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Analyse de la posture et du mouvement : Quels apports en médecine du sport ?

Pr Jean-Michel Viton, Serge Mesure, Pr Laurent Bensoussan, Dr Jean-Marie Coudreuse, Dr Virginie Milhe, Dr Hervé Collado, Pr Alain Delarque (Faculté de médecine, Université de la Méditerranée - Assistance publique Hôpitaux de Marseille - Fédération de Médecine physique et de Réadaptation, Marseille)

L’analyse de la posture et du mouvement a permis de mieux comprendre leur physiologie chez le sujet sportif. Dans le domaine de la traumatologie du sport, les méthodes d’analyse de la posture et du mouvement ont aidé à mettre en évidence des anomalies non discernables lors d’un examen clinique et à identifier des facteurs intervenant dans la genèse de certaines lésions. À l’avenir, ces données devraient fournir des informations utiles pour la compréhension de la physiopathologie des lésions, la prévention, la mise en place et l’évaluation de programmes thérapeutiques en traumatologie du sport.

Méthodes d’analyse de la posture et du mouvement

Les outils et les méthodes d’analyse de la posture et du mouvement ont évolué depuis les travaux développés par Sutherland (1). L’automatisation des systèmes d’analyse du mouvement a simplifié leur utilisation.

De nouveaux outils ont été créés pour les études au sein de laboratoires. C’est le cas de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) qui a permis de découvrir les réseaux corticaux et sous-corticaux impliqués dans les étapes cachées du mouvement, comme sa représentation mentale telle qu’elle est réalisée par le sportif avant le départ d’une descente à ski ou la réalisation d’une figure de gymnastique (2).

L’étude des sportifs en milieu écologique est maintenant possible. Leurs mouvements peuvent être enregistrés puis analysés par l’utilisation de caméras opto-électroniques avec des fréquences d’acquisition très élevées. Les forces qui s’exercent au niveau de certains de leurs tendons peuvent être étudiées grâce à l’utilisation de fibres optiques de très faible calibre selon une méthodologie développée par Paavo Komi (3).

Contrôle de la posture et du mouvement et sport

L’utilisation des outils d’analyse a permis de mieux comprendre la physiologie du contrôle de la posture et du mouvement dans la population générale. Ces outils ont permis de montrer que l’entraînement dans un sport particulier induisait des modifications propres à ce sport, et des stratégies de contrôle de l’équilibre et du mouvement.

Apprentissage moteur et entraînement

Les coordinations entre équilibre et mouvement ont été analysées par Mouchnino (4) dans une tâche d’élévation latérale de membre inférieur chez des danseurs pour lesquels cette tâche est effectuée de façon répétée à l’entraînement. Les résultats obtenus ont été comparés, d’une part, à ceux de sujets non entraînés et, d’autre part, à ceux de nageurs.

L’analyse était réalisée grâce à un système d’analyse du mouvement, des plateformes de force et des enregistrements électromyographiques (EMG).

Ces travaux ont montré que la stratégie employée pour passer de la position debout en appui bipodal à la position d’appui monopodal avec une élévation latérale du membre inférieur était différente chez le danseur et chez le sujet non entraîné ou nageur.

Le passage de l’appui bipodal à l’appui monopodal nécessite le transfert du poids du corps vers le côté qui va rester en appui avant le décollage du pied déplacé. Chez les sujets non entraînés et chez les nageurs, le décollage du pied se fait alors que le transfert du poids du corps n’est pas totalement réalisé, c’est-à-dire avant qu’une position d’équilibre ne soit atteinte. Au contraire, chez le danseur, le décollage du pied se fait une fois que le poids du corps a été transféré et stabilisé sur le côté de l’appui. Ces études ont également montré que les danseurs mettaient moins de temps pour atteindre la position d’équilibre que les sujets non entraînés et que les nageurs.

Enfin, une fois la position d’équilibre atteinte, les danseurs oscillent beaucoup moins que les sujets non entraînés et que les nageurs. La stratégie des danseurs permet donc un passage plus rapide de la position debout sur deux pieds à l’appui monopodal et un meilleur équilibre dans la position atteinte. Cette stratégie est différente de celle des sujets non entraînés et des nageurs qui n’ont pas l’entraînement spécifique des danseurs. Cette stratégie est le résultat de l’apprentissage moteur, réalisé au travers d’un entraînement spécifique.

Des études ont montré que les danseurs mettaient moins de temps pour atteindre la position d’équilibre lors du passage à l’appui monopodal que les sujets non entraînés.

Sélection des informations et action

L’être humain doit continuellement recueillir des informations sur son environnement pour structurer et organiser ses actes moteurs. Ceux-ci sont sous la dépendance du contrôle postural. Afin de gérer au mieux ce contrôle postural, l’individu doit sélectionner les informations pertinentes nécessaires à la bonne réalisation de son action. La sélection de la source d’information dépend d’un apprentissage. L’expertise en sport est un très bon exemple de cet apprentissage sensori-moteur nécessaire à la bonne réalisation des gestes techniques. La réalisation d’un acte moteur nécessite donc le contrôle de la posture. Pour contrôler la posture, l’individu dispose de trois sources principales d’information : le système visuel, le système vestibulaire et le système somato-proprioceptif. Le système nerveux central ne pouvant traiter toutes ces informations en même temps, il sélectionne en fonction de la tâche, de l’environnement et de l’expertise de l’individu, une source d’information prioritaire.

Plusieurs travaux ont permis de mettre en évidence les particularités dans la mise en place et la gestion de ce contrôle postural (5, 6). Ces auteurs ont utilisé des systèmes d’analyse du mouvement par capteurs passifs, des accéléromètres et des enregistrements électromyographiques (EMG) pour étudier des activités physiques et sportives dans lesquelles l’équilibre joue un rôle important : le judo, la gymnastique et la danse.

Les expérimentations ont consisté à placer les sujets debout, un pied devant l’autre, en faisant varier les conditions de lumière (lumière normale, obscurité et lumière stroboscopique) et les conditions de surface de sol (sol normal, sol mou). Dans ces conditions, les sujets devaient se référer de manière prioritaire à un type d’information sensorielle.

Les résultats ont montré que les judokas utilisaient préférentiellement les informations somesthésiques en provenance des récepteurs cutanés plantaires, ce qui peut traduire l’importance pour eux des appuis au sol. Les gymnastes, quant à eux, utilisaient essentiellement les informations visuelles. La perception visuelle de l’environnement est donc pour eux prioritaire et va leur servir de référence. Enfin, les danseurs utilisaient surtout des informations en provenance du système vestibulaire, ce qui implique que les danseurs utilisent comme principal système de référence la verticale.

Les judokas utilisent préférentiellement les informations somesthésiques en provenance des récepteurs cutanés plantaires.

Ces études ont donc montré que les informations sensorielles de référence utilisées pour le contrôle postural étaient différentes en fonction du sport. L’entraînement va amener une adaptation des stratégies de sélection des informations sensorielles. Les informations sensorielles jugées pertinentes seront traitées de manière prioritaire.

Apport des méthodes d’évaluation de la posture et du mouvement en traumatologie du sport

Ces méthodes permettent une évaluation en situation proche de la situation sportive. Cela revêt un intérêt dans des pathologies où il existe une discordance importante entre les signes physiques observés lors de l’examen statique sur table et les symptômes ressentis par le patient sportif au cours de la pratique du sport. C’est notamment le cas des pathologies ligamentaires du genou et de la cheville pour lesquelles l’absence de parallélisme entre laxité à l’examen et accidents d’instabilité est fréquente.

Dans la pathologie ligamentaire du genou

Rudolph et al. (7) ont analysé le secteur de mobilité du genou lésé dans deux groupes de sportifs porteurs d’une rupture du ligament croisé antéro-externe du genou. Dans le premier groupe, les sportifs n’avaient pas d’instabilité alors que les patients de l’autre groupe présentaient une instabilité. Le secteur de mobilité du genou a été mesuré au cours de la marche, de la course et de la montée d’une marche. Chez les patients porteurs d’une instabilité, l’analyse cinématique a montré que le secteur de mobilité utilisé par le genou lésé était réduit par comparaison avec le secteur de mobilité utilisé par le genou opposé. Chez les sportifs ayant une lésion du LCA mais pas d’instabilité, il n’y avait pas de différence dans le secteur de mobilité entre le genou sain et le genou lésé.

Cette étude a donc montré une diminution du secteur de mobilité fonctionnelle du genou lésé et instable sans corrélation avec le secteur de mobilité mesuré en passif sur table.

De nouveaux travaux seront nécessaires pour comprendre la cause et le mécanisme de cette réduction de mobilité fonctionnelle et son lien avec l’instabilité du genou.

Dans la pathologie ligamentaire de la cheville

Plusieurs travaux (8) s’intéressant à l’équilibre debout ont été menés pour tenter de comprendre les causes et les mécanismes de l’instabilité chronique de la cheville. Considérant l’hypothèse que les muscles fibulaires pouvaient jouer un rôle de protection contre l’entorse du ligament collatéral latéral de la cheville, Konradsen et al. (9) ont étudié en électromyographie (EMG) le temps de réaction des muscles fibulaires chez des sujets placés sur une plateforme instable susceptible d’entraîner une inversion brutale. Le délai d’activation EMG des fibulaires après une inversion de 30° était de 54 ms. Konradsen et al. (9) ont aussi montré que le délai électromécanique séparant ce début d’activation EMG des fibulaires et l’apparition d’un moment de force éverseur pouvant s’opposer à l’inversion était de 72 ms après déstabilisation. Au total, le temps nécessaire pour obtenir un moment éverseur des fibulaires était donc de 54 ms + 72 ms, soit 126 ms.

Dans la même étude, il était montré que le mouvement d’inversion de 30° déclenché par le mouvement de la plateforme se faisait en 80 ms. Ces études ont donc conclu que l’activation des fibulaires ne permettait pas de protéger d’une inversion brutale. Une limite de ces études est qu’elles concernent des sujets debout au repos. Dans la réalité de la marche, il existe une préactivation des muscles, susceptible de raccourcir le délai électromécanique (10). Par ailleurs, des travaux (11) utilisant les tests isocinétiques avec une évaluation des muscles fibulaires sur un mode concentrique et excentrique avaient permis de montrer qu’après une rééducation classique pour une entorse de la cheville, au moment de la reprise du sport, il persistait un déficit de force significatif des muscles fibulaires. Ce déficit n’était pas présent chez les sportifs ayant bénéficié d’un programme de rééducation comprenant un renforcement excentrique des fibulaires.

Conclusion

Ces études de la posture et du mouvement dans des pathologies ligamentaires permettent de mettre en évidence des anomalies qui ne peuvent être discernées lors de l’examen sur table. Elles permettent aussi de mieux comprendre les facteurs qui peuvent intervenir dans la genèse des lésions. Ces données devraient aider à mettre en évidence des informations utiles pour la compréhension de la physiopathologie, la prévention, et la mise en place et l’évaluation de programmes thérapeutiques.