Conception, réalisation et évaluation d'un modèle biomécanique lié à l'équilibre inclus dans une orthèse pour les personnes ayant un déficit moteur

De nos jours, les chutes representent une grande preoccupation dans le domaine de la sante publique a cause de leurs consequences prejudiciables sur l’etat physique et physiologique de la personne, et cela se remarque davantage chez les personnes âgees. En effet, elles entrainent plus de 90 % des fractures de la hanche augmentant le taux de mortalite accidentelle chez les personnes de plus de 65 ans. En plus de ces dommages physiques, elles laissent un impact psychologique en raison de la peur de tomber a nouveau et d’un manque de confiance en soi pour se tenir en equilibre lors d’une situation imprevue. De ce fait, il s’avere necessaire de concevoir une interface d’assistance mobile qui contient la technologie necessaire afin d’analyser et de comprendre le comportement humain dans ses activites quotidiennes et d’interpreter les caracteristiques de son environnement pour evaluer un risque de chute en temps reel. De ce fait, nous avons elabore un modele biomecanique de l’humain dans le but d’ameliorer, d’une part la comprehension de l’equilibre et d’autre part d’identifier tout risque de chute eventuel dans la vie quotidienne d’une personne. Avant d’aborder le coeur de nos travaux, nous avons cherche dans un premier temps a se familiariser avec les parametres de la marche pouvant determiner un risque de chute chez les personnes en perte d’autonomie. Cela vise principalement a etudier la cinetique de l’equilibre et la dynamique du mouvement du corps lors de cette locomotion. Nous avons realise une revue de litterature complementaire pour choisir le protocole experimental le plus adapte a notre etude. De meme, cette recherche porte sur les instruments de mesure des parametres lies a l’equilibre et les methodes d’analyse du comportement posturale d’un participant lors d’une perturbation imprevisible. Enfin, cette revue est cloturee par l’etude de quelques travaux anterieurs portant sur la modelisation mecanique de la marche et la modelisation biomecanique de la position orthostatique. Ainsi, nous avons modelise le corps par le pendule inverse, le systeme neuromusculaire et une partie du systeme somatique. Ensuite, nous avons travaille sur l’identification de chaque systeme biomecanique pour la construction finale du modele lors de la posture debout et lors de la marche. De ce fait, nous avons mis en oeuvre deux procedures experimentales, dont celle nommee « Tether-release ». Dans la premiere experience, nous avons attache une charge au corps d’une personne jeune et en bonne sante (via un systeme de poulies et un câble). Puis, nous lui avons demande de marcher sur un sol rigide. Par la suite, nous avons evalue sa capacite de reagir a une perturbation suite a la coupure imprevue du câble. Lors de cette experience, nous avons utilise l’accelerometre (trois axes) d’un telephone fixe au niveau de ses hanches comme un capteur de position angulaire (projection du vecteur gravite sur le repere cartesien de la personne). En fait, ce dernier permet de mesurer la variation de l’angle de la partie haute du corps lors du mouvement posterieur. En deuxieme lieu, nous avons realise la methode « Tether-release » en posture debout. Ainsi, nous avons demande au participant de se tenir en position debout sur un sol rigide. La personne doit se maintenir en equilibre suite au sectionnement du câble en se pivotant vers l’avant en utilisant une rotation autour de ses chevilles. Dans ce cas, le telephone a ete fixe a l’arriere de sa cuisse droite pour determiner la variation d’angle du balancement de son corps par rapport a la verticale. Pour les deux experiences, le traitement des donnees a ete elabore par une application Android sur le telephone. De plus, nous avons effectue douze essaies de chaque experimentation sur un sol rigide pour identifier les parametres biomecaniques des deux modeles afin d’apprecier la capacite de la personne a maintenir son equilibre. Ensuite, notre travail a ete focalise sur l’evaluation d’un risque de chute suite au test unipodal nomme le « One-leg standing test » (OLST). De ce fait, nous avons utilise le modele concu pour la station debout et les donnees mesurees par les capteurs de force d’une semelle instrumentee. Ce dernier dispositif d’acquisition a ete developpe au laboratoire LAIMI de l’Universite du Quebec a Chicoutimi (UQAC). Enfin, afin de determiner un risque de chute, nous avons combine des parametres lies aux chutes pour calculer un pointage unique, permettant de nous informer de la capacite d’une personne a maintenir son equilibre sur une seule jambe. Cette etude a ete realisee sur des personnes jeunes, âgees et des personnes atteintes de la maladie de Parkinson (PAMP). En conclusion, l’originalite de ce projet reside sur l’utilisation d’un nouveau modele dynamique en boucle fermee pouvant representer les mecanismes de l’equilibre lors de la marche et de sa methode de calibration. Ce modele permet l’analyse du maintien de l’equilibre d’une personne incluant des perturbations. Ainsi, la mise en oeuvre du modele suggere sera possible dans la semelle instrumentee qui deviendra un outil d’analyse complet de l’equilibre a domicile.