Relation entre force musculaire de la hanche et cinématique de la hanche et du genou pendant des tâches fonctionnelles chez des sujets présentant une
douleur fémoro-patellaire : une revue de littérature
Xavier BOUJU
Mémoire UE28 Semestre 8
Année scolaire : 2019-2020
REGION DES PAYS DE LA LOIRE
Institut Régional de Formation aux Métiers de la Rééducation et Réadaptation Pays de la Loire.
54, rue de la Baugerie - 44230 SAINT- SÉBASTIEN SUR LOIRE
AVERTISSEMENT
Les mémoires des étudiants de l’Institut Régional de Formation aux Métiers de la Rééducation et de la Réadaptation sont réalisés au cours de la dernière année de formation MK.
Ils réclament une lecture critique. Les opinions exprimées n’engagent que les auteurs. Ces travaux ne peuvent faire l’objet d’une publication, en tout ou partie, sans l’accord des auteurs et de l’IFM3R.
Remerciements
Je tiens à exprimer toute ma reconnaissance à ma directrice de mémoire, pour sa disponibilité dans l’élaboration de ce travail et ses conseils avisés indispensables pour le concevoir.
Je souhaite témoigner toute ma gratitude envers mes parents et mes sœurs, pour leur soutien sans faille tout au long de ces cinq années d’études supérieures.
Enfin, un mot pour ma colocataire qui a rendu mon quotidien tout sauf ordinaire, et mes amis, m’ayant aidé de n’importe quelle manière qui soit, merci, on se reverra.
Résumé
Introduction : La douleur fémoro-patellaire est une pathologie fréquente avec une prévalence annuelle de 23% dans la population générale, qui se définit par des douleurs localisées autour de la patella lors de tâches fonctionnelles augmentant la charge sur l’articulation fémoro- patellaire (e.g. squat, descente d’escalier). Sa physiopathologie est souvent associée à une biomécanique altérée du membre inférieur, et un déficit de force des muscles de la hanche est largement retrouvé chez des sujets pathologiques. Cependant, la relation entre ce déficit de force musculaire et la cinématique de la hanche et du genou en charge, n’est pas clairement défini.
Méthode : Une recherche systématique a été effectuée dans trois bases de données scientifiques en santé (ScienceDirect, PubMed, Google Scholar). Une évaluation méthodologique des articles inclus a été effectuée avec l’échelle « Quality Assessment Tool for Observational Cohort and Cross-Sectional Studies ».
Résultats : 858 articles ont été identifiés, 10 études transversales ont été incluses dans cette revue. La cinématique de la hanche et du genou, et la force de la hanche ont été comparées entre sujets sains et pathologiques dans 9 articles. La corrélation entre ces paramètres a été étudiée dans 4 articles chez des sujets pathologiques.
Conclusion : Les sujets avec douleur fémoro-patellaire présentent un déficit de force de la hanche et une altération de la cinématique de la hanche et du genou dans le plan frontal par rapport à des sujets sains. La diminution de force de la hanche en abduction et rotation latérale est corrélée à l’adduction de hanche chez des sujets pathologiques mais ces résultats sont inconstants. Plus qu’une vision biomécanique, une approche biopsychosociale doit être envisagée dans la prise en charge de ces patients.
Mots clés
- Cinématique
- Douleur fémoro-patellaire - Force musculaire
- Tâches fonctionnelles
Abstract
Introduction : Patellofemoral pain is a condition affecting 23% of the general population, characterised by local knee pain during activities that loads the patellofemoral joint (e.g.
squatting, stairs). Its physiopathology is commonly associated to altered biomechanics of the lower limb, and impaired hip muscle force has often been reported in individuals with patellofemoral pain. However, the relationship between impaired hip muscle strength on hip and knee kinematics is unclear.
Method : A systematic search was carried out in three scientific health databases
(ScienceDirect, PubMed, Google Scholar). A methodological evaluation for articles inclusion was conducted using the "Quality Assessment Tool for Observational Cohort and Cross- Sectional Studies".
Results : 858 articles were identified, among which 10 cross-sectional studies could be included in this review. Hip and knee kinematics and hip strength were compared between healthy and pathological subjects in 9 studies. Correlation between strength and kinematics was measured in 4 articles.
Conclusion : Individuals with patellofemoral pain showed impaired hip strength and alteration of hip and knee kinematics in the frontal plane in comparison with healthy subjects. Reduced hip abductors and external rotators strength is correlated to hip adduction in subjects with patellofemoral pain, but such results are inconsistent. Besides of the biomechanics vision, a biopsychosocial approach should be considered in patient care.
Keywords
- Functional task - Kinematics - Muscle strength - Patellofemoral Pain
Sommaire
1 Introduction ... 1
2 Cadre conceptuel ... 3
2.1 Terminologie et définition de la Douleur fémoro-patellaire ... 3
2.2 Epidémiologie ... 4
2.3 Anatomie de l’articulation fémoro-patellaire ... 5
2.4 Biomécanique de l’articulation fémoro-patellaire ... 6
2.5 Etiologie ... 10
2.6 Force musculaire de la hanche ... 15
2.7 La cinématique du mouvement humain ... 18
3 Problématique et question de recherche ... 19
4 Méthodologie ... 20
4.1 Moteurs et équations de recherche ... 20
4.2 Critères d’inclusion et d’exclusion ... 21
4.3 Sélection des articles ... 22
5 Analyse des résultats ... 24
5.1 Caractéristiques des études ... 24
5.2 Evaluation méthodologique des études ... 26
5.3 Force musculaire de la hanche ... 26
5.4 Cinématique de la hanche et du genou ... 27
5.5 Interaction entre force musculaire et cinématique en charge chez les sujets DFP . 35 6 Discussion ... 37
6.1 Synthèse des résultats ... 37
6.2 Analyse des résultats ... 38
6.3 Facteurs autre que la force pouvant influencer la cinématique de sujets DFP ... 46
6.4 Perspectives... 50
7 Conclusion ... 51
Références bibliographiques……….53 Annexe
1 1 Introduction
La douleur fémoro-patellaire est une pathologie courante considérée comme l'une des formes les plus fréquentes de douleur au genou (1). Elle atteint la population générale avec une prévalence annuelle importante de 23% chez les adultes et 29% chez les adolescents (2), et est une cause courante de consultation en médecine générale, en kinésithérapie, et en médecine du sport en particulier. Effectivement, elle représente la forme de blessure la plus répandue chez les coureurs avec 17% de diagnostic (3). De plus, ces douleurs peuvent persister dans le temps : 57 % des personnes atteintes de douleur fémoro-patellaire attestent avoir des symptômes persistants 5 à 8 ans après le début de la rééducation (4). D’après la classification internationale du fonctionnement, du handicap et de la santé (CIF), ces symptômes réduisent la capacité des personnes atteintes à pratiquer des activités physiques, sportives et professionnelles et contribuent à une réduction de la qualité de vie de ces personnes (1,5).
Ensuite, il est important de rappeler que cette pathologie est complexe, tant au niveau de la définition, de l’étiologie, de l’évaluation et du traitement. En effet, la douleur fémoro- patellaire est une pathologie hétérogène tant on retrouve une diversité dans les populations concernées ou les facteurs associés (démographiques, anatomiques, biomécaniques, psychologiques, etc.), rendant difficile l’évaluation et le traitement.
Malgré l’hétérogénéité de cette pathologie, il est admis que la douleur est associée à des tâches fonctionnelles genou fléchi telles que s’accroupir, monter des escaliers, courir ou s’asseoir les genoux pliés. Ces éléments restent d’ailleurs le meilleur indicateur diagnostic de la douleur fémoro-patellaire (6).
Sa physiopathologie est souvent associée à un désordre biomécanique de l’articulation fémoro-patellaire et plus globalement du membre inférieur augmentant ainsi les contraintes articulaires (7). En effet, un affaissement global du membre inférieur pendant des activités favoriserait les douleurs par hyperpression de la patella contre la trochlée. Cet affaissement serait causé par une adduction et rotation interne du fémur en proximal, une rotation latérale du tibia et un valgus de l’arrière-pied en distal, entrainant un valgus du genou (8,9). De plus, les sujets présentant des douleurs fémoro-patellaires auraient un déficit des muscles du genou et de la hanche (10,11).
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Le traitement recommandé est essentiellement basé sur le renforcement musculaire du membre inférieur, notamment de l’appareil extenseur du genou. Il est efficace de combiner les exercices du genou à celui des muscles de la hanche pour réduire la douleur et améliorer la fonction à court, moyen et long terme (12,13). De plus, des programmes de contrôle et de modification du mouvement ont démontré leur efficacité chez des individus pathologiques présentant une cinématique anormale (14–16).
En pratique, nous avons régulièrement pu observer des kinésithérapeutes utiliser le squat unipodal pour évaluer en charge le mouvement du membre inférieur et déceler un potentiel valgus dynamique (17). Nous avons constaté que le renforcement des muscles stabilisateurs du bassin est alors proposé pour lutter contre l’effondrement du membre inférieur en charge et ainsi améliorer les symptômes (8,18). Si nous avons pu constater que le traitement en pratique reposait sur ce postulat, nous nous sommes alors interrogé si un déficit de force musculaire de la hanche était directement en lien avec la cinématique du membre inférieur.
En consultant la littérature, nous nous sommes bien aperçu qu’une altération du mouvement de la hanche et du genou est associée à la douleur fémoro-patellaire (19). Tout comme la force musculaire de hanche qui apparait diminuée chez ces sujets pathologiques. Cependant, l’interaction entre ces paramètres dans la douleur fémoro-patellaire n’est pas claire (20,21).
La confrontation de ces observations cliniques et données scientifiques a suscité notre intérêt pour en comprendre davantage. Le but de ce mémoire est de clarifier la relation entre force musculaire de la hanche avec la cinématique de la hanche et du genou en présence de douleur fémoro-patellaire. Une meilleure compréhension de ces déficits ainsi que leur interaction chez un patient peut permettre au clinicien de mieux les évaluer et ainsi proposer une stratégie rééducative adaptée aux déficits retrouvés.
Pour cela, dans un premier temps, un cadre conceptuel développera la terminologie, l’épidémiologie, l’étiologie et la physiopathologie de la douleur fémoro-patellaire. Dans un deuxième temps, nous exposerons la démarche de recherche et les résultats obtenus. Enfin, une discussion viendra analyser ces résultats, enrichir les propos et ouvrir de nouvelles perspectives.
3 2 Cadre conceptuel
2.1 Terminologie et définition de la Douleur fémoro-patellaire
Le terme Syndrome Fémoro-Patellaire fait référence à une multitude de présentations cliniques rapportant une douleur antérieure du genou. La terminologie « Douleur Fémoro- Patellaire » a été préférée étant la plus couramment utilisée, lors du consensus de 2016 regroupant un ensemble d’experts de cette pathologie (1). D’autres synonymes peuvent être retrouvés dans la littérature : « syndrome fémoro-patellaire », « chondromalacie patellaire »,
« douleur/syndrome antérieur du genou » et « genou du coureur ». Nous parlerons alors de douleur fémoro-patellaire (DFP) dans ce travail et non de syndrome fémoro-patellaire.
La douleur fémoro-patellaire est une affection musculo squelettique courante qui se caractérise par une douleur autour ou derrière la patella, aggravée par au moins une activité qui sollicite l’articulation fémoro-patellaire lors de la mise en charge avec genou fléchi telle que l’accroupissement, la course à pied, la montée ou descente d’escaliers, les sauts, etc. (6).
D’autres symptômes peuvent être additionnés à cette définition comme la sensation de grincement ou de crépitement dans l’articulation fémoro-patellaire lors des mouvements de flexion de genou, une sensibilité à la palpation de la patella, un léger épanchement, et une douleur en position assise ou après le redressement de la position assise (1). Les symptômes peuvent restreindre la participation aux activités physiques de la vie quotidienne, aux sports et au travail (22).
Il est traditionnellement suggéré que la douleur fémoro-patellaire est associée à une hyperpression de la facette latérale de la patella sur la joue latérale de la trochlée fémorale causant des lésions cartilagineuses. Cependant la relation entre lésion des structures articulaires et douleur est imprécise (23,24). Par conséquent, le diagnostic repose sur un ensemble de signes cliniques et de symptômes, après avoir vérifié les drapeaux rouges et exclu les diagnostics différentiels. A ce jour les meilleurs tests diagnostic sont ceux qui provoquent la douleur antérieure au genou pendant des activités fonctionnelles lorsque l’articulation fémoro-patellaire subit des contraintes en charge, genou fléchi, comme le test
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d’accroupissement ou « squatting manœuvre » qui présente la meilleure sensibilité et précision diagnostic (25).
Dans ce travail, nous nous intéressons à la douleur fémoro-patellaire primaire, sans traumatisme initial, sans antécédent de pathologie (instabilité patellaire) ou d’opération sous- jacente qui pourrait entrainer ces douleurs.
2.2 Epidémiologie
La douleur fémoro-patellaire est considérée comme l’une des formes la plus courante de douleur du genou (3) affectant la population générale. Les populations les plus confrontées à cette pathologie sont les adolescents, les jeunes adultes actifs, les sportifs, et plus particulièrement les femmes : le taux de prévalence chez ces dernières est plus élevé par rapport aux autres populations (2). En effet, on retrouve une forte cohérence dans différents articles selon laquelle les femmes sont deux fois plus susceptibles de développer des douleurs fémoro-patellaires que les hommes (3,26) avec une prévalence annuelle chez les femmes de 30% et chez les hommes de 15% dans la population générale (2,27). La prévalence représente le nombre de cas de maladies enregistrés pour une population déterminée et englobant aussi bien les nouveaux cas que les anciens cas (28). Pour les adolescents, la prévalence annuelle serait de 29% dans la population générale (2). Deux études ont enregistré un taux d’incidence sur une saison chez des adolescentes sportives de 9.7% à 14.9% (29,30) et 5.1% chez des coureurs universitaires (31). L’incidence rapporte le nombre de nouveaux cas d’une pathologie observé pendant une période donnée (32). La douleur fémoro-patellaire est d’autant plus fréquente chez les personnes actives, avec un haut niveau d’activité, que ce soit des sportifs élites ou amateurs qui pratiquent des sports comme la course à pied. Une étude rétrospective avec 2002 cas de coureurs blessés, identifie la douleur fémoro-patellaire comme la plus courante des blessures dans cette cohorte avec 17% de cas (3). Chez des femmes amateurs pratiquant la course à pied occasionnellement, l’incidence de cette pathologie est de 20.8% (33). La prévalence retrouvée chez des athlètes pratiquant de la course à pied de longue distance, était de 21% pour les femmes et 16% pour les hommes (34).
5 2.3 Anatomie de l’articulation fémoro-patellaire
L’articulation fémoro-patellaire fait partie des 2 articulations du genou, avec la fémoro-tibiale.
C’est une articulation de type ginglyme ou trochléenne qui met en relation les surfaces cartilagineuses de la trochlée fémorale, située à la face antérieure de l’épiphyse distale du fémur, avec la face postérieure de la patella.
La trochlée fémorale est composée d’une gorge sagittale et de 2 joues, une médiale et latérale. La joue latérale est plus haute et plus large pour assurer la stabilité de la patella. La patella est le plus gros os sésamoïde du corps humain avec une forme triangulaire à base supérieure. Son cartilage épais permettrait de disperser les forces de réactions articulaires créées lors des contractions du quadriceps (35). Sa surface articulaire est composée d’une crète médiane qui sépare la joue médiale et latérale elles-mêmes composées de facettes dont la géométrie varie selon les individus, tout comme la morphologie de la trochlée. Des dysplasies comme une augmentation de l’angle de sulcus de la trochlée, en moyenne de 138°, et une inclinaison latérale de la trochlée augmenteraient les déplacements latéraux de la patella au cours de la flexion (35,36).
Ces dysplasies peuvent affecter le suivi ou « tracking » patellaire (37) et conduire au
« maltracking » (38). Ce terme renvoie à une anomalie du mouvement dynamique de la patella dans la trochlée pendant la flexion/extension du genou. Ce phénomène est aussi influencé par l’activation du quadriceps (39).
L’engagement de la patella dans la trochlée débute entre 20 et 30° de flexion, offrant une stabilité osseuse à la patella entre les condyles fémoraux. En amont de cette amplitude, l’articulation fémoro-patellaire est peu congruente, en effet en extension complète la patella repose sur la synoviale et le tissu adipeux infra-patellaire (40). Ainsi, la stabilité est assurée par des structures passives et actives (Figure 1). La stabilisation passive de la patella est assurée par : les rétinaculums patellaires médiaux et latéraux, les expansions fibreuses des muscles vaste médial et latéral et de la bandelette ilio-tibiale, la capsule articulaire et des ligaments décrits comme des épaississements de la capsule (patello-fémoral, patello- méniscal, patello-tibial). Concernant la stabilisation active de la patella, le quadriceps, via le tendon quadricipital et patellaire joue un rôle de stabilisation important particulièrement avec le vaste médial (avec ces fibres obliques et longitudinales) et latéral. Au niveau latéral on
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retrouve également l’expansion de la bandelette ilio-tibiale sur le bord externe de la patella (37).
Figure 1 : Anatomie de la face antérieure du genou en extension (41)
2.4 Biomécanique de l’articulation fémoro-patellaire
Le rôle mécanique principal de la patella est d’augmenter le bras de levier du quadriceps, telle une poulie permettant de changer la direction de la force (42). Elle joue aussi un rôle de protection osseuse de la trochlée et de distribution des forces compressives en augmentant sa surface de contact avec la trochlée pendant les mouvements de l’articulation fémoro-tibiale (35).
Les mouvements de la patella durant la flexion/extension fémoro-tibiale sont influencés par l’anatomie de la trochlée et de la patella, par l’extensibilité du tissu conjonctif environnant et par les contractions dynamiques du quadriceps. Elle effectue différents mouvements dans plusieurs plans : glissement supérieur/inférieur (plan sagittal), translation et inclinaison médiale/latérale (plan frontal), rotation médiale/latérale (plan transversal). La définition de ces mobilités est inconstante (35,43). Lors du mouvement de flexion de genou, la patella
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réalise d’abord un glissement inférieur et médial, puis une translation latérale progressive et une rotation médiale. Les mobilités en inclinaison et rotation sont variables en fonction des études (43). On identifie chez des patients présentant une DFP, des mouvements de la patella différents des sujets sains avec plus de translation et de rotation latérale en charge à 90° de flexion de genou (44). L’altération du mouvement de la patella chez des sujets avec DFP peut entrainer une diminution de la zone de contact fémoro-patellaire au cours de la flexion (7,45).
Ces contacts entre les surfaces articulaires changent tout au long de la flexion du genou, le contact évolue de manière disto-proximale le long de la patella (Figure 2). De 20° à 90° le contact est uniformément réparti sur les 2 condyles fémoraux, la zone de contact fémoro- patellaire augmente progressivement à mesure que l’angle de flexion augmente et que la congruence articulaire aussi. Le contact est au niveau du bord supérieur de la patella à 90°, et à ces facettes supéro-interne et externe en flexion de 135°. En charge, la zone de contact tend à augmenter de 24% durant une flexion de genou jusqu’à 60° par rapport à une situation de décharge (46).
Le stress, ou contrainte fémoro-patellaire, correspond aux forces de réaction (Figure 3 et 4) divisé par la surface de contact fémoro-patellaire (Figure 2) mesuré en force par unité de surface (N/cm²). Une augmentation de la contrainte articulaire est fréquemment identifiée comme le mécanisme responsable de DFP (7). La DFP peut donc résulter d’une diminution de la zone de contact ou d’une augmentation des forces de réaction (7). Les forces de réaction
Figure 2 : Zone de contact de la patella avec la trochlée au cours de la flexion de genou (33)
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sont les forces de compression exercées sur l’articulation dépendantes de l’angle de l’articulation fémoro-tibiale et de la tension musculaire (35). De fait, plus la surface de contact entre fémur et patella est importante moins le stress articulaire est grand (40). Ceci implique que des forces de réaction élevées, additionnées à une zone de contact réduite puissent être nocives pour le cartilage (46). Un stress fémoro-patellaire élevé chez des sujets avec DFP pendant la marche apparait comme le résultat d’une diminution de zone de contact mais ceci dépend de l’angle de flexion (47). En effet, des recherches ont fait état d’une augmentation du stress en début de flexion dans cette population pathologique, mais il était similaire avec le groupe sain à 40° de flexion. Cette atténuation du stress à 40° peut s’expliquer par l’augmentation de la zone de contact fémoro-patellaire une fois la patella engagée dans la trochlée. Ce qui offre une meilleure capacité du cartilage à répartir les forces (46,48).
En chaine cinétique ouverte, la zone de contact patellaire augmente avec l’augmentation de la flexion du genou afin de répartir les contraintes articulaires sur une plus grande surface, permettant une meilleure résistance aux forces de compression élevées.
En chaine cinétique fermée, nous allons distinguer les contraintes s’appliquant à la patella selon le plan sagittal et frontal. Dans le plan sagittal, les contraintes fémoro-patellaire augmentent au cours de la flexion de genou (Figure 3). Elles sont augmentées particulièrement entre 45 et 90° de flexion et diminuent quand le genou tend vers l’extension (40). De plus l’action excentrique du quadriceps en flexion, par le tendon quadricipital (flèche orientée vers le haut) s’insérant sur le tibia (flèche orientée vers le bas), vient impacter la patella au sein de la trochlée et en résulte une augmentation des forces de réaction (flèche rouge).
Figure 3 : Augmentation de la force de réaction fémoro-patellaire avec le degré de flexion du genou dans le plan sagittal en chaine fermée (40)
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Dans le plan frontal (Figure 4-A), la contraction du quadriceps selon l’axe du valgus physiologique (10-13° pour les hommes et 15-17° pour les femmes) engendre un vecteur force dirigé vers le haut et le dehors et en réaction un vecteur force orienté vers son insertion tibiale par le tendon patellaire. La force résultante de ces 2 vecteurs est orientée latéralement et génère une contrainte de la facette latérale de la patella sur la face latérale de la trochlée. Le valgus de genou, qui se définit par l’angle formé au niveau du genou entre le fémur et le tibia, qui se déplace vers la ligne médiane du corps dans le plan frontal, tend à augmenter le vecteur latéral de force de réaction fémoro-patellaire (9) (Figure 4-B). Dans cette étude de Chen et al.
les personnes atteintes de DFP ont une composante latérale de force de réaction sur l’articulation fémoro-patellaire plus élevée que des personnes saines (49). Une augmentation du mouvement du genou dans le plan frontal est retrouvée chez les individus avec DFP (50,51).
L’adduction de hanche est le mouvement principal contribuant au valgus du genou (17,52).
Une abduction du tibia, ou les deux mouvements associés peuvent entrainés un valgus (9).
Cependant l’alignement du membre inférieur statique mesuré avec l’angle Q entre l’axe du tibia et du fémur en prenant l’épine iliaque antéro-supérieure comme repère, n’est pas associé à la DFP (10,53).
Figure 4 : A) Force de réaction (lateral vector) de la patella normale résultante du vecteur force du quadriceps et du tendon patellaire selon l’alignement physiologique fémoro-tibial. B) Augmentation de la force de réaction latérale de la patella résultante d’un valgus de genou augmenté par l’adduction (ADD) de hanche et l’abduction (ABD) du tibia ou du genou (10)
ADD de hanche
ABD du genou
VALGUS de genou
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Les contraintes articulaires peuvent être importantes dans les activités de la vie quotidienne, les activités professionnelles et surtout sportives. Des études ont mis en évidence des forces de compression fémoro-patellaire équivalentes à 0,5 fois le poids du corps lors de la marche, 3,3 fois lors de la déambulation dans les escaliers, 5,6 fois pendant la course à pied et jusqu’à plus de 7 fois lors d’un squat (54). La douleur fémoro-patellaire serait associée à un excès de contrainte sur l’articulation fémoro-patellaire pendant des tâches fonctionnelles (7,17).
2.5 Etiologie
L’étiologie de la DFP n’est pas clairement identifiée, elle est considérée comme multifactorielle. Fréquemment, le développement et la persistance des symptômes sont attribués à des facteurs mécaniques proximaux, distaux ou locaux qui augmentent ou modifient les contraintes sur l’articulation fémoro-patellaire. Plus récemment, des preuves sur l’influence des facteurs psychologiques et de sensibilisation à la douleur sur la fonction et la douleur ont émergé. La persistance des symptômes est courante prédisant un mauvais pronostic (11,55). Mais ce dernier est difficile à prédire tant les facteurs et les populations concernées sont différentes. Par conséquent, la compréhension des facteurs associés au développement des douleurs et ses conséquences dans les différentes populations est un enjeu essentiel afin d’aider à l’élaboration de stratégies préventives.
Facteurs de risque
Plusieurs facteurs de risque sont décrits dans la littérature mais font toujours l’objet de débats en raison de données prospectives limitées, il est difficile d’identifier le premier élément déclencheur à savoir si les douleurs fémoro-patellaires sont la cause ou la conséquence des facteurs de risque identifiés. On retrouve dans la littérature plusieurs catégories de facteurs de risque :
- Facteurs démographiques (âge, sexe, IMC) - Force musculaire de la hanche et du genou - Biomécanique du membre inférieur
- Facteurs psychologiques - Sur-utilisation
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Une récente revue systématique de 2018 et méta-analyse incluant 18 études prospectives, propose une figure récapitulative des facteurs de cause et de conséquence de la DFP selon les résultats qu’ils ont obtenu (Figure 5) (10).
Facteurs démographiques
De fortes preuves avancent que l’âge n’est pas un facteur de risque pour développer cette pathologie. De même pour le poids et l’indice de masse corporel des individus. En revanche, l’influence du sexe comme prédicteur du développement de la pathologie est discutée. Selon plusieurs articles dont une revue systématique de 2012, être de sexe féminin constitue un facteur de risque de développer des DFP (2,26). Cependant, la dernière revue systématique de 2019 n’identifie pas de lien entre être de sexe féminin et le développement de DFP (10).
Figure 5 : Schéma représentatif des potentielles causes et conséquences pour la Douleur Fémoro-Patellaire d’après Neal et al. (11) Abréviation : IMC= indice de masse corporelle
12 Force musculaire
Plusieurs revues de littérature identifient la diminution de la force du quadriceps comme un facteur de risque pour cette pathologie particulièrement dans une population militaire (10,10,56).
De nombreuses études ont rapporté une diminution de la force de la hanche chez des individus avec DFP (21,57,58). Néanmoins, des études prospectives démontrent que la force musculaire de la hanche, regroupant les principaux groupes musculaires (extenseurs, rotateurs latéraux, abducteurs), n’est pas un facteur de risque de développer la DFP (10). Une méta-analyse regroupant trois études prospectives a identifié que la diminution de la force de la hanche serait une conséquence de la pathologie plutôt que la cause (59).
Les facteurs musculaires ne seraient pas les mêmes pour les adolescents entre 12 et 16 ans, puisqu’une étude a montré que ces adolescents atteints de DFP ne présenteraient pas de diminution de la force musculaire isométrique du genou et de la hanche (60). Dans cette population, une augmentation de la force d’abduction est retrouvée comme facteur de risque, il pourrait s’agir d’une conséquence du niveau d’activité physique élevé dans cette population (10). Herbst et al, font la suggestion dans leur étude prospective que l’augmentation de la force d’abduction de hanche chez des adolescentes sportives, serait le résultat d’une sollicitation excentrique importante de ces muscles en raison d’une adduction de hanche plus élevée lors de tâches dynamiques (30).
Facteurs biomécaniques du membre inférieur
Une altération de la biomécanique du membre inférieur est souvent associée aux douleurs fémoro-patellaires (21,61,62), mais les preuves montrant que les facteurs cinématiques proximaux, locaux et distaux sont à risque de développer des DFP, sont limitées.
Concernant la cinématique de la hanche, l’augmentation de l’adduction de hanche chez des femmes qui pratiquent la course à pied est un facteur de développement de DFP (61,63).
Cependant aucune donnée consensuelle n’avance que la rotation interne de hanche soit un facteur de risque de DFP bien qu’elle y soit fréquemment associée (21). Malgré cela, une étude prospective démontre une augmentation de la rotation interne lors d’une réception de saut chez les personnes qui développeront plus tard des DFP (62). La rotation interne de hanche pourrait prédire la douleur et la fonction auto-évaluée chez des patients avec DFP (19).
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Pour le genou, l’angle de valgus dynamique ne serait pas un facteur de risque lié au développement de DFP durant une tâche de réception de saut (10,62). Cependant, Holden et al. ont reporté un angle de valgus dynamique supérieur de 7.79° chez des adolescentes actives qui ont développé des DFP (51).
L’absence de consensus et des tailles d’effets petites à modérées limitent l’applicabilité clinique et l’impact des facteurs distaux dans le développement de DFP (64). Des preuves limitées ont révélé que : une position abaissée du naviculaire (62,64), une posture pronatrice du pied (64) et une cinétique du pied altérée (61) seraient des facteurs de risque de la douleur fémoro-patellaire. Dowling et al. ont aussi démontré dans leur revue systématique des preuves limitées que la fonction dynamique du pied pendant la marche et la course pourrait être un facteur de risque (65).
Facteurs psychologiques
De nouvelles preuves ont récemment émergé soulignant l’importance des facteurs psychologiques : anxiété, dépression, catastrophisme, peur du mouvement (kinésiophobie), chez les individus atteints de DFP. Une revue systématique a montré que ces facteurs sont élevés chez ces patients (66). Le catastrophisme et la peur du mouvement étaient les facteurs cognitifs et comportementaux les plus fortement corrélés à la douleur et à la fonction. De plus ils apparaissent comme facteurs prédisposants à la douleur présente chez des sujets avec DFP chroniques (67). Une étude transversale a distingué les formes sévères de DFP des formes moins sévères, il s’est avéré que les niveaux de kinésiophobie, catastrophisme et dépression étaient plus élevés dans les formes sévères de la pathologie (68). Mais il reste à déterminer si ces facteurs contribuent au développement de la DFP.
Sur-utilisation
Une surcharge temporaire de l’articulation fémoro-patellaire déclenchée par une activité accrue est un facteur potentiel menant à la DFP. La sur-utilisation est définie comme une augmentation de l’amplitude, de la fréquence de charge et/ou du taux d’augmentation trop élevé de l’activité (34). Selon Dye et al., les sujets s’exposants à cette sur-utilisation, se déplacent alors dans une zone de surcharge physiologique : ils dépassent les capacités d’adaptation du tissu à subir de la contrainte, et il y a alors une perte de l’homéostasie tissulaire. Ce mécanisme pourrait engendrer les douleurs péri-patellaires (69). Les coureurs
14
avec DFP présentent une augmentation de la teneur en eau de la patella, suggérant une augmentation de la pression intra-articulaire, qui entrainerait les douleurs (70). Draper et al.
ont également signalé une augmentation du métabolisme de l’os sous chondral chez des individus avec DFP chroniques exposés à une surcharge répétitive, avec une association entre le remodelage osseux et la DFP (71).
L’identification des facteurs de risque semble être encore difficile aujourd’hui tant les études prospectives sont hétérogènes dans les mesures et les populations étudiées. L’étiologie de la douleur fémoro-patellaire est encore mal comprise.
Modèle pathomécanique
De nombreux facteurs associés à la DFP ont été rapportés dans la littérature, mais l’interaction de ces facteurs dans le mécanisme pathologique de la DFP n’est pas claire. Ceci fut l’objet d’un consensus en 2017 ayant pour but de proposer une synthèse des preuves quant aux facteurs mécaniques et leur interaction pouvant provoquer la DFP (Figure 6) (7). Ce modèle pathomécanique est basé sur l’hypothèse que la DFP est associée à une charge anormale de l’articulation fémoro-patellaire (augmentation de la contrainte articulaire) qui pourrait affecter les structures articulaires environnantes qui contribuent à la nociception (os sous chondral, tissu adipeux infra-patellaire, rétinaculum, ligaments). En revanche, les structures articulaires spécifiques à la DFP ne sont pas connues.
15 2.6 Force musculaire de la hanche
Physiologie du muscle squelettique
Le muscle squelettique est composé de fibres musculaires et de tissu conjonctif. Son rôle principal est de générer un mouvement entre deux articulations par la production de force.
Au niveau structurel, le sarcomère composé de myofilaments d’actine et de myosine, est l’unité contractile de base du muscle. La théorie des filaments glissants, par l’interaction entre myofilaments, est à l’origine du raccourcissement sarcomérique et par conséquent de la contraction musculaire. Les processus d’excitation / contraction à ce niveau permettent le raccourcissement de la fibre musculaire et la genèse de force (72). La capacité de production de force d’un muscle dépend de plusieurs facteurs. La production de force d’un muscle Figure 6 : Résumé schématique des potentielles causes mécaniques menant à une augmentation du stress fémoro- patellaire, un modèle biomécanique contribuant à la douleur fémoro-patellaire d’après Powers (7)
Abréviation : AFP= articulation fémoro-patellaire ; TF= tibio-fémoral
16
dépend de : 1) de l’architecture du muscle. Par exemple : l’angle de pennation (angle entre les faisceaux musculaires et leur aponévrose d’insertion), la surface de section transversale anatomique (surface perpendiculaire à l’axe des faisceaux musculaires) sont en lien direct avec la fonction du muscle, sa capacité de production de force et sa performance (73). Enfin, la typologie des fibres et leur proportion (fibres de type I ou de type II) aura aussi un impact.
La production de force d’un muscle dépend aussi : 2) de facteurs dynamiques, comme la longueur et vitesse de raccourcissement des fibres, et biomécaniques, comme le bras de levier. Enfin, la force dépend de : 3) l’activation nerveuse que reçoit le muscle. Ainsi, lors d’une contraction volontaire, le niveau de force développé par le muscle est lié à son niveau d’activation (74).
Anatomie et fonctions des muscles de la hanche
Les groupes musculaires de la hanche auxquels nous prêterons attention ici sont les extenseurs, abducteurs et rotateurs latéraux (Figure 7). Ces muscles sont primordiaux dans le contrôle de la hanche et du genou dans le plan frontal et transversal, et leur déficience a été associée à l’augmentation du valgus de genou et à une dysfonction fémoro-patellaire (7,20,75). Le principal muscle extenseur et rotateur latéral de hanche est le Gluteus maximus (Grand fessier). Il rejoint la face postéro-latérale de l’iliaque, les bords latéraux du sacrum et du coccyx, à la tubérosité glutéale du fémur pour le faisceau profond, et le bord externe de la bandelette ilio-tibiale pour le faisceau superficiel. En chaine fermée, les extenseurs de hanche limitent l’antéversion du bassin et l’inclinaison du tronc vers l’avant, et délivrent une force puissante pour accélérer le corps vers le haut et l’avant quand la hanche est fléchie (e.g., montée d’escalier). Les muscles courts avec une orientation transversale : Piriformis, Obturator internus et externus, Gemellus inferior et superior, Quadratus femoris, participent à la rotation latérale de hanche. Les muscles Gluteus medius (Moyen fessier), Gluteus minimus et Tensor fasciae latae (Tenseur du fascia lata) sont les principaux muscles abducteurs de hanche. Le Gluteus medius s’insère sur la face externe de l’iliaque et s’attache à la face latérale du grand trochanter. Il participe à l’extension et à la rotation latérale de hanche par ses fibres postérieures. Le Gluteus minimus s’insère en avant du Gluteus medius au niveau de la ligne glutéale antérieure pour rejoindre la face antéro-latérale du grand trochanter. Les abducteurs
17
ont un rôle majeur de stabilisation du bassin et du tronc dans le plan frontal et horizontal lors de la phase d’appui de la marche (76).
Figure 7 : Muscles postéro-latéraux de la région de la hanche en vue postérieure (76)
Evaluation de la force musculaire
La force (en newton, N) d’un muscle est classiquement mesurée lors de contractions isolées à l’aide d’un dynamomètre. Il existe différents types de dynamomètre permettant d’évaluer les différents types de contraction musculaire. Le dynamomètre portable évalue la force développée par le muscle en contraction isométrique (contraction statique sans variation de position des segments) (Figure 8) (77). Le dynamomètre isocinétique permet d’évaluer la force selon plusieurs modalités de contraction : isocinétique (contraction musculaire à vitesse constante), isométrique et isotonique (contraction dynamique associée à une modification de longueur du muscle). Lors de l’évaluation, on demande aux sujets d’effectuer une contraction maximale volontaire pour refléter la capacité de production de force maximale du groupe musculaire testé. Pour stabiliser le sujet et minimiser les compensations d’autres groupes
18
musculaires, la position du sujet est stabilisée à l’aide de sangles. En utilisant un dynamomètre portable, il a été montré en contraction isométrique maximale chez des sujets sains, que le groupe extenseur de hanche est le plus fort. Ils sont 42% plus fort que les abducteurs, et 79%
plus fort que les rotateurs latéraux (78).
2.7 La cinématique du mouvement humain Définition
La cinématique est l’étude quantitative du mouvement du corps indépendamment des forces qui le produisent, elle mesure en degré (°) les angles articulaires. La cinématique est une branche de la biomécanique contribuant à l’étude des forces externes et internes appliquées au corps, et la réaction du corps à ces forces. Il existe 2 types de mouvements principaux : la translation et la rotation. La translation est un déplacement linéaire, parallèle du corps par rapport à une droite ou une courbe dans la même direction. La rotation décrit un mouvement circulaire autour d’un axe de rotation. Le mouvement humain est décrit comme une translation du centre de masse dans l’espace. Il est permis par les muscles qui mobilisent les segments du corps autour de leur axe articulaire, situés dans les articulations. La cinématique mesure l’angulation du mouvement d’un segment en rotation par rapport à son axe articulaire. Ces mouvements s’effectuent dans 3 plans anatomiques : sagittal, frontal et transversal, autour d’un axe de rotation propre à chacun d’eux (76).
Dans ce travail nous porterons intérêt à la cinématique, mesurée en degré, de la hanche et du genou dans le plan frontal et transversal.
Figure 8 : Exemple d’évaluation de la force isométrique des muscles de la hanche avec un dynamomètre portable A) Abducteurs B) Extenseurs C) Rotateurs latéraux d’après Burnham et al. (77)
19 Evaluation de la cinématique
Les deux méthodes d’évaluation de la cinématique du mouvement sont l’analyse en 3 dimensions (3D) et en 2 dimensions (2D). La méthode tridimensionnelle (3D) est la plus couramment utilisée pour analyser le mouvement dans les 3 plans de l’espace du membre inférieur lors d’activités en charge, et est considéré comme le « gold standard » de l’évaluation de la biomécanique. Des capteurs sont placés sur la peau du sujet selon un protocole standardisé, qui vont réfléchir les rayons infra-rouges des caméras placées autour du sujet. Ces réflexions permettent la retranscription du mouvement sur l’ordinateur grâce à un logiciel spécifique de capture du mouvement. Cependant, cette technique est difficilement applicable en clinique, elle est généralement utilisée seulement en laboratoire.
En effet, ce dispositif représente un coût important (caméras, logiciel, capteurs…) qui de plus est difficile à déplacer. D’ailleurs, il nécessite une formation au préalable de l’évaluateur aux protocoles standardisés pour le placement précis des marqueurs et l’analyse des données.
Les techniques d’analyse vidéo bi-dimensionnelle (2D) à l’aide d’une caméra offrent une alternative plus facile d’utilisation, car nécessite peu de formation, de plus l’équipement est portable et moins coûteux (17). Une analyse vidéo peut avoir lieu en clinique, et les résultats sont facilement discutés à l’aide d’application pour téléphone ou tablette. Une caméra, reliée à une application de capture du mouvement, est placée dans le plan frontal ou sagittal et détecte le mouvement des marqueurs préalablement fixés à la peau du sujet.
A la différence de l’analyse 3D qui quantifie la cinématique dans les 3 plans de l’espace, le système 2D analyse la cinématique dans un seul plan anatomique : frontal ou sagittal mais n’a pas la capacité de capturer avec précision les rotations dans le plan transversal (79).
3 Problématique et question de recherche
La douleur fémoro-patellaire est une pathologie complexe dont la prévalence est élevée dans les populations actives (1). La DFP est associée à une augmentation des contraintes articulaires sur l’articulation fémoro-patellaire pendant des tâches fonctionnelles (7). Une altération de la cinématique de la hanche en adduction et rotation interne ainsi que du genou en abduction et valgus, augmente les contraintes fémoro-patellaire (Figure 4-B), et est un prédicteur de la douleur au genou (9,19,80). Il est important de garder à l’esprit que l’adduction de hanche est le principal contributeur du valgus (17,52). En théorie, un déficit proximal des muscles la
20
hanche pourrait affecter les mouvements fémoro-tibiaux et fémoro-patellaires (20), le valgus excessif étant associé à un déficit de force de la hanche chez des sujets sains (75,81).
L’altération des mouvements de la hanche et du genou dans le plan frontal et transversal ainsi qu’une diminution de la force de la hanche sont fréquemment retrouvées dans les populations atteintes de DFP mais l’interaction entre ces paramètres manque de données probantes.
Avant d’aborder l’objectif principal, une analyse préliminaire visera à objectiver précisément les déficits de force et de cinématique retrouvés chez des sujets DFP par rapport à des sujets sains. Ce travail vise à déterminer s’il existe une relation entre force musculaire de la hanche et cinématique de la hanche et du genou chez des sujets atteints de douleur fémoro- patellaire pendant des tâches fonctionnelles.
4 Méthodologie
4.1 Moteurs et équations de recherche
Le type de méthodologie entrepris pour répondre à la problématique est une recherche systématique de la littérature dans différentes bases de données scientifiques réalisée le 04/01/2020. La recherche bibliographique a été réalisée à partir de 3 bases de données généralistes : ScienceDirect, Google Scholar et MEDLINE Pubmed, donnant accès à une large étendue de publications scientifiques dans le champ biomédical. La thématique abordée n’étant pas en lien spécifique au domaine d’intervention en kinésithérapie, nous avons choisi de ne pas interroger les bases de données spécifiques à la kinésithérapie. Face à l’important bruit documentaire (excédent d’information) de la base de données Google Scholar, nous avons ciblé la recherche sur le titre de l’article où les 3 mots clés devaient y apparaitre.
Les mots-clés ont été choisis selon les 3 axes principaux de la thématique choisie : - Douleur Fémoro-Patellaire
- Cinématique de la hanche et du genou - Force musculaire de la hanche
Ils ont été associés entre eux pour définir des équations de recherche selon les bases de données (Tableau I).
21
Tableau I : Equations de recherche et nombre de résultats obtenus en fonction des bases de données Moteurs de
recherche
Equations de recherche Résultats obtenus
Pubmed
(patellofemoral pain syndrome OR "patellofemoral pain" OR "anterior knee pain" OR "retropatellar pain") AND
(kinematics OR "knee kinematics" OR "hip kinematics" OR "lower limb kinematics" OR mechanics OR biomechanics OR "frontal plane
alignment" OR "lower extremity kinematics" OR "kinetics" OR "lower extremity alignment" OR "lower limb alignment") AND
("muscle strength" OR "hip strength" OR "knee strength" OR "lower limb strength" OR "muscle activation" OR "muscle activity" OR
"muscle force" OR "hip torque" OR "knee torque" OR torque)
154 résultats
Google Scholar
allintitle: ("patellofemoral pain syndrome" OR "patellofemoral pain") AND ("hip kinematics" OR "knee kinematics" OR kinematics OR mechanics OR biomechanics) AND ("hip force" OR "hip strength" OR strength OR "muscle force" OR mechanics)
21 résultats
ScienceDirect
("patellofemoral pain syndrome" OR "patellofemoral pain") AND (kinematics OR mechanics OR biomechanics OR lower extremity alignment) AND (torque OR "muscle force" OR strength OR "muscle activation" OR "hip strength" OR "knee strength")
683 résultats
4.2 Critères d’inclusion et d’exclusion Critères d’inclusion :
- Etude sur des sujets atteints de douleur fémoro-patellaire
- Etudie la force musculaire de la hanche à l’aide d’un dynamomètre
- Etudie la cinématique de la hanche dans plusieurs plans et/ou du genou, en charge - Etude transversale prospective ou de cohorte
- Publication en langue anglaise ou française
- Etudie l’interaction entre force et cinématique chez sujets pathologiques et/ou compare ces paramètres à des sujets sains
22 Critères d’exclusion :
- Concerne un traitement
- Littérature grise et de synthèse (revues systématiques et narratives, avis d’expert, guidelines, consensus et article de colloque)
- Population étudiée ayant des antécédents traumatiques, d’instabilité patellaire, ou chirurgicaux du membre inférieur, et neurologiques
4.3 Sélection des articles
L’interrogation des bases de données a fait émerger 154 résultats pour PubMed, 21 dans Google Scholar et 683 pour ScienceDirect (Tableau I). Les références bibliographiques ont été exportées via le logiciel Zotero pour réaliser leur triage. Les doublons ont ensuite été éliminés (N=78). Ensuite, 765 articles ont été exclus après lecture du titre et du résumé pour retenir 15 articles pour la lecture intégrale. A l’issue de la lecture approfondie de ces articles, 10 ont été retenus pour l’évaluation méthodologique et pour la sélection finale. Les études non retenues au cours de cette démarche de sélection ne correspondaient pas aux critères d’inclusion, ou présentaient un des critères d’exclusion. La démarche de sélection des articles est à retrouver ci-dessous (Figure 9).
23
Figure 9 : Diagramme de flux des études incluses, inspiré du modèle Prisma (82) Interrogation bases de données (N=858)
ScienceDirect N=683 Pubmed N= 154 Google Scholar N= 21
P u b M e d N
= 1 5 4 G o o g l e S c h o l a r N
= 2 1 Articles retenus après suppression
des doublons (N= 780)
Articles retenus pour lecture intégrale (N=15)
Articles retenus pour l’évaluation méthodologique (N= 10)
Articles retenus pour la revue de littérature (N= 10)
Evaluation méthodologique
Articles exclus ne correspondant pas aux critères définis après lecture intégrale (N=5)
-Cinématique de la hanche dans un seul plan (N=2) -Article de colloque (N=1)
-Etudie ni la corrélation entre force et cinématique chez sujets DFP, ni la différence avec des sujets sains de la force et cinématique (N=2)
Articles exclus après lecture des titres et des résumés (N=765)
Suppression des doublons (N=78)
IdentificationSélectionEligibilitéInclusion
24 5 Analyse des résultats
5.1 Caractéristiques des études
Les principales caractéristiques des études sont décrites ci-dessous dans le Tableau II. Les études retenues dans cette revue de littérature sont des études transversales. Les populations étudiées sont majoritairement les femmes : 5 articles sur 10 ont choisi d’inclure uniquement les femmes (50,83–86). Deux articles ont pour objectif d’observer les différences entre genre, ils ont donc distingué les hommes et les femmes, avec et sans la pathologie (87,88). Enfin, 3 articles ont mélangé les genres lors de l’étude (89–91).
En comparant les objectifs principaux des études, 4 énoncent la volonté d’étudier notre question de recherche relative à l’interaction en charge entre la force musculaire de la hanche et la cinématique de la hanche et du genou, en mesurant leur corrélation statistique (notés :
* dans le Tableau II)(50,86,89,91). Les autres articles s’intéressent à nos variables d’intérêt sans caractériser leur relation. De plus, deux études sont à rapprocher par leur protocole et leur objectif commun qui est d’étudier l’effet de la fatigue musculaire sur la biomécanique du membre inférieur chez des sujets avec DFP (85,91). Les mesures de la cinématique et de la force musculaire ont été réalisées au début puis à a fin de la tâche physique. Les résultats à la fin de la tâche physique ne seront pas décrits dans les résultats de la cinématique et de la force car ne répondant pas à la question de cette revue. Les résultats de cinématique et de la force sont reportés sous la forme : moyenne ± écart-type.
Nous décrirons dans l’analyse des résultats les différences de force et cinématique entre groupe DFP et groupe contrôle. La synthèse des différences inter-groupe de la force et cinématique sont rapportées dans le Tableau III. Ensuite, nous exposerons la relation entre force et cinématique chez des sujets pathologiques à travers les mesures de corrélation.
25
Tableau II : Description des principales caractéristiques des études retenues
* articles qui étudient la corrélation entre force de la hanche et cinématique de la hanche et du genou
Abréviations : GE = Groupe Expérimental, GC = Groupe Contrôle, H= homme, F= femme DFP = douleur fémoro- patellaire, ABD = Abduction, ADD = Adduction, RE = Rotation Externe, RI = Rotation Interne, EXT = Extension, FLEX = Flexion, GM = Gluteus Medius, MI = Membre Inférieur, FPPA= angle de projection du genou dans le plan frontal
Qualité méthodolo
gique
Sujets Objet de l’étude Force musculaire de
la hanche Cinématique 3D Tâche d’évaluation Souza et al.
(82) HONNETE GE : 21 F (Age : 27 ± 6) GC : 20 F (Age : 26 ± 5) Cinématique du MI, force de hanche et activation des muscles de la hanche
Force isométrique en
EXT et en ABD Hanche : ADD et RI
Course à pied, descente de marche,
réception de saut Nakagawa et
al. Jun (86) HONNETE GE : 20 F et 20 H (Age : 22.3 ± 3.1) GC : 20 F et 20 H (Age : 21.8 ± 2.6)
Force de la hanche, cinématique du tronc, du bassin, de la hanche, du genou et activation des fessiers
Force excentrique en ABD et en RE
Hanche : ADD et RI
Genou : ABD Squat unipodal Bolgla et al.
(83) HONNETE GE : 18 F (Age : 24.5 ± 3.2) GC : 18 F (Age : 23.9
± 2.8)
Force de la hanche, cinématique de hanche et du genou
Force isométrique en ABD et RE
Hanche : RI et ADD Genou : valgus
Descente de marche d’escalier Willson et al.
2008 (84) BONNE GE : 20 F (Age : 23.3 ± 3.1) GC : 20 F (Age : 23.7
± 3.6)
Effets d’un effort sur la biomécanique du MI et force du tronc et de la hanche
Force isométrique en ABD et RE
Hanche : ADD RI
Genou : FLEX ABD RE Sauts unipodaux Willson et al.
2009 * (85) HONNETE GE : 20 F (Age : 23.3 ± 3.1) GC : 20 F (Age : 23.7
± 3.6)
Force et biomécanique du MI et la relation entre ces variables
Force isométrique en ABD et RE
Hanche : ADD RI
Genou : FLEX Sauts unipodaux Dierks et al. *
(90) HONNETE GE : 5 H et 15 F (Age : 24.1 ± 7.4) GC : 5 H et 15 F (22.7 ± 5.6)
Relations entre 1) force et cinématique de la hanche 2) cinématique du genou et arche médial du pied
Force isométrique en ABD et RE
Hanche : ADD et RI
Genou : valgus Course à pied Almeida et al.
* (48) HONNETE GE : 22 F (Age : 28.1 ± 9.3)
GC : 21 F (Age : 27.3 ± 4.5) Relation entre FPPA et force de la hanche
Force isométrique en ABD, RE et EXT
Mesure du FPPA
(analyse 2D) Descente de marche Boling et al. *
(88) HONNETE GE : 10 F et 5 H (Age : 27.3 ± 4.1) Relation entre force de la hanche et cinématique de hanche et du genou
Force excentrique et concentrique en ABD, EXT, et RE
Hanche : ADD et RI
Genou : valgus Réception de saut Nakagawa et
al. Sep (87)
HONNETE GE : 20 F et 20 H (Age : 22.4 ± 3.2) GC : 20 F et 20 H (Age : 23.5 ± 3.2)
Biomécanique du tronc, du MI, activation du GM, force de hanche à différents angles de flexion de genou
Force isométrique en ABD
Hanche : ADD Genou : ABD
Descente et remontée de
marche Esculier et al.
(89) HONNETE GE : 16F et 5H (Age : 34.1 ± 6.0) GC : 15 F et 5H (Age : 34.2 ± 6)
Contrôle du MI chez des coureurs : cinématique, force, activation musculaire et force de réaction au sol
Force isométrique en
ABD, RE et EXT Hanche : ADD et RI Course à pied
26 5.2 Evaluation méthodologique des études
Pour évaluer la méthodologie des différentes études retenues, l’échelle « Quality Assessment Tool for Observational Cohort and Cross-Sectional Studies » rédigée par la NIH a été utilisée.
Puisqu’elle permet de déterminer la validité interne des études transversales (92). Cet outil comprend 14 items où 3 types de réponses peuvent être rapportées : « Oui », « Non » ou « Non applicable / Non déterminé / Non rapporté ». La NIH, dans l’évaluation finale de la qualité, nous invite à réfléchir de manière critique sur le risque de biais de chaque critère : ainsi les critères 3 et 13 sont jugés ici comme non rédhibitoires si la réponse est « Non ».
Le détail de cette évaluation est situé en annexe (Annexe). La qualité de l’étude était définie selon 3 classes : BONNE, HONNETE ou PAUVRE. Dans cette revue, la qualité était considérée comme BONNE si l’article obtenait une note entre 9 et 12 « Oui », HONNETE s’il obtenait entre 5 et 8 « Oui » et PAUVRE s’il avait entre 0 et 4 « Oui ».
5.3 Force musculaire de la hanche
L’évaluation de la force musculaire varie dans les articles selon le type de dynamomètre utilisé, les groupes musculaires de la hanche testés, et selon le type de contraction. (Tableau II) Trois d’entre eux l’évalue à l’aide d’un dynamomètre isocinétique, et les six autres à l’aide d’un dynamomètre portable. L’utilisation d’un dynamomètre isocinétique a permis à deux de ces trois études d’évaluer la force excentrique en abduction et rotation externe (87,89) et concentrique (89). Les autres articles ont mesuré la force isométrique de hanche.
On retrouve également des disparités entre les groupes musculaires évalués : trois d’entre eux ont mesuré la force en extension, sept en rotation externe, ils ont tous évalué la force des abducteurs de hanche.
La consigne donnée aux sujets est d’effectuer une contraction maximale pour chaque groupe musculaire testé, durant 5 secondes. Le nombre d’essais varie selon les études de 3 à 5 essais avec un temps de repos allant de 15 secondes à 1 minute entre chaque essai.
Force en Abduction
L’ensemble des études démontre une diminution significative de la force isométrique en abduction chez les groupes avec DFP en comparaison aux groupes sains. Les déficits de force dans ces études sont observés à hauteur de 18.2% (p=0.017) (50), 26% (p<0.01) (84), 15%
27
(p=0.05) (86), 13% (p=0.09) (85), 24% (p<0.001) (88), 14% (p<0.05) (83) et 11.5% (p<0.044) (91).
Similairement, la force excentrique est significativement inférieure chez les sujets pathologiques de 17.2% (p<0.05) (87).
Seul l’article d’Esculier et al. ne retrouve aucune différence significative entre les groupes en force isométrique (90).
Force en Rotation Externe
La force musculaire des rotateurs externes est significativement inférieure dans les groupes DFP en contraction isométrique : les études ont identifié un déficit de 15% (p<0.04) (86), 14%
(p=0.03) (85), 15.6% (p<0.02) (50) et 24% (p<0.01) (84). Cependant, deux articles n’obtiennent pas de différence significative entre les groupes pour la force isométrique (90,91).
En contraction excentrique, la force du groupe DFP est significativement inférieure de 17%
par rapport au contrôle (p<0.05) (87).
Force en Extension
Les groupes DFP démontrent significativement une diminution de la force isométrique en extension par rapport au groupe sain à hauteur de 15.7% (p=0.005) (82), et de 27.9%
(p<0.001) (48). Sauf dans l’étude d’Esculier et al. où la différence entre groupes n’est pas significative (90).
5.4 Cinématique de la hanche et du genou
L’analyse cinématique du membre inférieur a été évaluée dans différents plans anatomiques, par différentes méthodes ainsi que sur différentes tâches selon les études (Tableau II). Un article évalue l’angle de projection du plan frontal (FPPA) (17), qui correspond à une mesure de la cinématique du membre inférieur en 2 dimensions dans le plan frontal, à l’inverse de toutes les autres études qui ont réalisé une analyse 3 dimensions du mouvement.
Etant les plus souvent étudiées et les plus susceptibles d’augmenter les contraintes fémoro- patellaire et les douleurs, les données de la cinématique en rotation interne et adduction de hanche, ainsi qu’en abduction et valgus de genou uniquement sont reportés (7,19,21). Les Figures 10, 11, 12 synthétisent les différences inter-groupes (DFP versus contrôles).
28 Cinématique de la hanche
La rotation interne et l’adduction de hanche ont été évaluées dans huit et sept articles respectivement.
Rotation Interne
Des résultats significatifs en faveur d’une augmentation significative de la rotation interne chez les sujets avec DFP ont été retrouvés uniquement dans l’article de Souza et al (Figure 10).
Les participants de cette étude ont été soumis à une évaluation cinématique sur des tâches de réception de saut, course à pied et descente de marche. Les données des amplitudes articulaires maximales lors de la phase d’appui sur chaque tâche, ont été analysées. Une différence significative entre les groupes a été observée pour la rotation interne : en moyenne sur les 3 tâches (réception de saut, descente de marche, course à pied), le groupe DFP a montré un angle maximal de rotation interne plus important que le groupe contrôle : 7.6° ± 7° contre 1.2° ± 3.8° respectivement (p <0.001). La course à pied révélait la plus importante différence inter-groupe concernant la rotation interne de hanche : 11.8° ± 6.9° pour le groupe DFP et 4.2° ± 3.4° pour le contrôle (p<0.05) (83). A l’inverse, l’étude de Willson et al. datant de 2008, a quant à elle montré une augmentation significative de la rotation interne dans le groupe contrôle par rapport au groupe DFP (Figure 8). L’évaluation de la cinématique a été réalisée lors de 5 sauts unipodaux consécutifs les plus hauts possibles. Les angles articulaires des quatre phases d’appui au sol (de la réception du 1er saut au décollage du 5ème) ont été retenus pour l’analyse. Les auteurs ont pu observer une différence significative entre groupes : les sujets contrôles avaient 4.5° de rotation interne de plus (p=0.02) par rapport au groupe DFP lors du moment maximal d’extension de genou (85).
Tous les autres articles n’ont pas observé de différence significative entre les groupes.
Nakagawa et al. ont investigué la cinématique du membre inférieur durant la réalisation d’un squat unipodal. Un essai valide consiste à fléchir le genou d’au moins 60°, et la durée du squat doit être de 4 secondes. Aucune différence significative pour l’amplitude de rotation interne maximale n’a été reportée entre le groupe DFP et le groupe contrôle durant le squat : 12.7° ± 6.1° pour 9.6° ± 5.1° (p>0.05) (86). Bolgla et al. ont eux analysé la cinématique du membre inférieur lors d’une tâche de descente de marche d’escalier. La moyenne des angles
