Thèse soutenue

InertiaLocoGraphie pour la quantification en routine clinique des troubles de la marche chez les patients atteints de sclérose en plaques

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Auteur / Autrice : Aliénor Vienne-Jumeau
Direction : Damien RicardPierre Paul Vidal
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Neurosciences
Date : Soutenance le 05/07/2019
Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : COGNAC-G - Cognition and Action Group (2014-2019 ; Université Paris Descartes (Paris 5))
établissement de préparation : Université Paris Descartes
Jury : Président / Présidente : Mathieu Zuber
Examinateurs / Examinatrices : Francesco Lacquaniti
Rapporteurs / Rapporteuses : Nasser Rezzoug, Jacques Duysens

Résumé

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Les troubles de la marche liés à une pathologie neurologique, musculosquelettique ou au vieillissement peuvent être responsables d’une diminution de la mobilité, d’une invalidité, d’une peur de tomber voire de chutes. Ils entravent sévèrement la qualité de vie et peuvent majorer le risque de décès. À ce jour, l’évaluation de la marche repose principalement sur l’évaluation visuelle du clinicien ou, à l’opposé, sur des dispositifs sophistiqués et coûteux. Les mesures dérivées de l’observation visuelle peuvent être biaisées, sujettes à un effet de plafond et manquer de sensibilité pour des changements minimes. Les systèmes d’analyse de la marche tels que CodaMotion® ou Vicon®, bien que très précis, ne peuvent cependant pas être utilisés dans le cadre de consultations de routine et sont déployés dans des laboratoires très spécialisés. Dans ce contexte, les unités de mesure inertielles (IMUs) offrent un compromis prometteur en termes de coût et d’ergonomie: ce sont des capteurs portables non invasifs, petits et légers, auxquels il est aisé de recourir en routine neurologique. La dégradation de la marche est notamment considérée par les patients atteints de sclérose en plaques (SEP) comme le symptôme le plus invalidant de leur maladie. Plus d’un patient atteint de SEP sur deux rapporte une chute dans une période de six mois. Les tests cliniques actuels permettent d’identifier des dégradations à un stade avancé, mais les IMUs pourraient être mis à profit pour détecter des modifications plus précoces ou plus légères, avant notamment qu’elles ne deviennent irréversibles. Cependant, en raison de la grande variabilité interindividuelle et des changements importants de ces troubles au cours de l’évolution de la maladie, plusieurs problèmes restent à surmonter. Ce travail vise à évaluer l’utilisation potentielle des IMUs pour la quantification de la locomotion en routine clinique - procédé que nous avons nommé InertiaLocoGraphie (ILG) - chez les patients atteints de sclérose en plaques (SEP). Premièrement, nous proposons une introduction à l’analyse de la marche, dressant un bref rappel historique et rappelant les principes fondamentaux de l’analyse de la marche. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous nous inspirons d’études antérieures pour examiner les défis techniques et analytiques posés par l’ILG dans la pratique neurologique quotidienne afin d’élaborer un protocole d’analyse chez les patients atteints de SEP. Les parties suivantes de cette thèse traitent de trois approches analytiques complémentaires de l’ILG pour le suivi des patients atteints de SEP, approches faisant appel à des niveaux de traitement du signal de complexité croissante. Ainsi, la troisième partie se place sous l’angle de l’analyse du signal brut, s’appuyant sur la mise au point d’une méthode innovante de détection de patrons personnalisés de marche, pour comparer directement les signaux entre eux. Nous détaillons dans la quatrième partie, une étude des paramètres cinématiques de la locomotion. Enfin, dans la cinquième partie, est présenté un modèle biomécanique permettant d’extraire un biomarqueur cinétique du risque de chute et de la réponse au traitement chez des patients atteints d’une SEP. Dans l’ensemble, ces travaux constituent une avancée vers le développement d’une nouvelle famille de biomarqueurs, cohérents et accessibles en routine clinique, dérivés de l’analyse clinimétrique de la marche chez les patients atteints de SEP.