PRÉDICTION DES
CHUTES CHEZ LES
PERSONNES ÂGÉES
_
De la double tâche aux
réseaux de neurones
artificiels
Olivier BEAUCHET MD, PhD
Professeur titulaire de Gériatrie
Titulaire de la chaire de Gériatrie
Dr. Joseph Kaufmann
Faculté de Médecine,
Université de McGill
Département de Médecine,
Division de Médecine Gériatrique,
Hôpital Général Juif, Montréal
Directeur, Centre d’Excellence sur
le Vieillissement et la maladie
chronique, RUIS McGill
MONTREAL, 29_06_2017 CEVIMAC.CA
MIEUX PRÉDIRE LA CHUTE _
> Comprendre pourquoi il est toujours important de s’intéresser à cette
« vieille » question gériatrique !
> Connaître les principaux éléments issus des consensus nord-Américain
et Européen
> Mieux appréhender les mécanismes et les limites de la prédiction de la
chute à partir d’une condition de double tâche
> S’intéresser aux nouvelles perspectives telles que la variabilité du pas
et les réseaux de neurones artificiels
OBJECTIFS
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
UN ÉVÉNEMENT FRÉQUENT, BANALISÉ, MAIS AUX
MULTIPLES CONSÉQUENCES... _
- Problématique du quotidien
- Prévalence et incidence élevées : une personne sur deux ≥ 85 ans
- Banalisation car le plus souvent, traumatismes physiques dits « bénins »
: plaies, hématomes...
- Nombreux signes de gravité méconnus, en dehors de la fracture et du
décès par traumatisme crânien ; séjour au sol ≥1h, impossibilité de se
relever du sol, syndrome de régression psychomotrice
- Chute = possible plainte (chuteur et/ou famille) qui engendre anxiété et
culpabilité
CHUTE ET PERSONNES ÂGÉES_ ÉPIDÉMIOLOGIE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
LA CHUTE EN CHIFFRES...
_
- USA : 2,4M de traumatismes liés à des chutes « non fatales » 65 ans avec 689 000
personnes hospitalisées (USA, 2011) ; le coût direct des chutes non fatales s’élevait à
$30 milliards...
En 2020, le coût annuel direct et
indirect atteindra $68 milliards.
- Canada : Coût annuel de la chute
estimé à $2 milliards (3,7 fois plus
important si personne ≥ 65 ans)
CHUTE ET PERSONNES ÂGÉES_ SANTÉ PUBLIQUE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
UN ÉVÉNEMENT FRÉQUENT, BANALISÉ MAIS AUX
MULTIPLES CONSÉQUENCES... NON PRÉVISIBLES !
_
- Situation paradoxale pour les chercheurs :
Mécanismes mieux connus et pourtant ni modèle, ni outil clinique
pertinent/efficace en terme de prédiction : sensibilité et spécificité
<80%
- Situation déconcertante pour les cliniciens :
Absence d’outil ayant un bonne qualité de prédiction
Intervention clé = activité et/ou l’exercice physique « qui ne peut pas
être délétère pour la santé »… a priori.
CHUTE ET PERSONNES ÂGÉES_ SANTÉ PUBLIQUE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
il est temps de modifier notre approche pour prédire cet
événement et d'identifier les personnes les plus à risque.
QUE SAVONS-NOUS ?
_
- Prédiction de la chute ressemble à la quête du Saint Graal !
- Habituellement la prédiction est basée sur trois approches
complémentaires plus ou moins combinées :
1) Identification des facteurs de risque (plus ou moins associés)
qui sont les éléments composant les outils, échelles ou
algorithmes (approche classique).
2) Tests cliniques évaluant la marche et/ou l’équilibre dans
différentes conditions telles que la double tâche (approche
alternative)
3) Combinaison de l’approche classique avec des modèles
mathématiques non-linéaires tels que les réseaux de neurones
artificiels (nouvelle approche)
CHUTE ET PERSONNES ÂGÉES_ LES FAITS
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
UN ÉVÉNEMENT « CHAOTIQUE » NON ANALYSABLE PAR
LES MODÈLES MATHÉMATIQUES LINÉAIRES
_
- Limitations de l’approche classique linéaire :
1) Les modèles mathématiques linéaires supposent que la chute
suit des règles « baysiennes » (distribution normale).
2) Nombre de variables introduites dans les modèles = limité
3) Apprentissage impossible
4) Pas de prise en compte des interactions complexes entre les
facteurs de risques
- Solution : modèles mathématiques non-linéaires ; Réseaux Neuronaux
Artificiels (RNA) testés dans des pathologies cardiovasculaires ayant
montré une bonne efficacité en terme de prédiction d’événements
cardiovasculaires.
CHUTE ET PERSONNES ÂGÉES_ PERSPECTIVES
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
POURQUOI PAS LA CHUTE ?
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
ANALYSE DE LA LITTÉRATURE SCIENTIFIQUE
_
LA QUÊTE DU SAINT GRAAL_ VUE D’ENSEMBLE
MÉCANISME COMPLEXE AVEC AU CENTRE
L’INSTABILITÉ DE LA MARCHE
LE CONSENSUS_QU’AVONS-NOUS APPRIS ?
Facteurs intrinsèques
(liés au sujet + état de santé)
Facteurs comportementaux
(activité physique)
Marche +++
Analyse de la marche = centrale pour prédire la chute (recommandations us, uk et fr)
Facteurs environnementaux
(lieu de vie)
Am Geriatr Soc. J Am Geriatr Soc. 2011;59:148-57
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
COMBINAISONS DE PLUSIEURS FACTEURS
LE CONSENSUS_QU’AVONS-NOUS APPRIS ?
Facteurs intrinsèques
(État de santé)
Conditions
CHRONIQUES
facteurs prédisposants
Conditions AIGUËS
Maladie
non-spécifique
- Chute= symptôme
ATYPIQUE
Facteur précipitant
Maladie
spécifique
- Chute= symptôme
TYPIQUE
Facteur spécifique
Infection
Insuffisance cardiaque
Etc…
Le plus souvent,
association de tous les
facteurs
AVC
Arythmie
Etc…
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
SE POSER LES BONNES QUESTIONS, DANS LE BON
ORDRE, AU BON MOMENT
_
1)S’agit-il d’une chute ? Est-elle récurrente ?
2)Y'a-t-il des signes de gravité ?
3)Quel est le mécanisme de la chute ?
4)Quelles interventions mettre en place ?
LE CONSENSUS_QU’AVONS-NOUS APPRIS ?
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
… MAIS PAS QUE ÇA
_
- La majorité des outils de prédiction utilisent les mêmes variables
cliniques (âge, sexe, déclin cognitif, psychotropes etc…)
- Quels que soient :
1) La population = du domicile à l’institution
2) L’outil = test clinique, échelle, algorithme
3) La variable = subjective ou objective
… la valeur prédictive est faible
- À titre d’exemple, à l’hôpital :
1) Sensibilité et spécificité des outils < 80%
2) Pas de validation en fonction des lieux et en pratique clinique
LE CONSENSUS_QU’AVONS-NOUS APPRIS ?
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
Les outils qui prétendent prédire le risque de chute
fournissent une information non valide, faussement
rassurante avec l’impression que quelque chose a été fait.
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LA QUÊTE DU SAINT GRAAL_ VUE D’ENSEMBLE
ANALYSE DE LA LITTÉRATURE SCIENTIFIQUE
_
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
UNE LUEUR D’ESPOIR
_
LE FAMEUX MANUSCRIT
COMMENT ÇA MARCHE ?
_
- Le cerveau a des capacités limitées.
- Combiner deux tâches peut dépasser les capacités et nécessite un
partage des mêmes ressources avec un transfert entre les deux tâches.
- Le transfert des ressources peut créer des interférences qui modifient
(dégradation ou amélioration) les performances de l’une ou l’autre et/ou
des deux tâches
PARADIGME DE DOUCHE TÂCHE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
RELATION MARCHE - COGNITION : UNE ÉTRANGE
QUESTION… OU PAS ?
_
- Marche a longtemps été considérée comme un acte moteur
automatique, rythmique dont le plus haut niveau de contrôle était
sous-cortical (noyaux gris centraux et cervelet).
- Cognition se définit comme un ensemble de processus cérébraux
(perception, mémorisation et action) permettant d’acquérir et de
manipuler des connaissances mettant en jeux le cortex.
- La publication « stop walking while talking » a remis en cause ce
dogme.
CONTRÔLE DE LA MARCHE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
MODIFICATION AVEC L'ÂGE : DONNÉES DE
L’IMAGERIE FONCTIONNELLE
_
CONTRÔLE DE LA MARCHE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
MODIFICATION AVEC L'ÂGE : DONNÉES DE
L’IMAGERIE FONCTIONNELLE
_
CONTRÔLE DE LA MARCHE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
QUELLES FONCTIONS COGNITIVES SONT IMPLIQUÉES DANS LE
CONTRÔLE DE LA PROPULSION DE LA MARCHE ?
_
CONTRÔLE DE LA MARCHE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
CONTRÔLE DE LA MARCHE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
QUELLES FONCTIONS COGNITIVES SONT IMPLIQUÉES DANS LE
CONTRÔLE DE LA PROPULSION DE LA MARCHE ?
_
PAS UNIQUEMENT LES FONCTIONS EXÉCUTIVES ?
_
CONTRÔLE DE LA MARCHE
Scherder E et al. Neurosci Biobehav Rev. 2007;31:485-97
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
PAS UNIQUEMENT LES FONCTIONS EXÉCUTIVES ?
_
CONTRÔLE DE LA MARCHE
Beauchet O et al. Age (Dordr). 2015;37:9812
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
QUID DES PATIENTS DÉMENTS ? _
- Principale caractéristique de la démence : déclin cognitif
- Troubles moteurs :
1) Non proéminents mais communément décrits aux stades
tardifs : bradykinésie, rigidité extrapyramidale, tremblement
de repos et troubles de la marche
2) Lésions neurodégénératives ± ischémiques sous-corticales
… MAIS
- Également décrits aux stades précoces, suggérant un
mécanisme mettant en jeu le cortex
CONTRÔLE DE LA MARCHE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
QUID DES PATIENTS DÉMENTS ?
_
CONTRÔLE DE LA MARCHE
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LA QUÊTE DU SAINT GRAAL_ VUE D’ENSEMBLE
ANALYSE DE LA LITTÉRATURE SCIENTIFIQUE
_
- Objectif : Déterminer si les tests cliniques basés sur la double tâche pouvaient être utilisés comme tests
de prédiction de la chute chez le sujet âgé.
- Plan de l’ étude : revue
systématique (1997- 2006)
Conclusion
“The Prevention of Falls Network
Europe” (ProFaNE)
« Il n’y a pas de preuve de la
valeur ajoutée de la condition
de double tâche »
UNE BONNE SOLUTION ? RÉSULTATS PREMIÈRE REVUE SYSTÉMATIQUE
MODIFICATION DE LA MARCHE SOUS DOUBLE TÂCHE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
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ANALYSE DE LA LITTÉRATURE SCIENTIFIQUE
_
LA QUÊTE DU SAINT GRAAL_ VUE D’ENSEMBLE
UNE BONNE SOLUTION ? RÉSULTATS PREMIÈRE MÉTA-ANALYSE
- Objectif : Quantifier le risque de chute
à partir des modifications de la marche
sous double tâche
- Plan d’étude : méta-analyse
(1997-2006)
Résultats
Les modifications de la marche sous
double tâche sont associées à un
risque de chute élevé.
MODIFICATION DE LA MARCHE SOUS DOUBLE TÂCHE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
LA QUÊTE DU SAINT GRAAL_ VUE D’ENSEMBLE
ANALYSE DE LA LITTÉRATURE SCIENTIFIQUE
_
- Objectif : Étudier l’effet du type et de la complexité la double tâche sur le risque de chute
- Plan d’étude : méta-analyse
(1997-20011)
Résultats :
1) Tâche cognitive perturbe
plus que tâche motrice
2) Pas d’effet de la complexité
QUID DE L’EFFET DU TYPE DE TÂCHE COGNITIVE ?
MODIFICATION DE LA MARCHE SOUS DOUBLE TÂCHE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
CONCLUSION QUANT À LA PRÉDICTION DE LA CHUTE À PARTIR DES
MODIFICATIONS DE LA MARCHE SOUS DOUBLE TÂCHE ?
_
- Associées à la survenue de la chute
- Tâche attentionnelle à utiliser :
1) Cognitive
2) Simple
- Prédiction de la chute, mais faible qualité prédictive
- Question : sommes-nous sur la bonne voie ?
MODIFICATION DE LA MARCHE SOUS DOUBLE TÂCHE
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
LA QUÊTE DU SAINT GRAAL_ VUE D’ENSEMBLE
ANALYSE DE LA LITTÉRATURE SCIENTIFIQUE
_
UN NOUVEAU PRÉDICTEUR DE LA CHUTE
_
- Tous les sujets ont pu faire la condition de double tâche
- La majorité des sujets on diminuer le nombre de chiffres
prononcés en marchant (69%, -3 chiffres) mais 32% l’ont
augmenté (+4 figures)
- Les sujets qui ont augmenté leur performance avaient
comparés aux sujets :
un plus faible score au MMSE
un score plus élevé à la GDS et Timed Up & Go scores
MIEUX DÉCOMPTER EN MARCHANT
Beauchet O et al. Age Ageing. 2007;36:418-23
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
UN NOUVEAU PRÉDICTEUR DE LA CHUTE
_
MIEUX DÉCOMPTER EN MARCHANT
Beauchet O et al. Age Ageing. 2007;36:418-23
- Ceux qui améliorent leur performance au
décompte en marchant en comparaison de la
condition assis sont les chuteurs !
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
UN NOUVEAU PRÉDICTEUR DE LA CHUTE
_
MIEUX DÉCOMPTER EN MARCHANT
Beauchet O et al. Age Ageing. 2007;36:418-23
> Only increase in counting performance predicted the occurrence of first fall
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
SEULE L’AMELIORATION DE LA PERFORMANCE DU DÉCOMPTE
PRÉDIT LA CHUTE
EXPLICATION À PARTIR DES MODÈLES THÉORIQUES
D’INTERFÉRENCES SOUS DOUBLE TÂCHE
_
MIEUX DÉCOMPTER EN MARCHANT
Conséquences
Modèles théoriques
d’interferérences
Nature
de l’interférence
PARTAGE
1) Ressources cognitives
Limitées
2) Répartition entre les deux
tâches
ENTONOIRE
1)Type de tâche influence
la nature de l’interférence
2) Augmentation ou
diminution des
performances
Dépassement
ou amélioration
des capacités
périphériques
Dépassement
des capacités
centrales
Diminution des
performances
(non-chuteurs)
Décompte
Tâche attentionnelle
Tâche rythmique
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
Diminution des
performances
(non-chuteurs)
UN EXEMPLE : L’EFFET D’ATTRACTION
_
MIEUX DÉCOMPTER EN MARCHANT
- Étude transversale sur 10 sujets jeunes sains
- Table 1 : Mean value ± SD for stride time and double support time under single
and dual task conditions
Explication
Deux tâches motrices, rythmiques et implicites
Attraction appelée “magnet effect” (terme utilisé pour décrire la tendance
des oscillateurs biologiques à s’attirer entre eux)
Walking
condition
Stride time
(ms)
Usual 1090 ± 139*
Digit span 1102 ± 123*
Finger tapping 1038 ± 134*
Decrease (i.e., best):
structural interference
Increase (i.e., worst):
capacity interference
Ebersbach G et al. Percep motor skill 1995;81:107-13
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
UNE FAUSSE BONNE NOUVELLE ?
_
- Une épreuve de double tâche trop difficile pour la pratique clinique :
calculer le nombre de chiffres prononcés assis sur le temps de marche
- Un facteur de risque n’est pas nécessairement un bon outil de
prédiction
- Depuis 2005, émergence de nouveaux systèmes d’analyse de la
marche portatifs qui fournissent de manière simple des mesures
objectives invisibles à l’œil nu, très sensible et spécifique au risque de
chute telle que la variabilité du pas.
MIEUX DÉCOMPTER EN MARCHANT
Beauchet O et al. J Neural Transm. 2010;117:1171-6
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
AVANCÉES TECHNOLOGIQUES
ACCÈS À UNE NOUVELLE DIMENSION DE LA MARCHE
Laboratoire : exhaustif et objectif
mais coût financier et temps
d’analyse élevés + non écologique…
Systèmes portatifs :
Simple et objectif
Coût faible
DEMAIN ?
V1.0
V2.0
V3.0
V4.0
Les yeux du clinicien : insuffisants et subjectifs
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
DE QUOI PARLONS-NOUS ?
_
Fluctuation (variabilité) d’un pas à l’autre: calculée à partir de l'écart-type
(EC) ou du coefficient de variation (CoV) = (EC/moyenne) x 100
VARIABILITÉ DU PAS
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
ATTENTION : PIÈGE !
_
Trop d’informations… tue l’information et les idées !
VARIABILITÉ DU PAS
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
FAUT-IL ÊTRE VARIABLE OU PAS ?
_
VARIABILITÉ DU PAS
Beauchet et al. Gerontology 2009;55:702-706
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
TEMPS DU CYCLE DE MARCHE ET CHUTE
_
VARIABILITÉ DU PAS
Annweiler et al. Ann Gerontol 2009;2:13-6
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES // DE LA DOUBLE TÂCHE AU RÉSEAU DE NEURONES ARTIFICIELS_
TEMPS DU CYCLE DE MARCHE ET CHUTE
_
VARIABILITÉ DU PAS
Kressig R et al. Ageing Clin Exp Reasch 2008;20:123-30
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
LA QUÊTE DU SAINT GRAAL_ VUE D’ENSEMBLE
ANALYSE DE LA LITTÉRATURE SCIENTIFIQUE
_
QU’EST-CE QUE C’EST ?
_
- Outils de traitement des données créés pour pallier les limites
des modèles mathématiques linéaires.
- Modèles informatiques capables d’apprentissage automatique et
de reconnaissance des formes.
- S’adaptent particulièrement bien au mécanisme « chaotique »
des chutes.
- Inspirés du cerveau animal et présentés souvent comme des
systèmes interconnectés structurés en couches successives. Ces
couches sont formées de nombreux nœuds interconnectés
contenant une fonction d’activation.
LES RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS (RNA)
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
LES RNA SONT-ILS PLUS PERFORMANTS QUE LES
MODÈLES MATHÉMATIQUES CLASSIQUES ?
_
- Hypothèse
Puisque les RNA sont des modèles mathématiques adaptés pour traiter
des événements chaotiques, et puisque la chute peut être classée parmi
les événements chaotiques, les RNA pourraient prédire les chutes avec
une plus grande efficacité que les modèles mathématiques linéaires.
- Objectif
Comparer l’efficacité (Valeur Prédictive Positive [VPP], Valeur
Prédictive Négative [VPN], sensibilité, spécificité et précision) de la
prédiction des chutes uniques et récurrentes en comparant des modèles
mathématiques linéaires et non-linéaires (régression logistique multiple,
analyses discriminantes, arbre de classification et réseaux neuronaux).
CHUTE ET PERSONNES ÂGÉES_ RNA
Kabeshova A et al. Eur J Intern Med. 2016;27:48-56
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
CHUTE ET PERSONNES ÂGÉES_ RNA
Kabeshova A et al. Eur J Intern Med. 2016;27:48-56
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
RÉSULTATS COMPARAISONS DES MODÈLES
_
-Quelle que soit la condition (un unique, une chute et plus ou chutes
récurrentes).
-Quel que soit le type de données (rétrospectives versus prospectives)
-Quel que soit le critère (sensibilité, spécificité, valeur prédictive positive
ou négative)
… Les RNA étaient les plus modèles les plus performants
DISCUSSION
_
Synthèse des résultats
1) La comparaison des modèles montre que le RNA “Multilayer
Perceptron” a la plus forte sensibilité et précision (99,3 % et 85,6%
pour la chute récurrente dans PCPA), et que le modèle “Random
Forest” a la meilleure spécificité (67,4% pour la chute récurrente dans
PCPA).
2) Le RN est le meilleur modèle.
Conclusions & perspectives
Le RN semble apporter une solution à la prédiction des chutes chez les
personnes âgées.
CHUTE ET PERSONNES ÂGÉES_ RNA
Kabeshova A et al. Eur J Intern Med. 2016;27:48-56
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
il faut désormais adapter ces modèles mathématiques à la chute pour
améliorer leur efficacité.
NOUVELLE ÉTUDE
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CHUTE ET PERSONNES ÂGÉES_ RNA
Kabeshova A et Al. J Am Med Dir Assoc. 2015;16:277-281
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
NOUVELLE ÉTUDE
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CHUTE ET PERSONNES ÂGÉES_ RNA
Kabeshova A et Al. J Am Med Dir Assoc. 2015;16:277-281
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
DOUBLE TÂCHE : BONNE OU MAUVAISE IDÉE POUR
LA PRÉDICTION ?
MESSAGES À RETENIR
ITINÉRAIRE D’UNE :
VIEILLE
> Un long chemin depuis 1997
> Modifications de la marche ont permis de mieux comprendre
implication du cortex dans le contrôle de la marche et son rôle dans le
risque de chute
> Question : toujours utile aujourd’hui ?
FAUSSE
> Modification (performances de marche +++) sous double tâche
prédisent la chute
> … Mais faible valeur prédictive et parfois peu applicable en clinique
BONNE > L’effet d’attraction des tâches
> Nouvelle voie pour la rééducation
IDÉE
> Les modifications de la marche sous double tache encore utiles pour :
Examiner le rôle des fonctions cognitives dans le contrôle de la
marche
Les stratégies de gestion de deux tâches réalisées simultanément
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
LA VARIABILITÉ DU PAS EST UNE VOIE PROMETTEUSE
MAIS…
_
- Il faut plus de données pour confirmer les qualités prédictives de ce
biomarqueur du contrôle cortical
- Combiné à la double tâche amélioration de la qualité de la prédiction
mais toujours pas de test à disposition
- Les systèmes d’analyse encore réservés qu’à certaines équipes
MESSAGES À RETENIR
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
LES RNA
_
- Pourraient être UNE solution mais probablement pas LA solution à
court terme pour les cliniciens
- Intérêt : utilisation des classiques facteurs de risque de chute avec des
modèles mathématiques dits intelligents
- Nécessité d’accumuler des base de données fusionnées lors de
grandes initiatives pour affiner les modèles et les retrouver dans nos
téléphones cellulaires sous forme d’applications
MESSAGES À RETENIR
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
POUR LES CLINICIENS
_
-Double tâche pour :
1)Prédire la chute en clinique : NON
2)Mesurer l’impact du déclin cognitif sur la stabilité de la marche : OUI
3)Rééduquer la marche : OUI
-RNA :
1)Outil d’avenir
2)Avantage : combine approche classique et nouvelle technologie
3)Seront dans nos téléphones cellulaires sous forme d’applications…
que le patient pourra remplir lui-même !
MESSAGES À RETENIR
PRÉDICTION DES CHUTES CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES_ DE LA DOUBLE TÂCHE AUX RÉSEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS
PRÉDICTION DES
CHUTES CHEZ LES
PERSONNES ÂGÉES
_
Merci pour votre
attention.
Q&A ?
Olivier BEAUCHET MD, PhD
Professeur titulaire de Gériatrie
Titulaire de la chaire de Gériatrie
Dr. Joseph Kaufmann
Faculté de Médecine,
Université de McGill
Département de Médecine,
Division de Médecine Gériatrique,
Hôpital Général Juif, Montréal
Directeur, Centre d’Excellence sur
le Vieillissement et la maladie
chronique, RUIS McGill
MONTREAL, 29_06_2017 CEVIMAC.CA
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