Applications pratiques

    Diverses applications pratiques ont été développées, avec dans le domaine de la détection des dispositifs qui font appel à ces systèmes en les associant ou non afin de proposer des appareils d'alerte en cas de chute.

Les détecteurs de chute de 1ère génération

- Les boîtiers de ceinture ou les médaillons
Ils font appel aux systèmes de détection directe.les personnes âgées oublient souvent de les porter ou elles peuvent être dans l'incapacité d'actionner un bouton en cas de chute grave.
Au contraire, il peut arriver également qu'il se déclenche de façon intempestive en cas de choc involontaire.

- Les boîtiers de poignet
Ils font appel au système de détection directe. Ils ont l'avantage d'être plus discrets mais présentent les mêmes inconvénients que les systèmes de boîtier ceinture ou médaillon.

- Les boîtiers multifonctions
Ce type de boîtier qui se porte au poignet comme une grosse montre est équipé de capteurs qui vérifient en permanence différentes fonctions vitales telles que le rythme cardiaque ou la pression sanguine. Il est combiné à un système de détection des chutes qui nécessite cependant une activation active.

Les protecteurs de hanche

Les protecteurs de hanche servent de bouclier protecteur autour du col du fémur, partie fragile des os de la hanche, ils agissent comme des amortisseurs pour éviter tout choc à la suite d'un impact sur la hanche lors d'une chute.
Ils se composent le plus souvent de sous-vêtements comportant des poches latérales pour permettre l'insertion de protecteurs semi-rigides.

Les protecteurs de hanche semblent pouvoir grandement réduire le nombre de fractures de hanche chez les personnes âgées frêles selon une première étude finlandaise portant sur plus de 1 800 participants réalisée en 2000.
D'autres études plus récentes menées avec des méthodologies plus fiables apportent cependant des résultats plus mitigés, notamment chez des patients fragiles en maison de retraite : il semble alors que les protecteurs soient peu efficaces.

Les substituts potentiels

- L'alarme de verticalité
Ce système de détection directe se déclenche lorsque la personne âgée passe de la position assise à la position debout sans qu'il n'en résulte obligatoirement une chute. Il s'agit dont d'un lien indirect avec les chutes.
Il est à privilégier pour les personnes en fauteuil roulant où passant beaucoup de temps assis car il a tendance à favoriser la sédentarité, entraînant une perte des réflexes de marche et un risque accru de chutes.

- La vidéosurveillance
Elle fait appel aux systèmes de détection indirecte et est d'un coût d'installation élevé. Comme tout système de vidéosurveillance, elle est très intrusive.

- Les téléphones portables ou sans fil
Ils peuvent faire office de boîtier d'alerte tout en en gardant les mêmes inconvénients : ils nécessitent une activation active et il faut penser à les garder sur soi ou leur accès devient incertain.

PADchute® : Un système de prévention original

Le service de Médecine Physique et de Réadaptation de l'hôpital de Poitiers a crée une unité mobile de prévention de la chute de la personne âgée. Elle est composée de médecins, rééducateurs et gériatres, et de kinésithérapeutes. Son action vise à une meilleure connaissance dans le domaine particulier de la chute chez le sujet âgé, et à permettre une meilleure intégration du handicap (prévention, rééducation et réadaptation) et un maintien optimal de l'autonomie dans leur lieu de vie.
L'unité pourra intervenir dans un premier temps dans les maisons de retraite. Progressivement seront mises en place des permanences puis des interventions à domicile. Un réseau se constituera entre les médecins de ville, les masseurs-kinésithérapeutes, les infirmières et les assistantes sociales travaillant dans la région avec l'unité mobile.

Le dépistage des troubles de la posture et de l'équilibre de la personne âgée représente un enjeu majeur en terme de santé publique. Une stratégie thérapeutique simple pourra être mise en place pour corriger les altérations statiques et dynamiques.
Les conséquences de la chute peuvent entraîner un risque vital pour le sujet âgé et l'action de cette structure visera directement à réduire ce danger majeur qu'il encoure.
L'objectif en est l'analyse de la posture et de l'initiation de la marche chez les personnes âgées : pouvoir déterminer des paramètres prédictifs du risque de chute chez la personne âgée en situation dans un milieu le plus proche de son environnement de vie habituel.L'évaluation, effectuée au domicile, comprendra un interrogatoire et un bilan clinique complet. L'équipe utilisera un posturographe mobile qui pourra être installé au domicile du patient afin de faire une estimation dans son lieu de vie habituel, Cet appareil permet une évaluation rapide de l'équilibre et de la posture, yeux ouverts puis fermés.
Ce bilan réalisé sur le lieu de vie de la personne constitue un élément original et pragmatique. Cette stratégie d'évaluation semble pouvoir donner des informations non négligeables dans le bilan de chute chez les personnes âgées, permettant en particulier d'ajuster la stratégie rééducative ou compensatrice.

Les détecteurs de chute de nouvelle génération

Plusieurs projets très prometteurs sont en cours de développement et vous pourrez trouver de nouvelles informations en cas d'avancée scientifique notable.

Les axes de recherches

LES DIFFERENTS MODES DE DETECTION DES CHUTES :LES AXES DE RECHERCHE*
     (*source : N. Noury, Laboratoire TIMC-IMAG Université Grenoble I)

A (vitesse d’inclinaison élevée)
B (impact, chute)
C (après la chute)

Analyse de scénarios (accéléromètres, vidéo, sons...)
Immobilisation prolongées (vidéo, accéléromètres)
Position allongée au sol (accéléromètres, capteurs de sol)
Choc au sol (accéléromètres)
Vitesse verticale (accéléromètres, gyromères)

Détection des modifications des vitesses de déplacement verticale

Ce système de détection est basé sur le repérage de l’accélération rapide de la vitesse verticale qui survient lors de la chute.

En augmentant linéairement avec le temps, la vitesse verticale, qui correspondant à une accélération constante de la gravitation, va dépasser le seuil de vitesse du mouvement contrôlé lors de la chute.

L’équipe de Wu de l’Université du Vermont aux USA, a montré par l’analyse vidéo de patients chutant que les vitesses verticale et horizontale étaient dissimilaires pendant les mouvements contrôlés mais devenaient quasi-similaires pendant la chute : un bon moyen de la caractériser par les modifications de ces vitesses. Nait-Charif et Rougier ont eux aussi étudié la chute par l’analyse vidéo mais cette fois des mouvements de la tête en utilisant les seuils de vitesses verticales et longitudinales.

Le principal problème de ces méthodes de détection est que les seuils de détection sont difficiles à déterminer en raison d’une importante variabilité de vitesse de déplacement contrôlé des individus (variabilité inter-individuelle). Si ces seuils sont trop bas, ils conduisent à détecter des chutes alors qu’il n’y en a pas (les faux positifs). Inversement, s’ils sont trop hauts, on risque de passer à coté de chutes non détectées (les faux négatifs). Plusieurs équipes tentent de remédier à ces causes d’erreur (Noury (Université de Grenoble) par un apprentissage supervisé, Depeursinge (CSEM, Lausanne) non-supervisé).

Plusieurs types de capteurs ont été proposés, notamment des accéléromètres et des gyroscopes (rotation), avec une localisation au niveau du buste (Hwang, Noury), du sacrum (Prado,Espagne), de la taille (Matie) ou encore de la tête.

Pour aller plus loin que la simple détection, une équipe japonaise (Fuyaka, Japon) a récemment proposé que la détection de la phase critique permette le déclenchement d’un airbag !


Détection du choc au sol

Lors de l’impact, la vitesse s’inverse brutalement. Ce système de détection est basé sur le repérage de l’inversion du sens de l’accélération.

Les capteurs utilis̩s sont des acc̩l̩rom̬tres et des capteurs de choc, avec une localisation au niveau de la ceinture (Williams et Doughty, Irlande), du centre de lՎquilibre (Lindeman, Allemagne) ou du buste (Bourke, Irlande).

Les principales difficultés consistent à déterminer la direction de la trajectoire ainsi que la “signature” de l’impact, à l’origine de faux positifs.


Position allongée au sol

Ces systèmes de détection cherchent à repérer l’horizontalité du corps, signant la chute.

Plusieurs techniques existent : Certains capteurs répartis sur le corps détectent la position horizontale (“corps mort”), ou la perte du contact entre les pieds et le sol (Tamura, Japon). Toutefois lorsque la personne s’allonge sur un lit ou sur un canapé les capteurs risquent de prendre cela pour une chute (faux positifs).
Une autre méthode utilise des capteurs dans le sol qui détectent le contact du corps avec le sol (« sol actimétrique »).

A noter que certains laboratoires s’intéressent au bruit de l’impact lors de la chute : ils développent des capteurs de bruits pouvant isoler le bruit de l’impact et donner l’alerte. Il faut bien sur une excellente spécificité de ces techniques pour éviter que l’alerte ne soit donnée à chaque fois que l’on fait tomber un livre ou sa paire de lunette !


Immobilisation prolongée

La détection est basée sur l’absence de mouvement

Les capteurs détectant l’immobilité censée faire suite à la chute peuvent utiliser différentes méthodes : vibratomètres accéléromètres (arrêt des mouvements), des capteurs de présence infrarouges ou encore des caméras vidéo.

Les mouvements des segments corporels ont ainsi été analysés par exemple à l’aide d’un téléphone portable (Tamura, Japon). L’absence de déplacement a aussi été analysée par une caméra vidéo fixée au plafond (Mihailidis, Université de Toronto) ou par des capteurs infrarouges de présence (Noury, Université de Grenoble).

Si le temps d’immobilisation entre deux mouvements considéré comme critique par l’appareil avant le déclenchement d’une alerte est trop court, on obtient des faux positifs. Au contraire, si ce temps de latence est trop élevé, on aboutit à des retards d’intervention.

La vidéo pose de nombreuses difficultés techniques en termes de contrôle du champ de vision, de luminosité ambiante ou de vision dans l’espace. Cette méthode pose également des problèmes éthiques du fait de l’intrusivité qu’elle impose.

Il a été proposée l’intégration des algorithmes de prise de décision directement au niveau de la caméra afin d’éviter le transfert d’image vers l’extérieur du domicile.


Analyse de scénarios

La détection est basée sur une combinaison de paramètres caractéristiques d’une situation critique

Différents capteurs enregistrent des informations liées aux conditions d’environnement contemporaines de la chute et de ses suites immédiates, informations qui sont ensuite évaluées par analyse algorithmique.

Des dispositifs ont été développés à partir du croisement d’informations actimétriques enregistrées par des capteurs infrarouges, des micros ou encore des caméras vidéo équipant le domicile.

D’autres dispositifs, particulièrement prometteurs, sont basés sur l’analyse algorithmique du croisement d’informations issues d’accéléromètres détectant la chute et de détecteurs infrarouges détectant l’immobilisation prolongée (Noury, Université de Grenoble).