Matériel et Méthodes

Pour cette étude, 3 sujets sportifs (2 hommes, 1 femme, âge moyen 25,6 ± 0,6 ans) ont réalisé, après une acquisition statique, 5 types de mouvements : marche, course rapide, demi- squat, counter-movement jump avec descente maximale du centre de gravité (CMJ) et série de coups de pieds (kicks). 19 marqueurs rééchissants ont été placés sur des points anatomiques pour dénir les repères du bassin, des fémurs et des pieds ainsi que de l'ensemble tibia-bula, de façon similaire à ce qui est réalisé le plus souvent pour l'analyse de mouvement du membre inférieur (annexe D) :

 les 4 épines iliaques (RASIS, LASIS, RPSIS, LPSIS), pour la construction du repère bassin. Un marqueur auxiliaire (PEL) a été placé sur le bassin en position postérieure, entre les deux épines iliaques postérieures, pour permettre l'obtention du repère bassin même lorsque les épines iliaques antérieures sont occultées, notamment au cours des mouvement de coups de pieds ou de CMJ, par application de l'hypothèse des corps rigides (cf note technique2) ;

 les condyles fémoraux médiaux (MC) et latéraux (LC), pour la construction du repère fémur ;

 les malléoles médiales (MM) et latérales (LM), pour la construction du repère tibia- bula ;

 le calcaneus (CAL) et les premier et cinquième métatarses (1MT, 5MT), pour la construc- tion du repère pied.

Figure 3.1. Origine de l'artefact de dislocation rencontré avec la méthode des clusters rigides.

Figure 3.2. Calcul de la trajectoire du point anatomique moyen du condyle médial au cours d'un appui.

Les positions des centres articulaires des hanches (HJC), utilisées pour la construction des repères fémurs, ont été déterminées en utilisant la méthode deBell et al.(1990) dans le repère bassin.

Quatre clusters rigides en PVC incurvé, disposant chacun de 4 marqueurs rééchissants, ont été strappés sur les cuisses et les jambes des sujets. Ces clusters seront désignés comme clusters cuisses et clusters jambes dans cette étude. Les trajectoires des marqueurs ont été enregistrées par un système Vicon à 13 caméras (Oxford Metrics, Oxford, UK) à 300 Hz. Pour les 3 méthodes analysées dans cette étude, les points anatomiques nécessaires à la construction des repères du bassin et des pieds ont été calculés de la même façon. En revanche, ces méthodes diéraient au niveau de la détermination des points anatomiques des têtes fémorales, des condyles fémoraux médiaux et latéraux et des malléoles médiales et latérales :

1. Méthode des marqueurs cutanés (MC) :

HJC : à partir du repère bassin ;

MC, LC, MM et LM : directement par la position des marqueurs cutanés.

2. Méthode des clusters rigides (CR) :

L'acquisition statique permet d'obtenir la position des points anatomiques du segment dans le repère du cluster. Ainsi, on peut recalculer la position de ces points anatomiques au cours du mouvement par l'intermédiaire du repère du cluster. Chacun des point ana- tomiques est déterminé de deux façons :

HJC : à partir du repère bassin et à partir du repère du cluster cuisse ;

MC et LC : à partir du repère du cluster cuisse et à partir du repère du cluster jambe ; MM et LM : à partir du repère du cluster jambe et à partir du repère pied.

3. Méthode des points anatomiques moyens (CAM) :

Il a été vu que, pour la méthode des clusters rigides, les points anatomiques des têtes fémorales, des condyles fémoraux médiaux et latéraux et des malléoles médiales et laté- rales pouvaient être calculés de deux façons distinctes, à partir des repères des segments sus-jacents et sous-jacents. Pour la méthode CAM, la position de ces points anatomiques est dénie de manière unique comme le milieu des deux positions de la méthode CR :

HJC : déni comme le milieu entre la position de ce point calculée à partir du repère bassin et celle calculée à partir du repère du cluster cuisse ;

MC et LC : dénis comme les milieux entre les positions de ces points calculées à partir du repères du cluster cuisse et celles calculées à partir du cluster jambe ;

MM et LM : dénies comme les milieux entre les positions de ces points calculées à partir du repère du cluster jambe et celles calculées à partir du repère pied.

La rigidité des clusters a été est supposée pour résoudre les éventuels problèmes de perte de marqueurs (Söderkvist et Wedin,1993). Les diérents calculs ont été eectués à l'aide du logiciel Matlab (The Mathworks, Natick, USA), sans ltrage des trajectoires.

1.2.1 Artefact de dislocation pour la méthode des clusters rigides

Pour la méthode CR, les points anatomiques dénissant les repères fémur et tibia-bula sont déterminés de 2 façons, et les triangles servant à la construction de ces repères ne sont pas déformés au cours du mouvement. Cependant, il existe un artefact de dislocation, c'est-à-dire que les centres articulaires de la hanche (HJC), du genou (KJC) et de la cheville (AJC) ont des positions diérentes selon qu'ils sont calculés dans le repère du segment distal ou proximal. KJC correspond au milieu de MC et LC et AJC au milieu de MM et LM.

L'artefact de dislocation a été déni à chaque instant à la hanche (DislocH), au genou (DislocG) et à la cheville (DislocC), comme la norme du vecteur entre les deux centres articulaires calculés à l'aide du repère du segment distal et celui du segment proximal :

DislocH = ∥ ÐÐÐÐÐÐ→ HJ Cbassin− ÐÐÐÐÐÐ→ HJ Ccuisse∥ (3.1) DislocG= ∥ ÐÐÐÐÐÐ→ KJ Ccuisse− ÐÐÐÐÐÐ→ KJ Cjambe∥ (3.2) DislocC= ∥ ÐÐÐÐÐÐ→ AJ Cjambe− ÐÐÐÐÐ→ AJ Cpied∥ (3.3)

1.2.2 Artefact de déformation pour les méthodes des marqueurs cutanés et des centres articulaires moyens

Pour les méthodes MC et CAM, les points anatomiques dénissant les repères fémur et tibia-bula sont déterminés de manière unique, mais les triangles servant à la construction de ces repères peuvent être déformés au cours du mouvement, à cause du mouvement des tissus mous. L'artefact de déformation d'un segment peut être déni avec 3 composantes, qui peuvent être calculées à chaque instant pendant le mouvement : la variation de longueur du segment (∆L), la variation en largeur et la variation angulaire. Dans cette étude, la variation de longueur du fémur (∆LF(t)) et du tibia-bula (∆L_T(t)) est quantiée à chaque instant comme la valeur absolue de la diérence entre la longueur du segment à l'instant t (L(t)) et la longueur en statique (Lstat) :

∆LF(t) = ∥L_F(t) − L_{F, stat}∥ (3.4) ∆LT(t) = ∥LT(t) − LT , stat∥ (3.5) avec LF(t) = ∥ ÐÐÐ→ HJ C −ÐKJ C∥ÐÐ→ (3.6) LT(t) = ∥ ÐÐÐ→ KJ C −ÐÐ→AJ C∥ (3.7)

Ces artefacts ont été quantiés pour les membres droit et gauche des 3 sujets à chaque instant pour les 5 mouvements. La valeur maximale, la valeur moyenne et l'écart type entre des trois sujets ont été calculés pour chacun des mouvements.