Comprendre les bases de la biomécanique pour une meilleure santé

La biomécanique, simplement définie, se réfère à l'étude du corps en mouvement.  La biomécanique du pied, plus particulièrement, est l'étude de la relation entre le pied et la jambe inférieure. Lors de la marche et la course, le corps est projeté vers l'avant avec une force générée par le système musculo-squelettique.  Le pied remplit deux fonctions principales : il permet l'adaptation aux différents terrains et aide le mouvement en avant dans la locomotion.  Ces deux fonctions sont bien chronométrées, ce qui signifie que quand le pied prend trop de temps à s'adapter, il n’est pas en mesure de passer suffisamment de temps sur la propulsion vers l'avant.  En biomécanique du pied, les différentes structures des pieds et leur fonctionnement pour effectuer des tâches spécifiques peuvent être étudiées en mettant l'emphase sur la synchronisation.  Un mouvement prolongée, excessive ou l'absence de celle-ci peuvent résulter de différentes pathologies et conditions.  Grâce à la biomécanique, un individu peut se déplacer efficacement et librement sans éprouver de dysfonction ou de douleur.

Les avantages de comprendre la biomécanique

Pourquoi est-il important de comprendre la biomécanique pour atteindre une bonne santé?  Une personne qui connaît les principaux concepts de la biomécanique sait comment toutes les parties du corps se rapportent les unes aux autres et comment chaque partie affecte toutes les autres parties.  Beaucoup de gens ne se déplacent pas parfaitement comme lorsque nous  transportons des objets lourds, ce qui n’est pas bénéfique d'un point de vue biomécanique.  Parfois, nous nous penchons ou nous relevons à partir des hanches et le bas du dos plutôt que de les garder droit et de plier les genoux.  Nous ne devenons conscients de ces faits que lorsque nous commençons à ressentir de la douleur et  devons consulter un médecin.

Le cycle de marche raconte ce qui arrive à nos pieds et chevilles depuis le début de contact avec le sol jusqu'au moment où le pied touche à nouveau le sol. Acquérir une meilleure compréhension de la biomécanique peut aider les gens à prévenir les blessures, la douleur et à atteindre un bon état de santé général.

biomécanique

Référence: http://www.fmxresources.com/images/stories/biomechanics.pdf

Explication des termes courants utilisés en biomécanique

1. Cycle de la démarche

Il commence au moment où le talon touche le sol (l'attaque du talon) et va jusqu'au moment où le même pied touche le sol à nouveau.  Il y a 2 phases : le positionnement et le balancement.

2. Phase de positionnement

Au cours de cette phase du cycle de marche, le pied est en contact avec le sol.

3. Phase de balancement

C’est la phase du cycle de la marche au cours de laquelle le pied est dans l'air (non-porteur de poids).

4. Position neutre de l'articulation sous-astragalienne

Dans cette position, le pied est ni en pronation ni en supination. Un pied arrière neutre signifie que la bissectrice du calcanéum est incliné à 90 degrés vers le sol.

5. Pronation de l'articulation astragalienne

Ceci se rapporte à un mouvement organisé  en trois parties du pied incluant le soulèvement, la flexion dorsale et l'éversion.

6. Supination de l'articulation astragalienne

Ceci se rapporte à la coordination triplan du mouvement de pied impliquant l’adduction, la flexion plantaire et l'inversion.

7. Pronation et supination

Ces termes décrivent la position du pied. Un pied en pronation a le talon extérieur faisant la prise de contact initiale avec la surface. Un pied en supination se trouve dans une position dans laquelle il est roulé vers l'extérieur pendant la phase de poussée de sorte que le corps est propulsé vers l'avant.

8. Degrés de pronation ou  de supination

Ils peuvent être mesurés avec des degrés d'inversion, pour la supination, ou d'éversion, pour la pronation, comparativement à la position neutre.

9. Centre de la ligne normale de pression

Ceci est également connu en tant que ligne de la démarche et représente la vitesse moyenne de toutes les forces qui influencent l'impact que le pied a lors de la phase d'appui.

Les 6 critères pour déterminer la démarche normale

  • Le 1/3 inférieur de la bissection de la jambe doit être parallèle à la bissection du calcanéum
  • Le plan horizontal de l'avant-pied doit être perpendiculaire à la bissection du calcanéum
  • Il devrait y avoir au moins 10° de dorsiflexion de la cheville
  • Sur le plan frontal, la jambe doit être verticale au sol
  • Dans le plan sagittal, la jambe doit également être verticale par rapport au sol
  • Il ne doit y avoir aucune rotation dans un plan horizontal au-dessus du membre

Quelle est la biométrie normale pendant le cycle de la démarche?

La démarche chez les êtres humains se compose de mouvements très complexes et coordonnés en séries. L'acte de la marche a 2 phases : le positionnement et le balancement. La phase d'appui commence par une attaque du talon et se termine avec l'orteil du même pied. Chaque cycle de marche porte le poids durant cette phase.  D'autre part, la phase de balancement commence quand l'orteil quitte le sol et se poursuit jusqu'à l'attaque du talon.

Les deux occasions où les deux pieds sont positionnés sur le terrain sont appelées double soutien initial et double support terminal. Le double support initial commence par le coup de talon de la jambe d'appui  et se termine au levé de l'orteil de la jambe opposée.  Le soulèvement du talon de la jambe opposée pour soutenir le soulevé de l'orteil est appelé double support terminal.  La période de balancement du membre opposé est similaire au support d'un membre unique.

Mouvement du pied durant la position normale de la démarche

Pendant la démarche normale, le pied touche le sol au début de la phase de contact dans une position couchée mesurant environ 2 degrés.  Le pied passe par la position neutre à une position de pronation pour permettre au pied d'agir comme un adaptateur mobile et de s'ajuster à différents terrains.  La phase de demi-position commence à 3 ½ - 4 degrés de pronation.  Ici, le pied commence sa résupination et se dirige vers une position neutre, l'ouverture de la phase propulsive pour le levé de l'orteil.

Le pied est transformé d'un adaptateur mobile à un support rigide à la suite de la supination du pied au cours de la propulsion de la demi-position.  En raison de ce changement de fonction le transformant en levier rigide, la mi-tarsienne se vérouille juste avant le décollage des orteils puis le poids du corps est projeté vers l'avant de manière efficace.

En cas de surpronation pendant la position intermédiaire et la propulsion, la pronation de l'orteil prolonge le rôle du pied comme adaptateur portable au lieu d'être d'un levier rigide dans les dernières étapes.  Dans ce cas, il faut plus d'énergie musculaire pour déplacer le poids du corps vers l'avant et le pied devient plus mobile ou lâche que ce qu'il devrait être pour le mouvement vers l'avant.

Il y a certaines conditions qui causent une pronation inhabituelle du pied lors de la propulsion et une position en pronation à la dernière étape de la propulsion.  Il en résulte des pieds en état critique et la fatigue des jambes en raison de la surutilisation des muscles.  En outre, l'hypermobilité ou un état instable des articulations résulte également en une pronation anormale lors de la propulsion qui à son tour entraîne également une subluxation conjointe.  Les distorsions conjointes causent des traumatismes et des dommages aux tissus mous et aux articulations. Par exemple, les callosités de la peau et les cors sont causés par des forces de cisaillement excessives entre la peau et les os de l'avant-pied.

biomécanique

Référence: http://www.footmaxx.com/pathologies-sp-484/basic-biomechanics/normal-biomechanics

Les 3 sous-phases de la phase de positionnement

Une simple description de l'anatomie et les mouvements du pied dans une phase de positionnement unique complète et normale commence avec l'attaque du talon et se termine en soulevant l'orteil.  Cette période est de 60% du cycle normal de la démarche.  Cependant, il est divisé en 3 sous-phases:  le contact, la position intermédiaire et la propulsion.  Chaque fois qu'une des sous-phase se termine, la suivante commence.

1. La sous-phase de contact

Lors du contact, le centre du talon touche le sol à un angle latéral léger.  Le calcanéum s'inverse d'environ 2 degrés.  Pendant cette phase, le pied aide à absorber les chocs et permet de faire pivoter la jambe à partir du haut.  Le calcanéum commence la pronation durant l'attaque du talon jusqu'à environ 22% de la phase d'appui au moment où près de 4% de la pronation est atteinte (la pronation totale est de 6%).  Le chargement de l'avant-pied  termine la phase de contact.

2. La sous-phase de position intermédiaire.

La phase de position intermédiaire débute au premier signe de chargement de l'avant-pied et se poursuit jusqu'à ce que le talon soit soulevé.  Le mouvement à l'articulation sous-astragalienne est une supination continue de 22% se poursuivant jusqu'à la fin de la phase d'appui.  Pendant l'ascension du talon de la jambe d'appui, la phase de la position intermédiaire se termine.  Ceci se passe à la moitié de la démarche.  Il est important que le membre soit stable à ce moment pour atteindre cette phase, le pied doit être en mesure de placer l'articulation médiotarsienne dans une position verrouillée.  Vers la fin de la position intermédiare, l'articulation sous-astragalienne doit être neutre, avec l'acticulation médiotarsienne verrouillée.

3. La sous-phase de propulsion

Cette phase débute au levé du talon et se termine au levé de l'orteil.  Elle représente la deuxième moitié de la démarche  Les supinateurs de pied sont à un total de 6 degrés et réalisent autour de 2 degrés dans une position en supination. L’articulation médiotarsienne est également dans une position verrouillée.  Le chargement maximum de l'avant-pied se passe autour de 50-80% de la position.  Avec un orteil à 2 degrés de supination, la jambe déclenche alors la phase de balancement.

La phase de balancement

40% du cycle de la démarche normale se compose de la phase de balancement et commence au décollage des orteils et se termine au coup de talon.  À ce moment, le pied est en position de supination.

Le pied devient court en raison de la supination qui lui permet de déblayer le terrain.  Il réduit également l'énergie nécessaire pour déblayer le terrain alors que le membre ne portant pas de poids dépasse la jambe de soutien.  Il stabilise également la structure osseuse du pied et le prépare pour le coup de talon lorsque le pied doit absorber le choc causé par le coup.

Lorsque des conditions anormales surviennent vers la fin de la phase de balancement se traduisant par le pied frappant le sol dans une position en pronation, des blessures critiques à la cheville, au genou et aux articulations de la hanche surviennent. Les capacités de levier rigide du pied sont compromises par la supination.

Les 5 lignes directrices pour la démarche normale

Avec la compréhension de la fonction normale et de la biomécanique du pied, une interprétation correcte de la fonction normale est importante lorsque l'on étudie les données des patients, tel qu'indiqué dans le logiciel Footmaxx.  Lors de l'analyse, un clinicien considère ces 5 lignes directrices:

1. Le centre ou la ligne de pression (COPL)

Est-ce que le COPL est courbé? Un COPL droit indique la surpronation.

2. Chargement de l'avant-pied

Quand survient-il? Le chargement normal de l’avant-pied se passe de 17 à 24% de la position, signifiant la fin du contact et le début de la phase intermédiaire.

3. Soulèvement du talon

Le soulèvement du talon se produit à partir de 50-75% de la position, ce qui signifie la fin de la position intermédiaire et le début de la propulsion.

4. Le pic de pression de l'avant-pied

75% de pression totale de l'avant-pied indique une stabilité fonctionnelle.

5. Apparence de rougeurs

L'apparition de rougeurs dans le talon pourrait signifier un écart dans la longueur de la jambe, un boitement ou une épine calcanéenne.

Les rôles de soutien du fémur et du tibia lors de la marche

Les os du tibia et du fémur travaillent main dans la main avec le pied au cours de pronation et de la supination en démarche normale.  Ceci est rendu possible par la position de verrouillage du tibia vers l'abduction de l'astragale, ce qui entraîne la rotation externe du tibia et l'adduction de l'astragale, qui à son tour provoque la rotation interne du tibia.  Quand un pied a une pronation de 3 degrés, le tibia tourne 5 degrés vers l'intérieur.  Lorsque le pied est en supination de 2 degrés, il en résulte une rotation externe du tibia de 10 degrés.  Tandis que le pied effectue son mouvement de pronation et de supination normale pendant la phase d'appui, le tibia tourne  sur un total de 15 degrés.

Le tibia et le fémur tournent en synchronisme dans le même sens. Alors que le fémur tourne en interne, le tibia tourne à l'extérieur lors de la pronation.  Dans la même veine, le fémur tourne à l'extérieur tandis que le tibia tourne pendant la supination.  Ceci est descriptif d'une démarche normale.

En cas de pronation anormale, une contre-rotation du tibia et du fémur peut amener la rotule (patella) à travailler de manière incorrecte, résultant en une condition appelée chondromalacie de la rotule.

Le rôle des chaussures en biomécanique

Du point de vue de la biomécanique, les chaussures sont importantes pendant la marche et lorsque l'on se tient debout.  La hauteur du talon et  l'épaisseur de la semelle ont un impact critique sur la manière dont le poids est transféré et par conséquent sur le mouvement lui-même.  L'influence de chaussures doit être soigneusement examinée en cas de déformation statique.  Dans la construction de la chaussure, par exemple lors de la fabrication d'une semelle arrondie, la courbe doit être compensée au niveau du talon ou alors la relation entre la hauteur du talon et de l'épaisseur de la semelle sera perdue. Un résultat négatif sera obtenu dans le processus de roulement.

Les femmes ne sont pas faites pour marcher avec des échasses mais les talons continuent à être de plus en plus hauts.  Ainsi, leur système musculo-squelettique prend en souffre, glissant le pied et crampant le pied et les orteils à l'avant de la chaussure. La démarche est également modifiée par les talons aiguilles. Un petit talon touche le sol avec une force qui est plusieurs fois le poids du corps, provoquant une douleur au genou. Avec un changement du centre de gravité, en cambrant le dos pour rester en équilibre,des douleurs lombaires sont également provoquées.

Apprendre à connaître les problèmes de pieds en utilisant la biomécanique et l'analyse de la démarche

Bien que les pieds de tout le monde soient utilisés pour les mêmes fonctions principales, tous les pieds ne sont pas identiques.  Longueur et la largeur varient d'une personne à l'autre ainsi que la hauteur et la fonctionnalité des arches du pied.  De nombreux facteurs affectent la façon dont nous marchons et comment notre corps réagit.

L'analyse de la démarche est un excellent moyen d'acquérir une meilleure compréhension de la biomécanique du pied et de la cheville.  Elle permet la création d'un plan de traitement pour corriger les conditions existantes et de prévenir celles pour lesquels nous sommes à risque.  Par exemple, la démarche peut être corrigée avec l'utilisation d'insertions de chaussures personnalisées ou prescrites appelées orthèses.  Alors que celles-ci sont disponibles dans les magasins de détail, elles ne devraient pas être considérées comme des  solutions « tailles-uniques » puisque, comme mentionné plus tôt, les problèmes de pieds ne sont pas tous les mêmes. Elles doivent être adaptées à vos pieds.

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« J’avais une douleur très forte sous mon talon droit. J’ai pris du Cérébrex 3 semaines et fait de la physiothérapie 6 mois Je suis postier et mon patron me suggérait donc de prendre un bon congé de maladie . Au lieu de prendre un congé j’ai décidé de prendre un rendez-vous à cette clinique. Ils m'ont proposé des orthèses adaptées et j'ai senti une grosse différence dès la première minute. J’ai pu continuer travailler sans douleur. »

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