DU diabétologie Bordeaux 2002 - Georges Schmidt

DU diabétologie Bordeaux 2002 - Georges Schmidt

Introduction

  

L’analyse informatique entre dans les cabinets de podologie depuis un certain nombre d’années. Dans les années 1980, les Américains utilisaient déjà des prototypes en laboratoire de biomécanique puis en cabinet avec des capteurs directement collés à même la peau qui enregistraient alors les variations de pression pendant la marche. La plupart des études biomécaniques prirent alors un envol en déterminant l’étude de la marche et non de la statique. Le suivi et le traitement des pathologies trouvèrent ainsi une précision dans les étiologies des facteurs mécaniques et, surtout, des compensations qui s’opèrent en mécanique de la marche.

  

Le but de cette conférence n’est pas de donner un cours complet de biomécanique mais d’introduire les notions essentielles de dynamique, et non de statique ou de stato-dynamique, dans l’examen de la marche. Chaque podologue trouvera alors son intérêt en fonction du type de clientèle qu’elle soit sédentaire ou sportive. Nous espérons ainsi définir de manière plus précise les indications d’analyse informatique et de lever des notions erronées concernant la difficulté, voire, l’impossibilité, de tenir compte du facteur dynamique. Nous ne nous attarderons pas sur la posturologie sans, pour autant, ne pas approcher l’analyse statique en définissant les éléments essentiels de ses données, utiles dans le diagnostic dynamique.

 

Description d’une plate-forme de pression :

La plate-forme de pression et les semelles à capteurs sont équipées de capteurs de pression de type résistif également nommés FSR, et on mesure la différence de potentiel résultant de la force de pression appliquée.

 

Ces capteurs sont assemblés sur une matrice et calibrés. Ils sont cadencés à une fréquence comprise entre 15 et 150 balayages par seconde.

 

La matrice peut être souple (semelles) ou semi-rigide et sera disposée sur une surface plate.

 

L’électronique gère l’ensemble des capteurs et permet de récupérer la pression délivrée sur chaque capteur, le temps de sollicitation et la surface de contact.

 

L’enregistrement des données est évalué sur environ 15 secondes ou peut être paramétrable. Nous savons l’être humain incapable de se tenir parfaitement immobile : il effectue de petits mouvements d’oscillations de manière à équilibrer chaque partie du corps pendant la statique. Cet équilibre a été décrit par Newton selon lequel l’équilibre est atteint lorsque la somme des forces qui s’applique sur le sujet est nulle. Ce théorème n’est valable que si le sujet est parfaitement inerte, donc inapplicable sur l’homme qui est obligé de respirer.

 

Ces mouvements, imperceptibles à l’œil nu, modifient le positionnement du patient sur la plate-forme et déplace les pressions dans les plans sagittal et frontal. Ces variations de déplacement de la pression moyenne sont enregistrées pendant la capture de l’analyse et permettent alors de définir les graphiques de déplacement dit de posturologie. Ces déplacements de pression sont représentés sur un graphique dont l’abscisse correspond à l’axe X de la plate-forme et l’ordonnée correspond à l’axe Y. Ces oscillations sont de l’ordre de quelques millimètres.

 

Sur le schéma général de l’enregistrement apparaît l’empreinte des deux pieds, le barycentre moyen ainsi que les centres de poussée droit et gauche et les pourcentages de charge entre l’avant et l’arrière pied et entre le pied droit et le pied gauche. Ce sont ces données qui permettent au clinicien d’évaluer la position des membres inférieurs et du tronc, selon la répartition de la charge.

 

Il est toutefois important de faire la distinction entre la charge, qui représente le poids du corps, et la pression. Les zones coloriées en rouge correspondent à la pression la plus forte en fonction de la pression totale du patient. Comme la pression est le rapport entre force et surface, l’étalement (assez fréquent en consultation) peut positionner la pression maximale sur l’avant-pied par exemple alors que la charge maximale se trouve sur l’arrière pied. La quantification de la charge est donc d’importance primaire par rapport à l’image de l’écran. Les trois points, qui correspondent à l’emplacement des centres de poussée, sont représentatifs des positions des étages supérieurs.

 

 

La pression maxi schématisée sur l’écran n’a donc aucune influence

sur le diagnostic statique !!!

 

Interprétations des données statiques :

 

De nombreuses études ont été menées, à partir d’analyses statiques et sont, trop souvent, contradictoires entre elles et selon les auteurs. La plupart d’entre elles concernaient le diagnostic d’une différence de longueur de membre en fonction d’une comparaison de la répartition des pressions entre le pied droit et le pied gauche. Si l’on considère une schématisation statique du patient sur la plate-forme, la différence de longueur de membre peut, en effet, engendrer un déport latéral du poids du corps sur le membre le plus court, augmentant ainsi la force (poids du corps) de ce côté. Malheureusement, en cas de compensation, cette charge peut très bien se trouver du côté le plus long. Il n’a donc que très peu de probabilités de ressemblance entre l’analyse des charges statiques et l’analyse clinique d’une différence de longueur de membre.

 

Les déviations de la charge, ainsi que des barycentres de pression, sont dues à un déséquilibre des forces sur la totalité de la statique du patient. Le barycentre moyen, celui situé à l’intersection des segmentarités de l’écran, permet de diagnostiquer la position de la ligne de gravité par rapport à l’ensemble du corps. A l’inverse, une charge plus importante sur l’arrière pied démontre un déport postérieur, probablement du à un récurvatum du genou.

 

L’analyse statique ne peut se passer d’une observation clinique et précise lorsque la position de la ligne de gravité d’une part (barycentre) est le résultat d’un éventuel déséquilibre des forces (charges). L’analyse dynamique, quant à elle, permet une analyse clinique fiable sur le mouvement de la marche.

L’analyse dynamique.

 

  

 

La particularité des semelles embarquées réside dans la possibilité d’un diagnostic sur les phases de double appui d’une part et sur l’analyse du geste sportif, d’autre part. La plate-forme permet une analyse de la marche, pieds nus ou chaussés.

 

 

Le diagnostic sur plate-forme de pression :

Le praticien trouvera de plus amples informations sur cette analyse dans le livre publié par la société AM CUBE, écrit par G.SCHMIDT. Toutefois, il est important de revoir quelques notions de dynamique afin de permettre une meilleure compréhension de cette conférence.

 

L’intégralité de l’analyse dynamique se porte sur trois tableaux, présents dans le logiciel FootChecker :

ð  l’étude de l’intégrale pression/temps

ð  l’étude de la courbe de force

ð  l’étude de la segmentarité des phases.

 

Ces trois analyses permettent au praticien d’évaluer les mouvements des membres inférieurs et du bassin ainsi que l’activité musculaire, avec toutefois, une once de réflexion !!!

L’analyse de l’intégrale pression/temps :

L’intégrale pression/temps est le résultat de la somme des variations de pression en fonction du temps, durant le déroulé du pas. Plus l’intégrale est importante, plus l’instabilité est forte. Pour atteindre un équilibre dynamique, le patient doit présenter, sur ses deux pieds, une intégrale pression/temps identique entre le talon et l’avant-pied.

 

Dans le cas contraire, le praticien doit déterminer un déséquilibre dû soit à une augmentation de la pression (force ou surface), soit à un déséquilibre du temps. Ce déséquilibre est le résultat de variations d’énergies mécaniques dans un ou plusieurs plans.

 

Il est important de retenir que le pied n’effectue pas de mouvement dans le plan transversal mais y garde une position qu’est l’angle de marche. Dans les deux autres plans, le pied effectue un mouvement de rotation en pendule inversé dans le plan sagittal (variation de vitesse et de force) et de rotation autour de son axe longitudinal dans le plan frontal (variation de vitesse latérale et de pression).

 

L’inégalité des intégrales pression/temps est dû à :

ð  une variation de la durée de l’accélération,

ð  une précocité de la pression,

ð  une intensité de la pression.

 

 L’analyse des courbes de force :

 

L’analyse des courbes de force permet au praticien d’évaluer l’ensemble des mouvements du membre inférieur ainsi que de l’activité musculaire. Cette analyse est primordiale dans le diagnostic.

 

La courbe générale de force permet de classifier d’une part le type de pied, d’autre part d’approcher l’évaluation du mouvement du bassin. Trois types de courbes peuvent apparaître :

ð  pied plat lorsque la courbe ne marque qu’un seul sommet

ð  pied creux lorsque la courbe marque deux sommets bien distincts

ð  pied équin lorsque la courbe marque deux sommets, dont le plus important est tardif.

 

Un pied plat est caractérisé par une augmentation du mouvement frontal soit au niveau du talon, soit au niveau de l’avant-pied ou sur l’ensemble du pied. Dans ce cas, les courbes de M1 et M5, pour l’étude de l’avant-pied ou les courbes du talon interne et du talon externe, pour les courbes de l’arrière pied ne sont pas congruentes.

 

L’intensité des courbes de l’avant-pied démontre le mouvement des métatarsiens et la latéralité ou la médialisation du poids du corps pendant la phase d’appui et de propulsion. Une instabilité du bord externe est marquée par une augmentation de l’intensité de la courbe de force de M5 et inversement pour une instabilité médiale.

 

Le point d’inflexion de la courbe des métatarsiens est précoce en cas de plantiflexion et tardif en cas de dorsiflexion. L’intégrale de ces courbes marque donc l’activité musculaire des fléchisseurs plantaires avec une corrélation entre l’intégrale de M1 et du long péronier latéral et l’intégrale de M5 et du jambier postérieur. En cas de dorsiflexion avec diminution de l’intégrale, l’étude de la courbe démontre une activité des extenseurs (jambier antérieur pour M1 et extenseur commun pour M5) supérieure à l’activité des fléchisseurs. Il en va de même pour une analyse de la courbe du gros orteil qui marque une distinction entre l’activité du long fléchisseur propre et du long extenseur propre ainsi que d’un éventuel hallux limitus ou hallux valgus.

 

Les courbes talonnières correspondent donc au mouvement du talon et non de sa position visible lors d’une analyse vidéo de la marche. En effet, la rapidité du pas ne permet à l’œil ou la caméra que d’observer la position finale du calcanéum après chargement du poids du corps. A l’inverse, la plate-forme confirme cette position par l’étude de la courbe du talon interne mais l’in congruence entre talon interne et talon externe est proportionnelle à la pronation de l’arrière pied et donc de la rotation tibiale. On peut très bien observer une position valgisante du talon avec peu de mouvement de pronation. Cette in congruence des courbes talonnières est représentative de l’activité tricipitale tandis que l’intégrale du talon interne est caractéristique de l’activité des fléchisseurs profonds et celle du talon externe de l’activité des péroniers latéraux.

 

 En conclusion :

        ð  intégrale des courbes = activité musculaire

ð  point d’inflexion = mouvement osseux

ð  in congruence = mouvement frontal du pied

Le déroulé du pas est caractérisé, dans le plan sagittal, par un mouvement pendulaire inversé dont l’axe de rotation est représenté par la tibio-tarsienne pendant l’appui et la métatarso-phalangienne durant la propulsion. Le diagnostic porte donc essentiellement sur deux phases : de l’impact au pic de force pour le chargement du poids du corps et du décollement talonnier au décollement du pied pour la propulsion.

 

Le pic de force est caractérisé par la fin du chargement du poids du corps, le pied opposé décolle alors du sol : la première phase est donc une phase de double appui. Plus cette phase est petite par rapport à l’autre pied, plus le chargement est précoce, traduisant une chute de l’hémi-bassin ipsolatéral. Cette analyse est donc primordiale dans le diagnostic d’une différence de longueur de membre. Or, on observe fréquemment, à l’analyse vidéo, une remontée de l’épine iliaque, caractéristique d’une compensation de cette différence de longueur de membre. Cette compensation est observable sur la plate-forme par une classification en pied équin, obtenue plus tôt.

 

La phase de propulsion débute au décollement talonnier, et comprend ainsi la deuxième phase de double appui. Mais attention, le décollement talonnier ne correspond pas à l’impact opposé. Cet impact, et la phase de double appui terminale, est caractérisé par le deuxième pic de force, observable uniquement sur un pied creux ou équin. La rotation sagittale s’opère donc autour de la cheville jusqu’à ce deuxième pic où la métatarso-phalangienne prend le relais. Le manque de pronation de l’arrière pied est d’ailleurs caractérisé, généralement, par une augmentation de la durée de la propulsion avec une ouverture de l’angle de marche par compensation d’un manque de pronation de l’arrière pied. L’augmentation de la durée totale du pas caractérise, quant à elle, l’ouverture de l’angle de Fick.

En conclusion :

ð  temps total du pas = ouverture de l’angle de Fick.

ð  Temps de propulsion =  abduction du pied en compensation d’un manque de pronation

ð  Chargement du poids du corps = chute du bassin. 

 

 Analyse des mouvements du genou :

 

Par l’analyse des mouvements du pied, il est facile, avec une bonne connaissance de la cinématique et de l’anatomie, d’approcher les mouvements des étages supérieurs en considérant leurs corrélations entre la variation de force, les variations de pression et la vitesse de déplacement du barycentre.

 

Le genou est une articulation permettant un mouvement de flexion ou d’extension, extension plutôt marquée par une rectitude entre fémur et tibia. Dans le plan transverse, fémur et tibia peuvent créer une rotation interne ou externe dépendante de l’énergie mécanique déployée par l’impact du pied et l’activité musculaire.  Le tibia est directement dépendant du mouvement du talon et de l’activité des fléchisseurs. En cas de pronation de l’arrière pied, in congruence des courbes talonnières, le tibia effectue une rotation interne durant l’appui. En cas d’augmentation de l’intégrale pression/temps du talon interne, la rotation du tibia est freinée par les fléchisseurs. En cas de manque de pronation talonnière (congruence des courbes) et d’une très faible intégrale des courbes du talon, le genou est en récurvatum par action des jumeaux sur les condyles fémoraux.

 

Le fémur est, en particulier durant l’appui, encore dépendant du bassin et donc de la propulsion du pied controlatéral. En effet, le genou est caractérisé, pendant le double appui initial, par une légère flexion qui s’amenuise jusqu’au chargement du poids du corps (sauf en cas de genou valgum persistant). Plus le deuxième pic de force du pied controlatéral est éloigné de la fin de son pas, plus la rotation fémorale, du membre qui entre en appui, est importante. D’autre part, plus l’intégrale de l’hallux controlatéral est important (activité du long fléchisseur propre), plus l’énergie cinétique déployée par ce pied est importante, ce qui engendre une force de flexion au genou du membre qui entre en appui.

 

L’inégalité des rotations fémorales et tibiales ainsi que des forces de flexion engendrée par les énergies mécaniques peuvent créer des conflits de compression au niveau des structures internes du genou (ménisques ou ligaments). Ces conflits peuvent être compensés par les muscles jambiers et donc observables par l’analyse talonnière ipsolatérale mais aussi par l’activité musculaire crurale, analysée par l’étude du mouvement du bassin en fonction de la propulsion controlatérale.

 

La flexion du genou, en propulsion, ne dépend, bien sûr, que d’une analyse unipodale. Lors d’une flexion interne, la ligne de gravité se déplace de façon médiale et engendre une augmentation de l’intensité de la courbe de force de M1. Une éventuelle compensation musculaire est observable par une forte activité du fléchisseur le plus interne, à savoir le long fléchisseur propre, et donc par l’analyse de l’intégrale de l’hallux. La rotation interne du genou, durant la propulsion, est proportionnelle à l’in congruence des courbes de l’avant-pied.

 

L’analyse du mouvement du bassin :

L’analyse du bassin doit passer par une analyse comparative bipodale, c’est-à-dire une comparaison des diagnostics du pied droit et du pied gauche. Le bassin effectue, pendant la marche, un mouvement de circumduction, autrement dit une sinusoïdale dans les trois plans. L’importance de cette sinusoïdale est fonction du mouvement de chaque plan, et donc de l’analyse de chaque pied.

Le mouvement de rotation sagittale est directement lisible sur la courbe générale de force. Le bassin effectue alors une rotation sagittale antérieure pour le pied d’appui et une rotation postérieure pour le pied oscillant. Cette rotation postérieure est directement fonction de l’énergie rotatoire déployée par la propulsion du pied d’appui et par son activité musculaire des fléchisseurs. La rotation sagittale est donc caractérisée par l’énergie cinétique déployée par les fléchisseurs du pied d’appui. Durant les phases de double appui, une comparaison entre propulsion controlatérale et chargement du poids du corps ipsolatéral est importante dans le diagnostic d’un éventuel blocage sacro-iliaque. A l’inverse, l’analyse de l’intégrale de M1 et donc de la flexion du genou et de sa compensation par le long fléchisseur propre (intégrale de l’hallux), permet d’obtenir un diagnostic différentiel par sollicitation du psoas-iliaque pour le diagnostic des lombalgies basses.

Les lombalgies hautes sont, quant à elles, diagnostiquées par une instabilité de l’avant-pied et donc par une augmentation des intégrales pression/temps des deux avant-pieds, ce qui entraîne une lordose sagittale par antéversion des ailes iliaques. Les scolioses transversales sont donc plus précisément obtenues par l’analyse de l’activité des psoas-iliaques ou d’un temps d’appui total différent sur chaque pied. Les différences de longueur de membre et les chutes frontales du bassin ont été décrites dans l’analyse des phases.

 Il est donc essentiel, en analyse dynamique, de diagnostiquer un mouvement et non une position afin d’en évaluer son amplitude, sa vitesse, sa puissance et sa direction. L’analyse statique ou stato-dynamique n’est donc, en aucun cas, représentative de la marche du patient ; la course, quant à elle, est autant différente que l’analyse de la marche mais oblige l’analyse par semelles embarquées.

 

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