UE 5 – Appareil locomoteur
Dr Campech
Date : 11/10/2016
Promo : DFGSM 3 2016-2017
Plage horaire : 14h-17h
Enseignant : Dr Campech
Ronéistes :
LEGRAND Jean Baptiste
SAINT-ALME Sébastien
Evaluation clinique et instrumentale de la fonction
musculaire
I.Définition
II. Contraction musculaire
III. La fatigue musculaire
IV. Evaluation musculaire
1. Evaluation de la force
A. Méthodes cliniques
B. Méthodes expérimentales
2. Evaluation de la fatigue
3. Evaluation de l’allongement
4. Evaluation des troubles du tonus
5. Evaluation de la fonction
Conclusion
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I. Définition
La fonction musculaire est la capacité que les muscles ont de se contracter et produire un mouvement
volontaire s’il s’agit de muscles striés, involontaire s’il s’agit de muscles lisses.
Schéma du système musculaire
Un 1er motoneurone part du cortex moteur et va jusqu'au métamère au niveau médullaire. A partir de
là un motoneurone alpha va aller jusqu'au muscle, avec des fuseaux neuro-musculaires qui vont
renvoyer une information avec une boucle réflexe qui va gérer à la fois le tonus et l'adaptation
posturale, qui sera à l'origine d'un fonctionnement automatique pour les muscles lisses.
La fonction des muscles est triple :
- mouvement,
- posture,
- équilibre.
5 propriétés définissent le muscle :
•
Excitabilité : perception et réaction à un stimulus chimique, électrique ou mécanique. Cela
explique la transmission neuro-musculaire.
•
Contractilité : capacité à se contracter sous l’influence d’une stimulation nerveuse (le
muscle se raccourcit et s’épaissit).
•
Tonicité : contraction légère et permanente (permet de préparer le mouvement et de réaliser
les ajustements posturaux).
•
Extensibilité : possibilité d’étirement et d’allongement de la fibre musculaire (c’est quand
même limité).
•
Elasticité : possibilité de retour à la forme originelle après stimulation électrique.
Pour rappel, on a différents types de fonctions musculaires.
– Muscles striés squelettiques :
• Commande volontaire.
• Innervation pyramidale.
• Médiateur = acétylcholine.
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– Muscles lisses (notamment au niveau des viscères) :
• Contrôle involontaire.
• Innervation par le SN végétatif.
• Médiateur variable selon l’organe.
– Muscle cardiaque :
• Commande par le tissu nodal.
• Influx irrégulier.
Il existe 639 muscles squelettiques dans le corps humain. Ils représentent 50% du poids du corps. Le
début des contractions musculaires a lieu dès la 7e semaine de développement embryonnaire.
Muscles agoniste/antagoniste/synergique :
•
Muscle agoniste : principal muscle sollicité pour un mouvement donné. Ex : lors de la flexion de
l'avant-bras sur le bras, le muscle agoniste sera le brachial antérieur. Le quadriceps est le
principal muscle agoniste lors de l’extension du genou.
•
Muscle antagoniste : muscle dont la contraction s’oppose à celle du muscle agoniste. Ex : lors de
la flexion de l'avant-bras sur le bras, le muscle antagoniste sera le triceps brachial. Les ischiojambiers sont antagonistes lors de l’extension du genou.
•
Muscle synergique: muscle qui aide l’agoniste en œuvrant dans le même sens. Ex : le biceps
brachial pour aider le brachial antérieur et éventuellement d'autres muscles de l'avant-bras qui
viennent s'insérer au milieu du bras et permettent de facilité la flexion de l'avant-bras sur le bras.
II. Contraction musculaire
La contraction musculaire correspond au glissement des filaments minces sur les filaments épais. On
distingue 3 contractions :
•
•
Contraction isométrique : la force du muscle augmente, sans raccourcissement. Le muscle
réalise un mouvement qui est stable.
✓ Les extrémités du muscle restent fixes, on a donc une absence de raccourcissement.
✓ Les filaments d’actine et de myosine ne se déplacent pas, mais il y a quand même
contraction musculaire.
✓ La tension maximale mesurée en contraction tétanique isométrique est fonction de la
longueur du muscle.
✓ La relation tension-longueur permet donc de définir une longueur optimale pour laquelle la
tension mesurée sera maximale : en fonction de la position du muscle au départ, on va
obtenir une tension et une force qui seront plus ou moins importantes.
Contraction isotonique : contraction dont la force est constante.
✓ Le muscle va par contre changer de longueur : il se raccourcit ou s’allonge, donc on a un
mouvement.
✓ On distingue 2 types de contractions :
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➢ Contraction concentrique : contraction avec rapprochement des extrémités du
muscle qui va donc se raccourcir. Les filaments d’actine et de myosine se déplacent
dans le sens du raccourcissement.
➢ Contraction excentrique (moins connu) : contraction musculaire s’opposant à un
mouvement ou à une force. Les insertions du muscle s’éloignent et le muscle
s’allonge. Les filaments d’actine et de myosine se déplacent dans le sens de
l’allongement. On a un ralentissement de l'allongement du muscle vers le mouvement
qui lui est imposé.
• Contraction isocinétique : contraction avec modification de longueur du muscle, qui se
réalise à vitesse constante.
La résistance s’adapte automatiquement dès que la vitesse est atteinte (c'est le principe
d’asservissement). En fait, c'est un muscle qui pourra réaliser une contraction qui peut être concentrique
ou excentrique mais à une vitesse constante et imposée en général par l'appareillage. Il s’agit d’un
moyen d’évaluation, donc pas utilisé dans la vie courante.
Schéma qui montre les différents type de contraction : ne retenir que les isométriques, les
isotoniques, les concentriques, les excentriques et les isocinétiques.
III. La fatigue musculaire
Lors d’une contraction tétanique prolongée, le muscle perd progressivement sa capacité à se contracter
et sa force diminue malgré une stimulation constante : c’est la fatigue musculaire.
La perte de force maximale ou la moindre capacité à maintenir un certain niveau de force sousmaximale est un témoin de la fatigue. De nombreux mécanismes sont en cause à différents niveaux du
système neuromusculaire.
On distingue :
• Une fatigue centrale : incapacité du système nerveux central à maintenir un niveau d’effort, alors
que l’effecteur neuro-musculaire le permet.
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•
Une fatigue périphérique : altération potentielle de la propagation neuro-musculaire, du
couplage excitation-contraction, de la disponibilité des substrats ou du flux sanguin et
modifications du milieu intracellulaire et de l’appareil contractile.
IV.
Evaluation musculaire
1)Evaluation de la force
Plusieurs méthodes existent. Elles sont classées en méthodes cliniques et méthodes instrumentales.
A. Méthodes cliniques
1. L’élément le plus connu = testing musculaire manuel (MMT : Manual Muscle Testing) décrit aux
Etats-Unis, standardisé par le Medical Research Council et développé par le Dr Lovett en 1912 pour
l’évaluation des patients atteints de poliomyélite. C'est un examen utilisé en pratique courante et
relativement simple.
Les conditions d’examen sont standardisées et l’évaluation doit se faire :
– Pour chaque groupe musculaire testé.
– Pour chaque niveau de cotation.
Il faut un évaluateur formé et entraîné pour avoir une certaine reproductibilité (si possible par le même
évaluateur). Il comprend 6 grades de 0 (aucun mouvement) à 5 (force normale/maximale).
Il s’agit d’une méthode simple en apparence mais qui manque de sensibilité au changement et de
reproductibilité. L’intérêt est dans la répétition du bilan qui est relativement simple à réaliser. Il y a plusieurs
difficultés pourtant :
- Peu de signification pour les petits muscles comme ceux de la main.
- Problème des muscles puissants (comme le quadriceps).
- Problème des rétractions et des mouvements qui limitent le mouvement.
Il est utilisable et utilisé pour la pathologie locomotrice et neurologique périphérique uniquement,
l’évaluation étant inappropriée en pathologie neurologique centrale. On l’utilise donc soit pour les
atteintes ostéo-articulaires, soit pour les atteintes nerveuses périphériques, soit pour les atteintes purement
musculaires.
Cette méthode impose au préalable de vérifier toutes les amplitudes articulaires.
Les 6 niveaux de cotation du MMT
• 0 : Aucune contraction.
• 1 : Contraction visible mais insuffisante pour déclencher un mouvement.
• 2 : Contraction suffisante pour déclencher un mouvement dans le plan horizontal (donc sans lutte
contre l’apesanteur)
• 3 : Contraction suffisante pour déclencher un mouvement dans un plan vertical (permet de vaincre
l’effet antagoniste de la pesanteur)
• 4 : Contraction permettant un mouvement contre résistance
• 5 : Contraction de force normale
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Exemple du triceps sural (fléchisseur plantaire) :
1 : Les doigts placés sur la loge postérieure de jambe perçoivent une contraction (quel que soit la position)
mais il n'y aura pas de mouvements/de mobilisation
2 : Au lit, le patient a une flexion plantaire possible dans toute l’amplitude (décubitus latéral pour éliminer
toute apesanteur).
3 : Debout, le patient peut se mettre sur la pointe des pieds.
4 : Il peut se mettre sur la pointe des pieds en unipodal ou alors en bipodal pendant que vous lui appuyez sur
les épaules (dépend du patient et de l’évaluateur).
5 : Patient arrive à se mettre en appui unipodal, et est capable de faire plusieurs flexion-extension de cheville
(au moins 5).
Pièges : si au lit, ayant constaté que le patient peut fléchir le pied, vous appliquez une résistance manuelle
qui ne sera jamais égale au poids du corps, vous conclurez à tort que le triceps est à 4 alors qu’il n’est même
pas à 3.
2. Testing du périnée
Ce même type de testing peut être utilisé pour tester le périnée, notamment chez la femme, au détour d’un
toucher vaginal (mais aussi toucher rectal) pour une rééducation périnéales ou en bilan uro-dynamiques.
Cotation :
0 : Pas de contraction.
1 : Contraction à peine perçue.
2 : Contraction faible mais correctement perçue.
3 : Contraction dans toute l’amplitude mais impossible contre résistance.
4 : Contraction contre faible résistance.
5 : Possible contre résistance et supérieure à 5 secondes et reproductible 3 fois sans fatigue musculaire.
3. Testing musculaire de Freyss
L’un des nombreux testings musculaires pour les muscles de la face. Il est utilisé pour les paralysies
périphériques. Il teste 10 groupes musculaires au niveau de la face, cotés de 0 à 3 :
• 0 = pas de contraction,
• 1 = légère contraction,
• 2 = ample mais sans force,
• 3 = normale.
L’avantage c’est qu’on a un total sur 30. Si le score est inférieur à 5/30, on a alors une paralysie faciale
périphérique sévère. Mais ce n’est pas un examen facile à faire.
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4. Résistance musculaire maximale (utilisé notamment par les kinésithérapeutes)
C'est une mesure isotonique à charge constante. On mesure la charge maximale que le patient peut déplacer
dans toute l’amplitude articulaire pendant un nombre de fois répété.
On va augmenter progressivement la charge, ce qui va permettre de repérer le point de fatigue musculaire
qui peut modifier la performance au fur et à mesure du test. On va utiliser cette charge maximale en dehors
de la fatigue musculaire pour déterminer la charge de rééducation.
B. Méthodes instrumentales
Dynamométrie : le principe est l'utilisation de jauges de contraintes :
– Mesure des contraintes mécaniques = dynamomètres mécaniques.
– Mesure d’un courant électrique produit par la contrainte mécanique = dynamomètres électroniques.
En fait on mesure des forces de traction, de compression ou de torsion.
Avantages
Mesure chiffrée, numérique et continue de la force.
Meilleure sensibilité qu’avec le MMT.
Fiabilité dépendante de la standardisation des conditions de mesures.
Mesures isométriques ou isocinétiques.
On peut faire de la dynamométrie manuelle en utilisant le grip ou le pinch.
A gauche = le Grap
Le patient exerce une force de préhension globale, mesurée en kilogrammes. C'est donc une mesure de la
force musculaire globale de la main. On évalue la relation tension-longueur avec une notion de fatigue
musculaire.
A droite = le Pitch test (ou le Grip test)
Dynamométrie manuelle au niveau de la pince pouce/index. L'objet est tenu entre le pouce et l’index et
donne une pression en kilogrammes. Ca peut être soit des poires sur lesquelles on appuie et qui vont donner
par la dépression une idée de la force, soit un système électronique où plus on va appuyer sur un genre de
contraintes, plus on va créer un courant exprimé en kilos. Même principe que le Jamar.
Ils ont en général un Jamar et un pitch-test pour évaluer leurs patients.
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Applications de la dynamométrie
➢ Testing musculaire quantifié
On peut utiliser la dynamométrie afin de réaliser un testing musculaire quantifié (membres).
Il existe une procédure précise d’installation et de montage du système. On va utiliser des capteurs (en
général des jauges de contrainte) montés de façon linéaire sur le trajet de la sangle. Ce sont des efforts
isométriques maximaux. On demande au patient de maintenir la force en plateau au moins 3 secondes.
La technique est utilisée notamment pour les études d’évaluation de forces musculaires des fléchisseurs et
extenseurs du genou et du coude dans certaines pathologies notamment neurologiques ou neuro-musculaires.
Isocinétisme
Le but est d’évaluer la force en condition de mouvement, fonction principale des muscles. Concept introduit
à la fin des années 60. Contrôle de la vitesse de mouvement afin de mesurer la force musculaire volontaire
dans toute l’amplitude du mouvement ++.
Appareil d’évaluation et de rééducation. Méthode d’évaluation privilégiée pour les expertises car le patient
ne peut pas tricher puisque c’est le moteur qui impose le mouvement.
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Les différents modes possibles :
✓ Travail en concentrique : le système résiste au mouvement du patient (toujours à vitesse constante).
✓ Travail en excentrique : le patient résiste à un mouvement imposé par le moteur (notamment dans le
cas du genou).
✓ Mode actif : mouvement initié par le sujet (exemple : avec le dynamomètre).
✓ Mode passif : effort au court d’un mouvement imposé par le moteur (le patient fait des efforts
pendant ce mouvement).
✓ Travail à vitesse basse (<90°/sec; où l’on évalue la force brut) ou rapide (>180°/sec ; savoir si
atteintes dans les activités sportives), mais constantes (isocinétisme).
✓ Vitesse maximale 500°/sec. Vitesse minimale 30°/sec.
Résultats :
✓ Données qualitatives : on obtient une courbe.
✓ Données quantitatives :
- Le moment de force maximal (Nm).
- L’angle d’efficacité (degré) = angle pour lequel le moment est maximal.
- Le travail (Joules).
- La puissance (Watts).
- Le rapport de symétrie entre le droit et la gauche.
- Le rapport muscle agoniste/muscle antagoniste dit physiologique. +++ Important en rééducation.
Ce sont donc des éléments objectifs et chiffrés, numérisés.
Exemple de courbe qu’on obtient (ici quadriceps/ischio-jambiers). En bleu, on a la norme, en violet le
patient ➔voir si tricherie du patient.
Possibilité d’évaluer les membres inférieurs, supérieurs et même le tronc.
2) Evaluation de la fatigue = endurance
Elle peut se faire de 2 façons :
- A l’aide de mesures biomécaniques, en conditions isométriques ou dynamiques en observant la répétition
d’effort.
- La neurostimulation est également un moyen d’étudier l’efficience du système neuromusculaire en
stimulation au repos ou surimposée à un effort de contraction maximale volontaire.
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3)Evaluation de l’allongement
Il faut savoir qu’on a une protection musculaire qui se fait par l’intermédiaire des aponévroses et des
tendons (car ils sont beaucoup moins extensibles). Il peut y avoir des rétractions (+++ sur aponévroses et un
peu sur les tendons), donc une perte de possibilité de l’allongement musculaire. Lorsque l’on a une inactivité
musculaire (par alitement prolongé ou parce que les muscles ne marchent pas), on a une sarcopénie, c’est-àdire une diminution du nombre de fibres musculaires, ainsi qu’une rétraction des aponévroses (diminution
des amplitudes maximales).
Evaluation de la rétraction :
– Nécessaire avant l’évaluation de la force.
– La différenciation entre rétraction et hypertonie peut parfois être difficile.
NB : il faut que le patient puisse faire des amplitudes complètes pour faire les MMT.
Pour évaluer la rétraction, il existe des moyens cliniques tels que la mesure de l’angle poplité : il s’agit de
la mesure de l’angle de la jambe avec l’axe fémoral pour tester les ischio-jambiers.
- La méthode anglo-saxonne mesure l’angle bleu = négatif. Plus il est grand, plus les ischio-jambiers (loge
postérieure de la cuisse) sont rétractés ou raccourcis. Méthode utilisée par les pédiatres.
- La méthode française mesure l’angle rouge. + il est petit, + les ischio-jambiers sont rétractés = fermeture
de l’angle (la normale devrait être à 90° par rapport à l’horizontale).
Autre technique : on prend l’équivalent à 90° + arc rouge.
NB : on peut faire cette mesure d’amplitude sur tous les groupes musculaires.
4) Evaluation des troubles du tonus
•
•
Hypotonie.
Hypertonie :
➢ Hypertonie pyramidale (spasticité) ++ mesurable en MPR (pratique quotidienne) : le
segment de membre étiré retrouve sa position initiale après relâchement, comme un élastique.
➢ Hypertonie extrapyramidale (plastique) : le segment de membre étiré garde la même
position après relâchement.
Il existe 3 échelles pour évaluer la spasticité
• Echelle d’Ashworth (1964) version modifiée = la + utilisée, validée mais mauvaise sensibilité interobservateur. Elle est cotée de 0 à 4. Mesure l’importance de l’hypertonie sans tenir compte de la vitesse; or
on sait que l’hypertonie pyramidale (spasticité) est dépendante de la vitesse.
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• Echelle d’Oswestry, peu utilisée, évalue l’interférence de la spasticité sur la qualité du mouvement - non
validée, pas d’étude de reproductibilité.
• Echelle de Tardieu, française, validée en anglais, meilleure sensibilité inter-juge.
Mais elle est + compliquée à utiliser car elle va tenir compte de la vitesse du mouvement, de la qualité de
réaction musculaire, et de l’angle de la réaction musculaire au même moment.
Il existe aussi une méthode d’évaluation de la spasticité par évaluation dynamométrique.
Evaluation possible en isocinétique. Comparaison du travail musculaire à basse puis à vitesse rapide. Voir la
différence entre ce travail, pour nous donner une idée de l’hypertonie pyramidale et la spasticité.
Valable uniquement si absence de limitation articulaire ou rétraction. Peu utilisée en pratique clinique.
5)Evaluation de la fonction
Classification Internationale de la Fonction et de la Santé (C.I.F) : mesure de la déficience, l’incapacité, la
perte d’activité et la fonction. C’est la plus utilisée dans le monde du handicap, dans l’évaluation de la
répercussion de la fonction motrice et du handicap sur l’activité professionnelle, et pour la mesure de la
rééducation fonctionnelle dans la MPR.
- Mesure de la force musculaire = évaluation de la déficience.
- Mesure de la fonction motrice = évaluation de la limitation d’activité (incapacité).
Les 3 fonctions principales du muscle sont ainsi explorées :
– Mouvement,
– Posture,
– Equilibre.
Méthode : évaluation globale ou utilisation d’échelles cliniques multiples :
- Développées et validées dans le cadre d’une pathologie donnée, c’est la raison pour laquelle elles sont très
nombreuses.
- Utilisables quelque soit la faiblesse musculaire.
- Score chiffré permettant le suivi des performances du patient.
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• Evaluation de la locomotion = marche.
– Echelles cliniques (exemple : Test des 6 minutes, on demande au patient de marcher à allure normale,
pendant 6 min, puis on mesure la distance parcourue ➔simple et reproductible).
– Laboratoire d’analyse de la marche : pas en pratique clinique.
• Evaluation de l’équilibre.
– Echelles cliniques (exemple : Berg).
– Plateformes dynamométriques : évaluer équilibre statique, dynamique, prises en charge éducatives.
• Evaluation de la préhension (main).
– Echelles cliniques (exemple : Frenchay Arm Test).
– Analyse vidéo.
– Analyse du mouvement.
•
-
Evaluation de l’autonomie ou des activités de la vie quotidienne
Echelles cliniques (exemple : Le Barthel = évaluer capacité du patient à se lever, s’habiller, se laver…
activité de vie quotidienne).
Conclusion
L’évaluation musculaire est toujours précédée d’une évaluation orthopédique : il faut vérifier à chaque fois
qu’on n’a pas de limitation et qu’on a des amplitudes libres.
Il faut privilégier, lorsque cela est possible, les moyens dynamométriques; Puisque ça permet d’avoir des
données chiffrées, + sensibles, ainsi qu’une meilleure reproductibilité.
Permet à la fois d'évaluer la fonction musculaire mais aussi de faire un suivi lors des pathologies évolutives
(Myopathies, SLA (sclérose latérale amyotrophique), SEP (sclérose en plaques), etc…) ➔ anticiper la gêne
fonctionnelle et le handicap du patient et essayer de lui apporter des aides pour limiter ces éléments de
pertes..
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