Différences biomécaniques entre cas suspectés de Syndrome chronique du compartiment d’effort (syndrome des loges) et cas asymptomatiques contrôles à la course

Le syndrome des loges ou syndrome chronique du compartiment d’effort (CESC) a été décrit en 1956. On le définit généralement par une augmentation de la pression du compartiment intramusculaire (IMPC) pendant l’activité, influant sur le flux sanguin local entrainant une ischémie et une diminution de la qualité de la fonction neuromusculaire dans le compartiment. Le rôle de l’IMPC dans la survenue de la pathologie est confirmé, cependant, il a été montré que cette IMPC est également augmentée chez les patients à la station debout, avant le début de l’activité. Les facteurs biomécaniques sont considérés comme jouant un rôle dans la survenue du CESC depuis longtemps mais plus récemment il a été proposé, grâce à des observations cliniques que ce syndrome résultait d’une biomécanique anormale préférentiellement au niveau de la cheville. Chez les patients civils, la principale activité de survenue du CECS est la course alors que chez les militaires le défilé fait aussi partie des conditions déclenchantes. Les auteurs ont essayé de décrire les différences biomécaniques à la course entre les patients CECS et les patients contrôles.
 
Méthodes

Les auteurs ont recruté 20 patients masculins souffrants de CECS du compartiment antérieur et 20 patients masculins contrôle (asymptomatiques). Le diagnostic de CECS a été établi à partir d’un examen clinique et d’une IRM afin d’éliminer une autre pathologie. Les patients CECS ont été recruté au Centre médical de réhabilitation de la Défense et les patients contrôle faisaient tous partie des Forces Armées Anglaises.
Critères d’inclusion : hommes, âgés de 18 à 40 ans, avec un IMC inférieur à 35 et sans différence de longueur des deux membres inférieurs supérieur à 2cm. Les patients CECS devaient avoir une douleur du membre inférieur déclenchée par l’exercice avec un diagnostic de CECS, une IRM négative à d’autres pathologies de membre inférieur, la possibilité de courir sur de courtes périodes sans douleur limitant la performance. Les patients furent soumis à un questionnement précis sur leur historique, un examen physique et un test de provocation de symptômes et acceptés pour l’étude uniquement si la douleur est localisée au niveau du compartiment myofascial antérieur de la jambe. Les patients du groupe contrôle sont acceptés uniquement s’ils sont capables de courir au moins 20 minutes en l’absence de douleur de membre inférieur dans les 12 mois précédant l’étude, aucune autre douleur au moment de l’étude pendant la réalisation d’activité et sans recours à des orthèses.
 
 

• Cinématique et électromyographie

Des marqueurs réfléchissants ont été positionnés au niveau de repères anatomiques spécifiques afin de délimiter 15 segments, incluant le pied, la jambe, la cuisse, le bassin, le tronc, la tête, le bras, l’avant-bras et la main. Les données ont été collectées par un système d’analyse 3D du mouvement composé de 10 caméras (Vitcon MX system).
Les participants ont tout d’abord pu se familiariser à la marche pied nus sur tapis de course et ont ensuite demandé à un membre de l’équipe de recherche d’augmenter la vitesse afin d’arriver à une allure confortable pouvant être maintenue pendant 15 à 30 minutes dans des conditions normales. Cette vitesse a été maintenue pendant deux minutes mais seule la dernière minute a été prise en compte pour les mesures afin de permettre au patient de normaliser au mieux sa façon de courir. Le recueil des données est effectué 5 fois sur 5 secondes avec un intervalle de 5 secondes entre chaque prise. Ce procédé est répété avec les chaussures d’entrainement militaire (Hi-Tec Silver Shadow).
Les données électromyographiques (EMG) ont été collectées par l’intermédiaire de capteurs Trigno sans fils (Delsys Inc.). Les activités EMG du tibial antérieur et du gastrocnémien médial ont été enregistrées de façon bilatérale pendant tous les mouvements de l’étude. Le capteur correspondant au tibial antérieur est localisé au 1/3 d’une ligne tracée entre la tête de la fibula et la malléole médiale. Celui du gastrocnémien médial, à mi-distance sur la droite tracée entre la marge médiale du creux poplité et l’insertion médiale du tendon d’Achille sur le calcanéum.

• Traitement des données et analyse statistique

Les auteurs ont utilisé une technique d’interpolation pour interpréter les résultats bruts lorsque les écarts étaient inférieurs à 14 images. Si les écarts sont supérieurs, le segment entier a été exclus de l’analyse. Les données de la marche ont été normalisées à la taille de la jambe. Les données cinématiques et cinétiques ont été respectivement normalisées à 100% du cycle de marche et à la phase d’appui. L’analyse d’ondelette a été réalisée à l’aide d’un script MATLAB personnalisé, normalisant les résultats à 100% du cycle de marche et réalisant un t-test bootstrapp au niveau de chaque ondelette et de chaque point temporel afin d’identifier les régions du cycle de marche qui sont significativement différentes. L’analyse d’ondelette permet de décrire la puissance du signal de l’EMG.

La vitesse de course a été choisie par les participants eux même, par conséquent, il y a eu des variations de vitesse entre les participants. L'ANCOVA a donc été utilisé pour vérifier que le contrôle des variations de vitesse ne modifie pas l'interprétation des analyses originales. Alpha pour toutes les analyses a été fixé à 0,05. SPSS (v18; SPSS Inc, USA) ou Matlab (v2014a; MathWorks, USA) ont été utilisés pour toutes les analyses.  
 

Résultats

Les patients CECS de l’étude sont globalement plus lourds que les patients contrôles (MCECS : 84,1kg / MCTRL : 76,2kg). Ils ne présentent pas de différence de taille (MCECS :1,77m / MCTRL : 1,79m) mais ont un indice de masse corporelle supérieur (MCECS : 26, 9 / MCTRL : 23,6). La vitesse choisie est légèrement supérieure chez les patients CECS. Une vitesse supérieure nécessite une longueur de foulée supérieure en relation avec la longueur de la jambe dans les données non corrigées. Cette différence est généralement corrigée par le contrôle de la vitesse de course, bien qu’elle reste significative à gauche dans les conditions chaussées.

Tous les participants ont une attaque talon. Les variables cinématiques clés sont présentées graphiquement, les régions où les données diffèrent de façon significative entre les deux groupes sont surlignées sur la figure1.

Les CECS présentent moins d’inclinaison antérieure de tronc et moins de bascule antérieure du bassin durant tout le cycle de course. Pendant la phase d’oscillation finale, les CECS ont un angle d’inclinaison de la jambe se rapprochant plus de la verticale. Pendant la première phase d’oscillation et la phase d’appui terminale, les CECS ont une amplitude plus faible de flexion de hanche. Cependant, ces différences n’apparaissent pas lorsque la vitesse est contrôlée.
Les graphiques relatent les résultats de la jambe gauche dans les conditions « chaussées » comme s’il n’y avait pas de différence entre gauche et droite. La magnitude des différences de mesures angulaires sont présentées dans le tableau 2 et résumées dans la figure 2. Il n’y a pas de différences significatives au niveau de l’intensité des ondelettes ou moment du cycle de marche pour le tibial antérieur et le gastrocnémien médial (Figure 3).
 

Discussion

Cette étude met en évidence les différences biomécaniques entre les patient CECS et les patients contrôles. Les données anthropométriques contrastent avec l’étude précédente (11) qui démontrait que les sujets CECS étaient 10 cm plus petits que les sujets contrôles, sans différence significative au niveau de la masse ou de l’indice de masse corporelle indiquant ainsi qu’une petite stature pourrait être un facteur de risque pour le CECS chez les militaires.
Les résultats complètent ceux trouvés dans la précédente étude (24) montrant que les patients CECS ont des mécaniques de cheville différentes entre la marche et le défilé, mais aucune différence ne survient plus loin dans la chaine cinétique. La localisation de ces différences au niveau du plan de mouvement contrôlé par le tibial antérieur, suggère que ce muscle est fonctionnellement désavantagé chez les patients CECS.
Toutefois, à la course, les principales différences surviennent au niveau du tronc, comme diluées dans la chaine cinétique. L’utilisation du tibial antérieur à la course est réduite en comparaison à la marche rapide expliquant ainsi pourquoi les désavantages sont peu apparents à la course.
Les auteurs ont tenté de modifier le style de course pour diminuer l’activité du compartiment antérieur chez les patients CECS. Cela a entrainé une augmentation de l’inclinaison du tronc vers l’avant, un remplacement de l’attaque talon par une attaque de l’avant pied, une augmentation de la cadence de course et une diminution la longueur des foulées. Les observations cliniques ont également suggéré que les patients avaient des amplitudes de flexion dorsale anormalement élevées pendant le cycle de course et une élévation du talon diminuée au moment de la phase d’oscillation. Alors qu’une diminution de l’ascension du talon a effectivement été observée dans cette étude, aucune différence d’amplitude articulaire ni d’altération de l’activité musculaire au niveau de la cheville n’a été trouvée, ce qui est surprenant car la conséquence attendue de la diminution de l’ascension du talon, serait l’augmentation de la dorsiflexion pendant la phase d’oscillation afin de permettre le dégagement du pied. La similitude de la cinématique articulaire de la cheville observée entre les cas CECS et les contrôles suggère qu'il est peu probable que la technique de course seule soit la seule cause du développement du CECS.
Le manque de différences angulaires au niveau de l'articulation de la cheville suggère qu'il n'y a pas de différence dans la charge mécanique appliquée à la musculature du compartiment antérieur (et donc au fascia par la transmission de la force myofasciale) pendant la course dans cette population. Ceci est confirmé dans une certaine mesure par les analyses EMG.
Les résultats spatiaux-temporels dans l'étude actuelle sont très semblables à ceux rapportés dans l’étude concernant la marche et le défilé (24). L’augmentation de la longueur de la foulée (par rapport à la longueur des jambes) pendant la marche / le défilé reflète les changements induits par l’entrainement militaire ; dans lequel tout le personnel doit circuler à une cadence et une vitesse données. Les cas CECS ont également couru avec une longueur de foulée significativement plus importante (par rapport à la longueur de jambe). Les stratégies de mouvements inculquées expliqueraient les différences de cycle de course observées entre les coureurs de distance entrainés et les sprinteurs courant à la même vitesse (47). Les auteurs pensent qu'un mécanisme similaire se produirait chez les militaires, impliquant le fait que la longueur de foulée augmentée et enregistrée pendant la marche et le défilé se répercuterai sur le cycle de course.
En résumé, cette étude démontre des différences dans la biomécanique à la course chez des patients CECS, présentes avant la survenue de symptômes notables. Ces différences correspondent dans une certaine mesure aux observations cliniques précédemment décrites (15). Cependant, le manque de différences dans la cinématique de la cheville et dans l'activité musculaire du compartiment antérieur suggère que les interventions actuelles de réapprentissage de la course ne prennent pas en compte tous les aspects pathologiques de la course. L'augmentation de la longueur des foulées est un thème redondant dans cette population et les auteurs pensent que cela peut être un élément clé dans le développement de cette pathologie.
 

Article original

Biomechanical differences between cases with suspected chrnic exertional compartment syndrome and asymptomatic controls during running, Andrew Roberts et Al., Gait and Posture 58 (2017) 374-379.
 
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