Plusieurs études ont montré que les longueurs fasciculaires et les angles de pennation pouvaient être mesurés échographiquement chez le sujet humain, de façon directe, fiable et reproductible (Rutherford et Jones, 1992 ; Herbert et Gandevia, 1995 ; Narici et al., 1996). Sur une image échographique, les fascicules apparaissent de façon hypoéchogène entre des striations hyperéchogènes de tissus adipeux et tissus de connections (Herbert et Gandevia, 1995). Ils
peuvent également être repérés à partir de leurs fixations sur les lames aponévrotiques (Kawakami et al., 1998).
1. Conventions de mesure
Un protocole de relecture des images échographiques a été déterminé dans le but de réaliser chacune des mesures de façon reproductible, d’une image à l’autre mais aussi d’un sujet à l’autre. Pour l’ensemble de celles-ci, nous avons considéré pour axes de mesure, le bord interne des aponévroses et le bord inférieur du faisceau fasciculaire (Figure 20). Lorsqu’une légère incurvation des fascicules était présente, nous avons considéré la corde de l’arc formé avec cette dernière. En effet, l’étude de Muramatsu et al. (2002) a montré que considérer la mesure de l’arc plutôt que celle de la fibre incurvée entraînait une sous estimation d'environ 0.5 % de la mesure réelle, celle-ci étant non significative.
Nous avons fixé, entre la peau du sujet et la sonde échographie, un fil métallique dont l'artéfact sur l'image donnait un repère fixe du positionnement de la sonde sur la peau. Celui-ci nous a également permis de mesurer le déplacement aponévrotique et de contrôler l'absence de glissement de la sonde sur la peau (cf. page 49, Kubo et al., 2002b).
Figure 20. Illustration des conventions de mesure. " Lf " en trait épais représente un fascicule référence, repérable sur l'ensemble des images d'un même sujet. La mesure de cette longueur a été réalisée tel que l'indique le trait sous-jacent plus fin. "p" représente l'angle de pennation formé entre l'axe Lf et celui consécutif à l'aponévrose profond, "e" représente l'épaisseur du muscle et est toujours mesurée le plus proximalement possible sur l'image, et de façon verticale.
2. Paramètres mesurés
■ Angle de pennation profond (p)
Les angles de pennation ont été définis comme les angles formés entre les fascicules et l'axe longitudinal de force du muscle (Spector et al., 1980 ; Huijing, 1985). L'étude de Gans et De Vree (1987) a permis de valider une mesure de ceux-ci par rapport à l'une ou l’autre des aponévroses.
■ Epaisseur musculaire (e)
Elle est mesurée à l’extrémité proximale de chaque image, en traçant une ligne verticale entre les lames aponévrotiques superficielle et profonde (Figure 20).
■ Longueur du fascicule (Lf)
La longueur fasciculaire était mesurée pour chaque image sur le même fascicule. Lorsque l’entièreté du fascicule n’était pas visible, nous avons utilisé une formulation trigonométrique adaptée, visant à estimer la longueur du segment non visible (Finni et al., 2001; Ishikawa et al., 2003 : Reeves et Narici, 2003). Plusieurs études ont estimé l’erreur de cette extrapolation linéaire. C’est le cas de celles de Finni et al. (2001) et Ishikawa et al. (2003) qui l’ont respectivement estimée entre 2-7 % et 4.5-S.9 %, respectivement (Figure 21). Une mesure directe et par extrapolation de cette variable ont pu être confrontées durant une CVM, chez 5 sujets. Les résultats indiquaient une longueur fasciculaire par mesure directe de 32.9 ± 1.3 mm et par extrapolation de 33.6 ± 1.6 mm. Un test statistique a été effectué entre ces deux séries de mesures ; il n’existait pas de différence significative entre elles (P> 0.05).
Distnl part of iiuiscle
Estimated fascicle length [f2
Pioximal paît of muscle
Total fascicle length (Lf)= If 1 + If2 = lf1 + (h/sin |j)
Figure 21. Illustration de l’extrapolation trigonométrique de la longueur d’un fascicule, d’après Abellaneda et al-, 2009.
Déplacement aponévrotique
Sur une image échographique, les tissus aponévrotiques sont repérables par deux lignes parallèles, horizontales, plus épaisses et plus échogènes, par rapport aux autres tissus. Le déplacement du point « P » sur l'aponévrose profonde (Figure 22), durant une contraction ou un étirement, est considéré comme représentatif de son amplitude de « mouvement » (Fukashiro et al., 1995 : Ito et al., 1998 ; Magnusson et al., 2003 ; Bojsen-Moller et al., 2004).
Figure 22. Illustration de la mesure du déplacement aponévrotique, d’après Bojsen-Moller et al., 2004.
3. Estimation de la longueur des tissus tendineux
La formulation utilisée pour cette estimation consiste à soustraire de la longueur myotendineuse totale (L UMT), celle du fascicule projeté (Ishikawa et al., 2005). Ce calcul a été réalisé pour chaque angulation de la cheville. La figure 26 illustre la représentation d’un fascicule projeté sur l’axe myotendineux, en tenant compte de l’angle de pennation (Lf.cos p).
4. Estimation des variations de longueur de l’unité myotendineuse
La mesure à la peau de la longueur de l'UMT, cheville en position de référence (Tableau 3, page 43), nous a permis grâce à la formulation de Grieve d’estimer les variations de longueur de celle-ci pour chaque angulation de cheville. Pour cela, nous avons utilisé la formulation de Grieve et al. (1978), qui ont proposé une modélisation permettant d’estimer les variations de longueur de l’LIMT, en fonction des angles articulaires du genou et de la cheville. Les expérimentations réalisées dans ce travail l'ont été avec un angle de genou de 180°, nécessitant une adaptation de la formulation de base, soit :
AL = -22.185 + 0.30141 (90 + A) - 0.00061 (90 + A) "
AL représente les variations de longueur de l’UMT et A Tangle de dorsiflexion de la cheville.
Nous avons choisi d’utiliser cette modélisation plutôt qu’une mesure directe de la longueur myotendineuse, dans la mesure où le dispositif expérimental (maintien de la sonde échographique, sangles de fixation, électrodes EMG) ne permettait pas une mesure fiable pour chaque position angulaire (Herbert et al., 2002 ; Kurokawa et al., 2003 ; Avela et al., 2004 ; Muraoka et al., 2005). Une étude préalable, réalisée pour les deux angulations 0° et 30° de dorsiflexion, visait à vérifier l’écart entre les mesures directes et celles estimées par le modèle de Grieve. Les résultats ont montré que la longueur de l'UMT était de 492 ± 8.9 mm lorsqu'elle était mesurée à la peau et de 496.2 ± 37.1 mm lorsque celle-ci était estimée par l’équation de Grieve. Ces deux résultats ne sont pas statistiquement différents (P>0.05). Un autre élément appuyant cette observation était le calcul de l'allongement myotendineux par degré de dorsiflexion. Dans nos conditions expérimentales, l’UMT s’allongeait en moyenne de 0.85 mm/° de dorsiflexion, une valeur comparable à celles rapportées par Herbert et al. (2002) et Morse et al. (2008) soit 0.83 mm/° et 0.78 mm/°, respectivement.
A partir de la longueur de l'UMT, la longueur des tissus tendineux (Lt) a été calculée en considérant la projection de la longueur fasciculaire sur l'axe longitudinal de l'UMT (Avela et al., 2004 : Ishikawa et al., 2005, Figures 23) selon la relation ; L UMT = (Lf.cos p) + Lt.
L UMT
L UMT
L UMT = L {tp + td ) + Lf. cos JJ
Figures 23. Illustrations schématiques de la projection de la longueur fasciculaire (A). " Lf " sur l’axe longitudinal muscle-tendon. (A) "Lt (d)", longueur du tendon libre distal ; "Lf.cos p", produit de la longueur du fascicule (Lf) et du cosinus (cos) de i’angle de pennation (p) ; "Lt (p)", longueur du tendon libre proximal ; "L UMT", longueur de l’UMT. Représentation d’un fascicule projeté sur l'axe muscle-tendon (B).
VII. VALIDITE ET REPRODUCTIBILITE