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.

Les 17 et 18 janvier 2008 se dérouleront à Marseille les 7èmes journées du GAMEA (Groupe d’Analyse du Mouvement chez l’Enfant et l’Adulte).

Chaque année, une bourse est attribuée à un Doctorant ou DEA pour lui permettre d’assister aux deux journées (montant de 300 € pour les journées de Marseille).

Conditions d’attribution :

• être en Doctorat ou en DEA,
• montrer l’adéquation entre le sujet de thèse ou de mémoire de recherche et l’analyse du mouvement,
• être francophone et membre d’un pays de la communauté Européenne.

Pour postuler, adresser au secrétaire du GAMEA, 1 mois avant la date des journées, un dossier comprenant :

• un curriculum vitae précisant l’identité, la date de naissance, le cursus universitaire et les adresse postale et électronique,
• une lettre d’appui du Chef du laboratoire dans lequel l’étudiant travaille précisant les conditions de rémunération (bourse CIFRE, etc.).

Le bureau du GAMEA établira un classement des demandes et en retiendra une. La demande de Bourse n’est pas cumulable avec le prix Jeunes Chercheurs.
Le bénéficiaire de cette bourse devra participer aux deux journées du GAMEA, la bourse sera distribuée lors de la deuxième journée.

Site du GAMEA 2008

L’analyse de la marche est un domaine en plein essor auquel les cliniciens portent de plus en plus d’intérêt. Elle constitue en effet un outil efficace pour les aider dans leur exercice. Plusieurs structures hospitalières et cliniques se sont dotées de centres spécialisés pour réaliser les analyses de la marche et un examen a vu le jour, l’Analyse Quantifiée de la Marche (AQM). L’Unité Clinique d’Analyse de la Marche et du Mouvement (UCAMM) de Bois-Larris est un des centres qui réalisent cet examen chez des enfants. De la nécessité de mieux comprendre cet examen et les outils qui le rendent possible, une convention de stage a été signée avec l’UCAMM. Le travail présenté dans ce mémoire est ainsi basé sur des AQM réalisées à l’UCAMM lors de ce stage.

L’Analyse Quantifiée de la Marche fournit une vaste quantité de données (cinématiques*, spatiotemporelles, cinétiques*, électromyographiques) relatives à la marche d’un patient. L’interprétation approfondie de celles-ci demande la connaissance et la compréhension des systèmes qui enregistrent le mouvement, ainsi qu’une formation à la lecture de ces analyses qui peut être complexe. L’interprétation de ces résultats peut être difficile. Deux index ont donc été proposés pour simplifier la lecture des données fournies par les différents systèmes d’analyse de la marche.

1. Le Gillette Gait Index (ou Normalcy Index) : c’est une mesure de la déviation de la marche d’un sujet par rapport à une population saine de référence. Il est calculé à partir des données cinématiques angulaires et des paramètres spatiotemporels enregistrés par un système optoélectronique d’analyse du mouvement.

2. Le Functional Ambulation Profile (FAP) : ce score est calculé lors du passage du patient sur un tapis de marche et caractérise la sévérité des anomalies de la marche affectant un sujet. Il est calculé sur la base des paramètres spatiotemporels et de leur variabilité sur l’ensemble des cycles de marche enregistrés par le tapis. A partir d’un score initial de 100, des points sont retranchés selon les anomalies de la marche détectées sur le sujet.

Le Gillette Gait Index et le Functional Ambulation Profile se proposent d’évaluer la même chose : la pathologie de la marche. Si cela est le cas, pourquoi continuer de les inclure tous deux dans les rapports d’analyse de la marche ? Le clinicien a-t’il intérêt à utiliser les deux ? L’un apporte-t-il des résultats complémentaires par rapport à l’autre ?
Au cours de ce mémoire, notre volonté sera de vérifier l’intérêt de leur utilisation concomitante en nous appuyant sur les AQM d’enfants diplégiques et hémiplégiques.

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