Se former, s'informer, s'entourer...

Prise en charge biomécanique et gestuelle : Un support important en rééducation

Germain Saniel
Kiné actualité n° 1409 - 18/06/2015

La rééducation kinésithérapique peut adopter différentes formes en fonction des pathologies et de leurs conséquences sur le patient, aussi bien au niveau de sa structure que de sa fonction corporelle. Mais il se dégage deux points fondamentaux, qui seront intriqués tout au long du processus de rééducation : le retour à l'équilibre de l'ensemble des tissus lésés et le retour à la fonction des structures mises en défaut. Dans ce contexte, la prise en charge de la gestuelle du patient/sportif demeure un point important dans une optique de prévention et de traitement. La prise en compte des éléments biomécaniques qui régissent notre structure corporelle doit être intégrée dans le processus de rééducation et en devenir un support important.

Introduction
Les pathologies relatives aux membres inférieurs sont nombreuses, dans la population en général mais aussi chez les sportifs de haut niveau. La lésion du LCA, par exemple, suscite un intérêt croissant au sein des milieux médicaux et rééducatifs. On le comprend aisément, au regard du coût que cette pathologie entraîne (temps de rééducation, nombre d’opérations annuelles) et des conséquences qu’elle a sur la carrière d’un athlète, (retraite forcée, impossibilité de retour au même niveau, récidive). D’après l’UEFA, la lésion du LCA représente moins de 1 % du total des lésions en football, mais elle entraîne le nombre de jours d’arrêt le plus important : en moyenne 6,5 mois.
À noter : elle est deux à dix fois plus importante dans la population féminine que masculine, pour un sport donné. Plusieurs raisons à cela, en particulier lors de la réception de saut : adduction de hanche plus conséquente, rotation interne de hanche plus marquée, valgus du genou et pronation du pied plus importants. Autant de facteurs qui nous permettent d’appréhender la notion de globalité que revêt cette atteinte en termes de gestuelle. En effet, les articulations de la hanche, du genou et du pied sont concernées (fig. 1, voir au-dessus).

Prise en charge rééducative globale : exemple du genou
L’étude de Myer et al. (lire encadré ci-contre) nous donne des informations intéressantes. Premièrement, les participants qui ont développé un syndrome fémoro-patellaire (SFP) ont un angle d’abduction du genou au contact initial au sol lors du drop jump, test significativement moins important que les participants ayant subi une rupture du LCA (SFP = 1,4°, LCA = 5°, p-value < 0,05). Deuxièmement, le ratio aux tests isocinétiques entre les ischio-jambiers et le quadriceps est significativement moins important (p-value < 0,05) pour le groupe LCA (51 %) comparativement au groupe SFP (68 %).
NB : le groupe LCA est significativement plus âgé que le groupe SFP : 15,8 ans contre 12,7 ans.
Les auteurs nous expliquent que l’augmentation de la prévalence des SFP peut être liée au mécanisme chronique de charges répétitives non adaptées sur le genou. Durant les premières années de la puberté, l’intensité de la charge n’est pas assez importante pour atteindre celle de la lésion du LCA.
Cependant, l’augmentation de la taille des jeunes filles, en particulier la longueur du tibia et le poids, entraînent une augmentation des charges en abduction sur le genou dans le plan frontal, qui pourrait excéder le seuil de lésion du LCA durant la fin de l’adolescence.
Outre le fait de quantifier les liens entre l’intensité du moment de force en abduction du genou et le risque d’apparition de SFP ou de rupture de LCA, cette étude montre que les jeunes filles ayant un SFP durant la puberté peuvent présenter des facteurs de risque les prédisposant à une rupture du LCA future. Le kinésithérapeute devra donc s’attarder, dans le cadre de la mise en place d’un programme de prévention secondaire, à analyser la gestuelle du patient/sportif, pour potentialiser et individualiser la rééducation.

Stratégie neuromusculaire et conséquences sur la gestuelle
Cette étude permet de se positionner de manière plus précise sur les risques de lésion du LCA, et de prendre toute la mesure des implications de l’évolution morphologique durant la puberté chez la femme. Cependant, il est nécessaire d’essayer de comprendre quels sont les mécanismes et les stratégies neuromusculaires à la base de ces types gestuels, et comment les faire évoluer.
Deux études de R. Ford et D. Myer, respectivement publiées en 2010 et 2011 dans l’American Journal of Sport Medicine et le Journal of Applied Biomechanics, nous renseignent sur les différences de stratégies neuromusculaires entre les filles et les garçons lors de la réception d’un saut.
Les athlètes féminines présentent à la réception un moment de force d’extension du genou plus important que le moment de force d’extension de hanche. Au niveau neuromusculaire, on remarque une augmentation de l’activation du muscle quadriceps, concomitante avec l’augmentation de l’intensité pliométrique, mais aucune augmentation de l’activation des muscles ischio-jambiers.
L’activation musculaire non adéquate des ischio-jambiers chez la jeune athlète ne permet pas de contrebalancer la contraction du quadriceps, et limite ainsi la compression de l’articulation du genou (compression articulaire qui permet de limiter les charges en abduction sur le genou lors de la réception d’un saut).

Étude

Objectif : Analyse de l’implication de l’intensité du moment de force en abduction du genou dans l’apparition d’un syndrome fémoro-patellaire (SFP), ainsi que du risque de rupture du LCA.
Population : jeunes joueuses de basket-ball.
Méthode : Analyse de deux cohortes prospectives avec des populations et des méthodologies similaires à analyse du taux d’incidence et des facteurs de risque associés avec le SFP et la lésion du LCA.
- Cohorte SFP = 240 joueuses.
- Cohorte LCA = 205 joueuses.
Évaluation en pré-saison : évaluation anthropométrique + évaluation de la force et de la réception lors d’un “drop vertical jump” (DVJ).
Résultats :
- SFP : les athlètes ayant un moment de force en abduction du genou supérieur à 15 Nm (Newton mètre), ont un risque plus important de contracter une SFP. En dessous du seuil de 15 Nm le risque n’est que de 2,9 % tandis qu’au-dessus il est de 6,8 %.
- LCA : les athlètes possédant un moment de force en abduction supérieure à 25,3 Nm ont 6,8 % plus de risque de rupture de LCA ultérieure comparativement avec les athlètes se trouvant en dessous du seuil, où le pourcentage de risque n’est que 0,4.

Source : British Journal of Sport Medecine, janvier 2015.

Chez les athlètes masculins durant la puberté, on remarque une augmentation du  couple de force d’extension de hanche comparativement au couple de force d’extension du genou. Cette stratégie opposée explique en partie la différence en termes de risque de lésion ligamentaire au niveau du genou entre les filles et les garçons.
C. M. Powers explique que les athlètes féminines ont tendance à privilégier une stratégie de genou avec une dépendance importante au quadriceps, tandis que les hommes privilégient une stratégie de hanche.
Cette différence motrice est à mettre en lien avec la notion de raideur articulaire active. En effet, plusieurs études nous apprennent que l’augmentation de cette raideur peut entraîner une amélioration de la performance et une réduction du risque de lésion du LCA.
Ford et al. (2010) montrent qu’il n’y a pas de différence entre les filles et les garçons quant à l’augmentation de la raideur active du genou durant la puberté.
Cependant, les garçons présentent une augmentation de la raideur active de la cheville et de la hanche après la puberté, ce qui n’est pas le cas chez les filles. Il existe donc une différence de stratégie au niveau de la hanche et de la cheville entre les filles et les garçons lors de la réception de saut, qui permet à ces derniers de diminuer les charges qui s’appliquent sur le genou (fig. 2).

Fig. 2.

L’implication de la hanche dans la cinématique du genou est confirmée par de nombreuses études, qui mettent en exergue l’existence d’un lien important entre la force des abducteurs de hanche et le valgus dynamique du genou lors de la réception.
En effet, la diminution de la force en abduction de hanche serait corrélée avec un valgus du genou plus important lors du contact initial au sol.
Dans une étude longitudinale sur une population d’athlètes de 11 à 22 ans, Brent et al. montrent que les athlètes masculins ont une augmentation de la force des abducteurs de hanche  significativement  plus importante que les athlètes féminines.
Une étude de Myers et al., publiée en 2008, montre qu’un entraînement neuromusculaire de dix semaines, spécifiquement orienté sur la hanche et le tronc, améliore la force d’abduction de hanche chez des athlètes féminines adolescentes. Quand on sait que le valgus dynamique du genou est un facteur de risque de lésion du LCA, la prise en considération de ce lien entre les abducteurs de hanche et la dynamique du genou nous paraît importante à prendre en compte, dans une optique de prévention.

Mise en place pratique
L’analyse simple à l’aide de l’outil vidéo permettra au kinésithérapeute d’optimiser sa prise en charge et de prendre en compte par exemple un déficit de contrôle de la hanche, comme axe de travail important dans le processus de rééducation d’un patient/sportif avec une pathologie de genou.

Optimisation de la prise en charge : analyse spécifique à l’activité sportive
Il faut penser la prise en charge rééducative comme un ensemble indissociable et non analytique, où l’interaction entre les éléments qui fondent la structure d’ensemble est essentielle à comprendre et à prendre en considération, pour optimiser la rééducation.
Pour professionnaliser notre prise en charge et promouvoir notre rôle de spécialiste du mouvement, il semble nécessaire d’analyser la spécificité de chaque activité sportive, et de faire ressortir les éléments biomécaniques importants, qui pourront nous servir dans le processus de rééducation.
En course à pied, il existe trois types de prise d’appui différents :
- Prise d’appui arrière-pied : le talon entre en contact avec le sol en premier.
- Prise d’appui médio-pied : le pied se pose à plat en “contactant” le sol.
- Prise d’appui avant-pied : l’avant-pied entre en contact avec le sol en premier.
D’après les dernières études, la prise d’appui avant-pied est la plus commune. Cependant, depuis l’arrivée en masse des chaussures de course à pied avec talon customisé, la prise d’appui a tendance à changer. D’après Hasegawa et al. (2007), 75 % des coureurs à pied avec chaussures ont une prise d’appui talon.
Sur la fig. 3, nous voyons l’exemple d’un changement de prise d’appui inhérent au port de chaussure. Cet athlète kenyan possède une prise d’appui avant-pied lorsqu’il court sans chaussure, et passe à une prise d’appui médio-pied avec chaussure. On voit ici l’impact que le matériel a sur sa gestuelle de course.

Fig. 3.

Lors de la prise d’appui, le coureur à pied va devoir gérer la force de réaction au sol, sous peine de subir l’onde de choc de cette dernière. Si la force de réaction au sol n’est pas amortie, l’onde de choc se propage rapidement au travers des différentes articulations du sujet, des membres inférieurs à la tête.
Les trois courbes montrent la capacité d’amorti de la force de réaction au sol dans trois conditions différentes (fig. 4.):

Fig. 4.

a- Pieds nus, prise d’appui talon. Celle-ci entraîne un impact transitoire qui envoie une onde de choc tout au long du squelette.

b- Avec chaussure, prise d’appui talon. L’impact transitoire est toujours présent lors du port de chaussure. Cependant, ce dernier ralentit la propagation de l’onde de choc et diminue sa magnitude, de l’ordre de 10 %.

c- Pieds nus, prise d’appui avant-pied. Lors d’une telle prise d’appui, l’impact transitoire est inexistant, la force de réaction au sol est amortie tout au long de la prise d’appui.

Conclusion : la technique de prise d’appui avant-pied permet d’éviter l’onde de choc relative à la force de réaction au sol en l’amortissant. Alors qu’une pose d’appui talon entraîne une force de collision brutale de l’ordre de 1,5 à 3 fois le poids du corps lors des 50 premières millisecondes de l’appui. Le coureur subit l’onde de choc, néfaste pour sa structure corporelle, qui sera un facteur de risque supplémentaire de blessures du membre inférieur.
On notera que le pied humain est plus efficace que la chaussure dans le cadre de la gestion de la force de réaction au sol.

Aspects biomécaniques
Pour comprendre cette différence de gestion et d’amorti de la force de réaction au sol en fonction du type de prise d’appui, il faut considérer les différences qui interviennent en termes de biomécanique.

Attaque du sol et mouvement de la cheville
Prise d’appui talon : le coureur prend appui au sol du milieu vers l’extérieur du talon, juste en dessous de l’articulation de la cheville. La cheville est en position de flexion dorsale, il se réalisera donc une flexion plantaire passive tout au long de l’appui jusqu’à l’impulsion.
Prise d’appui avant-pied : le coureur prend appui au sol avec la plante du pied, juste en dessous de la tête des 4e et 5e métatarsiens.
La cheville est en position de flexion plantaire, il se réalisera donc une flexion dorsale passive tout au long de l’appui jusqu’à l’impulsion.
Le pied est généralement en légère inversion. Dans les deux cas, hanche et genou sont en légère flexion.
Cette première différence est déjà très importante. Le mouvement de la flexion plantaire (appui au niveau de la tête des métatarsiens) à la flexion dorsale (descente du talon), lors de la prise d’appui avant-pied, se fait sous le contrôle des muscles du mollet et du tendon d’Achille. Cette biomécanique, de l’avant-pied en direction du talon, est fondamentale : elle permet au complexe triceps sural/tendon d’Achille d’emmagasiner et de restituer l’énergie élastique pour l’impulsion.
Il sera donc indispensable, lors d’une rééducation du membre inférieur chez un sportif pratiquant la course à pied, d’analyser sa gestuelle de course et de vérifier son type de prise d’appui, pour lui proposer par la suite un programme de prise en charge individualisé.

Optimisation de la prise en charge gestuelle : exemple du grand fessier (GF) dans la course
D’un point de vue biomécanique, il existe trois différences majeures entre la marche et la course, qui permettent de comprendre le rôle du GF durant la course :
- Phase aérienne durant la course : entraîne une force de réaction au sol bien plus importante que lors de la marche, lorsque le pied vient en appui au sol.
- Flexion de hanche durant l’appui : la hanche est plus fléchie lors de la course que lors de la marche, pas seulement lors de la prise d’appui, mais durant l’ensemble de la phase d’appui.
La flexion de la hanche, du genou et de la cheville, va permettre d’emmagasiner l’énergie élastique dans les tendons et de la restituer lors de l’impulsion.
- Accélération/décélération de la jambe oscillante : réaliser à vélocité bien plus importante lors de la course que lors de la marche.
Les forces d’impact plus importantes durant la course, combinées avec la flexion de hanche lors de l’ensemble de la phase d’appui, entraînent une tendance à l’effondrement du squelette vers l’avant.

Fonctions du GF durant la course à pied :

Les EMG sur la fig. 5 représentent l’activité du GF durant la marche à 1,5 m/s-1 (A) et durant la course à 3 m/s-1 (B). L’activité du GF est bien plus importante durant la course que lors de la marche. Lors de la marche, il est activé après la pose du talon au sol. En course, il possède une activation biphasique, juste avant la pose d’appui mais aussi durant le milieu de la phase d’oscillation, lors de la prise d’appui du côté opposé. Ce dernier point est très important car il montre le rôle du GF dans le contrôle de la hanche lorsque la jambe est en l’air.

Fig. 5.

Les fig. 6 et 7 montrent que l’activation du GF est corrélée au degré de tangage du tronc, mais aussi que ce dernier augmente son pourcentage d’activation avec l’augmentation de la vitesse de course. Le GF permet donc d’éviter l’effondrement vers l’avant du tronc, par l’extension de hanche qu’il engendre dès la prise d’appui du pied au sol.

Fig. 6 Fig. 7.

NB : il effectue son rôle d’extenseur de hanche de manière concomitante avec les muscles ischio-jambiers, en particulier le biceps fémoral, leur moment d’activation durant la course étant quasi similaire (fig. 8). L’activité de ces deux muscles croît avec l’augmentation de la vitesse de course, d’autant plus lors d’une course en montée. L’activation du GF au milieu de la phase d’oscillation aurait pour but de décélérer la jambe en l’air, pour permettre un meilleur contrôle de cette phase primordiale dans l’optique d’une prise d’appui optimale. Pour conclure, le GF possède deux fonctions importantes. La principale est de permettre de contrôler le degré de tangage du tronc, en appliquant une extension de hanche du côté de la jambe en appui. Son activation se fait juste avant la prise d’appui au sol. Cette action croît parallèlement avec l’augmentation de la vitesse de course et se fait de manière concomitante avec les muscles ischio-jambiers, en particulier le biceps fémoral. Cette relation est significative dans les phases à très grande vitesse.

Fig. 8.

La seconde fonction du GF est de décélérer la jambe en l’air lors de la phase d’oscillation, ce qui permet un contrôle plus fin de la phase aérienne. Ces connaissances nous obligent à nous poser des questions simples mais importantes dans l’optique de la prise en charge de la gestuelle du sportif. La compréhension du rôle du GF durant la course permettra, dans la volonté de la mise en place d’une gestuelle ayant pour objectif la prévention et la performance chez le sportif, de s’attarder intelligemment sur ce muscle et d’intégrer son entraînement dans une démarche globale et non analytique.

Conclusion
L’intégration de la prise en charge biomécanique et gestuelle dans nos programmes de rééducation est prépondérante. Proposer au patient/sportif une prise en charge globale ne peut se limiter à la seule mise en place de techniques manuelles, sans essayer d’impacter par la suite sa gestuelle pour tenter de la normaliser. La normalisation d’une gestuelle doit se faire en fonction du patient, mais aussi en fonction de ses activités sportives, pour répondre de manière spécifique et orienter aux demandes de ces dernières.
Cependant, le kinésithérapeute ne doit pas croire que normaliser une gestuelle (ou revenir à la gestuelle antérieure) est le gage d’une prévention secondaire réussie et d’une rééducation optimale. Se pose la question de la prévention primaire : la gestuelle de départ du patient n’est-elle pas la cause de la pathologie ? L’analyse de la gestuelle du patient sain permettra au spécialiste du mouvement de faire entrer sa profession dans la réalité de la prévention primaire, et de proposer ainsi à la population une prise en charge adaptée avant l’apparition d’une lésion.
Pour se faire, il est indispensable que nous connaissions les interactions entre les différentes structures de notre corps, pour potentialiser l’action de nos programmes rééducatifs.

Bibliographie à consulter en cliquant ici.
[1] Formateur Kinesport et performance coach 11Leader.

© D.R.
© site de Daniel E. Libierman, Harvard University

Commentaires :

Déposer un avis (vous devez être connecté) Soumettre
Tous les articles
Nous vous suggérons aussi...

Rééducation postopératoire des arthroplasties inversées d'épaules

Sébastien Guerard Kinésithér Scient 2017,0591:35-44 - 10/10/2017
Lors de notre pratique quotidienne, nous rencontrons de plus en plus de patients opérés d'une arthroplastie totale inversée d'épaule. Le nombre croissant de poses de ce type de prothèse est directement lié aux bons résultats fonctionnels...

Anatomie et biomécanique des articulations temporo-mandibulaires (ATM)

François Cheynet Kinésithér Scient 2016,0572:03-09 - 10/01/2016
Les articulations temporo-mandibulaires (ATM) interviennent dans de nombreuses fonctions (alimentation, ventilation, communication verbale et non verbale) et se doivent d'être hautement adaptatives. Doté d'un potentiel hormono- et mécano-...