L'équilibre postural chez les aînés ayant subi une arthroplastie de la hanche et les aînés sains

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FACULTÉ D'ÉDUCATION PHYSIQUE ET SPORTIVE

L'équilibre postural chez les aînés ayant subi une arthroplastie de la hanche et les aînés sains

Co-directeurs de recherche:

Membre interne du comité

Doyenne de la Faculté:

Ginette Azizah Mbourou

Mémo~deë;:?~ •

~~

René Therrien, Ph.D

FEPS,Université de herbrooke

!P10M

François Prince, PhD

Institut Universitaire de gériatrie de Sherbrooke

Département de chirurgie, service d'orthopédie

urury

de

Sherm:"°J,

,L.

6&d:r11~

Pierre Gauthier, PhD

FEPS, Université de Sherbrooke

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~anne Sarrasin, PhD

FEPS, Université de sherbrooke

Acquisitions and Bibliographie Services

Acquisitions et

services bibliographiques

395 Wellington Street

Ottawa ON K1A ON4

C8nada

395, rue WeUington

Ottawa ON K1A ON4 canada

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0-612-35697-3

Au début de ma maJ."'trise, mon travail était régulier et productif. La fin de ce travail n'a pas été chose facile malgré l'intérêt que j'y portais. II s'est écoulé beaucoup de journée difficiles et pénibles.

Mais, grâce au soutien de tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à ce travail, il a pu être achevé.

Je voudrais tout d'abord remercier les membres de mon comité. Et tout particulièrement mes codirecteurs, François Prince et René Therrien pour leurs encouragements, leur aide, leurs remarques, commentaires et discussions. Ils m'ont donné le coup de pouce qui m'a permis de terminer ce travail. Je remercie également les membres du Laboratoire de Posture et Locomotion du Centre de Recherche en gérontologie et gériatrie de l'Institut universitaire de gériatrie de Sherbrooke.

Je remercie mon Frère Jean-Claude qui est toujours à mes côtés lorsqu'il le faut, sans qui je n'aurais pas tenu le coup. Mon amie Stella qui trouve les mots pour me réconforter.

Je n'oublierai pas de remercier Liliane qui m'a donné la chance de poursuivre mes études graduées.

Je remercie ma Mère Pierrette, mes Tantes et mes Oncles et tous les membres de ma famille pour leur confiance.

Pour terminer, je remercie tous ceux qui ont cru en moi.

A Maman et à mon Père Jean-Claude qui nous a quittés bien trop tôt, je dis j'y suis arrivée.

Dans les pays industrialisés comme le

Can•

la population des personnes âgées est

sans

cesse croissante en raison de l'augmentation de l'espérance de vie. Cette population de troisième âge rencontre de nombreux problèmes de santé liés aux facteurs biologiques, sociaux et culturels, et les dépenses effectuées pour ce groupe d'âge sont élevées.

Un tiers des personnes âgées chute au moins une fois par année. Les

conséquences des chutes sont des simples contusions, des fractures de la hanche et parfois la mort. La chirurgie de remplacement de la hanche chez les personnes âgée entraîne une diminution des activités quotidiennes. La chirurgie de remplacement permet de rétablir une certaine autonomie locomotrice et d'améliorer la qualité de vie.

Le but de cette étude est de démontrer la différence entre les aînés portant une prothèse de la hanche et les aînés sains durant la posture debout selon quatre conditions podales et deux conditions de vision.

L'approche utilisée pour comparer les deux groupes de 10 sujets est une analyse biomécanique de la cinétique et de la cinématique des paramètres posturaux., afin de mesurer les déplacements du centre de masse, du centre de pression net et de ses composantes.

Les résultats de cette étude nous amènent à souligner que le rôle de la vision n'est pas clairement défini. Les stratégies posturales utilisées diffèrent peu avec ou sans la vision, pour toutes les configurations podales. Les stratégies de la cheville et de la

lorsque la jambe avec la prothèse est placée en avant.

REMER.CIEMENTS ...

i

RÉSUMÉ ...

ü

T ABI..E DES MA

'l'IÈRES ... iv

I..IS'I'E

DES TABLEAUX ...

vil I..IS'I'E

DES FIGURES ...

viü I..IS'I'E

DES ANNEXES ...

ix

CHAPITR.E L. .. .. . .... .. . ..• ... .• . . . .. ... .. . . ... .. .... ... . .. .. .. .. ... . . . .. .. .. .. .. ... ... ... . ... .. . . .. . .. . . 1

IN1RODUCITON ... 1

CHAPITRE Il

. . ...

3

RE'VlJE DE I...ITI'ERA TURE ... 3

2.1 Caractéristiques et mécanismes de fonctionnement de la hanche ... 3

2.1.1 Amplitude articulaire de la hanche ... 4

2.2 Épidémiologie de la fracture de la hanche ... S 2.2.1 :Les personnes à risque ... 6

2.2.2 L'ostéoporose et la fracture de la hanche ... 7

2.2.3 L'arthrose et la fracture de la hanche ... 8

2.2.4 :Les chutes et la mortalité ... 8

2.2.S :Les causes de la fracture de la hanche ... 9

2.2.6 :Les chutes et l'équilibre postural ... 12

2.2. 7 I.a nature des chutes ... 12

2.2.8 I.e type de fracture ... 13

2.2.9 :Les conséquences des fractures •...•...•...•.••..•...•... 13

2.3 I..es techniques chirurgicales ... 14

2.3.1 L'arthroplastie de la hanche ... 15

2.3 .2 I.e matériel prothétique ... ... .. ... ... ... ... ... .. . . .. . ... . ... .. .. . . ... .. .. . .... .. . . 1 S 2.3.3 L'efficacité de la prothèse totale de la hanche ... 17

2.4 Synthèse

de

la littérature ... 19

2.6 :Les paramètres de la posture •.•••.•.•.••••••...•••••••••••.••.•••.••...•..••••.•••..•...•..•.•..••..••••.••• 22

2. 6.1 Différence entre CP et CG ... 23

2.6.2 :Le contrôle de la posture ... 25

2.6.3 :Les centres de pression ... 25

2. 7 Question de recherche ... 26

2.8 Hypothèses ... 28

CHAPITRE

m

29 MÉ'IlIODOLOGIE ... 29

3 .1 :Les sujets ... 29

3.1.1 :Les facteurs d'inclusion et d'exclusion ... 30

3.2 I.es techniques de mesure ... 31

3 .3 I..a procédure ... 34

3 .4 I.e calcul des paramètres posturaux ... 36

3 .5 I.e traitement ... 37

3. 6 I.es limites de l'étude ... 3 8

CHAPITRE IV' ... _ _

_

_{· - - - -... 39}

RÉSULTATS ... 39

4.1 Valeurs RMS des paramètres mesurés ... 40

4.2 Exemple de déplacement des paramètres posturaux lors de la condition pieds côte à côte, yeux ouverts en A/Pet en M/I., ..•.••..•.•.•..•...•...•.••...• 42

4.3 Résultats statistiques et graphiques des paramètres mesurés selon chaque condition ... 45

CHAPITRE V - · - - - · - - - -.. ---·-70

DISCUSSION ... 70

5.1 Interprétation des résultats de la condition pieds côte à côte, yeux ouverts ... 70

5

.2 Condition pieds côte à côte, les yeux fermés ... 71

5.4 Condition pieds 45 degrés avec le pied droit ou la jambe saine en avant ....•... 74

5 .5

Condition 45 degrés pied gauche ou jambe avec prothèse en avant ... 74 5.6 Comparaison jambe avec prothèse versus jambe saine en avant ... 76

CHAPITRE V l - - - -..

- - 7 8

CONCLUSION ... 78

ANNEXES ... 87

Tableau l: I..es amplitudes des RMS en A/P ... 40 Tableau 2: I..es amplitudes des RMS en ~ ... 41 Tableau 3: Condition pieds côte à côte, yeux ouverts versus yeux fermés en A/P dans le

groupe expérimental ... 57 Tableau 4: Condition pieds côte à côte, yeux ouverts versus yeux fermés en MIL clans le

groupe expérimental ... 57 Tableau 5: Comparaison jambe avec prothèse en avant versus prothèse en arrière clans le

groupe expérimental ... 69

Figure 1: Oscillation des centres de pression et centre de masse ... 24

Figure 2: Station expérimentale ... 32

Figure 3: Les différentes conditions expérimentales ... 33

Figure 4: Modèle segmentaire ... 35

Figure 5: CPnet, CPc, CPv A/P ... 43

Figure 6: CPnet, CPc, CPv M/l. ... 43

Figure 7: CP net. CP-CM A/P ... 44

Figure 8: CP net. CP-CM M/1. ... 44

Annexe A: tableaux des résultats ... 87 Annexe B: formulaire de consentement et formulaire d'informations confidentielles sur le

sujet ... 92

CP:

centre de pression.

CP

net: centre de pression net. CM: centre de

masse.

CG:

centre de gravité.

CPc:

contribution des centres de pression sous chaque pied (stratégie de cheville).

CP,.:

contribution du transfert de poids (stratégie de hanche).

A/P: antéro-postérieur. MIL: médio-latéral.

Rci:

composante verticale de la force de réaction du sol sous le pied droit.

Rg:

composante verticale de la force de réaction du sol sous le pied gauche.

INTRODUCTION

Une des principales préoccupations des hommes de science est d'améliorer la qualité et l'espérance de vie. La plupart des pays industrialisés se retrouvent avec un fort taux de personnes âgées. Au Canada, les aînés de 65 ans et plus représentaient 12% de la population en 1991. Il en résulte que ces pays sont confrontés de façon particulière aux problèmes reliés au vieillissement de leur population. Les chutes et les fractures consécutives à la faiblesse musculaire, aux problèmes osseux et à l'état de vieillesse occasionnent de forts coüts hospitaliers. Le nombre de fracture de la hanche était d'environ 200 000 par an et représentait un million de dollars en soins hospitaliers au Québec en 1984. Ce nombre risque de doubler en raison de l'augmentation croissante du nombre des aînés d'ici le siècle prochain. Les fractures de la hanche sont très fréquentes dans la catégorie d'âge de 65 ans et plus. Elles entraînent un nombre élevé de mortalité suite aux complications survenant après une chirurgie de remplacement de la hanche. De nombreuses prothèses et techniques opératoires ont été élaborées afin de faire face à ce problème. Ces dernières doivent permettre aux patients de retrouver leurs facultés musculaires afin d'accomplir leurs tâches quotidiennes et surtout la marche. Le maintien de l'autonomie des personnes âgées amoindrit les frais hospitaliers, améliore la qualité de vie et a un impact direct sur l'espérance de vie.

Dans l'objectif de permettre aux aînés d'améliorer leur équilibre postural et d'accomplir leurs activités quotidiennes de façon indépendante, la présente étude compare l'équilibre postural chez les aînés ayant subi une arthroplastie de la hanche à

celui des sujets sains. En effet, les muscles qui entourent l'articulation de la hanche ont un rôle important dans l'équilibre postural et dans l'activité de la locomotion. Ainsi afin de vérifier le maintien de la posture debout selon des paramètres biomécaniques, les excursions du centre de pression net, de même que la contribution de la stratégie de la cheville et de la hanche seront mesurés. On comparera également les réajustements posturaux des sujets ayant subi une arthroplastie de la hanche à ceux des sujets sains.

En we de cerner la problématique des fractures et de la chirurgie de remplacement de la hanche et son impact sur l'équilibre postural, on se basera sur les études concernant l' arthroplastie de la banche, l'analyse et la mesure de la posture chez les

REVUE DE LITTÉRATURE

2.1 CARACTÉRISTIQUES ET MÉCANIS:MES DE FONCTIONNEMENT DE LA HANCHE

L'articulation de la hanche est une énarthrose (ses surfaces articulaires sont sphériques) qui comprend trois degrés de libertés: transversal, antéro-postérieur et vertical. De par les muscles et ligaments qui entourent la hanche, c'est l'une des articulations les plus stables du corps (Frankel et Nordin, 1991). Ses caractéristiques principales sont le support de la masse corporelle et le maintien de la fonction locomotrice. Cependant l'architecture du bassin présente deux zones de faiblesse qui sont accentuées par l'ostéoporose (Kapandji, 1991). La zone de moindre résistance du système de sustentation cervico-céphalique et la zone de convergence des faisceaux trochantériens et arciformes dans le massif trochantérien prédisposent à la fracture de la tête fémorale.

Les éléments constituant l'articulation sont la tête fémorale et l'acétabulum encastrés et entourés de muscles larges et forts qui assurent la stabilité de la hanche. Les muscles qui ont une direction transversale comme le pyramidal et les fessiers {petit et moyen essentiellement) ont aussi un rôle important dans la stabilité de la hanche (Kapandji, 1991). L'autre groupe musculaire qui a un rôle non négligeable est composé des abducteurs et des adducteurs de la hanche qui assurent l'appui bilatéral et l'équilibre transversal du bassin. Les principaux adducteurs de la hanche sont situés dans le plan sagittal et passent par le

centre de l'articulation. Ces muscles sont : le petit, le moyen et le grand adducteur, le droit interne, les obturateurs internes et externes, et le grand fessier.

Les

abducteurs passent aussi par le centre de l'articulation et sont en dehors du plan sagittal. Ce

groupe

musculaire comprend le petit, le moyen et le grand fessier, le pyramidal et le tenseur du fascia-lata. Ce

dernier, associé au piciforme, au semi-membraneux et au biceps fémoral sert à la stabilisation des structures supportant la charge imposée au niveau de l'articulation lors de la marche (Dalstra et Huiske, 1995).

En station debout, l'équilibre transversal est assuré uniquement par l'action des abducteurs du côté porteur, aidés par le petit et le moyen fessier, de même que par le tenseur du fascia-lata pour la stabilisation. Kapandji ( 1991) déclare à cet effet que la stabilisation du petit et du moyen fessier et du tenseur du fascia-lata aident à la fonction de la marche normale. Sachant que les forces imposées au niveau de l'articulation coxo-fémorale dépendent du bras de levier musculaire et de la force musculaire, il paraît important qu'à la suite d'une arthroplastie, les fessiers retrouvent la force nécessaire pour assurer leur rôle essentiel de stabilisateur de l'articulation.

2.1.1 AMPLm.JDES ARTICULAIRES DE LA HANCHE

Les amplitudes de l'articulation coxo-fémorale sont plus importantes de façon passive qu'active. La flexion et l'extension active sont respectivement autour de 90-120 et 20 degrés, l'abduction de 45 degrés et l'adduction de 30 degrés. Cependant avec l'âge, les amplitudes articulaires diminuent. Allender et al., (1974) montrent qu'il y a une diminution de 20% dans les rotations articulaires entre 45 et 70 ans. Au niveau du membre inférieur cette diminution peut atteindre 57% (Walker et al., 1984). La perte d'amplitude articulaire

se traduit par une restriction des mouvements articulaires. Ainsi, chez les aînés de 79 ans et plus, la restriction des mouvements de la hanche est de 'lJ3 comparativement à son amplitude maximale (Svanborg, 1988). Mais entre 65 et 80

ans,

Walker et al., (1984) notent que la différence d'amplitude articulaire n'est pas significative. En plus de la dégénérescence due à l'âge, les pathologies telles que l'arthrose affectent également le système articulaire. En 1984, Badley et al. montrent que les flexions de la hanche sont réduites chez les sujets ayant de l'arthrite.

2.2 ÉPIDÉMIOLOGIE DE LA FRACTURE DE LA HANCHE

L'incidence élevée des fractures de la hanche, amène une classification des types de fracture, des personnes les plus prédisposées, des causes et des conséquences des fractures.

On entend par fracture de la hanche toute fracture du fémur localisée au niveau de la tête fémorale (62%), du grand trochanter ou au niveau subtrochantérien (38%) (Michaëlsson et al., 1995). En 1990, les personnes âgées représentaient 20% de la population canadienne; on estime qu'en l'an 2013 ce groupe d'âge représentera plus de 28% de la population. Les fractures de la hanche restent un problème majeur rencontré chez les personnes âgées, elles occasionnent de longs séjours hospitaliers. Le nombre approximatif de fractures est de 200 000 par an aux États Unis (White et al., 1984), et on annonce qu'il va doubler dans la prochaine décennie en raison du nombre grandissant de personnes âgées. L'hospitalisation et le traitement des fractures de la hanche sont à coûts élevés et représentent 50% des lits occupés en orthopédie.

Les

fractures de la hanche étaient la cause de 974

décès

et de plus de 700 jours d'hospitalisation au Canada en 1990 (Wayne et al., 1994).

2.2.1 Les personnes à risque

Les études faites sur les fractures montrent que le sexe et la race sont des facteurs de prédisposition. Ainsi les femmes de race blanche sont plus sujettes à la fracture de la hanche que celles de race noire. Les hommes de façon générale ont une incidence deux fois moins élevée que celle des femmes. Entre 1972 et 1990, le taux de mortalité associé aux fractures de la hanche était de 2.2% chez les femmes et de 1.2% chez les hommes (Wayne et al., 1994). Coste et al., (1992) estiment qu'une femme sur trois et un homme sur six vivant jusqu'à 90 ans auront une fracture de rextrémité supérieure du fémur, mais aussi que 75 à 80% des femmes seront sujettes à ce type de fracture. Chez les personnes âgées, les groupes d'âges les plus exposés aux risques de fractures sont les 60 ans et plus.

Cependant les causes de la fracture restent les mêmes pour tous les groupes. Les fractures de la hanche résultent le plus souvent d'une chute mais peuvent aussi être spontanées ( 1.2%) d'après l'étude de Michelson et al., (1995). Ces derniers dénotent que les sujets ayant un passé médical relié à l'arthrite, à l'ostéoporose (50%), à l'hypertension (39%), et au diabète (9%) ont une plus grande prédisposition à la fracture de la hanche. Cependant l'ostéoporose reste l'une des causes prédisposant à la fracture de la hanche. Michelson et al. (1995), trouvent que 10% des fractures sont dues à l'ostéoporose.

2.2.2 L'ostéoporose et la fracture de la hanche

L'ostéoporose est une dégénérescence du tissu osseux qui débute après 40 ans et progresse de façon plus rapide chez les femmes (Wayne et al., 1994). Plusieurs études ont essayé de montrer la relation entre la présence d'ostéoporose et le risque de fracture de la hanche. De nombreux auteurs citent l'ostéoporose comme facteur intrinsèque du risque de chute. Les avis divergent quant à sa réelle contribution. Coste et al., (1992) considèrent l'ostéoporose comme un facteur lié au vieillissement et pensent plutôt à une relation entre la diminution de densité osseuse et la fracture de l'extrémité proximale du fémur. Lau et al., (1990) rapportent que l'inactivité additionnée à une faiblesse musculaire prédispose à la fracture de la hanche à travers l'ostéoporose et le risque de chute. On relie l'apparition de l'ostéoporose à une faible teneur en calcium suite à l'apparition de la ménopause chez la femme. À ce propos, Michelson et al., (1995) rapportent que l'utilisation d'un traitement d'oestrogène peut réduire les risques de fracture de la hanche. Un traitement d'oestrogène chez des femmes ménopausées atteintes d'ostéoporose a diminué l'incidence des fractures (Gordon,1973; Coste et al., 1992 ). Hielema (1979) présente l'ingestion de fluor, de vitamine D, de calcium et la pratique de l'activité physique, comme des facteurs pouvant prévenir l'ostéoporose. Les études de Lau (1988) et de Haliou (1989) confirment l'association entre le calcium ingéré et la diminution des fractures ostéoporotiques. Cependant, Cooper (1988) et Kreiger (1992) ne trouvent aucune relation entre le calcium ingéré et l'incidence des fractures. Cummings (1990) conclut qu'il y a une faible relation entre un régime élevé en calcium et la masse osseuse, mais Michaëlsson et al.,(1995) ne trouvent pas d'évidence claire entre le calcium ingéré et l'ostéoporose. Ils en concluent qu'une forte consommation en calcium ne semble pas protéger contre la fracture de la

hanche. D'autres lectures permettent de souligner que les hommes sont moins atteints d'ostéoporose que les femmes. Chez les premiers, l'ostéoporose ne deôute que vers 70 ans avec une perte osseuse de 10 à 15%, alors que chez les femmes, la perte est de 30 à 45% avec un deôut plus précoce (35-40 ans). Avant 50 ans, la perte de masse osseuse est de 0.2 à0.3% chez les femmes.

Il semble que le facteur vieillissement qu'est l'ostéoporose atteint différemment les deux sexes, mais n'est pas la seule cause des fractures. Le vieillissement des structures articulaires y est lié.

2.2.3 L'arthrose et la fracture de la hanche

L'arthrose limite la mobilité, les amplitudes articulaires et produit également des douleurs articulaires. L'arthrose est fortement reliée à l'âge. Les symptômes d'arthrite les plus fréquents apparaissant à la hanche sont d'environ 6% et 10% pour l'arthrite rhumatoïde (Bergtrôm et al., 1986). Sachant que l'une des causes principales entraînant !'arthroplastie est la douleur persistante, le lien entre la chirurgie de remplacement de la hanche et l'arthrose paraît évident.

2.2.4 Les chutes et la mortalité

Les chutes occasionnent des blessures et un taux de mortalité important en gériatrie. D'après Riley (1992), le taux d'hospitalisation et de mortalité relié aux chutes accidentelles augmente avec l'âge à partir de 65 ans. La mortalité due à la chute accidentelle est plus élevée chez les hommes que chez les femmes. En contrepartie, les hospitaUsations sont plus élevées chez les femmes comparativement aux hommes.

Selon Aiffram (1964), la moyenne d'âge des personnes souffrant d'une fracture de la hanche est significativement plus basse chez les hommes (68.6 ans) que chez les femmes (71.7 ans).

Selon Tinetti (1980), le 1/3 des personnes âgées de 65 ans et plus tombent au moins une fois par an, et 16% des mortalités sont dues à des chutes.

On dénote que plus de 90% des fractures de l'extrémité supérieure du fémur liées à l'âge avancé résultent d'un traumatisme modéré, soit d'une chute au sol (Coste et al., 1992, Hayes et al., 1996).

Le taux de mortalité des aînés de 80 ans et plus dû aux chutes est tout aussi important que celui des jeunes de 15 à 29 ans dû aux accidents de véhicules motorisés. Cependant ce ratio de mortalité est 9 fois plus important chez les aînés. D'autre part, les données épidémiologiques montrent que 25% des sujets qui ont une fracture de la hanche suite à une chute meurent dans les six mois qui suivent et 50% ne retrouvent pas leurs fonctions de locomotrices (reporté dans Winter, 1995).

2.2.5 Les causes de fracture de hanche

L'épidémiologie a permis de ressortir les causes majeures des fractures de la hanche. Ce sont les chutes qui sont responsables le plus souvent des fractures. La fracture de la hanche suite à une chute représente le traumatisme le plus fréquent chez les personnes âgées de 65 ans et plus (Riley, 1992). D'après Klenerman et al., (1982), une chute sur 15 aboutit à

une fracture du fémur. Selon Coste et al., (1992) 6% des chutes provoquent des fractures, et celles de l'extrémité proximale du fémur représentent 25 à 30% de ces fractures. La cause principale des fractures entraînant une forte mortalité est la faiblesse des structures

apparaissant avec l'âge. I.e vieillissement entraîne plusieurs conséquences chez les personnes âgées: la perte d'autonomie, la fragilité des tissus osseux, la diminution de l'acuité visuelle, le dysfonctionnement des membres inférieurs, de l'état mental et de l'état de santé. I.e régime alimentaire reste également un facteur de risque de fracture.

D'autres causes de fractures de la hanche sont le facteur d'urbanisation, l'amélioration des conditions de vie et de travail (Lau et al., 1990). Entre 1960 et 1980, l'urbanisation est passée de 9.6% à 16% tout en diminuant le niveau d'activités physiques et d'activités récréatives. Ainsi seulement 2% des femmes et 20% des hommes âgés de 60 ans et plus ont des activités récréatives. Or la faiblesse musculaire additionnée à l'inactivité prédispose à la fracture de la hanche. Les études menées par Michaëlsson et al., ( 1995) sur les fractures en fonction de l'état de santé et du régime alimentaire ont permis de ressortir les points suivants:

1) Les personnes âgées sous traitement diabétique et insulino-dépendant présentent plus de risques de chute que celles ayant un traitement uniquement diabétique.

2) Le tabagisme augmente le risque de fracture de la hanche, même si la relation doit être démontrée cliniquement.

3) La consommation ou l'ingestion de calcium n'entraîne pas une diminution du risque de fracture de la hanche. Ceci étant opposé aux résultats présentés par Matkovic (1979) et une étude menée à Hong Kong où les ajustements en taux de calcium étaient trop faibles comparés à l'apport quotidien d'après Michaëlsson et al., (1995). Alors que pour Lau et al. (1990), un apport faible en calcium couplé à la pratique de l'activité physique fait augmenter

l'incidence des

fractures.

Selon Michelson et al., (1995), 10% des sujets qui présentent une fracture de la hanche ont été diagnostiqués comme ayant une condition ostéoporotique.

D'autres études soulignent les points suivants:

a) Concernant l'état de santé mentale, Michelson et al., (1995) ont montré que les patients ayant une sévère démence présentent une plus grande incidence de fracture de hanche en milieu interne (domicile) que les sujets sains, soit respectivement 80% et 62%. Ceci est déjà relié au fait que seulement 21 % des chutes se produisent à l'extérieur.

b) La journée est le moment où les chutes sont les plus fréquentes (60% des chutes), et 85% des patients jugent que la luminosité ne faisait pas défaut. c) L'environnement est très impliqué dans le phénomène des chutes (facteur

contribuant à 33%, contre 25% qui serait une cause endogène). Dans l'étude de Michelson et al., (1995), 33% des chutes sont dues au fait que le patient a glissé et 26% sont dues à la fatigue et au vertige.

La masse osseuse et la

masse

corporelle sont étroitement reliées aux fractures; Hielema (1979)

rapporte

que la hanche gauche est plus prédisposée aux fréquentes fractures à cause de la masse osseuse qui est plus faible que celle de droite. Afin d'éviter l'excès de chargement sur le fémur droit, l'utilisation d'une canne est conseillée pour rééquilibrer les charges entre les deux hanches. Selon le même principe disant que la stimulation de l'os par la masse musculaire diminue le risque de chute, Michaëlson et al. (1995) soulignent que l'obésité (ou une masse corporelle importante) pourrait protéger contre les fractures, tout en apportant une protection à l'articulation contre les impacts lors de la chute.

2.2.6 Les chutes et l'équilibre postural

Chez les aînés, les chutes sont responsables de 87% des fractures. Tous les mécanismes participant au

processus

de chute ne sont pas clairement établis. Mais Schultz (1992) note que la tendance aux chutes est reliée à une augmentation des oscillations posturales. Era et Heikkinen ( 1985), Maki et al., (1994) confirment que les oscillations lors de l'équilibre postural sont plus prononcées chez les aînés. D'autre part, la littérature montre que les aînés oscillent plus que les jeunes adultes, et que les aînés chuteurs ont des amplitudes oscillatoires plus importantes que les autres personnes âgées. Ce qui pourrait montrer que les aînés sont des sujets à risque de chute.

2.2. 7 La nature des chutes

La majorité des chutes arrivent dans l'enceinte d'habitation et surviennent lors des descentes de lit (20%), des déplacements dans le salon (17%), et dans la cuisine (14%). De façon générale, les chutes surviennent dans les positions debout et/ou surélevées. Les

données épidémiologiques montrent que 50% des chutes se produisent lors des différentes formes de locomotion (Winter, 1995). Lors d'une chute, le site initial de l'impact est soit la hanche (68%), soit les mains. Selon Lotz et Hayes (1990), une fracture proximale du fémur ne surviendrait qu'après une moyenne de 10 chutes. Il parait alors évident que ceux qui ont un manque de coordination, un désordre neurologique ou un défaut de locomotion augmentent leur risque de chute et de fracture de la hanche.

D'après Hielema (1979), chez les sujets dont la première fracture est celle de la tête fémorale (la plus fréquente), par opposition aux fractures trochantériennes, il y a un risque qu'une seconde ou une troisième fracture se produise.

22.8 Le type de fracture

Les fractures les plus souvent rencontrées sont soit spontanées, soit le résultat d'une scissure au niveau du col fémoral ou du trochanter. En 1995, Michelson et al., dénotent que 1.2% des fractures survenues sont de type spontané. Cependant d'après Hayes et al., (1996) 11 % des fractures du col fémoral sont spontanées. Ces fractures spontanées se produisent surtout lors de la marche (60% ). La majorité des fractures sont localisées au niveau du col fémoral (62%) et seulement 38% sont de type trochanterien ou subtrochantérien (Michaëlsson et al., 1995). D'après Hielema (1979) les fractures trochantériennes sont plus fréquentes chez les personnes âgées du sexe masculin de 80 ans et plus. Mais selon Hinton et al., (1993), les fractures trochantériennes sont légèrement plus fréquentes que celles du col du fémur (respectivement 49% et 47%) en raison de la différence dans la composition des tissus osseux spongieux et cortical dans ces sites de fractures.

2.2.9 Les conséquences des fractures

L'étude menée par Riley ( 1989) montre que chez les personnes de 65 ans et plus, les chutes accidentelles sont responsables de 56% des décès. Les hospitalisations sont à 65% dues aux chutes accidentelles et le taux le plus élevé est retrouvé chez les femmes.

La plupart des études remarquent que le nombre de décès faisant suite à une fracture de la hanche est significativement plus important chez les hommes que chez les femmes. On remarque aussi que le taux de survie après une fracture de la hanche est de 50 à 78% un an après la fracture.

Les faits les plus importants à retenir concernant l'épidémiologie de la fracture de la hanche ont été traités plus haut et sont d'une grande importance quant au choix des

programmes de prévention des chutes, et des stratégies visant à diminuer l'incidence des fractures de la hanche. Il est important d'associer cinq termes; l'ostéoarthrite, la chute, l'ostéoporose, le vieillissement et la fracture de la hanche.

De même, la nature de la fracture suggère une approche chirurgicale différente; les fractures au niveau du trochanter sont traitées par fixation interne, tandis que les fractures intra-capsulaires sont traitées par une arthroplastie totale ou une hémiarthroplastie.

Ainsi les facteurs épidémiologiques ont une incidence sur le traitement, tout comme sur la prévention. La diminution du nombre de décès causés par fracture fémorale est due au haut pourcentage de fracture traité par chirurgie (Wayne et al., 1994).

2.3 LES TECHNIQUES CHIRURGICALES

L'incidence de la mortalité et de la morbidité des personnes âgées reliée aux fractures de la hanche, et la diminution de l'autonomie chez ces personnes fait souvent appel à la chirurgie de remplacement, au développement et à l'efficacité des prothèses, mais aussi à l'amélioration des matériaux utilisés.

2.3. l L'artbroplastie de la hanche

Face à l'augmentation du nombre de fractures de la hanche, plusieurs prothèses ont été développées. Au fur et à mesure du perfectionnement des prothèses, les besoins cliniques ont été combinés aux principes biomécaniques afin d'améliorer le matériel et favoriser la réadaptation du patient.

L'arthroplastie de la hanche est utilisée comme traitement pour diminuer les douleurs et améliorer la mobilité faisant suite à l'arthrose, le rhumatisme, l'ostéoarthrite et à l'arthrite rhumatoïde. L'indication d'une chirurgie de remplacement de la hanche se fait seulement en cas de douleurs persistantes résistantes aux médicaments (analgésiques et anti-inflammatoires) et lors d'une incapacité de déplacement due au mauvais fonctionnement mécanique de la hanche. Lors d'une chirurgie de remplacement de la hanche, il est fréquent qu'une ostéotomie du trochanter soit nécessaire. Celle-ci présente un grand désavantage au niveau de la prothèse et se répercute par des douleurs et une faiblesse des adducteurs (Stinchfield,1990 ).

2.3.2 Le matériel prothétique

On rapporte que la première arthroplastie de la hanche a été réalisée en Allemagne par Glück en 1890; la tête fémorale était alors remplacée par une structure sphérique en ivoire. Par la suite, plusieurs prothèses ont vu le jour mais présentaient des défauts au niveau des matériaux utilisés et de la tolérance par l'os, de même qu'en raison du

non-respect des principes biomécaniques (transfert de charge et de forces, friction). McKee et Farrar (dans Stinchfield, 1990) ont utilisé le principe biomécanique de photoélasticité de Habous (1951) et du ciment acrylique combiné à une prothèse fabriquée à partir d'un alliage

de cobalt et de chrome. L'alliage utilisé réduit la friction entre les constituants articulaires et diminue les déchirures musculaires. Par la suite, Chamley ( cité par Stinchfield, 1990) utilisa le même concept que McKee et

Farrar

et développa une prothèse à basse friction

en

utilisant un acétabulum en polyéthylène de haute densité et un ciment acrylique pour la fixation. L'utilisation de ce nouvel alliage permet de réduire les déchirures des muscles et l'usure de la prothèse en diminuant les frottements entre les deux. Cette étape a constitué l'une des plus importantes contributions dans l'évolution de !'arthroplastie de la hanche. Ring ( 1968) a présenté la première prothèse non cimentée, mais elle paraissait inefficace en raison des frictions entre les pièces métalliques et des grands moments de friction au niveau de la tête fémorale.

D'autres cliniciens ont développé des techniques ne nécessitant pas de ciment mais favorisant un développement du tissu osseux autour de la prothèse à tige rugueuse ou poreuse.

Concernant l'efficacité comparative entre la prothèse cimentée et celle non cimentée, les études cliniques ont montré que la prothèse cimentée reste intacte et produit peu de symptômes malgré le fort pourcentage de personnes non satisfaites (Stinchfield et al., 1990). La prothèse cimentée reste tout de même la plus utilisée.

Engh ( dans Stinchfield, 1990) a montré que la prothèse utilisant la tige poreuse combinée à une composante acétabulaire cimentée donne d'assez bon résultats, malgré l'incidence de douleurs lors de la marche prolongée.

Le choix de la prothèse et du type de friction est indépendant de l'âge, du sexe et de la qualité de l'os.

2.3.4 L'efficacité de la prothèse totale de la banche

D'après une étude faite par Carol (1992) sur des patients ayant subi un remplacement total de la hanche, 90% des patients avaient obtenu une diminution de la douleur, une augmentation de l'activité locomotrice, des bénéfices psychologiques quant à

l'autonomie et auraient accepté une nouvelle chirurgie au besoin.

La chirurgie a diminué de 22% à 9% le nombre de personnes ayant besoin d'aide technique ( canne, béquille et marchette) dans les activités locomotrices. La technique de chirurgie utilisant l'approche de Chamley consiste en une section antéro-latérale des muscles. Celle de HP-Garche se fait par section postérieure. Les lectures font remarquer l'efficacité de la technique de Chamley. En effet, comparée aux autres techniques, elle présente de façon globale de meilleurs résultats, (Laizeau et al., 1995; Murray et al., 1976; Olsson et al., 1985.) par rapport aux autres approches.

L'analyse de la marche et de son efficacité après un remplacement total de la hanche par la technique de Charnley et la prothèse HP-Garche montre une amélioration de deux paramètres: l'efficacité du fonctionnement de la hanche et la diminution de la consommation d'oxygène. La dépense énergétique et l'échelle de Harris (mesure de la douleur et de la capacité fonctionnelle) paraissent complémentaires pour quantifier l'effet du remplacement de la hanche (Brost:rom et al.,1988).

La technique de Charnley (chirurgie avec ciment) a été comparée à celle de HP-Garche (chirurgie de fixation sans ciment) par Olsson et al.,(1985). Une analyse postopératoire des paramètres de la marche (vitesse, montée d'escaliers et forces de réactions}, effectuée à six et douze mois post-arthroplastie démontre des différences significatives en faveur des

patients ayant été opérés avec la technique Chamley. Cependant la différence des scores est plus grande six mois après la chirurgie.

Au niveau des paramètres cinétiques de la marche, Loizeau et al.,( 1995) dénotent que chez des patients ayant une prothèse de type Harris Galante en raison d'une arthrose dégénérative, les paramètres de la marche sont différents de ceux rencontrés chez des sujets sains. Les sujets ayant une chirurgie de remplacement de la hanche ont une vitesse de marche plus lente et des pas plus courts que les sujets sains. Leur phase de support est plus longue, et l'énergie absorbée par les muscles diminue dans le plan frontal. Ils observent une diminution de l'énergie développée au genou et en concluent qu'il y a un dysfonctionnement de la jambe non opérée. Johnsson et al.,(1988) ont comparé des sujets ayant un remplacement total de la hanche suite à l'arthrose primaire et signalent qu'il n'y a pas de différence significative entre des sujets ayant reçu des traitements de physiothérapie deux mois après l'opération et ceux n'ayant pas eu de traitement. En accord avec Cbamley, les auteurs affirment que le traitement de physiothérapie après une chirurgie de remplacement due à l'arthrose primaire n'amène pas d'amélioration fonctionnelle majeure au niveau de la hanche.

Dans le but de voir quelle prothèse amène le plus d'avantages dans la chirurgie de remplacement de la hanche, Murray et al., (1976) ont comparé les méthodes de

McKee-Farrar, Cbamley et Müller six mois après la chirurgie. Il en ressort des différences à plusieurs niveaux sans qu'une technique ne domine. D'autre part, la performance à la marche ne parai"t pas être significativement meilleure dans aucun des groupes.

2.4 Synthèse de la littérature

La plupart des études sur les fractures de la hanche ont été effecmées avec des populations d'une moyenne d'âge de 50 ans et plus. D'autre part, la majorité des auteurs classent la fracture de la hanche comme n'étant pas d'origine pathologique, mais plutôt comme une scissure survenant au niveau de la tête fémorale ou du grand trochanter suite à

une chute.

Les études épidémiologiques menées sur la fracture de la hanche amènent plusieurs chercheurs à utiliser des questionnaires sur l'état nutritionnel des patients dans le but de déterminer les liens avec l'ostéoporose. Michaëlsson et al., (1995) utilisent un questionnaire sur l'apport quotidien en énergie durant six mois. Étant donné que les aliments ingérés restent difficilement quantifiables, il panu"t: normal que de nombreux auteurs réfutent l'idée que la fracture de la hanche soit directement reliée à l'ostéoporose. Mais des chercheurs comme Lau et al., (1988) montrent la relation entre l'activité physique et l'ingestion de calcium. Michaëlsson et al., (1995) critiquent les résultats obtenus par Lau (1988) et Matkovic (1992) en affirmant que les taux de calcium ingéré étaient trop bas pour ne pas montrer de relation avec l'activité physique. Avec toutes les controverses sur les relations entre le calcium et la masse osseuse, il semble prématuré d'affirmer l'existence d'une relation de cause à effet entre l'ostéoporose et le risque de chute aboutissant à la fracture de la hanche. Cependant, toutes les maladies reliées à l'arthrose de la hanche sont directement liées à la fracture de la hanche.

Les questionnaires sur la perception de la douleur sont aussi utilisés dans les études épidémiologiques d'arthroplastie. Michelson et al., (1995) ont soumis un questionnaire

visant à localiser la douleur et à quantifier son intensité. On sait

que

la douleur reste une notion très subjective et très variable d'un individu à l'autre. Brostrom et Mattsson ( 1988), Murray et al., (1976), ont utilisé des échelles basées sur la perception de la douleur et l'exécution des exercices. Ici encore, il semble difficile de se baser sur des données subjectives. En partant de données subjectives, il demeure difficile d'arriver à des résultats permettant de distinguer clairement l'efficacité d'une technique chirurgicale. Il faut plutôt se baser sur des données cinétiques et même cinématiques comme l'ont fait Olsson et al.,(1985), Loizeau et al., (1995) pour analyser les paramètres de la marche. L'étude de Olsson et al.,(1985) a permis de montrer des différences entre les techniques chirurgicales de remplacement de la hanche. L'étude faite par Murray et al.,(1976) n'arrive pas à démontrer l'efficacité d'une technique par

rapport

une à autre car plutôt que d'utiliser des paramètres biomècaniques, ils utilisent les concepts de douleur et d'amplitude de mouvements articulaires pré et postopératoires.

2.5 LA POSTURE CHEZ LES

AÎNÉS

Le

vieillissement touche différemment chaque organe de même que chaque individu, c'est le vieillissement différentiel. Les performances de l'équilibration statique se détériorent vers la cinquième décennie de la vie. La fonction d'équilibration est très

complexe et sollicite des informations de tous les organes des sens en faisant intervenir des stratégies motrices dans lesquelles participent la plupart des muscles de l'organisme (Lafont et al., 1991). L'équilibre met en jeu cinq systèmes sensori-moteur qui sont: les systèmes vestibulaire, oculo-sensori-moteur et proprioceptif, les propriocepteurs cervicaux et les

informations proprioceptives et extéroceptives venant d'autres parties du corps. Cependant Wade et al., (1995) tout comme Woollacott (1989) regroupent le contrôle postural en fonction de trois systèmes: vestfüulaire, visuel et somato-sensoriel. Ces informations servent à maintenir une stabilité stationnaire et locomotrice, même si cette capacité est

réduite chez les aînés.

La détérioration des facultés visuelles est l'élément qui ressort le plus dans les problématiques en

rapport

avec l'équilibre chez les aînés. Sheldon (1963) montre que les performances d'équilibration statique commencent à se détériorer à partir de 50 ans et surtout lorsque les yeux sont fermés. C'est vers l'âge de 80 ans que, même avec les yeux ouverts, les performances se rapprochent le plus de celles des enfants de moins de 10 ans. Wade et al., ( 1995) montrent que deux facteurs ont un impact direct sur la capacité de maintenir l'équilibre postural. Le champ de vision spécifie le mouvement et la sensibilité du système visuel aide à changer l'ensemble optique. Dans leur étude, ils trouvent également que, malgré les yeux ouverts, il y a des différences entre les personnes jeunes et âgées sur les amplitudes du centre de pression en A/P et MIL. Ceci pour en déduire que chez les aînés les amplitudes oscillatoires sont plus élevées que chez les jeunes. Cependant, comme le soulignent Tinetti et al.,( 1988), la diminution de la stabilité posturale peut résulter en une peur de chuter, qui mène à une mobilité réduite imposée par le sujet. Mais il faut rajouter que le risque de chute est également dft à la lenteur des réactions et au changement de l'acuité visuelle chez les aînés (Wade et al., 1995). De nombreux chercheurs se sont penchés sur les attitudes des chuteurs. Maki et al., (1994) catégorisent les chuteurs comme des sujets utilisant des aides techniques de marche et évitent les ballades à l'extérieur. Ils

montrent également une forte tendance à avoir de larges amplitudes lors des oscillations du

CP en comparaison aux non chuteurs et particulièrement en direction MIL Les résultats présentés par Maki et al., ( 1994) mettent en évidence un déficit de l'équilibre postural dans le plan

MIL

et une augmentation du risque de chute.

Pour mesurer de façon plus précise l'équih"bre statique, Winter (1993) propose d'utiliser conjointement les informations des centres de pression (CP) et du centre de masse (CM).

L'équilibre debout met enjeu les oscillations du CM et du CP en fonction de la grandeur de la base de sustentation (Kingma et al., 1995). Les déplacements du CM sont de faibles amplitudes et il est nécessaire d'obtenir des estimations valides par des appareillages sophistiqués.

Les

informations provenant de la plate forme de force permettent aussi une estimation valide de l'amplitude des excursions des CP.

2.6 LES PARAMÈTRES DE LA POSTURE

Pour évaluer la posture, il faut différencier les mouvements du CP de ceux du CM. Plusieurs auteurs parlent de 'body sway' qui est une variable indiquant le mouvement du corps, et le confonde avec le CP. Winter (1995) propose une différence claire entre le CP et le CM

- Le centre de masse (CM) est la position moyenne des masses de chaque segment.

- Le centre de pression (CP) est la localisation du point d'application des forces de réaction du sol agissant sous les pieds lors de la station debout.

Cependant le CP et le CM sont reliés du fait que le CP est la réponse neuromusculaire aux déséquilibres du CM du corps (Winter, 1995).

2.6.1 La différence entre centre de pression et centre de masse

La figure 1 proposée par Winter (1995) montre les différences entre CP et CM. Pour cela, il faut partir du fait qu'on prend pour acquis que le corps agit comme un pendule inverse qui pivote autour de la cheville. A partir des positions 1 à 5, la vélocité angulaire et l'accélération angulaire changent de sens et entraînent une augmentation ou une diminution des oscillations des CP. Les variations du CM provoquent des oscillations antérieures ou postérieures faisant varier l'accélération et la vélocité angulaires, celles-ci sont captées par le système nerveux central qui active les fléchisseurs ou les extenseurs du pied pour rétablir l'équilibre en repositionnant le CP. Ces séquences d'événements montrent que dans le plan sagittal les fléchisseurs et les extenseurs du pied contrôlent les moments nets à la cheville qui maintiennent la position du CM du corps au dessus de la base de sustentation. On remarque ainsi que le CP doit osciller constamment de part et d'autre du CM. Ce 'jeu' constant du CP autour du CM s'effectue dans le but de conserver l'équilibre (voir figure 1).

Sachant que le CM varie en fonction de l'accélération linéaire, on remarque que si l'accélération est antérieure, les oscillations du CP se feront dans le plan antérieur et inversement. Ainsi lorsque le CP est en avant du CM, l'accélération est vers l'arrière et vice versa. Il en ressort alors que la différence entre le CM et le CP est directement reliée

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OSCILL.\ TIONS DES COG ET COP

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WALKING. 1995.)

figure 1: Oscillations des centres de pression et centre de masse a: accélération

co: vélocité angulaire

R: force de réaction verticale

g et p: distances par rapport à l'articulation de la cheville W: masse du corps

2.6.2 Le contrôle de la posture

Le contrôle de la posture est quantifié par les variations de CP selon les plans A/P et MIL à partir d'une plate forme de force. L'étude de Winter et al., (1996) révèle la contribution des groupes musculaires en fonction des configurations podales.

- Lorsque les pieds sont côte à côte, l'équilibre A/P est totalement sous le contrôle des fléchisseurs plantaires et dorsaux. En ~ l'équilibre est sous le contrôle des abducteurs et des adducteurs de la hanche.

- La position des pieds à 45 degrés montre une contribution partagée entre les mécanismes de la hanche et de la cheville. En MIL, les deux stratégies se renforcent tandis qu'en A/P, les stratégies de la cheville sont supérieures et annulent les mécanismes de charge et décharge de la hanche.

La direction de contrôle lors des stratégies de la hanche ou de la cheville informe sur les groupes musculaires intervenant pour rétablir l'équilibre postural dans chaque configuration podale.

- Avec les pieds côte à côte et les yeux fermés, on peut obtenir la contribution du système visuel sur l'équilibre postural.

2.6.3 Les centres de pression

L'utilisation de deux plate formes de force permet de mesurer des variables plus pertinentes au contrôle postural (Winter et al., 1993). Le CP net s'obtient à partir de quatre

paramètres variant dans le temps: les deux forces de réaction, droite et gauche (Rct et R.g) et les deux centres de pression, droit et gauche(CP d et CP g) sous chaque pied. Cependant

(1993) a réparti le CPnct selon deux contributions: le CPv reflète le chargement et le déchargement du poids, tandis que le CP c représente la contribution active des mouvements des centres de pression (droit et gauche) sous chaque pied. Selon la trajectoire A/P, le CPc reflète une réponse des fléchisseurs dorsaux et plantaires (stratégie de la cheville), et dans la même position des pieds côte à côte, en MIL, le CPv démontre une stratégie de la hanche sous le contrôle des muscles adducteurs et abducteurs de la hanche (Winter et al., 1993). On constate ainsi que le CPnet est la sommation des contributions des CP c et CPv. Dans la configuration podale des pieds à 45 degrés et en tandem, les stratégies de la cheville et du transfert de poids ont une dominance ou une équivalence dans la contribution de l'équilibre selon que le plan étudié soit A/P ou MIL. Ainsi pour la position des pieds en tandem, l'équilibre A/P est dominé par les mécanismes de la hanche (CPv) avec une légère contribution des fléchisseurs dorsaux et plantaires (CP c) . En MIL, les inverseurs et les éverseurs de la cheville contrôlent l'équilibre avec une contribution mineure des adducteurs de la hanche. Lorsque les pieds sont à 45 degrés, l'équilibre MIL fait intervenir les stratégies de transfert de poids et de la cheville de façon équivalente, tandis qu'en A/P la stratégie de la cheville est dominante.

2.7 QUESTION DE RECHERCHE

L'équilibre debout est un état dynamique du système qui s'acquiert dès les premières années de la vie et se détériore avec l'âge. Chez les aînés, l' équilfüre devient précaire et cause de nombreux problèmes comme les chutes.

Le nombre de fractures de la hanche occasionnées par l'arthrite et les chutes accidentelles chez les personnes âgées est l'une des principales causes de mortalité et occasionne des frais d'hospitalisation élevés. De nombreuses prothèses ont été élaborées et ont permis d'améliorer l'autonomie des aînés. Mais il reste que les traitements chirurgicaux qui font appel à l'installation d'une prothèse causent des dommages en diminuant les sites de réceptions ostéoarticulaires au niveau de l'articulation coxo-fémorale. Ainsi après avoir subi une arthroplastie totale de la hanche, le handicap et la faiblesse des groupes

musculaires entourant l'articulation se trouvent être considérables. Or il est important pour les groupes musculaires entourant la hanche de retrouver leur force et leur distance par rapport au point d'attache (bras de levier) afin d'assurer la stabilité du bassin. La stabilité du bassin, elle, assure un équilibre adéquat des membres porteurs en réduisant le risque de chute. Sachant que ces deux fonctions ne sont pas totalement retrouvées, on suppose que l'équilibre postural qui en résulte est différent. Afin de souligner les faiblesses

occasionnées par la chirurgie de remplacement de la hanche, il apparaît important de comparer l'équilibre postural des sujets sains à ceux ayant subi une arthroplastie de la hanche.

2.8 Hypothèses

L'arthroplastie de la hanche entraîne une section des muscles qui stabilisent la hanche. Ces muscles sont suturés mais leur fonction est probablement altérée. Afin de vérifier leur contnôution sur l'équilibre postural, les paramètres posturaux des sujets ayant subi une arthroplastie de la hanche seront comparés aux sujets aînés en santé.

L'hypothèse générale émise est qu'il existe une différence significative au niveau des paramètres

posturauX

(CP, CM, CPc et CPv) dans les plans A/Pet MIL entre les sujets aînés qui ont subi une arthroplastie totale de la hanche (groupe expérimental) et les sujets aînés en

santé

(groupe contrôle).

Les hypothèses spécifiques sont:

Hypothèse 1: Les amplitudes des paramètres posturaux lors de la condition pieds côte à

côte, yeux ouverts, dans le groupe expérimental seront supérieures à celles du groupe témoin.

Hypothèse 2: Les amplitudes des paramètres

posturaux

lors de la condition pieds côte à

côte, yeux fermés, seront supérieures dans le groupe expérimental à celles mesurées dans le groupe témoin.

Hypothèse 3: Pour le groupe expérimental, les amplitudes des paramètres posturaux lors de la condition pieds côte à côte, yeux fermés, seront inférieures à celles de la condition pieds côte à côte avec les yeux ouverts.

Hypothèse 4: Les amplitudes des paramètres posturaux du groupe témoin lors de la condition pieds à 45 degrés, avec les yeux ouverts, seront inférieures à celles du groupe expérimental.

Hypothèse 5: Pour la condition pieds à 45 degrés, les yeux ouverts, les amplitudes des paramètres

posturauX

du groupe expérimental seront plus grandes lorsque la jambe avec arthroplastie est placée en avant comparativement à en arrière.

MÉTHODOLOGIE

La méthodologie utilisée dans ce projet permettra de comparer l'équilibre postural chez les aînés ayant subi une arthroplastie de la hanche à celui des aînés en santé. Le but de l'étude est d'évaluer l'équilibre postural chez des aînés de plus de 60 ans, après la chirurgie de remplacement de la hanche, à l'aide de paramètres cinétiques et cinématiques.

Les sujets du groupe expérimental et du groupe contrôle ont été sélectionnés à partir de la banque de données de l'Institut Universitaire de gériatrie de Sherbrooke. Les techniques de

mesures utilisées sont celles en vigueur au Laboratoire de Posture et de Locomotion du Centre de recherche en gérontologie et gériatrie et seront décrites dans ce chapitre.

Les

tests statistiques choisis sont ceux appropriés aux caractéristiques des groupes évalués; à savoir un nombre limité de sujets et deux groupes indépendants.

3.1 LES SUJETS

Parmi les sujets volontaires répertoriés à partir de la banque de données de l'Institut universitaire de gériatrie de Sherbrooke, seuls les volontaires participent à l'étude. Les sujets sont contactés par téléphone et reçoivent les explications sur le projet; lorsque la décision est positive, le sujet est recruté et un rendez vous est pris pour l'évaluation. Un groupe de 10 personnes âgées de 60 ans et plus ayant subi un remplacement total de la hanche a été ainsi recruté. Ce choix s'est justifié par le fait que les patients ont suivi un programme de réadaptation post chirurgical (physiothérapie) dans cette institution. Les

différences dans les

programmes

de réadaptation étant limitées, on a alors obtenu des sujets dont le potentiel de récupération était théoriquement identique. Quant aux facteurs reliés à

la posture, on a obtenu des groupes plus homogènes. Les sujets du groupe témoin étaient recrutés à partir des centres d'animation de personnes âgées de la région de Sherbrooke. Ici également les sujets avaient les mêmes activités physiques, ce qui permettait d'obtenir un groupe plus homogène permettant une base de comparaison valide. Le groupe témoin comprenait 10 aînés sains. Les sujets des deux groupes étaient appariés selon l'âge et le sexe.

3.1.1 Facteurs d'inclusion et d'exclusion

Les facteurs d'inclusions et d'exclusions permettent de donner à l'étude un cadre dans lequel il est possible d'interpréter les résultats.

Les facteurs d'inclusions sont les suivants: Pour le groupe expérimental:

- être âgé de 60 ans et plus

- être porteur d'une prothèse totale de hanche depuis au moins un an - ne pas avoir d'autres pathologies connues affectant la posture - avoir complété un traitement de physiothérapie postopératoire - être autonome dans ses déplacements

Pour le groupe témoin: - être âgé de 60 ans et plus - être physiquement actif.

Dans le cas des sujets expérimentaux:

- prise de médication affectant la posture

- incapacité de se maintenir debout pendant 120 secondes sans aide technique. - présence d'une pathologie affectant la posture.

Pour les sujets du groupe contrôle: - être un aîné sportif

- prise de médication affectant la posture.

3.2 LES TECHNIQUES DE MESURES

Les paramètres de la posture étaient évalués à partir des données cinétiques et cinématiques. Les équipements utilisés pour mesurer les paramètres cinétiques et cinématiques sont présentés sur la figure 2. Les données cinétiques ont été obtenues en demandant aux sujets de se maintenir debout selon quatre stations bipodales sur deux plates formes dynamométriques (voir figure 3). Les données cinématiques ont été obtenues à

partir du système Optotrak (Northem Digital Inc) utilisant des marqueurs infrarouges et trois caméras. Le système Optotra.k étant sensible aux signaux des marqueurs, l'estimation des déplacements des centres articulaires est possible à partir des modèles anthropométriques. Le temps de la collecte était fixé à 120 secondes et la fréquence à 20 Hz pour la cinétique et pour la cinématique. Ceci nous permettra d'obtenir les CM, CP œt.

CP v, CP c dans les plans NP et MIL, et de calculer l'amplitude de leurs oscillations en

e a -Boite de caibrage b ~ e w -c -~ Optotrak d -!)Clint fixe e -Caméra Optotrak

figure 2: Station expérimentale

+Y

Les plates formes sont connectées à un amplificateur qui est relié à une carte d'acquisition de l'ordinateur du laboratoire. Les caméras sont branchées en série et reliées au système Optotrak qui lui est connecté à l'ordinateur. Les plates formes et les caméras sont étalonnées avant chaque collecte. Le point fixe sur le mur permet au sujet de concentrer son attention; afin d'éviter les perturbations.

•I•

J

côte à côte yeux otNerts

.,.

0 gauche en avant

1 • 1 • 1

45 droit en avant

1 • 1 • 1

côte à côte yeux fermés

figure 3· Les differentes conditions expérimentales

La première configuration podale consiste à garder les yeux ouverts, à placer les pieds en parallèle par

rapport

à l'axe A/P des deux plates formes de forces. La seconde et la troisième position podale se font les yeux ouverts, la position 45 degrés est obtenue en positionnant les orteils du pied arrière au niveau de la cheville du pied avant. Cette configuration nécessite d'avoir également les pieds parallèles de part et d'autre du centre des plates formes. La dernière position podale est identique à la première, à l'exception des yeux qui sont fermés juste avant le deôut

de

la collecte.

3.3

PROCÉDURE

L'évaluation des sujets se fait au Laboratoire de Posture et de Locomotion du Centre

de recherche en gérontologie et gériatrie de l'Institut universitaire de Gériatrie de

Sherbrooke. Le sujet est préalablement informé sur le déroulement, les équipements utilisés, il prend connaissance du formulaire de consentement et le signe. La collecte de données peut alors deôuter.

Les sujets sont appareillés de 21 marqueurs infrarouges, chacun étant placé sur un centre articulaire pour définir le modèle à 14 segments (figure 4). Les sujets ont pour tâche de se maintenir debout pendant 120 secondes sur les plates forme de force, ceci pour chacune des

quatre configurations podales. Chaque collecte est espacée par un temps de repos suffisant à chaque sujet. La consigne donnée aux 5Ujets est la suivante: 'regarder le point fixe sur le mur en face en gardant le silence'. Lors du déroulement de la collecte, le temps est annoncé au sujet toutes les 30 secondes.

L'ordre de passage des différentes conditions expérimentales est préalablement défini. D'abord les pieds côte à côte les yeux ouverts, puis 45° droit avant, 45° gauche avant et pour terminer les pieds côte à côte yeux fermés; ceci afin d'éviter la fatigue. De plus chaque condition est réexpliquée au sujet juste avant l'exécution. Ainsi les tâches à

Fiai.l'e 4: MODÈLE SEGMENTAIRE

Le modèle biomécanique est obtenu en plaçant des marqueurs infrarouges sur les différents centres articulaires représentés à la

figure

4. Ce modèle sert à définir les quatorze segments qui sont: deux pieds, deux jambes, deux cuisses, deux mains, deux avant bras, deux bras, quatre segments du tronc et la tête. Le modèle permet d'observer les mouvements de chaque segment, et ainsi estimer le déplacement du CM total du corps.

3.4 LE CALCUL DES PARAMÈTRES POSTURAUX

Les paramètres posturaux; CP œr, CPc, CP v, CM et CP-CM sont obtenus à partir des

procédures définies par Winter (1995).

~Le CPoct est la somme des centres de pression individuel multiplié par la fraction du poids du corps sur chacune des jambes, ainsi

R

R

CP (t) =CP (t)*

d

(t)+CPg(t)*

g

(t)

ner d

R +R

R

R

C

d g d

+

g

( équation 1)

Où CP d et CP g sont respectivement le CP sous le pied droit et gauche.

Rct

et Rg sont

respectivement les forces verticales de réaction du sol sous les pieds droit et gauche, et (t) représente le temps

On remarque ainsi que le CPnet oscille sous l'effet de deux composantes, le mouvement des CP sous chaque pied et la fluctuation de la force verticale.

En supposant que la proportion de la masse est répartie de manière égale entre les membres porteurs pendant la durée de chaque essai; c'est à dire que

_R_d__

R,

=O.S

Rd+Rg

Rd+R,

(équation 2)

Ainsi la contribution des mouvements des centres de pression droit et gauche CP c peut être

établie par l'équation suivante

CPc (t)

=

CPd (t)

*

0.5

+

CPg (t)

*

0.5

Alors la contribution du transfert de poids peut être estimée par CPv (t)

=

CPner- CPc

(équation 3)

~Le CM est calculé à partir du modèle segmentaire. Les paramètres de la table de

Demster (dans Winter, 1995) permettent de déterminer les centres de masse de chaque segment, et d'obtenir le CM total.

~Le calcul du CP-CM se fait à partir de la position respective du CP et du CM à un temps donné; c'est la distance entre ces deux paramètres.

3.5 LE TRAITEl\.1ENT DES DONNÉES

Afin d'obtenir les paramètres posturaux, les données des collectes sont converties puis traitées par les logiciels FPgait, Optofix, Excel et Matlab. Les données de plates formes obtenues sont en en volts et sont converties en fichier ASCil. Le logiciel FPgait permet d'obtenir les données cinétiques: forces de réaction dans les trois axes et les CP en A/Pet MIL. Par la suite le logiciel Optofix permet d'interpoler les données cinématiques lorsque cela s'avère nécessaire et de les filtrer à 5Hz (Winter et al.,1993). Le fichier Excel permet d'organiser les données de façon à ce qu'elles soient lisibles clans l'environnement Matlab. Ce dernier permet d'effectuer les calculs nécessaires à l'obtention des paramètres posturaux, soit CPnct, CPc, CPv, CM et CP-CM. Une fois ces derniers obtenus, Excel est utilisé à nouveau pour réaliser les graphiques.

Les CP c, CP v, CP net, CM et CP-CM obtenus permettent le calcul des amplitudes en valeurs RMS.

Le traitement statistique est effectué avec le test de Mann-Whithney pour échantillons indépendants. Il permet de montrer s'il existe des différences significatives dans les paramètres posturaux entre les sujets ayant une arthroplastie et les sujets sains. Le test de