William Tsang : Tai Chi for Balance

THE HONG KONG
POLYTECHNIC UNIVERSITY
香港理工大學
Tai Chi for Balance
William W.N. Tsang, PT, PhD
Associate Professor
Center of East-meets-West in Rehabilitation Sciences
Department of Rehabilitation Sciences
The Hong Kong Polytechnic University
HESAV, Journée Internationale, 2 novembre 2012
La population âgée


En 2050, 1/5 de la
population mondiale aura
60 ans ou plus
19% auront 80 years ou
plus
(United Nations 2009)
Chutes des personnes âgées


25-35% des personnes âgées >65 ans chutent
une ou plusieurs fois par année
(Tinetti et al. 1988)
Augmentation des chutes avec l’âge
34% - 65 à 74 ans
35% - 75 à 84 ans
51% - 85 et plus (Whitney & Rossi 1999)

Blessures après chutes sont la cause fatale
principale pour cette tranche d’âge
(Kanten et al. 1993)
Facteurs de risque des chutes: 16 études
Factor
Weakness
Prior fall
Balance deficit
Gait deficit
Assistive device
Vision deficit
Arthritis
ADL deficit
Depression
Cognitive deficit
Age > 80
Signif/All
10/11
12/13
8/11
10/12
8/8
6/12
3/7
8/9
3/6
4/11
5/8
Mean RR
4.4
3.0
2.9
2.9
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
1.8
1.7
Range
1.5 - 10.3
1.7 - 7.0
1.6 - 5.4
1.3 - 5.6
1.2 - 4.6
1.6 - 3.5
1.9 - 2.9
1.5 - 3.1
1.7 - 2.3
1.0 - 2.3
1.1 - 2.5
Rubenstein LZ, Josephson KR. Clin Geriatr Med. 2002; 18(2):141-158
Equilibre & âge

Degéneration du système vestibulaire


Problème de vision


40% reduction chez les personnes âgées >70
ans (Rosenthal & Rubin 1975)
Les personnes qui chutes fréquemment ont
des déficiences dans la perception de
profondeur, de contraste, et de clarté visuelle
avec contraste minimal (Lord & Dayhew 2001)
Proprioception diminuée
(Yan & Hui-Chan 2001)
Equilibre & âge

Diminution de la force musculaire


Diminution de 20 – 40 % à partir de 20 jusqu’à
70 ans (Stalberg et al. 1989)
Relation entre faiblesse musculaire au niveau
du genou et cheville et les chutes
(Whipple et al.1987)
Equilibre & âge

Les personnes âgées sont moins
performantes que les jeunes dans les
conditions sensorielles réduites ou
conflictuelles (Woollacott et al. 1986;
Tsang, Wong, Fu & Hui-Chan, 2004)
Individu
Tâche
Environnement
Contrôle de l’équilibre est
l’interaction de
Neuromusculaire
Cognition
Musculoskeletal
Sensoriel/
perceptuel
Shumway-Cook & Woollacott
(2007)
Tai Chi


Tai Chi est un
exercice traditionnel
pratiqué par des
millions de Chinois
depuis plus de 300
ans
Il y a 108 formes avec
des styles différents

Yang, Chen, Sun, Wu
and Yin (Tsao 1995)
(Kirtley 1998)
 虛靈頂勁
 用意不用力
 含胸拔背
 上下相隨
 鬆腰
 內外相合
 分虛實
 相連不斷
 沈肩墜肘
 動中求靜
Yeung Siu Ching (Yu 2002)
(http://www.yangfamilytaichi.com/download/wallpapers/wp-10-essential)





Alignement de la tête
Posture correcte de la
poitrine et du dos
Relaxation de la taille
Attitude solide et vide
Dépression des épaules
et des coudes




Yeung Siu Ching (Yu 2002)

Utilise l’esprit et pas la
force
Coordination entre les
parties supérieures et
inférieures du corps
Harmonie entre les parties
intérieure et extérieure du
corps
L’importance de la
continuité
Tranquilité dans le
mouvement
(http://www.yangfamilytaichi.com/download/wallpapers/wp-10-essential)
Tai Chi movie

Promotion de la santé
par le Department of
Health, the Hong Kong
Government
Comment Tai Chi aide-t-il pour
l’équilibre?

Modèle sensori-moteur
pour investiguer les
mécanismes sousjacents du Tai Chi pour
améliorer l’équilibre
Sensoriel
Moteur
Muscles posturaux
Contrôle d’équilibre
Muscles oculaires
Stabilisation du regard
Système somatosensoriel et
proprioception

La proprioception des membres est
définie comme le sens de position (limb
position sense) et le mouvement d’un
membre et du corps (kinesthésie) dans
l’absence de la vision
(Gardner 2000)
Proprioception & âge

Avec l’âge, il y a



une aumentation du seuil pour la détection du
mouvement articulaire du genou (Yan and HuiChan 2000)
plus d’erreurs dans le test de positionnement
active du genou (Hurley et al. 1998)
Les chuteurs âgés présentent une diminution
significative de la proprioception des
membres inférieures (Lord et al. 1999)
Tai Chi – Raison d’être


Tai Chi met une
attention particulière
sur la position et
direction exactes des
articulations
Est-ce que la pratique
répétée améliore le
sens de position des
membres?
(Tsao 1995)
Positionnement passive du
genou







Yeux bandés afin de diminuer le input
visuel
Air-splint pour la cheville afin de
minimiser le input cutané
Genou dominant testé à 30° de flexion
du genou et le genou tendu passivement
de 3° à la vitesse de 3°/s
Après repositionnement dans la position
initiale, le genou était bougé
passivement à la même vitesse de 3°/s
Quand la position finale perçue était
atteinte, la personne appuyait sur un
bouton
Erreur d’angle absolut était calculé
3 essais enregistrés
Test du positionnement du
genou: Résultats
absolute angle error (0)
Knee joint repositioning test
7
*
6
5
4
3
2
1
0
1.3±0.7
Golfer
1.7±1.3
Tai Chi subjects
3.9±3.1
Elderly control
subjects
1.1±0.5
Young control
subjects
* Denotes significant difference at p < 0.05 between elderly control subjects vs others
(Tsang & Hui-Chan 2004)

Les résultats démontrent que les
praticiens Tai Chi ont une meilleure
proprioception du genou

Ils produisent de manière significative
moins d’erreurs par rapport à la position du
genou (passive repositioning test) en
comparant avec un groupe contrôle
(Tsang & Hui-Chan 2003, 2004)
Muscles posturaux
Muscles oculaires
Contrôle d’équilibre
Stabilisation du regard
Organisation sensorielle

Quand une combinaison
des inputs est utilisée:



↓ importance pour une
information moins précise
↑ importance pour une
information plus précise
Procéssus de sélection et
intégration des informations
sensorielles appropriées au
niveau du système nerveux
central est appelé
l’organisation sensorielle
(Nashner 1994)
Raison d’être

Pratiquer le Tai Chi
implique les membres,
la tête et le tronc et
stimule le système
somatosensoriel,
visuel et vestibulaire
Posturographie
Sensory Organization Test (SOT)
6 conditions
Paramèters:
Equilibrium score (%) – Increase sway will decrease the
score
Condition 1
Condition 2
Condition 3
Condition 4
Condition 5
Condition 6
(NeuroCom International, Inc. 2003)
Sensory Organization Test (SOT)
Equilibrium score =
Contribution
somatosensorielle =
Contribution visuelle =
12.5  ( max   min)
*100
12.5
Condition 2
Condition 1
Condition 4
Condition 1
Contribution vestibulaire = Condition 5
Condition 1
(Nashner 1993)
Balance control under different sensory conditions
1.10
1.00
*
Ratio
0.90
0.80
0.50
0.40
Young subjects
Elderly Tai Chi subjects
0.70
0.60
*
*
Elderly control subjects
0.98 0.98 0.98
±0.03 ±0.02 ±0.03
somatosensory ratio
0.85 0.82 0.73
±0.16 ±0.11 ±0.14
visual ratio
0.67 0.67 0.58
±0.15 ±0.09 ±0.17
vestibular ratio
Différence significative à P < 0.05 entre personnes âgées contrôle, les
jeunes et les personnes âgées pratiquant Tai Chi, après utilisation de
Bonferroni post-hoc tests
(Tsang, Wong, Fu & Hui-Chan 2004)


Les praticiens âgés qui faisaient du Tai Chi avaient
moins de mouvement du corps (body sway)
comparés aux personnes âgées contrôle sous
conditions sensorielles reduites ou conflictuelles, en
particulier pour ceux qui s’appuient de manière
importante sur le système visuel et vestibulaire
Il y a un intérêt particulier du Tai Chi puisque les
personnes âgées pratiquant le Tai Chi arrivent au
même niveau de contrôle d’équilibre que les jeunes
et les personnes saines dans un context fonctionnel
(Tsang, Wong, Fu & Hui-Chan 2004)
Muscles posturaux
Muscles oculaires
Contrôle d’équilibre
Stabilisation du regard
Raison d’être


Force musculaire diminuée est un
autre facteur intrinsèque qui
influence les chutes des
personnes âgées
(Carter et al. 2001)
Avec les genoux fléchis pour la
plupart du temps pendant les
diverses formes Tai Chi, une
augmentation de la force
musculaire au niveau du genou
pourrait être attendue

D’examiner si les praticiens âgés de Tai
Chi avaient une meilleure force
concentrique et excentrique des muscles
fléchisseurs et extenseurs du genou en
comparant avec les personnes âgées
saines d’un groupe contrôle
(Tsang & Hui-Chan 2005)

Force concentrique et
excentrique isokinétique
pour les muscles
extenseurs et fléchisseurs
du genou (jambe dominant)



Fait à 30°/s en utilisant
Cybex NormTM system
5 répétitions avec 1 minute
de pause (Chan et al. 1996)
Outcome measure

Moyenne de 3 peak
torques les plus élevés
pour 5 répétitions
(Urquhart et al. 1995)
ICC (3,3) de 0.86-0.97 indiquant
une réproductibilité élevée
(Tsang & Hui-Chan 2005)
Peak torque body weight ratio
(N.m/kg)
Force musculaire - genou
2.50
2.00
*
**
†
†
*
**
Tai Chi
1.50
*
1.00
0.50
0.00
isokinetic
at 30 degrees/s
non-Tai Chi
1.5
± 0.4
1.1
± 0.4
concentric
knee extensors
0.7
± 0.3
0.5
± 0.3
concentric
knee flexors
1.7
± 0.6
1.4
± 0.4
eccentric
knee extensors
1.1
± 0.3
0.8
± 0.3
eccentric
knee flexors
Comparison of Tai Chi and non-Tai Chi practitioners
Univariate tests: * P < 0.05
** P < 0.01
(Tsang & Hui-Chan 2005)

Les résultats démontrent que les personnes
âgées qui pratiquent Tai Chi pendant 8.5 (SD
7.6) ans améliorent de manière significative la
force musculaire des muscles extenseurs et
fléchisseures du genou
(Tsang & Hui-Chan 2005)
Résumé (1)



Une détérioration des composantes sensorimoteurs du contrôle d’équilibre causent des
chutes chez les personnes âgées
Tai Chi améliore la proprioception,
l’intégration sensorielle et la force musculaire
Utiliser Tai Chi pour améliorer l’équilibre pour
les composantes sensori-moteurs
Contrôle de l’équilibre est
l’interaction de
Neuromusculaire
Cognition
Musculoskeletal
Sensoriel/
perceptuel
Shumway-Cook & Woollacott
(2007)
Tai Chi est l’intervention complèxe
avec des multiple actifs ingrédients
From Wayne and Kaptchuk, JACM 2008
Background
 Tai



Chi:
Un exercice esprit-corps qui
nécessite beaucoup de coordination
entre oeil et main and contrôle
d’équilibre
Concentration mentale est
indispensable pendant la pratique
Comparable à un entraînement
moteur complex (Wolf et al., 1997)
Objectifs
 Effets

sur la performance des tâches de pointer (“fingerpointing”) en s’appuyant sur un processus cognitif
et choix
 Effets

de l’âge:
de Tai Chi:
si les praticiens âgés pratiquant le Tai Chi ont une
meilleure performance pour ces tâches en
comparant avec le groupe contrôle
Méthodologie
√ ×
Condition 1
Condition 2
× √
Condition 3
Méthodologie
①
②
①Temps de réaction
④
② Temps du mouvement
③ Précision
④ Mouvement incorrect
③
Résultats
＊ p<0.001
1100
＊ p=0.022
Temps du mouvement (ms)
＊ p<0.001
＊ p<0.001
＊ p=0.010
＊ p=0.003
1000
＊ p<0.001
＊ p<0.001
900
＊ p<0.001
Young control
800
Tai Chi
700
Older control
600
500
400
Left
Center
Right
Conclusion

Effets de l’âge:


Une diminution dans la coordination oeil – main est observée
pour les tâches de “fast finger-pointing” qui nécessite un
processus cognitif dans un paradigme de choix
Effets du Tai Chi:



Les praticiens Tai Chi arrivent à faire de manière significative
des mouvement plus rapides versus pas de différence pour
le “finger-pointing” simple (Kwok, Hui-Chan and Tsang 2010)
Meilleure précision et moins de mouvement incorrect en
comparaison avec le groupe contrôle
Si la coordination oeil – main dans un paradigme de choix
s’applique dans le cadre de l’équilibre n’est pas connu
Interaction esprit-corps de Tai Chi



Parler en conduisant une voiture
Parler en marchant
Interaction esprit-corps Tai Chi
Contrôle posturale pendant
des tâches multiples


Prévention des chutes pas uniquement dans
une perspective physique mais aussi
cognitive
Anstey et al., 2006
Multiples tâches paradigme: ajouter une
tâche cognitive en même temps qu’une tâche
posturale pendant l’évaluation de cette tâche
posturale
Shumway-Cook et al., 1997; Teasdale and Simoneau, 2001
Escaliers



Monter les escaliers est importante au
quotidien pour la majorité des
personnes âgées (Startzell et al., 2000)
Descendre les escaliers est une activité
difficile pour les personnes âgées
Les chutes pendant cette activité sont
responsables pour plus que 10% des
chutes fatales chez les personnes
âgées
Tai Chi – multiples tâches paradigme
(Tsang, Hui-Chan and Fu, 2012)


Tai Chi est reconnu comme un exercice combinant
l’esprit et le corps
Mouvements physiques en sequençant les schémas
moteurs et sa planification (motor planning)
Réponse musculaire anticipatoire
pendant la descente des escaliers
(Tsang, Lee and Fu 2008)




Descendre une caisse de 6” (15 cm)
après avoir entendu un “beep” en
choississant la vitesse
Commencer avec la jambe dominante
Temps de reception mesuré par une
plateforme de force
Répété 20 fois, 10 avec et 10 sans
une 2ème tâche mentale ajoutée
Procédure
Réponse musculaire anticipatoire
pendant la descente des escaliers
Young subject (N=12, aged from 21-31)
Old subject (N=13, aged from 60-78)
Young TA
TA
landing
MG
muscle EMGs of TA & MG of young & old subjects
(from Fu 2009)
Résultats
Comparison of difference of pre-landing electromyographic onset of
tibialis anterior (TA) and medial gastrocnemius (MG) between single
and dual tasks among young, non-Tai Chi, and elderly Tai Chi subjects
Young Subjects
Non-Tai Chi Subjects
Tai Chi subjects
pa
(ms)
TA dual – TA single
0.1  15.8
20.8  31.6†
MG dual – MG single
8.5  26.0
5.3  28.0
(Tsang, Hui-Chan and Fu, 2012)
7.4  12.3
40.8  112.7
0.006**
0.206
Discussion



Les composantes de la pratique Tai Chi incluent
beaucoup d’activités de “forward stepping” qui nécessite
une activation musculaire pré-programmée appropriée
Les demandes de la composante cognitive pendant la
pratique Tai Chi pourraient améliorer la géstion des
tâches mentales simultanées pendant les activités
physiques comme la descente des escaliers
Néanmoins, la performance cognitive n’est pas connue
et une RCT est proposée.
Résumé (2)




Les praticiens Tai Chi ont un mouvement plus
rapide dans la coordination oeil-main (choix)
Ils ont moins de perturbation de la stratégie de la
cheville pendant la descente quand une 2ème tâche
est ajoutée
Les résultats d’un RCT démontrent que la pratique
Tai Chi améliore la fonction cognitive ainsi que la
contrôle posturale dans des tâches multiples
Tai Chi pourrait être utilisé pour améliorer l’équilibre
et améliorer la composante cognitive
Enseignement
Prestation
de service
Recherche
West
East
Prévention de disability
Promotion de la santé
Maladies chroniques
Maladies chroniques
Collaborators

HESAV - University of Applied
Sciences of Western Switzerland


Lund University, Sweden


Steve Wolf
Chinese University of Hong Kong


KC Siu
Emory University


Peter Wayne
University of Nebraska at
Omaha


Mark Haykwosky
Harvard Medical School


Darren Warburton
University of Alberta


Christina Hui-Chan
University of British Columbia


Amanda Gyllensten
University of Illinois in Chicago


Veronika Schoeb Messanotte
KM Chan
National Taiwan University

Ching Lan
HK PolyU team

Amy Fu

David Man

Hector Tsang

Chad Chan

Ellen Chen

Kelly Gao

Jasmine Kwok

Ken Lee

Eric Leung

Frederick Liu

Ruth Lu

Sheila Purves

Vivian Wong
HESAV - University of Applied
Sciences of Western Switzerland
Research project
 Tai Chi in a Swiss context: Is it really worth
it? A mixed-method approach to investigate
the efficacy of Tai Chi and Seniors’
representation of body and health
Professor Schoeb Mezzanotte
Lund University

Research project


Stability limits, single-leg jump, and body
awareness in older Tai Chi practitioners (2010)
Memorandum of Understanding

Research and students exchange
Dr. Amanda Gyllensten
Editorial board
The art and science of Tai Chi

Pre- and post-graduate health professional
education
Experiential learning
Preassessment
Postassessment
Science of Tai Chi





Contrôle d’équilibre
Système cardio-pulmonaire
Proprioception
Force musculaire
Orientation spatiale
Arts of Tai Chi



Yeung’s style
24 formes
Evaluation pratique!
Améliorations significatives après
6 semaines de pratique Tai Chi
Temps de réaction
Asymmétrie de la posture
Force excentrique isokinetique des
extenseurs du genou
Internationalisation
Train the trainers
Résumé (3)


Recherche pour l’enseignement et la
prestation de service
Pour élargir le horizon, pour soigner les
collaborations interculturelles et internationale