Mieux comprendre les changements de direction
Les changements de directions (COD) sont responsables de nombreux pathomécanismes non contact quand ils sont mal effectués. Pour prévenir ces pathomécanismes et/ou performer cette gestuelle devenue importante dans la plus part des sport explosifs et collectifs, il est indispensable de mieux comprendre les paramètres des COD.
Les forces de compression tibio-fémorales subies pendant des activités fonctionnelles sont essentielles pour maintenir la stabilité tibiofémorale. Des études antérieures ont montré que l’ensemble des muscles en lien direct avec le genou (Knee Spanning) et à distance du genou (Non Knee Spanning) contribuent aux forces de compression de l'articulation tibiofémorale pendant la marche ou la course mais aucune étude ne s’est intéressée aux activités plus complexes telles que les changements de direction (COD).
Par conséquent, le but de l' étude "Muscle contributions to medial and lateral tibiofemoral compressive loads during sidestep cutting" par Maniar et al. était d’examiner le mécanisme des muscles contribuant aux force de compression tibio-fémorales sur les compartiments médiaux et latéraux lors d'une tâche à fort impact qui met à l'épreuve la stabilité de l'articulation du genou. Plus précisément, les auteurs ont calculé la contribution des muscles « knee spanning » et « Non knee spanning » sur la charge compressive du compartiment tibiofémoral médial et latéral lors d’un changement de direction non anticipé.
Anthony Comptour vous propose la synthèse - traduction de cette étude pre-proof prévue en publication le 5 mars 2020 dans Journal of Biomechanics .
Les forces de compression tibio-fémorales subies pendant des activités fonctionnelles sont essentielles pour maintenir la stabilité tibiofémorale. Des études antérieures ont montré que l’ensemble des muscles en lien direct avec le genou (Knee Spanning) et à distance du genou (Non Knee Spanning) contribuent aux forces de compression de l'articulation tibiofémorale pendant la marche ou la course mais aucune étude ne s’est intéressée aux activités plus complexes telles que les changements de direction (COD).
Par conséquent, le but de l' étude "Muscle contributions to medial and lateral tibiofemoral compressive loads during sidestep cutting" par Maniar et al. était d’examiner le mécanisme des muscles contribuant aux force de compression tibio-fémorales sur les compartiments médiaux et latéraux lors d'une tâche à fort impact qui met à l'épreuve la stabilité de l'articulation du genou. Plus précisément, les auteurs ont calculé la contribution des muscles « knee spanning » et « Non knee spanning » sur la charge compressive du compartiment tibiofémoral médial et latéral lors d’un changement de direction non anticipé.
Anthony Comptour vous propose la synthèse - traduction de cette étude pre-proof prévue en publication le 5 mars 2020 dans Journal of Biomechanics .
Méthodes
- Des expériences de capture de mouvement ont été menées en utilisant huit hommes actifs et en bonne santé (âge, 27 ± 4 ans; taille, 1,77 ± 0,09 m; masse, 78 ± 13 kg), exempts de blessures musculo-squelettiques graves actuelles ou antérieures susceptibles d'influencer leur capacité à effectuer la tâche requise.
- Les trajectoires des marqueurs tridimensionnels (échantillonnés à 200 Hz), les forces de réaction au sol (GRF, échantillonnées à 1000 Hz) et les signaux électromyographiques de surface (EMG, échantillonnés à 1000 Hz) ont été collectés de manière synchrone pendant que les participants effectuaient une tâche de COD non anticipée à 45 °. Plus précisément, les participants ont effectué deux sauts de 1,35 m sur leur membre dominant, suivis d'un changement rapide de direction imprévu. Lors de l'atterrissage depuis le deuxième saut (sur la plaque de force), les participants ont crocheté à un angle de 45 ° vers la gauche ou la droite, selon le signal fourni par un système de porte de chronométrage qui a été délivré ~ 450 ms avant le contact avec le pied. Seuls les COD non planifiés ont été analysés dans cette étude (c'est-à-dire le COD du côté opposé de la jambe d'appui).
- OpenSim® aétait utilisé pour effectuer des simulations musculo-squelettiques afin de calculer la contribution de chaque muscle du membre inférieur sur la charge compressive de chaque compartiment du genou. Les auteurs ont analysé qualitativement la contribution, variable dans le temps, de chaque muscle majeur, à la force de compression du compartiment tibiofémoral pendant toute la phase d'appui du COD. Plus précisément, la force de contact de chaque muscle a été intégrée en fonction du temps et les contributions musculaires ont été combinées selon des groupes anatomiques et fonctionnels similaires.
- Les muscles qui ne se sont pas révélés apporter une contribution significative aux forces de compression tibio-fémorales ont été négligés (Ex : Ischios Jambiers bi-articulaire interne VS externe)
Résultats/discussion
=> Lors du COD, l'effet global de la majorité des muscles était de générer des forces de compression dans les deux compartiments tibio-fémoraux, tandis que quelques muscles produisaient une charge sur un compartiment spécifique (figure 1).
=> Les muscles contribuant le plus aux compressions du compartiment médial étaient les vastes (673 Ns), le grand fessier (175 Ns), le moyen fessier (143 Ns) et le gastrocnémien médial (104 Ns).
=> Les plus grands contributeurs aux forces de compression du compartiment latéral étaient les Vastes (745 Ns), les adducteurs (162 Ns), le soléaire (143 Ns) et les deux chefs gastrocnémiens (latéral, 119 Ns; médial, 95 Ns).`
=> Les forces de compression des gastrocnémiens médiaux et latéraux se sont produites pendant la seconde moitié du mouvement (figure 2A et C). Les autres principaux contributeurs (gluteus medius, gluteus maximus, soléaire et vastes) ont généré des forces de compression tout au long de la phase de COD, atteignant généralement un pic vers le milieu de l’action (figure 2).
=> Le soléaire a permis la plus grande décompression du compartiment médial (68 Ns), tandis que le grand fessier (48 Ns) et le moyen fessier (57 Ns) présentent le plus grand potentiel de décompression du compartiment latéral. Ces muscles ont tous eu tendance à générer de petites forces de décompression pendant la majorité de la phase d'appui (figures 2B et D). Cependant aucun muscle ne décompressait simultanément les deux compartiments.
=> Les adducteurs ont une compression nette du compartiment médian de ~ 0 Ns, mais ce résultat est la conséquence de deux pics de force de décompression distincts qui se sont produits au cours de la position initiale et finale (d’environ 20%), surpassant la force de compression prédominante qui était présente au milieu du COD.
=> Lors du COD, l'effet global de la majorité des muscles était de générer des forces de compression dans les deux compartiments tibio-fémoraux, tandis que quelques muscles produisaient une charge sur un compartiment spécifique (figure 1).
=> Les muscles contribuant le plus aux compressions du compartiment médial étaient les vastes (673 Ns), le grand fessier (175 Ns), le moyen fessier (143 Ns) et le gastrocnémien médial (104 Ns).
=> Les plus grands contributeurs aux forces de compression du compartiment latéral étaient les Vastes (745 Ns), les adducteurs (162 Ns), le soléaire (143 Ns) et les deux chefs gastrocnémiens (latéral, 119 Ns; médial, 95 Ns).`
=> Les forces de compression des gastrocnémiens médiaux et latéraux se sont produites pendant la seconde moitié du mouvement (figure 2A et C). Les autres principaux contributeurs (gluteus medius, gluteus maximus, soléaire et vastes) ont généré des forces de compression tout au long de la phase de COD, atteignant généralement un pic vers le milieu de l’action (figure 2).
=> Le soléaire a permis la plus grande décompression du compartiment médial (68 Ns), tandis que le grand fessier (48 Ns) et le moyen fessier (57 Ns) présentent le plus grand potentiel de décompression du compartiment latéral. Ces muscles ont tous eu tendance à générer de petites forces de décompression pendant la majorité de la phase d'appui (figures 2B et D). Cependant aucun muscle ne décompressait simultanément les deux compartiments.
=> Les adducteurs ont une compression nette du compartiment médian de ~ 0 Ns, mais ce résultat est la conséquence de deux pics de force de décompression distincts qui se sont produits au cours de la position initiale et finale (d’environ 20%), surpassant la force de compression prédominante qui était présente au milieu du COD.
Conclusion
Cette étude a examiné les contributions musculaires aux forces de compression tibio-fémorales sur le compartiment médial et latéral du genou, pendant une tâche de COD non anticipée. Les muscles dit « Knee spanning » et « Non Knee spanning » se sont révélés contribuer à la charge des compartiments médiaux et latéraux de l’articulation tibiofémoral. La plupart des muscles avaient tendance à comprimer les deux compartiments, tandis que certains muscles avaient tendance à exercer un effet opposé sur chaque compartiment.
Cette étude a examiné les contributions musculaires aux forces de compression tibio-fémorales sur le compartiment médial et latéral du genou, pendant une tâche de COD non anticipée. Les muscles dit « Knee spanning » et « Non Knee spanning » se sont révélés contribuer à la charge des compartiments médiaux et latéraux de l’articulation tibiofémoral. La plupart des muscles avaient tendance à comprimer les deux compartiments, tandis que certains muscles avaient tendance à exercer un effet opposé sur chaque compartiment.
L'article
N. Maniar, A.L. Bryant, P. Sritharan, A.G. Schache, D.A. Opar, Muscle contributions to medial and lateral tibiofemoral compressive loads during sidestep cutting, Journal of Biomechanics (2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2020.109641
N. Maniar, A.L. Bryant, P. Sritharan, A.G. Schache, D.A. Opar, Muscle contributions to medial and lateral tibiofemoral compressive loads during sidestep cutting, Journal of Biomechanics (2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2020.109641