Protection personne âgée

3.3.1. Introduction – protection personne âgée

La protection de personnes âgées en sécurité passive est un enjeu important si on considère non seulement l’augmentation de l’espérance de vie mais aussi l’augmentation de la mobilité des personnes âgées quel que soit le mode de transport (Prioux et Mazuy, 2010).

L’influence de l’âge sur le risque de blessures graves ou fatales à partir de l’analyse du registre des victimes d’accident de la voie publique du département du Rhône (60 000 victimes enregistrées de 2000 à 2003) a été montrée par Lafont et Laumon en 2003. Une analyse en 2009 du registre confirme, l’accroissement du risque de blessures mettant en jeu le pronostic vital avec l’âge et précise que les automobilistes de plus de 55 ans souffrent plus fréquemment de lésions thoraciques que les automobilistes plus jeunes. Si on considère des lésions au thorax moins graves, il est observé qu’il s’agit principalement de lésions osseuses : fractures de côtes et fractures du sternum, ces dernières étant fortement liées à des risques de contusion myocardique (Ndiaye et Chiron, 2009).

3.3.2. L’objectif - protection personne âgée

L’objectif de ce travail était d’étudier l’influence de l’âge sur la réponse au choc du thorax en vue de développer des dispositifs personnalisés de protection, comme le système airbag / ceinture avec prétensionneur et limiteur d’effort, pour mieux protéger l’ensemble de la population et en particulier les personnes plus âgées.

3.3.3. Matériels et méthodes - protection personne âgée

Le travail a porté sur l’étude de la réponse mécanique du thorax ; lors de chargements rapides, chez l’adulte âgé volontaire sain. La déformation de la cage thoracique de volontaires a été suivie lors de manœuvres de mobilisation physiologique du thorax par un kinésithérapeute comme pour l’enfant (Zhu et al, 2014). La quantification de la réponse mécanique du thorax à un chargement antéropostérieur rapide sur 39 volontaires de différents, âges, genres et anthropométries, a été observée lors d’un choc léger avec une retenue par ceinture de sécurité. Ces observations ont obtenues les accords des différents comités d’éthique.

La vitesse maximum des essais de choc léger est de 8 km/h et la décélération maximum de 4 g (1 g = 9.81 m/s*s) pendant 120 ms. Les 4 plans serrés sur le thorax (2 vues frontales et 2 vues arrières, Figure 21) permettent de suivre au cours du choc des mires sur la ceinture, le thorax et la colonne vertébrale. La trajectographie 3D de ces mires est reconstruite à partir des 4 trajectographies 2D par la méthode de DLT (Direct Linear Transformation) (Abdel-Aziz et Karara, 1971). Cette méthode nécessite une calibration préalable de l’espace.

Figure 21 : Essai choc léger sur volontaire Source : Poulard et al, 2013a

3.3.4. Résultats et discussion – protection personne âgée

La Figure 22 présente les courbes caractéristiques de l’effort recueilli par la balance et de la déflexion antéropostérieure du thorax, sous compressions réalisées par le masseur kinésithérapeute, au cours du temps, pour une femme de 67 ans.

Sur la Figure 23, deux graphes correspondant aux groupes, âge > 40 ans (n=21) et âge ≤ 40 ans (n=18) présentent la courbe moyenne et un corridor (±1 écart type) de la force dans la ceinture en fonction du déplacement du thorax pour 39. Ces mêmes efforts sont aussi décrits en fonction du temps dans la Figure 24 par une courbe moyenne, un corridor (±1 écart type) et un autre corridor (±2 écart type) pour les deux groupes d’âges.

Figure 22 : Effort et déflexion thoracique au cours du temps (femme de 67 ans) Source ; Zhu et al. 2014

Figure 23 : Effort ceinture en fonction du déplacement du thorax lors de chargement ceinture pour tous les sujets Source : Poulard et al, 2013b

Figure 24 : Effort ceinture en fonction du temps lors de chargement ceinture pour tous les sujets Source : Poulard et al, 2013b

3.3.5. Conclusions et perspectives – protection personne âgée

La variabilité de comportement in vivo est dépendante de la cage thoracique (os, cartilage et articulation), et de ses constituants (organes internes) de la respiration et de l’activité musculaire. Elle est aussi dépendante de l’âge. L’étude paramétrique in vivo mise en place a offert des données majeures pour identifier des populations à risque (Poulard et al., 2013a et Poulard et al., 2013b). Dans la mesure où les chargements appliqués dans cette étude se situent très loin du domaine lésionnel, chaque sujet testé est modélisé. Pour cela, la géométrie du modèle THUMS (Toyota HUman Model for Safety - développé par Toyota au Japon) est personnalisée par krigeage à l’aide des coordonnées des points palpables mesurées par stéréovision (Poulard et al., 2012). Ainsi, après validation de modèles personnalisés dans le domaine non lésionnel, l’étude paramétrique sera menée dans le domaine lésionnel par simulation numériques de décélérations plus sévères.

Dans le domaine de la biomécanique des chocs, des expérimentations in vivo connaissent un fort intérêt et quelques travaux concernent la réponse du thorax à un chargement dynamique antéro postérieur. Cependant, aucune observation quantitative de la physiologie de la respiration n’a été faite et aucune relation entre cette activité respiratoire et la réponse mécanique de la cage thoracique n’a été établie. L’objectif est de mettre au point un dispositif permettant de quantifier l’activité respiratoire d’un sujet au cours d’un chargement dynamique antéro-postérieur du thorax in vivo. Cette méthode doit pouvoir être mise en œuvre sur une large population (de l’enfant à la personne âgée). Une étude de l’évolution de l’os et du cartilage costal s’appuiera sur l’imagerie médicale in vivo. Les propriétés mécaniques de la côte seront approchées par l’analyse des images tomodensitométriques. Les propriétés mécaniques du cartilage costal seront estimées par des méthodes sonores. Une modélisation numérique personnalisée du segment thoracique prenant en compte ces aspects physiologiques lors de ce chargement sera aussi proposée.