Nous vous informons de l’arrivée d’un doctorant au sein de l’UCAMM, Mr Arnaud GOUELLE. Son travail, co-encadré par les Professeurs PENNEÇOT et YELNIK, concerne le développement d’un score de stabilité en statique et en dynamique.
Sujet : Développement et validation d’un score de stabilité, en statique et lors de la marche, chez les enfants présentant des pathologies d’origine neurologique entraînant des troubles de la marche et/ou de l’équilibre.
Les systèmes d’analyse du mouvement contribuent aujourd’hui à une évaluation fonctionnelle plus complète de la marche des patients. Que ce soit sous la forme de données cinématiques, cinétiques ou électromyographiques, la science fondamentale trouve ici un intérêt dans l’application clinique. Même si les données que fournit l’analyse du mouvement peuvent être très précises, elles ne donnent pas une indication globale sur la marche directement utilisable par le clinicien. De ce fait, des index et des scores ont été développés. Par exemple, le Gillette Gait Index (Schutte et al., 2000) est un nombre sans dimension calculé à partir de seize paramètres cinématiques de la marche acquis pendant l’analyse quantifiée. Il est utilisé pour évaluer la déviation de la marche d’un patient par rapport à la normale.
Cependant, aucun outil ne permet réellement de rendre compte d’un élément critique, la stabilité au cours de la marche. Cette notion de stabilité est d’autant plus importante chez les patients présentant des troubles de la marche. Compenser les perturbations cinématiques ou les erreurs de contrôle permet de conserver l’équilibre au cours de la locomotion et de réduire les risques de chute. Le Functional Ambulation Profile (FAP) (Nelson, 1974) est un score sur 100 qui évalue la sévérité de pathologies de la marche à partir de variables spatiotemporelles enregistrées par le tapis de marche GaitRite. Par le choix de ses variables, il est le seul index à être en relation avec la stabilité au cours de la marche. Pourtant, ce score développé pour les parkinsoniens adultes ne s’applique pas avec succès à toutes les populations de sujets. Freedland et al. (2007) ont soulevé le problème de l’application du FAP à la marche chez les enfants. Du fait de la grande variabilité des pas chez les enfants et des constants changements pendant la croissance, ils ont proposé l’idée du développement d’un FAP spécifique aux enfants. Le développement et la validation d’un score de stabilité semblent donc essentiels.
Différentes voies de réflexion, permises par le matériel à disposition de l’UCAMM (CMPRE de Bois-Larris, Lamorlaye) et par le nombre important d’analyses de la marche réalisées chaque année, devront être envisagées. L’étude des forces de réaction au sol et des variations du centre de pression seront des points à prendre particulièrement en compte. Mais avant toute chose et en l’absence de consensus, il faudra d’abord définir clairement l’instabilité et donc la stabilité.
Ce travail sera réalisé au sein de l’UCAMM en collaboration avec Fabrice Mégrot, responsable de la structure, et le docteur Aurélie Lucet, notamment.
1. Rôle de la stabilité
La stabilité est un élément critique à la fois dans le maintien d’une position (stabilité statique) et la marche (stabilité dynamique).
Du point de vue des lois physiques, la stabilité et le contrôle du centre de masse d’un corps (CM) sont interdépendants. Afin de maintenir un équilibre statique, le centre de masse (CM) doit, sous des conditions gravitationnelles normales, être positionné au dessus de la base de support (BS) définie par les appuis au sol. Dans le cas de la posture érigée, le système nerveux central (SNC) joue un rôle important en réajustant constamment le corps pour maintenir le CM dans la base de support. En effet le sujet, soumis en permanence à des oscillations, n’est presque jamais immobile.
Il est aujourd’hui bien admis que l’efficacité de la stabilité posturale est diminuée chez les sujets dont les fonctions sensorielles et/ou motrices sont altérées. Celle-ci semblerait alors pouvoir être un facteur prédictif de chutes (Maki et al., 1994), menaces sérieuses pour la santé des personnes.
La stabilité dynamique peut être définie comme la capacité à maintenir la locomotion fonctionnelle en dépit de la présence de petites perturbations cinématiques ou d’erreurs de contrôle. Elle se rapporte à la capacité de contrôler le déplacement relatif du CM et de la BS et la vitesse horizontale du CM (Pai et al., 1997). Sans cette capacité de contrôler la stabilité dynamique pendant la marche l’individu peut tomber. A ce sujet, certaines études suggèrent qu’une motivation possible pour une vitesse de marche plus lente chez les personnes âgées est d’améliorer la stabilité (Dingwell et al., 2000).
2. Développement d’un score de stabilité
Du fait de l’importance de la stabilité, son intérêt au niveau clinique semble évident. Les enfants IMC, par exemple (population la plus représentée à l’UCAMM de Bois-Larris), peuvent avoir de multiples facteurs neuromusculaires et musculo-squelettiques qui rendent difficiles le maintien de l’équilibre et le contrôle postural. L’altération du contrôle moteur limite la capacité à répondre aux perturbations externes de manière efficace. Les enfants IMC montrent des signes d’instabilité dynamique pendant la marche, toutefois il n’existe aucun outil pour mesurer spécifiquement la stabilité dynamique pendant la marche. En effet, la plupart des recherches sur la stabilité ont étudié uniquement la position statique. La mesure de la stabilité dynamique permettrait de fournir des informations pour suivre le cours d’une maladie ou les progrès réalisés à la suite d’une intervention par exemple.
Notre projet est de développer et valider un score qui mesurerait à la fois la stabilité statique et la stabilité dynamique. Nous pourrons tout d’abord identifier une liste de variables potentiellement liées à la stabilité sur la base des lois mécaniques et de l’expérience clinique, avant de vérifier leur intérêt par l’expérimentation. Les variables pourront inclure notamment des mesures spatiotemporelles (longueur du pas, temps d’appui), cinématiques (vitesse de marche) et cinétiques (appuis au sol, CM). D’abord appliquer à une population particulière avec des limitations connues dans la stabilité (enfants IMC par exemple), le score pourrait être étendu à des sujets avec des diagnostics divers pour déterminer si les facteurs que nous avons choisis sont utiles pour différencier la stabilité pendant la marche dans d’autres populations.
3. Systèmes utilisés
L’UCAMM dispose différents systèmes qui permettent d’enregistrer des données de différentes natures.
• Un tapis d’analyse de la marche GaitRite ;
• Une plate-forme ZEBRIS pour la capture des répartitions de pressions plantaires en dynamique et en statique ;
• Un système Vicon MX+ 8 caméras MX jusqu’à 1.3 millions de pixels pour la capture de la cinématique ;
• 2 caméras Basler permettant la visualisation en temps réel de la vidéo et du vecteur force issu des plate-formes de force ;
• 4 plate-formes de force AMTI OR6-7 pour l’enregistrement des forces de réaction du sol ;
• Un système EMG sans fil AURION ZeroWire, 16 canaux ;
• 3 caméscopes numériques.
Au-delà des systèmes qui seront utilisés, nous devrons incorporer à notre travail des algorithmes de traitement originaux basés sur les résultats que nous obtiendrons.
4. Bibliographie
Dingwell et al. (2000). Nonlinear time series analysis of normal and pathological human walking. Chaos 2000;10:848–63.
Freedland et al. (2007). Considerations in the Development of a functional ambulation performance score for children. 12th Annual Meeting of Gait & Clinical Movement Analysis Society, Springfield. April 11-14, 2007.
Maki et al. (1994). A prospective study of postural balance and risk of falling in an ambulatory and independent elderly population. J Gerontol 1994;49:M72–84.
Nelson (1974). Functional ambulation profile. Phys Ther 1974; 54:1059-1065.
Pai et al. (1997). Center of mass velocity-position predictions for balance control. Journal of Biomechanics, 30, 4, 347-354.
Schutte et al. (2000). An index for quantifying deviations from normal gait. Gait Posture 2000; 11(1):25–31.
Main research interest in clinical gait/motion analysis and in gymnastics performance.
ResearchGate profile @ https://www.researchgate.net/profile/Arnaud_Gouelle
