Biomechanical analysis of elderly reach-to-grasp movement : effect of the intrinsic and extrinsic properties of the obstacle on movement components
Analyse biomécanique de la préhension chez la personne âgée : effet des propriétés intrinsèques et extrinsèques de l'obstacle sur les phases du mouvement
Résumé
The aim of the present work is to observe, in a biomechanical analysis, how aging influences reach-to-grasp movements in the presence of an obstacle. To carry out the research, Cyberglove and Vicon optoelectronic system have been jointly used in two experimental protocols to collect data related to the movements of the trunk, of the upper limb, and of the hand during complex grasping tasks. Firstly, in order to observe the influence of environment on the movement, the effect of the intrinsic and extrinsic properties of the obstacle is tested with adult subjects in conditions where the size, the distance, and the position varied. Our results confirm that the presence of an obstacle modifies the kinematics of the “reaching” and “grasp” components. However, the variation of the intrinsic and extrinsic properties of the obstacle has little effect on the space-time parameters which suggests a global control of the movement. Secondly, a population composed of adults and elderly people is compared to consider the effect of age on the manual function in the presence of obstacle. Our results show that the intrinsic and extrinsic properties of the obstacle affect more specifically the movements of elderly people. These differences are characterized by an increase in the movement duration, a modification of joint profiles and an increase in the variability compared to the adults. Specific strategies of elderly people using additional trunk flexion and arm elevation seem to enable them to compensate for their deficit of mobility.
L'objectif général de cette thèse est d'observer, d'un point de vue biomécanique, comment le vieillissement agit sur le mouvement de préhension et en particulier lorsque celui-ci est perturbé par la présence d'obstacle. Pour cela, le gant de données Cyberglove et le système optoélectronique Vicon ont été utilisés conjointement dans deux protocoles expérimentaux pour recueillir les données relatives aux mouvements du tronc, du membre supérieur et de la main lors d'un geste complexe de préhension. Dans un premier temps, l'effet des propriétés intrinsèques et extrinsèques de l'obstacle a été testé chez des sujets adultes où les modalités de taille, de distance et de position variaient afin d'observer l'influence de l'environnement sur le mouvement. Nos résultats confirment que la présence d'un obstacle modifie la cinématique des composantes de "transport" et de "saisie". Cependant, la variation des propriétés intrinsèques et extrinsèques de l'obstacle a peu d'effet sur les paramètres spatio-temporels ce qui suggère un contrôle global du mouvement. Dans un deuxième temps, une population composée d'adultes et de personnes âgées a été comparée afin de considérer l'effet de l'âge sur la fonction de préhension en présence d'obstacle. Nos résultats montrent que les propriétés intrinsèques et extrinsèques de l'obstacle affectent plus particulièrement les mouvements des personnes âgées qui se caractérisent par une augmentation de la durée de mouvement, une modification des profils angulaires et une augmentation de la variabilité comparés à ceux des adultes. L'utilisation de stratégies motrices spécifiques aux personnes âgées impliquant de manière prépondérante le tronc et l'élévation du bras semble leur permettre de compenser leur déficit de mobilité.