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SDO 4 - Quantification de la capacité à percevoir un mouvement par la palpation

Hervé Kasparian, ostéopathe, Ghislaine Signoret, ostéopathe, Jérôme Kasparian, Professeur à l’Université de Genève
 
Créé le : dimanche 20 janvier 2019 par Ghislaine Signoret, Hervé Kasparian, Jérôme Kasparian

Dernière modificaton le : lundi 21 janvier 2019

Résumé
Contexte : La palpation des mouvements est au cœur de la pratique de l’ostéopathie en Europe. Les techniques crâniennes, en particulier, demandent de sentir de très petits mouvements (quelques dizaines de microns). Toutefois, à la connaissance des auteurs, le plus petit mouvement détectable à mains nues n’a jamais été déterminé.
Objectif : Quantifier la capacité humaine à détecter un mouvement par palpation passive.
Méthodes : Les sujets étaient invités à tenir un dispositif mécanique équipé d’un actuateur micrométrique entre leurs mains et à signaler lorsqu’ils sentaient un mouvement tandis que l’actuateur produisait 6 séries de 27 mouvements aléatoires. À l’issue de chaque série, selon que le sujet ait réussi ou échoué à détecter le mouvement avec un niveau de confiance de plus de 98%, l’amplitude des mouvements de la série suivante était diminuée ou augmentée. La capacité de détection du sujet était déterminée à l’issue des 6 séries. La signification statistique était de P=0,02.
Résultats : Au total, 21 participants ont été sélectionnés, dont 14 ostéopathes et 7 non-ostéopathes. La capacité de détection moyenne de l’échantillon était de 148 µm. Treize participants (62%) percevaient des mouvements de 200 µm ou moins, et 7 participants (33%) détectaient des mouvements inférieurs à 50 µm, à main nue. La formation ostéopathique n’affectait pas notablement la performance. Les ostéopathes étaient deux fois plus enclins à rapporter la détection d’un mouvement qui n’avait pas eu lieu que de ne pas sentir un mouvement réel, tandis que les non-ostéopathes faisaient autant d’erreurs dans un sens que dans l’autre.
Conclusion : Les données montrent que la sensibilité de la palpation passive, chez l’Homme, se chiffre à quelques dizaines de microns. Cet ordre de grandeur est comparable à celui des mouvements mesuré au niveau de la voute crânienne (10-50 µm).

Un des aspects de la palpation consiste à sentir des mouvements. Dans la pratique ostéopathique européenne, les praticiens cherchent à sentir des mouvements de très petite amplitude. Il a été avancé que des praticiens expérimentés peuvent sentir des mouvements de l’ordre de 90 µm1 tandis que pour des néophytes cette valeur serait de 1 mm, toutefois, notre revue de littérature n’a pas permis de trouver de preuve scientifique de ces affirmations.
Pratiquer l’ostéopathie crânienne implique de savoir détecter les mouvements micrométriques du crâne.2-12 Certains ont la conviction que ces mouvements sont “trop petits pour être sentis.”13 La capacité à détecter un mouvement qui se produit à l’extérieur du corps du praticien repose sur plusieurs entrées somato-sensorielles ainsi que sur de multiples intégrations au niveau du système nerveux central.14-18 La proprioception (principalement via l’étirement des muscles et de la peau, dès lors que le mouvement est transmis à l’articulation) et les sensations épicritiques (compression des tissus superficiels) vont entrer en jeu.
Plusieurs aspects de la proprioception19 ont été quantifiés20 : la plus petite différence perceptible entre deux forces appliquées dans le plan frontal est de 22%.21 Lorsqu’une articulation métacarpo-phalangienne est fléchie passivement, la sensibilité des fuseaux neuromusculaires est de 0,3 impulsions par seconde par degré de flexion.15 On peut donc s’attendre à une sensibilité de l’ordre de 0,1° ou moins à l’échelle du nerf selon le nombre de fibres afférentes.
Plusieurs études ont cherché à chiffrer les sensations épicritiques en se basant sur la capacité à discriminer deux points de pression cutané,21,22 ce qui permet de mettre en évidence la capacité de la pulpe du doigt à distinguer deux points situés entre 1 et 3 mm l’un de l’autre. Mais la capacité à détecter un mouvement est un processus complexe qui implique de multiples paramètres24-27 et de multiples voies neurologiques. Les connaissances dont nous disposons sur chacune de ces voies ne permet pas de répondre à notre question de recherche : Quelle est la plus petite amplitude de mouvement qui peut être perçue par la palpation ? Dans cet étude, nous avons testé, chez des ostéopathes et des non-ostéopathes, la capacité à détecter des mouvements de 10 à 1000 µm, produits de façon contrôlée par un dispositif mécanique. L’hypothèse que nous cherchions à tester est que des mouvements de l’ordre de quelques dizaines de microns peuvent être détectés efficacement par palpation passive.

Méthodes

L’étude s’est déroulée au cours du premier trimestre 2014 au sein de la clinique de l’Institut Privé d’Enseignement Ostéopathique à Pantin en France. Les volontaires étaient recrutés par l’intermédiaire de la clinique, et dans le voisinage. Ce type d’étude n’a pas nécessité d’autorisation de la part d’un comité d’éthique. Le consentement des participants était demandé après leur avoir expliqué le concept de l’étude et leur avoir montré comment fonctionnait le dispositif. Les sujets devaient remplir les critères suivants : être âgés de 20 à 35 ans ; pour le groupe "ostéopathes" les sujets devaient avoir leur DO ou être étudiants en 5e et dernière année d’ostéopathie ; tandis que dans le groupe "non-ostéopathe" les sujets devaient exercer un métier qui ne demande pas de pratiquer de palpation fine. Les sujets qui présentaient une maladie sensori-motrice ou un antécédent de traumatisme au membre supérieur étaient exclus.
Pour déterminer la capacité de détection des mouvements nous avons utilisé un dispositif mécanique (Figure 1). Nous avons coupé verticalement un bocal en plastique de 12,7 cm de diamètre de façon à permettre sa dilatation. Les 2 moitiés restaient liées au socle par une articulation et étaient réunies au sommet par un élastique. À l’intérieur du bocal, à mi-hauteur, un actuateur (Thorlabs Z806) permettait de contrôler le diamètre du bocal. Les caractéristiques de l’actuateur spécifient une résolution de mouvement de 29 nm - près de 1000 fois inférieur au plus petit mouvement que nous voulions tester. L’actuateur servait à produire, de façon répétable, des translations de 10 à 1000 µm d’amplitude. Ces translations se trouvaient traduites en expansion ou en rétraction du diamètre du bocal, d’une amplitude équivalente. Le dispositif était utilisé pour générer plusieurs séries de 27 événements. Chaque événement pouvait être un mouvement unitaire d’expansion, de rétraction, ou un non-mouvement. L’accélération était réglée à 1 mm/s2 et la vitesse maximale à 1 mm/s. Le type d’événement était choisi de façon aléatoire à l’aide de la fonction RAND d’Excel (Microsoft Corporation), avec une probabilité de 25% pour une expansion, 25% pour une rétraction, et 50% pour un non-mouvement. Chaque événement durait approximativement 1 seconde et était suivi de 5 secondes de pause.
Avant de débuter la procédure, nous montrions aux participants comment utiliser le dispositif et nous les invitions à s’entrainer jusqu’à ce qu’ils aient bien intégré la procédure. Chaque fois que l’amplitude des mouvements changeait, les instructions étaient répétées, et une nouvelle phase d’entrainement permettait aux sujets de savoir quel type de mouvement ils allaient devoir détecter. Durant l’expérience, les participants portaient un casque audio qui diffusait une séquence audio synchronisée avec l’actuateur. La séquence audio consistait en un bip qui signalait le début et la fin de chaque événement, et un bruit blanc pendant l’événement de façon à masquer le léger bruit produit par l’actuateur. Durant le temps de pause, les participants disposaient de quelques secondes pour dire ce qu’ils avaient senti en répondant oui (j’ai senti un mouvement) ou non (je n’ai pas senti de mouvement). Les participants devaient impérativement donner une réponse à l’issue de chaque événement.
Pour qu’un participant soit considéré capable de détecter les mouvements d’une amplitude donnée, il devait avoir répondu correctement au moins 19 fois sur les 27 événements de la série. Selon le test du χ², cette performance de 70% garantit la signification statistique du résultat (P<0,02 ; c’est-à-dire que la résultat s’écarte d’une série de réponses aléatoires avec un niveau de confiance de 98%). Le caractère strict et asymétrique de ce critère nous prémunissait de toute surestimation de la performance d’un individu testé.
Chaque fois qu’un participant faisait montre de ce niveau de performance pour une amplitude donnée, l’amplitude du mouvement était diminuée pour la série suivante. À l’inverse, s’il donnait 18 bonnes réponses ou moins, l’amplitude était augmentée pour la série suivante. Cette approche dichotomique était répétée au long de 6 séries. Nous commencions par tester la capacité du sujet à détecter un mouvement de 1000 µm (M1). Des tests préliminaires de dimensionnements nous ont permis de partir du principe que tous les sujets échoueraient à détecter un mouvement de 10 µm (m1) d’amplitude. Pour chacune des séries suivantes (numérotée n), nous savions que la plus petite amplitude de mouvement que le sujet pouvait détecter était comprise dans l’intervalle [mn ;Mn], ou mn est la plus grande amplitude pour laquelle il avait échoué, et Mn est la plus petite amplitude qu’il avait déjà détectée avec succès. De manière à réduire l’intervalle entre mn et Mn, nous testions alors une amplitude (µn) comprise entre mn et Mn lors de la série suivante. µn était déterminé en prenant la moyenne géométrique de mn et Mn :

Le fait d’utiliser une moyenne géométrique plutôt qu’une moyenne arithmétique a permis de réduire le nombre de séries nécessaires pour atteindre un niveau de précision donné, et donc de réduire la durée du protocole et par là-même de réduire les biais liés aux limites de la capacité d’attention des participants et à la fatigue. Le protocole complet prenait environ 30 minutes par participant. Au bout de 6 séries, l’intervalle était réduit de façon à ce que M6/m6 = 1,15 (soit une précision de 15%). Nous considérions alors que la capacité de détection du sujet était M6, c’est-à-dire, le plus petit mouvement qu’il avait su détecter de façon fiable.
Pour éviter la sur- ou la sous-estimation des mouvements du dispositif, les participants devaient placer leurs mains de part et d’autre du bocal, dans une position repérée par un marquage, au niveau de l’actuateur. Pour assurer que l’opération se déroule en double-aveugle, nous nous sommes assurés que le bocal absorbe suffisamment la composante de torsion et les vibrations produites par l’actuateur. Au cours de l’expérience, les participants portaient un masque opaque sur les yeux et un casque anti-bruit. Ils ne communiquaient qu’avec un assistant qui n’avait pas connaissance des mouvements de l’actuateur.

Analyse statistique
Comme détaillé plus haut, le nombre d’événements dans chaque série a été déterminé de telle façon qu’un test du χ², permette d’atteindre une signification statistique de P<0,02 pour une performance de 70% (19 bonnes réponses sur 27). La différence entre les groupes a été établie à l’aide d’un test de Student pour ce qui est de la comparaison des performances moyennes, et à l’aide d’un test du χ² pour ce qui est de la comparaison des taux de faux-positifs et de faux-négatifs dans leurs réponses.

Résultats

Au total 21 participants remplirent les critères d’inclusion, parmi lesquels 14 ostéopathes et 7 non-ostéopathes. L’âge moyen était de 26,6 ans. 16 participants (76%) étaient des femmes. Nous avons mesuré la largeur des mains des participants, au niveau des têtes des 2e et 5e métacarpes. La largeur moyenne était de 7,8 cm pour les ostéopathes et 7,6 cm chez les non-ostéopathes. Comme le montre la Figure 2, le plus petit mouvement que les participants réussirent à détecter vont de 15 à 365 µm, une fois mis de côté un participant qui a fait exception en ne détectant pas mieux que 866 µm. Pour aller plus loin, 13 des 21 participants (62%) ont montré qu’ils étaient capables de percevoir des mouvements inférieurs à 200 µm, et 7 des 21 (33%) purent détecter des mouvements inférieurs à 50 µm.

Nous avons comparé les résultats des 2 groupes. Comme détaillé dans les Tableaux 1 et 2 , la moyenne (écart-type) du plus petit mouvement détecté était de 123 (89) µm pour les 7 non-ostéopathes et de 161 (131) µm pour les 14 ostéopathes. La performance des ostéopathes allait de 15 à 365 µm, avec 1 sujet à 866 µm. Un tiers des ostéopathes testés ont détecté des mouvements entre 15 µm et 43 µm. Le test de Student indique que la différence de moyenne entre les groupes ne peut être considérée comme significative (P>0,2), ce qui montre que les ostéopathes et les non-ostéopathes ont des capacité de détection de mouvement similaires. Toutefois, la différence entre les 2 groupes est significative en ce qui concerne la distribution des erreurs. Les erreurs des non-ostéopathes correspondaient autant à de faux-positifs (162) qu’à de faux-négatifs (172). À l’inverse, les ostéopathes étaient 2 fois plus sujets aux faux-positifs (444) qu’aux faux-négatifs (233) (Figure 3). En d’autres mots, les ostéopathes étaient plus enclins que les non-ostéopathes à dire avoir senti un mouvement qui n’existait pas qu’à dire n’avoir rien senti alors qu’un mouvement avait eu lieu.

Cette différence entre les 2 groupes quant aux taux de faux-positifs et de faux négatifs est très significative (χ²=27 ; P<0,001). La différence entre les groupes quant à la distribution des bonnes réponses est également significative : les réponses négatives (=pas de mouvement détecté) représentait 462 des 827 (56%) bonnes réponses des non-ostéopathes contre 802 / 1667 (48%) pour les ostéopathes (χ²=13 ; P<0,001).

Afin d’explorer ces différences inattendues, nous avons réalisé un test complémentaire sur le même échantillon, à l’aide d’une procédure similaire. Cette fois, les participants devaient identifier la direction du mouvement (c’est-à-dire expansion ou rétraction) dans 6 séries de 27 mouvements (un mouvement avait lieu à chaque événement), dont la direction était choisie aléatoirement, avec une probabilité de 50% pour l’expansion et de 50% pour la rétraction. À l’inverse de la distribution des détections erronées dans le test de détection de mouvement, les différences de distribution entre les 2 groupes n’étaient pas significatives (χ²=0,16 ; P=0,69) : le ratio fausses-expansions : fausses-rétractions était de 56% : 44% chez les ostéopathes et de 57% : 43% chez les non-ostéopathes. À cette occasion, nous avons trouvé une différence importante entre la capacité à détecter un mouvement et la capacité à caractériser sa direction. Pour qu’un individu commence à pouvoir caractériser la direction d’un mouvement de manière fiable, ce mouvement doit avoir une amplitude approximativement 4 fois supérieure au plus petit mouvement qu’il a su détecter.

Discussion
Un tiers de notre échantillon a pu, à main nue, détecter des mouvements de 50 µm ou moins, ce qui démontre clairement que la palpation passive permet de détecter des mouvements de l’ordre de quelques dizaines de microns, même si tous les individus ne sont pas capables de cette performance. Cet ordre de grandeur est comparable avec l’amplitude des mouvements crâniens décrits dans la littérature.2-12 Plus particulièrement, Laval et al.9 ont eu recours à un capteur plat à courant de Foucault pour mesurer le mouvement de l’os frontal chez 100 adultes jeunes. Ils ont mis en évidence un mouvement périodique de 10 à 50 µm d’amplitude et de fréquence 0,16 Hz, qu’ils ont pu isoler du mouvement respiratoire.
Toutefois, la présente étude ne reproduit pas le mouvement lent, continu et périodique d’un crâne vivant. Pour des mouvements inférieurs à 50 µm, aucun des participants ne fut capable d’identifier de façon fiable la direction du mouvement. Ce constat est cohérent avec les résultats de l’étude de Nelson et al.,11 qui firent la démonstration de la capacité à percevoir le rythme du mouvement crânien, mais non sa direction. Par ailleurs, on peut s’attendre à ce que la capacité à détecter un mouvement dépende de sa vitesse et de son accélération. De futures études seront nécessaires pour chiffrer l’influence de ces paramètres.
Étonnamment, la seule différence statistiquement significative entre les ostéopathes et les non-ostéopathes qui apparaisse dans notre étude est le taux de faux-positifs dans la détection de mouvement. Ce type d’erreur représentait les 2 tiers de toutes les erreurs faites par les ostéopathes. Cette différence pourrait être la manifestation d’une certaine posture mentale chez les ostéopathes qui “veulent sentir quelque chose” parce qu’ils ont été formés en ce sens. Comme Kalaska (16) l’écrit :
... la génération, au niveau du système nerveux central, d’une représentation d’un stimulus mécanique n’est qu’une partie du processus de perception par le toucher. Celle-ci est aussi influencée par le comportement, la motivation et l’état attentionnel.

Les non-ostéopathes n’avaient "rien à prouver" dans cette étude. Ainsi leurs erreurs furent autant des faux-positifs que des faux-négatifs. Parmi leurs bonnes réponses, ils obtinrent aussi plus de vrai-négatifs que les ostéopathes. Cela pourrait s’expliquer par le fait qu’en cas de doute, les non-ostéopathes avaient tendance à dire qu’ils n’avaient pas senti de mouvement. Cette interprétation - l’existence d’un biais mental - pourrait se voir confirmer par le fait que les deux groupes se trouvent avoir une distribution similaire de leurs erreurs pour la détection du sens du mouvement. Dans ce dernier test, aucun participant n’avait la pression de sentir ou non un mouvement, ce qui n’a donc pas introduit de biais quant au type de leurs erreurs (fausse-expansion/fausse-rétraction).
Notons que le taux de 71% de bonnes réponses observé dans les 2 groupes n’est pas représentatif d’une caractéristique de la population mais est la conséquence mécanique de notre protocole : la limite entre réussite et succès à une série était fixée à 70%.
Cette étude n’apporte aucune information sur les voies nerveuses utilisées dans ce type de palpation. On peut supposer qu’elles puissent dépendre de la stratégie palpatoire utilisée par les ostéopathes ; chercher à se détendre profondément peut faciliter le fait que le mouvement soit transmis au poignet. Par trigonométrie on peut calculer qu’un mouvement de 100 µm se trouvera converti en une extension de 0,1° au niveau du poignet. De futures études pourront explorer cette question.

Conclusion

Un tiers de notre échantillon était capable de détecter un mouvement inférieur à 50 µm. Cette capacité n’est pas universelle, ainsi les ostéopathes peuvent corréler cette information avec d’autres données palpatoires : la forme, la densité, la tension... chaque information venant étayer leur diagnostic palpatoire.
La méthodologie et le matériel développés à l’occasion de cette étude peuvent se révéler utiles dans le cadre de la formation des ostéopathes et de leur apprentissage de la palpation fine. Cette objectivation et cette quantification des capacités palpatoires humaines offrent une base scientifique pour la pratique ostéopathique et pour la recherche dans ce domaine : cela devrait encourager de futures investigations quant aux mécanismes à l’œuvre dans la thérapie manuelle ostéopathique et l’ostéopathie dans la sphère crânienne.

Contributions des Auteurs
Tous les auteurs ont contribué de manière substantielle à la conception, la réalisation, l’acquisition des données ou l’analyse et l’interprétation des données ; tous les auteurs ont participé à la rédaction de cet article ou à sa relecture critique et ses révisions sur le fond de façon à apporter une contribution intellectuelle significative ; tous les auteurs ont donné leur accord final sur la version publiée ici.
M. H. Kasparian et Mme Signoret se portent garants de tous les aspects des travaux présentés ici, en particulier quant au fait que les questions relatives à l’exactitude et l’intégrité de tout ou partie de ces travaux ont été examinées et traitées de façon adéquate.

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Traduction : Hervé Kasparian
Institutions : Cabinet d’Ostéopathie Saint-Pierre à Tonneins, France (H. Kasparian et G. Signoret) ; http://www.osteopathe-a-tonneins.fr/ et Université de Genève, Suisse (J. Kasparian).
Déclaration d’un soutien financier ou d’un conflit d’intérêt : aucun.
Reprint from The Journal of the American Osteopathic Association. © American Osteopathic Association. Reprinted with the consent of the American Osteopathic Association.
Adresse de correspondance : Hervé Kasparian, Cabinet d’Ostéopathie Saint-Pierre, 26 esplanade Saint-Pierre, 47400, Tonneins, France. E-mail : herve chez kasparian.eu
Soumis le 18 fév. 2015 - version finale reçue le 4 juillet 2015 - accepté le 20 juin 2015

© 2015 American Osteopathic Association pour l’article original
© 2018 Site de l’Ostéopathie (SDO) pour la version française



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