Evidences scientifiques pour un modèle pathomécanique de la douleur fémoro-patellaire : Déclaration de consensus de la 4ème journée internationale de recherche sur la douleur fémoro-patellaire, Manchester, Royaume-Uni : partie 3
Powers CM et al.
L'étiologie de la douleur fémoro-patellaire (PFP) est une interaction complexe entre diverses influences anatomiques, biomécaniques, psychologiques, sociales et comportementales. De nombreux facteurs associés à la PFP ont été rapporté dans la littérature, mais l'interaction entre ces facteurs de risque proposés et l'entité clinique du PFP reste peu claire (figure 1).
Le but de ce document consensuel est de placer les facteurs associés connus dans le contexte d'un modèle pathomécanique de PFP. Une hypothèse sous-jacente du modèle pathomécanique proposé est que la PFP est associée à un chargement anormal de l'articulation fémoro-patellaire (stress articulaire élevé).
Dans ce modèle, une charge anormale pourrait affecter les diverses structures fémoro-patellaires qui peuvent contribuer à la symptomatolgie (l'os sous-chondral, le coussinet adipeux infra patellaire, le rétinaculum et les structures ligamentaires). Cependant, les sources tissulaires spécifiques liées à la PFP ne sont pas connues.
L'expérience de la PFP ne se limite pas à la nociception. Les personnes atteintes de PFP persistant présentent un schéma nociceptif anormal (hyperalgésie mécanique étendue, modulation de la douleur avec facultés affaiblies), un schéma somatosensoriel modifié (impliquant une douleur neuropathique), une fonction sensorimotrice altérée et certains facteurs psychologiques (catastrophisation et kinésiophobie).
La quantité et la qualité de la recherche sur les voies non-'patho-mécaniques 'vers le PFP évoluent et seront incluses dans les futures déclarations de consensus émanant de l’International Patellofemoral Pain Research Retreats.
Figure 1 : Aperçu schématique des voies potentielles vers un stress élevé de l'articulation fémoro-patellaire (FJP), un contributeur proposé à la douleur fémoro-patellaire.
Lors de la 4e Retraite internationale de recherche sur la douleur fémoro-patellaire, le Dr Christopher Powers a présenté un projet de modèle physiopathologique, basé sur les déclarations de consensus antérieures des trois précédentes retraites. Lors de la réunion, tous les participants (cliniciens-chercheurs et chercheurs) ont participé à une discussion approfondie du projet de modèle, et ont convenu du cadre général (figure 1).
Le document actuel n'inclut pas les facteurs de risque d'arthrose fémoro-patellaire. Il convient également de noter que les facteurs et énoncés associés dans le présent document ne concernent que la PFP et non l'instabilité patellaire. Bien qu'il soit probable que de nombreux facteurs associés au PFP jouent également un rôle dans l'instabilité patellaire (en particulier les facteurs anatomiques et biomécaniques), la recherche qui a formé la base de ce document a principalement porté sur les personnes souffrant de douleur.
Le document de consensus actuel devrait être considéré comme un « document évolutif » et sera révisé et modifié au besoin lors de futures retraites en fonction des résultats de la recherche. Entre-temps, il est prévu que ce document servira de base pour formuler les questions de recherche liées au PAFP et fournir aux cliniciens une synthèse contemporaine des données probantes actuelles.
Énoncé 1. Les personnes atteintes de PFP présentent une tension articulaire, cartilagineuse et osseuse élevée au cours des tâches fonctionnelles. Cependant, cette constatation n'est pas cohérente entre les études. Actuellement, aucune étude prospective n'a lié le stress mécanique élevé au développement de la PFP.
Les personnes atteintes de PFP présentent un stress de l’articulation fémoro-patellaire (PFJ) plus important pendant la marche, ainsi qu'un stress cartilagineux patellaire et une déformation osseuse lors de l'accroupissement (45 ° flexion du genou).
Cependant, des études évaluant la PFJ et le stress cartilagineux patellaire n’ont pas constaté de différence entre les personnes avec et sans PFP. De même, les réductions du stress de la PFJ induites par attelle pendant la marche ont entraîné une diminution immédiate des symptômes.
Le mécanisme exact par lequel une charge articulaire élevée peut contribuer au PFP n'est pas clair. La surcharge répétée de la PFJ peut augmenter l'activité métabolique osseuse sous-chondrale patellaire et / ou augmenter la teneur en eau osseuse patellaire. Une teneur en eau élevée pourrait augmenter la pression intra-osseuse dans la rotule, stimulant ainsi les nocicepteurs.
À l'appui de cette hypothèse, il a été rapporté que les coureurs ayant une PFP présentaient une teneur élevée en eau osseuse et que le PFP induit par la course fluctuait en fonction des changements de cette teneur.
Énoncé 1.1. Un stress articulaire fémoro-patellaire élevé peut résulter d'une diminution de la zone de contact chez les personnes atteintes de PFP, mais cela est variable et dépend probablement de l'angle de flexion du genou.
Le stress articulaire fémoro-patellaire élevé pendant la marche chez les personnes atteintes de PFP est le résultat d'une diminution de la surface de contact. Cependant, la diminution de la zone de contact dans cette population semble dépendre de l'angle de flexion du genou.
Certaines études ont trouvé une différence dans la zone de contact disponible à des angles de flexion de genou relativement plus élevés entre les personnes avec et sans PFP. Le principe selon lequel la zone de contact restreinte chez les personnes atteintes de PFP peut dépendre de la flexion du genou est corroboré par les résultats de recherche indiquant une diminution à 20 °, mais pas 40 ° de flexion du genou.
Énoncé 1.1a. Un mauvais alignement patellaire et / ou un défaut d’engagement chez les personnes atteintes de PFP peuvent contribuer à une diminution de la zone de contact, mais seulement chez un sous-groupe de personnes souffrant de PFP.
Une revue systématique de 40 études a montré que le déplacement rotulien latéral chez les personnes souffrant de PFP est plus prononcé lors de l'extension du genou.
Bien que les personnes atteintes de PFP présentent un défaut d'alignement patellaire et / ou une cinématique rotulienne altérée, ce résultat n'est pas constant dans toutes les études.
En outre, des résultats contradictoires peuvent être attribués à des différences dans les méthodes utilisées pour quantifier le suivi patellaire (IRM dynamique, tomodensitométrie et autres), les conditions dans lesquelles l'alignement patellaire a été quantifié (statique vs dynamique), les mesures spécifiques et les référentiels utilisés (2D vs 3D).
Énoncé 1.1a.1. Une faiblesse du quadriceps est une constatation fréquente chez les personnes atteintes de PFP, mais son rôle dans le mauvais alignement et / ou le défaut d’engagement patellaire n'est pas clair.
Une faiblesse généralisée du quadriceps et / ou une atrophie sont évidentes dans le PFP idiopathique. Une atrophie isolée du vaste interne (VM) n'a pas été rapporté de façon constante. De même, l'amplitude modifiée et / ou le moment de l'activation du VM (déterminée par électromyographie) par rapport au vaste latéral (VL) ne sont pas systématiquement impliqués dans le PFP.
Néanmoins, la faiblesse du quadriceps, ainsi que l’activation retardée du VM par rapport au VL, est associée au développement du PFP.
Les études cadavériques démontrent que le déséquilibre de la force musculaire simulé du VM par rapport au VL entraîne un déplacement rotulien latéral, une inclinaison et des pressions de contact accrues sur la facette rotulienne latérale.
Une activation réduite et / ou une synchronisation retardée du VM par rapport au VL sont associées à une augmentation de l'inclinaison et du déplacement patellaire latérale.
Cependant, l'implication de cette activation altérée par rapport à la cinématique patellaire n'est pas claire.
Énoncé 1.1a.2. La rotation interne du fémur peut contribuer à un mauvais alignement patellaire et à un défaut d’engagement.
En chaine cinétique fermée, la rotation interne du fémur sous la rotule est un facteur important de l'inclinaison patellaire latérale et du déplacement. La cinématique fémoro-patellaire altérée chez les femmes souffrant de PFP est associée à une rotation interne excessive du fémur lors du single-leg squat mesurée par IRM.
Énoncé 1.1a.3. Il existe des preuves que les personnes atteintes de PFP présentent des déficiences liées aux contraintes des tissus mous, et que ces déficiences peuvent contribuer à un mauvais alignement patellaire et / ou un défaut d’engagement.
Les personnes atteintes de PFP ont une bandelette ilio-tibiale plus rigide et plus épaisse par rapport aux individus sains. D'après des études in vivo et cadavériques, la tension de la bandelette ilio-tibiale a un effet important sur l'alignement patellaire et la translation patellaire latérale. Actuellement, on ne sait pas si ces altérations structurelles de la bandelette ilio-tibiale sont une adaptation ou une cause d'inclinaison latérale de la rotule.
Bien que la laxité ligamentaire ait été proposée comme facteur de risque d'instabilité patellaire, une mobilité passive accrue de la patella n'a pas été rapportée chez les personnes atteintes de PFP.
Cependant, la laxité ligamentaire généralisée est associée au développement de la PFP.
Énoncé 1.1a.4. L'alignement rotulien et la cinématique fémoro-patellaire sont influencés par la géométrie osseuse du fémur, la hauteur patellaire, mais pas par l'angle statique du quadriceps (angle Q).
L'angle sulcus et l'inclinaison du condyle fémoral latéral sont des déterminants importants du mauvais alignement patellaire.
La hauteur de la rotule dans la rainure trochléenne est un facteur important de mal alignement. L'inclinaison rotulienne latérale et le déplacement sont plus fréquents chez les personnes atteintes de patella alta que chez les personnes ayant une hauteur patellaire normale. De plus, la hauteur rotulienne est le meilleur prédicteur structurel de l'inclinaison patellaire latérale à 0° de la flexion de genou.
Les personnes atteintes de patella alta présentent une zone de contact restreinte pour un angle de flexion de genou donné et un stress fémoro-patellaire plus élevé pendant la marche rapide.
Une revue systématique des études prospectives indique que l'angle Q en tant que mesure statique n'est pas un facteur de risque pour la PFP. D'après les mesures IRM, l'angle Q statique ne représente pas la ligne d'action du quadriceps, et cette mesure ne devrait pas être utilisé pour déduire la cinématique fémoro-patellaire.
Énoncé 1.2. Les forces de réaction articulaire fémoro-patellaire (PF) chez les personnes atteintes de PFP diffèrent de celles des individus sains.
L'altération de la cinématique de l'articulation fémoro-tibiale dans les plans sagittal, frontal et transversal peut influencer l'amplitude et la direction du vecteur de force de réaction de l'articulation PF résultant.
Dans le plan sagittal, on s'attend à ce qu'une plus grande flexion du genou augmente la composante postérieure (compression) du vecteur de force de réaction de l'articulation fémoro-patellaire.
Cependant, la flexion du genou chez les personnes atteintes de PFP peut représenter une stratégie compensatoire pour minimiser la charge articulaire pendant les tâches fonctionnelles. Cependant, la constatation d’une flexion de genou réduite pendant les tâches ambulatoires n'est pas constante dans toutes les études.
Fait intéressant, il a été signalé qu’une flexion de genou réduite lors d’une tâche de réception est un facteur de risque pour le développement du PFP.
L'augmentation du mouvement dans le plan frontal (abduction ou valgus) peut augmenter la composante latérale du vecteur de force de réaction de l'articulation fémoro-patellaire (PFJRF).
Bien que les personnes souffrant de PFP présentent une augmentation de l'abduction du genou pendant la marche et des tâches simples telles que squat et la réception de saut, une abduction du genou accrue n'ont pas été signalé pendant la descente d’escalier ou la course.
Il est important de noter que les mesures 2D du valgus du genou peuvent prédire le développement de la PFP.
La rotation tibio-fémorale à plan transversal peut également affecter la composante dirigée latéralement du vecteur PFJRF, l'influence étant dépendante du mouvement segmentaire relatif. Par exemple, la rotation interne du fémur par rapport au tibia peut augmenter les forces dirigées latéralement agissant sur la rotule, tandis que la rotation interne du tibia par rapport au fémur entraînerait une réduction des forces dirigées latéralement agissant sur la rotule.
Les femmes avec PFP présentent des degrés plus élevés de rotation externe du genou lors des squats, des sauts et à la course, de plus grands degrés de rotation interne du genou ont été rapporté chez des personnes avec PFP pendant la descente d'escalier. Il convient de noter que la découverte d'une rotation tibio-fémorale anormale pendant la descente d'escalier n'est pas uniforme d'une étude à l'autre.
Énoncé 1.2a.1. L'altération de la cinématique de l'articulation fémoro-tibiale dans les plans sagittal, frontal et transversal peut influencer la zone de contact disponible pour répartir les forces de réaction de l'articulation PF.
La zone de contact articulaire fémoro-patellaire augmente avec la flexion du genou, et une flexion de genou réduite pendant les tâches dynamiques telles que la marche et la course pourrait réduire la surface de contact disponible pour répartir les forces de réaction articulaire PF.
La rotation interne du fémur par rapport au tibia est associée à une réduction de la surface de contact et à un stress cartilagineux élevé à 15 et 45 ° de flexion du genou.
Cependant, cette association n'a pas été observée à 60 °, ce qui suggère que l'influence de la rotation tibio-fémorale sur la zone de contact est moins prononcée à des angles de flexion de genou plus grands.
La rotation externe du tibia par rapport au fémur peut réduire la zone de contact et augmenter la pression de PFJ, tandis que la rotation interne a peu d'impact.
De petits degrés de valgus du genou simulés (5 °) n'affectent pas la cinématique fémoro-patellaires. Cependant, une variation de 10 ° de l'alignement frontal augmente de 45% les pressions articulaires fémoro-patellaires. Il est intéressant de noter que les pressions de contact élevées observées se sont produites sans modification de la zone de contact suggérant que la découverte d'un stress fémoro-patellaire élevé était probablement lié à l'augmentation de la PFJRF dirigée latéralement.
Énoncé 1.2a.2. Les personnes atteintes de PFP présentent une altération de la cinématique de la hanche. Cependant, les résultats ne sont pas cohérents dans toutes les études.
Étant donné que l'articulation de la hanche partage un segment commun avec l'articulation fémoro-tibiale, une cinématique anormale de la hanche pourrait contribuer à l’altération de la cinématique fémoro-tibiale décrite ci-dessus (déclaration 1.2a).
Les mouvements d’adduction de la hanche et d’abduction du genou sont significativement corrélés, ce qui entraîne un déplacement médial du genou.
La rotation interne de hanche était également corrélée avec l'abduction du genou lors du single-leg squat.
Les personnes atteintes de PFP présentent une adduction excessive de la hanche au cours d'un large éventail de tâches fonctionnelles, comprenant la course, la marche et la réception de saut. Les résultats de deux revues systématiques ont conclu à une association modérée entre l'adduction de la hanche et la PFP.
De plus, une étude prospective a rapporté que l'adduction de la hanche était significativement plus importante chez les coureurs ayant développé un PFP.
De même, les personnes atteintes de PFP présentent une rotation interne excessive de la hanche pendant la course, la marche et la réception d'un saut.
Une revue systématique a également identifié une association modérée entre la rotation interne de la hanche pendant la course et la PFP.
Fait intéressant, une rotation interne de la hanche inférieure à la normale a été observée pendant la marche chez les personnes atteintes de PFP, ce qui peut représenter une stratégie compensatoire pour éviter la douleur.
Énoncé 1.2a.2a. Bien qu’un déficit de performance des muscles de la hanche soit systématiquement rapporté chez les personnes atteintes de PFP, il n'y a pas de signe d’anomalie structurelle de la hanche / du fémur chez les personnes atteintes de PFP.
Deux revues systématiques distinctes ont indiqué que les personnes souffrant de PFP présentaient des déficits de force dans l'extension de hanche, l'abduction et la rotation externe, mais la force de la hanche et le risque de développer une PFP n'étaient pas associés.
En fait, la force d'abduction de la hanche et la force des rotateurs externes étaient plus élevées chez les personnes ayant développé par la suite un PFP.
Cette divergence pourrait refléter la relation imprécise entre la force de la hanche et la cinématique de la hanche et du genou. Il est possible que la faiblesse de la hanche se développe à la suite de la PFP.
Deux anomalies osseuses peuvent influencer la cinématique de hanche dans le contexte du PFP :
- L’antéversion fémorale excessive.
- L’augmentation de l'inclinaison du col fémoral (coxa valga).
Bien qu'une antéversion fémorale accrue puisse contribuer à une rotation excessive de la hanche, cette anomalie n'est pas apparente chez les personnes atteintes de PFP.
En outre, le coxa valga peut contribuer à diminuer le bras de levier du moyen fessier.
Bien que les femmes atteintes de PFP présentent des degrés de coxa valga supérieurs à ceux des témoins en bonne santé, la différence signalée était relativement faible (4,4 °) et probablement de faible pertinence clinique.
Énoncé 1.2a.3. Une rotation excessive du tibia accompagne la pronation de l'articulation sous-talienne et peut contribuer à la dysfonction fémoro-patellaire. Alors qu'un sous-ensemble de personnes souffrant de PFP peut présenter une cinématique du pied modifiée, les mesures de la fonction dynamique du pied ne sont pas systématiquement associées au PFP.
Une pronation excessive de l’articulation sous-talienne peut entraîner une plus grande rotation du tibia.
L'examen de 24 études de cas-témoins a révélé que les personnes atteintes de PFP manifestent des tendances à l'éversion excessive et retardée de l'arrière-pied pendant la marche et la course.
Cependant, la fonction dynamique du pied n'a pas émergé comme un facteur de risque pour le développement du PFP. La divergence entre les études transversales et prospectives peut être liée à la quantification de la pronation (mouvement médio-pied vs arrière pied), et les actions de couplage variables du médio-pied, de l'arrière-pied, du tibia et du fémur chez les individus.
À ce jour, une seule étude a trouvé une corrélation entre l'éversion de l'arrière-pied et la cinématique des membres inférieurs chez les personnes atteintes de PFP (adduction de hanche) ; cependant, la relation signalée était modérée (r = 0,48).
Une étude prospective a rapporté que les personnes qui développaient un PFP avaient une pression latérale significativement plus importante au niveau de l'arrière pied pendant la marche, ce qui suggère pronation réduite.
Énoncé 1.2a.3a. Les personnes atteintes de PFP présentent des déficiences physiques au pied et à la cheville qui correspondent à une pronation excessive du pied, mais ces résultats ne sont pas universels.
Les personnes avec PFP présentent un varus de l'arrière-pied et de l'avant-pied, une chute naviculaire, et une rigidité du mollet. Cependant, ce résultat n'est pas universel dans toutes les études.
De même, les mesures statiques de la posture du pied ne sont pas associées au PFP dans toutes les études.
Bien qu'il existe certaines indications que la posture du pied peut être associée à certaines mesures de la fonction dynamique, il existe peu de preuves qu'une posture du pied soit associée au développement de la PFP.
La mobilité du pied et de la cheville (dorsiflexion limitée de la cheville) est associée à une diminution de la qualité du mouvement lors du step down test.
Énoncé 1.2b. Les personnes atteintes de PFP présentent des différences dans la cinétique fémoro-tibiale dans les trois plans de mouvement par rapport aux individus sains. Cependant, il existe des incohérences entre les études.
Une cinétique altérée de l'articulation tibio-fémorale dans le plan sagittal peut influencer l'amplitude de la PFJRF. Conformément à la découverte d’un PFJRF plus faible dans cette population, les personnes atteintes de PFP présentent une co-contraction musculaire plus importante au niveau du genou (quadriceps-ischio-jambiers) et des moments d'extension du genou plus bas pendant la marche, la montée d’escaliers, et la course.
Dans le plan frontal, un moment d’abduction du genou accru à également été rapporté lors de la marche et de la course.
Dans le plan transversal, les personnes atteintes de PFP présentent une augmentation des moments de rotations externes du genou lors de l’appui, comparativement aux témoins appariés selon l'âge et le sexe.
L'augmentation des moments d'abduction du genou lors du drop jump peut prédire le développement d’un PFP chez les jeunes athlètes féminines.
Les tendances cinétiques affichées par les personnes atteintes de PFP peuvent être accompagnées d'une cinématique anormale décrite dans l’énoncé 1.2a.
Énoncé 1.2b.1. Les personnes avec PFP présentent des différences dans les forces de réaction au sol par rapport aux individus sans douleur, mais les résultats de l'étude sont incompatibles.
Par rapport aux contrôles sains, les personnes avec PFP ont des forces de réaction au sol et des taux de mise en charge plus faibles pendant la marche libre et rapide, des vitesses de chargement supérieures à la normale pendant la marche et pas de différence de charge verticale.
Bien qu'une réaction au sol et des taux de charge plus élevés dans les escaliers aient été associés à la douleur et à l'état fonctionnel, l'influence du taux de charge de la force verticale sur la charge articulaire fémoro-patellaire n'a pas été établie.
Énoncé 1.2b.2. Les personnes atteintes de PFP présentent des différences dans la cinématique du tronc par rapport aux individus sans douleur, mais les résultats ne sont pas cohérents.
La posture du tronc dans le plan sagittal a le potentiel d'influencer le moment d’extension du genou et, par conséquent, la PFJRF. Par exemple, courir avec une posture du tronc plus droite est associé à des moments d'extension du genou plus élevés, à des PFJRF et à un stress PFJ plus élevé par rapport à une course avec un tronc plus fléchi.
Les personnes atteintes de PFP présentent également une cinématique du tronc altérée dans le plan frontal. Plus précisément, les personnes atteintes de PFP présentent une inclinaison du tronc ipsilatéral pendant les tâches unipodales (single-leg squat, saut / réception).
Une inclinaison du tronc du côté de la jambe d’appui déplacerait le centre de masse du corps vers le membre d'appui, augmentant ainsi le moment d’abduction du genou.
Énoncé 1.2b.2a. Une altération de la performance des muscles de la hanche et du tronc peut contribuer à modifier la cinématique du tronc chez les personnes atteintes de PFP. Cependant, il y a des incohérences entre les études.
Une cinématique anormale du tronc dans les plans frontal et sagittal peut être une stratégie compensatoire liée à la diminution de la force de la hanche. Les coureurs ayant une faiblesse des extenseurs de hanche adoptent une posture du tronc plus droite pour réduire la demande sur les extenseurs, tandis que les coureurs avec une plus grande force d'extension de la hanche courent avec un tronc plus en avant.
En outre, l’inclinaison homolatéral du tronc chez les personnes avec PFP a été rapporté pour être une compensation d’une faiblesse des abducteurs de hanche de membre d'attitude.
Il a également été démontré que la force du tronc est corrélée avec l'abduction du genou pendant la phase d’appui, ainsi qu'avec la fonction auto-déclarée chez les personnes atteintes de PFP.
Énoncé 1.2c. Les personnes atteintes de PFP présentent une raideur du quadriceps et des muscles ischio-jambiers. Cependant, les études prospectives reliant la raideur musculaire au développement de la PFP sont incompatibles.
Bien que les personnes souffrant de PFP aient des muscles ischio-jambiers plus courts que les témoins asymptomatiques, une raideur des ischio-jambiers ne prédit pas le développement d’un PFP.
Plusieurs études rapportent que les personnes souffrant de PFP présentent une raideur du quadriceps, et un muscle quadriceps raccourci s'est avéré être un prédicteur du développement de la PFP.
Énoncé 1.3. L'épaisseur réduite du cartilage patellaire peut contribuer à une charge articulaire élevée.
Une réduction de l'épaisseur du cartilage rotulien a été associée à une augmentation de la déformation osseuse patellaire et à une diminution des capacités de déformation du cartilage patellaire.
L'épaisseur réduite du cartilage s'est également avérée entraîner une contrainte cartilagineuse élevée pour une charge donnée.
Ainsi, une diminution de l'épaisseur du cartilage patellaire peut contribuer à un cercle vicieux de la pathologie articulaire fémoro-patellaire (épaisseur réduite du cartilage → stress cartilagineux élevé → réduction supplémentaire de l'épaisseur du cartilage → arthrose fémoro-patellaire (PFJOA)).
Il a été rapporté que les personnes ayant une charge fémoro-patellaire élevée présentaient une diminution de l'épaisseur et une diminution du comportement déformationnel du cartilage patellaire par rapport aux témoins appariés selon l'âge et l'activité.
Cependant, la découverte d'une diminution de l'épaisseur du cartilage dans cette population n'est pas uniforme d'une étude à l'autre.
Article de référence
Powers, C. M., Witvrouw, E., Davis, I. S., & Crossley, K. M. (2017). Evidence-based framework for a pathomechanical model of patellofemoral pain: 2017 patellofemoral pain consensus statement from the 4th International Patellofemoral Pain Research Retreat, Manchester, UK: part 3. Br J Sports Med, bjsports-2017.