes positions. Nous avons enregistré la distribution de pression à l'aide d'un MatScan et nous l'avons employée pour calculer la distribution de poids dans le plan frontal et le plan sagittal ainsi que la position du centre de pression dans le plan sagittal. Nous avons aussi enregistré l'activité électromyographique de 14 muscles des membres inférieurs (sept de chaque côté). Résultats : Le protocole de fatigue a produit un effet significatif sur la position du centre de pression dans le plan sagittal ainsi que sur l'activité de certains muscles. Cependant, il n'a pas affecté la distribution du poids que ce soit dans le plan sagittal ou dans le plan frontal. La position des squats a mené à une modification significative de l'activité de certains muscles, mais n'a démontré aucun effet sur la distribution du poids ou sur la position du centre de pression.Importance de l'étude : Il y a plusieurs études portant sur l'effet de la fatigue musculaire sur la proprioception ainsi que sur l'équilibre en position debout. Les résultats de ces études démontrent que la fatigue affecte la proprioception et l'équilibre, mais l'effet de la fatigue n'a pas été étudié pendant les squats, alors que les extenseurs du genou sont plus activés. Nous croyons qu'en évaluant la distribution du poids, la position du centre de pression et le recrutement musculaire en situation de fatigue musculaire, nous pourrons mieux comprendre l'effet de la fatigue lors de positions qui sont plus exigeantes, dans un premier temps chez les individus sains et par la suite chez les populations blessées. Le protocole utilisé a permis d'augmenter la fatigue, ce qui s'apparente à des situations de tous les jours ou lors de la pratique sportive alors que la fatigue des participants est souvent augmentée.

Modulation of lower limb somatosensory information can have a profound effect on postural orientation and balance control during both quiet and perturbed stance. Vibration is a powerful stimulus known to activate the muscle spindle Ia afferents as well as the cutaneous receptors and causes directionally specific, vibration-induced falling reactions. These reactions have been well-documented during quiet stance. However, little is known of the effects of manipulating, either separately or concurrently, somatosensory inputs arising from the muscle and plantar cutaneous receptors on the postural strategies triggered to maintain balance during quiet and especially perturbed stance. The aim of this thesis was to study the whole-body postural responses developed to maintain balance during quiet and perturbed stance, in conditions where somatosensory inputs from the lower limb muscles and plantar cutaneous receptors are altered by vibration. The first study showed that applying bilateral Achilles tendon vibration during quiet stance produces backwards leaning, characterized by changes in angular positions in the trunk, pelvis, hips, knees and ankles. Those changes are associated with modifications in the activation of muscles located away from the vibrated site. Moreover, the effects of vibration persisted after the end of vibration. The second study demonstrated that the amplitude of the balance reactions following support surface tilts can be increased or decreased depending on the magnitude of backward leaning caused by bilateral Achilles tendon vibration prior to the onset of the perturbation. The equilibrium reactions for tilts given during vibration involved changes in the peak angular excursions and muscle activity of the trunk, hips, knees and ankles. The last study showed that bilateral vibration of the plantar soles rearfoot regions produced a forward whole-body tilt with increased flexion in trunk, h / La modulation des informations somatosensorielles provenant des membres inférieurs affectent la posture et l'équilibre en position debout stationnaire ainsi qu'en présence de perturbations du sol. La vibration est un stimulus qui active les afférences Ia provenant des fuseaux neuromusculaires et les récepteurs cutanés. Elle provoque ainsi des réactions de chute qui sont orientées de façon spécifique et dépendent de la région vibrée. Ces réactions sont bien documentées en position stationnaire debout, mais peu d'informations sont disponibles sur les effets de la vibration tendineuse et / ou cutanée sur les réactions posturales déclenchées par des perturbations externes. Le but de cette thèse était d'étudier les réactions posturales développées pour maintenir l'équilibre en position stationnaire debout et en présence de perturbations externes lorsque les informations somatosensorielles des membres inférieurs sont altérées par l'application de vibration. La première étude a montré que la vibration bilatérale des tendons d'Achille en position stationnaire debout produit une inclinaison du corps vers l'arrière, qui est caractérisée par des changements d'orientation du tronc, du bassin, des hanches, des genoux et des chevilles. Ces changements d'orientation sont aussi associés à des modifications du niveau d'activité de plusieurs muscles localisés à distance de la région vibrée. De plus, ces effets posturaux persistent après l'arrêt de la vibration. La seconde étude a démontré que l'amplitude des réactions posturales déclenchées par des perturbations externes est augmentée ou diminuée en présence de vibration des tendons d'Achille. L'augmentation ou la diminution des réactions posturales dépend de l'amplitude de l'inclinaison vers l'arrière causée par cette vibration avant le début de la perturbation. La modification de ces réactions posturales impli