a. Méthode de calcul

Le calcul des trajectoires de la différence CPRes-CG est une simple soustraction des trajectoires du CPRes et du CG dans le domaine temporel ou fréquentiel.

II.4.b. Signification fonctionnelle

D’un point de vue mécanique, et dans la mesure où le corps oscille tel un pendule inversé (Gurfinkel, 1973 ; Winter et al. 1998 ; Gatev et al. 1999), il existe une relation linéaire négative entre les accélérations transmises au CG et

l’amplitude de la différence CPRes-CG

(Brenière et al. 1987 ; Winter, 1995 ; Gage et al. 2004). La distance horizontale entre les positions du CPRes et du CG définit la direction et l’intensité du couple déstabilisateur. Par suite, en fonction de l’inertie du système, ce couple de force va induire une accélération du CG (Figure 19).

Figure 19 : Evolution en fonction du temps de l’accélération du CG (ligne pleine : COM acc) et de la différence CPRes-CG (ligne pointillée : COP-COM) (D’après Winter, 1995).

Chapitre 2 : Problématique, matériel et méthodes

La différence CP_Res-CG a été utilisée afin d’estimer le niveau de raideur

neuromusculaire du système postural (Winter et al. 1998). Dans ce cadre, le maintien postural est assimilé à un système masse-ressort oscillant autour des articulations de la cheville ou de la hanche. La fréquence d’oscillation du système serait dépendante de son inertie et de la tension du ressort, ou raideur neuromusculaire. La fréquence d’oscillation des trajectoires de la différence CPRes-CG a été utilisée afin d’estimer le niveau de raideur neuromusculaire investi dans le maintien de la station debout (Winter et al. 1998, Rougier et al. 2001). Ainsi, l’analyse des trajectoires de la différence CPRes-CG peut être utilisée dans l’estimation des moyens mis en œuvre pour stabiliser l’équilibre debout.

III. Les paramètres utilisés

III.1. L’analyse stabilométrique du contrôle postural utilise une pluralité de paramètres

Dans l’objectif de mieux caractériser le comportement postural, une multitude de paramètres et de méthodes d’analyse ont été appliquées à l’analyse de la station debout. Ces différentes méthodes se basent sur des outils mathématiques distincts et permettent une compréhension spécifique du signal.

La première méthode utilisée consiste à décrire les caractéristiques spatio-temporelles de la trajectoire du CP (ou du CG). Cette méthode est la plus anciennement utilisée et est généralement nommée : « méthode classique ». Les paramètres utilisés sont par exemple : les positions moyennes, la longueur, la surface (Tagaki et al. 1985), la variance ou la vitesse moyenne. Ces paramètres décrivent les caractéristiques générales de la trajectoire. Ils sont simples d’utilisation et facilement lisibles. La critique majeure pouvant être faite porte sur la sensibilité de certains de ces paramètres aux conditions de l’expérimentation et notamment au temps d’acquisition. Dans le cadre d’études cliniques, les protocoles sont mis en place en fonction des caractéristiques propres des sujets. Les temps d’acquisition peuvent alors être variables, rendant plus difficile la comparaison de données issues de différentes études. De plus, les paramètres tels que la longueur ou la surface ne permettent pas de distinguer des effets spécifiques à l’axe d’étude.

La seconde méthode se base sur une analyse fréquentielle des trajectoires. L’analyse fréquentielle la plus classique consiste à caractériser les spectres de fréquence obtenus après transformée rapide de Fourier des signaux stabilométriques. Les auteurs se limitent généralement à la caractérisation globale des spectres de fréquence sur des bandes de fréquence particulières au moyen de paramètres tels que la fréquence moyenne ou médiane ou la racine des moindres carrés (Roots mean square, RMS). Ces paramètres permettent de définir les caractéristiques spatio-temporelles des signaux posturaux selon différents axes spécifiques. Calculés dans une base fréquentielle, ces paramètres sont sensibles à l’amplitude de la bande de fréquence de calcul. Dans la mesure ou les paramètres sont calculés sur une bande de fréquence similaire, les données issues de différentes études peuvent être plus facilement comparées. Certains auteurs se sont attachés à décrire spécifiquement les différents pics de fréquence caractéristiques d’un spectre. Cette méthode a permis par exemple de

distinguer trois bandes de fréquence principales dans les spectres du CPRes (Thomas et

Whitney, 1959 ; Murray et al. 1975 ; Bouisset et Duchene, 1994). Chaque pic de fréquence aurait une signification particulière. Les basses fréquences seraient liées aux régulations posturales (Thomas et Whitney, 1959; Murray et al. 1975). Les plus hautes fréquences seraient liées aux perturbations internes à la posture (respiration, battements cardiaques, instabilité de la contraction musculaire, Bouisset et Duchene, 1994). Cette méthode présente une limite, dans la mesure où elle ne permet pas de rendre compte des caractéristiques dynamiques des trajectoires.

La troisième méthode se base sur l’analyse fractale des signaux stabilométriques. Cette méthode a été utilisée dans des domaines extrêmement divers tel que la géographie (Richardson, 1961), l’astronomie (Hoyle, 1953), ou encore la psychologie (Delignieres et al. 2004). Elle a été adaptée à l’étude des signaux posturaux par Collins et De Luca (1993). Elle consiste à décrire la dimension fractale d’un objet (Mandelbrot et van Ness, 1968). La dimension fractale permet de rendre compte du degré d’irrégularité de l’objet. Par la description du lien pouvant exister entre les différents points d’une trajectoire, elle nous renseigne sur la nature du processus investi. En d’autres termes, elle permet de rendre compte du degré de contrôle investi dans une trajectoire : le mouvement est-il totalement aléatoire ou existe-t-il un certain degré de contrôle ? L’étude fractale des signaux posturaux a permis de mettre en avant deux mécanismes de contrôles distincts investis dans la régulation de la station debout (Collins et De Luca, 1993). Elle nous renseigne sur les mécanismes sous jacents au contrôle de la posture. La validité de l’application de cette méthode dans l’analyse posturale reste tout de même controversée (Delignière et al. 2003).

Chapitre 2 : Problématique, matériel et méthodes