Force musculaire maximale isocinétique (F.M.M.I.), extenseurs et

Ann. Kinésithér., 1987, t.
©
Masson,
14, nO 6, pp. 281-283
MÉMOIRE
Paris, 1987
Force musculaire maximale isocinétique (F.M.M.I.), extenseurs
et fléchisseurs sagittaux du genou
K. KERKOUR (1), M. BARTHE (2), J.-L. MEIER (3), C. GOBELET (4)
(1) MCMK, enseignant à l'École Vaudoise de Physiothérapeutes de Lausanne, 2, avenue de la Sallaz, CH1005 Lausanne;
(2) Physiothérapeute-chef adjoint, Hôpital orthopédique de la Suisse romande, CH J005 Lausanne; (3) Médecin-chef du Service
de Rhumatologie et de Rééducation fonctionnelle, Hôpital de Delémont, CH2800 Delémont; (4) Médecin-chef du Service de
Rhumatologie et de Rééducation fonctionnelle, Hôpital de Sion, CH 1950 Sion.
La F.MMI des extenseurs et fléchisseurs
du genou a été quantifiée pour 30 sujets
adultes jeunes. Les mesures sont réalisées à
l'aide du Cybex II couplé à un ordinateur,
aux vitesses de 30° et 3000/s.
Les résultats montrent :
- que la vitesse du mouvement influence le
couple de force musculaire développéepar les
deux groupes étudiés;
- qu'aux deux vitesses, l'angle d'efficacité
maximal des extenseurs se situe entre 65 et
75° de flexion du genou. Par contre, celui des
fléchisseurs varie (30° à basse vitesse, 55° à
haute vitesse);
- que le rapport fléchisseurs/extenseurs se
situe, en position assise, entre 0,5 et 0; 6.
seurs/ extenseurs du genou à deux vitesses
angulaires différentes (30 et 3000/s). Nous avons
utilisé un dynamomètre rotatoire isocinétique
(3,16) (Cybex) couplé à un système informatisé.
Matériel
et méthode
PoPULAnON
Elle se compose de trente sujets (23 hommes,
7 femmes), âgés de 18 à 26 ans, ne présentant
aucune pathologie du membre inférieur testé
(fig. 1). L'âge moyen est de 20,71
2,91 ans
2,G ans pour
pour les hommes et de 21,87
les femmes.
+
+
MATÉRIEL
Introduction
La littérature abonde de travaux relatifs à la
détermination de la force musculaire maximale
(F.M.M.). Cette recherche de F.M.M. peut
s'effectuer
selon divers modes : statique
(4,5,9,14,17,19,20), concentrique (6) ou isocinétique (1,8,10,11,13,15).
Ce travail vise à quantifier la F.M.M. isocinétique (F.M.M.I. : couples de forces), les angles
d'efficacité maximale (15) et le rapport fléchisTirés à part: K. KERKOUR, à l'adresse ci-dessus.
Les mesures sont réalisées à l'aide du dynamomètre rotatoire isocinétique Cybex II (12). Un
capteur de force transmet le moment de force
exprimé en pieds/livres à un décodeur amplificateur transformant le signal en Newtons/mètre.
Le signal est ensuite intégré dans un microordinateur de type Apple II. Son programme
permet une sélection de vitesse de 1 à 3000/s.
La vitesse de déplacement du bras de levier
est constante; la résistance est asservie à la force
développée par le sujet.
Le Cybex II possède un goniomètre intégré
au système informatique qui donne une valeur
précise de l'angle d'apparition de la F.M.M.I.
282
Ann. Kinésith ér., 1987, t. 14, nO 6
Sujets
sont en contact avec la peau de la crête tibiale.
3) Le sujet réalise un mouvement d'extensionflexion de la jambe sur la cuisse. Si nous
obtenons une divergence de nos doigts, c'est que
les centres de rotation ne coïncident pas. Nous
déplaçons alors la table (haut-bas, avant-arrière)
pour obtenir un repérage optimal. Cette technique «essai-erreur»
permet de diminuer les
risques d'erreurs liés à la méthode d'enregistrement de la F.M.M.I.
12
1:
10
MESURE
Age
:'..1
FIG. 1. - Répartition
".c::J hommes
WLZl
de la population
femmes
Ces résultats sont transcrits automatiquement
sur une imprimante.
Méthode
INSTALLA nON
DU SUJET
Les sujets sont en position assise contre
dossier, cuisses et bassin sanglés sur la table. La
résistance est appliquée 4 cm au-dessus de la
malléole interne. La difficulté majeure réside
dans le repérage du «centre articulaire» du
genou qui doit correspondre avec celui du centre
de rotation du bras de levier. Nous utilisons le
protocole suivant :
1) Genou en flexion à 90°, condyle externe
en regard du centre de rotation du dynamomètre.
2) Nous plaçons nos index et majeur d'une
main en parallèle sur le bord supérieur de la
butée de poussée du bras de levier. Les doigts
Avant l'évaluation de la F.M.M.I., le segment
jambier est « pesé » pour obtenir une correction
en fonction de la gravitation. Ce poids (N/m)
est automatiquement intégré. pour chaque degré
d'angle; sa valeur est additionnée dans la mesure
de la force des extenseurs et déduite dans celle
des fléchisseurs (7).
L'échauffement musculaire est réalisé par
quatre essais à une vitesse de 1800/s, ceci
permettant au sujet de se familiariser avec
l'appareil.
Nous procédons dans l'ordre suivant:
- extenseurs: 3 essais à 300/s et 3000/s,
- fléchisseurs: 3 essais à 300/s et 3000/s.
A chaque fois, une stimulation verbale est
donnée par l'examinateur tout au long du
mouvement. La valeur maximale de la moyenne
des 3 courbes (F.M.M.I.) calculée par l'ordinateur est retenue. Pour limiter la fatigue musculaire, un temps de repos de trois minutes est
laissé au sujet lors du changement de la vitesse
angulaire. Le secteur angulaire exploré est de
o à 90°.
RÉSULTATS
Les .couples de force sont exprimés en
Newton/mètre
(N/m). Nous donnons les
moyennes et les écarts-type.
Les tableaux et II expriment les valeurs des
couples de force des extenseurs et fléchisseurs
du genou en fonction de la vitesse.
Le tableau III exprime les valeurs des angles
d'efficacité maximale correspondant aux couples
de forces maximum à 300/s et 3000/s.
Le tableau IV représente le couple fléchisseurs/extenseurs aux vitesses de 30° et 3000/s.
l
Ann. Kinésithér., 1987, t. 14, n° 6 283
TABLEAU
1. - Couples de force (N/M) des extenseurs et
fléchisseurs du genou aux vitesses 300/s et 3000/s.
11
158,93
251,2 Extenseurs
Fléchisseurs
26,7
91,93
±136,4
38,61
obtenue n'est valable que pour le même type
d'appareil (Cybex II) et avec une même calibration. La relation force-vitesse est ·constante. A
basse vitesse angulaire (300/s) correspond toujours le maximum de force musculaire développée par le sujet.
LES ANGLES D'EFFICACITÉ (A.E.M.)
TABLEAU
II. - Couples de force (N/M) des extenseurs et
fléchisseurs du genou aux vitesses 300/s et 3000/s en fonction du
sexe.
±±
Extens.
3000/s
40,93 ± Fléchiss.
±167,39
36,03
44,88
300/s
26,14
96,21
229,85
114,71
142,87
257,69
25,34
40,96
35,75
32,2 ±
131,14
77,85
1
Extenseurs :
A l'inverse des résultats publiés par Portero
P. (15), nous ne trouvons pas de différence en
fonction de la vitesse du mouvement. Dans notre
étude, l'A.E.M. a toujours été compris entre 65
et 75° pour un angle de départ t9ujours constant
à 90° de flexion (tableau III).
Fléchisseurs :
III. - Angles d'efficacité maximale (A.E.M) des
extenseurs et fléchisseurs du genou en fonction de la vitesse.
TABLEAU
A.E.M
71,33
71,5
6°
5° Extenseurs
9,10
7,310
1
TABLEAU
1
1
"
±± Fléchisseurs
54,16
28,83
Nous n'avons pas pris la précaution dans ce
travail de laisser la hanche tendue (2,15) pour
la mesure de la F.M.M.I. Néanmàins aucun
conseil quant à la position du bassin n'est donnée
au sujet. Spontanément tous les sujets partent
en rétroversion du bassin et terminent en flexion
antérieure du tronc.
Pour une vitesse basse (300/s), l'A.E.M. est
à environ 30° de flexion du genou, tandis qu'à
haute vitesse, cet angle est d'environ 55°. Dans
ce cas, la vitesse du mouvement joue un rôle
essentiel dans l'angle d'apparition du couple de
F.M.M.I.
IV. - Couple fléchisseurs/extenseurs aux vitesses de
30° et 3000/s.
Fléch./Ext.
300/s
0,543
3000/s
0,578
Discussion
LES COUPLES DE FORCE
1
Pour les deux groupes musculaires étudiés, la
valeur maximale du couple de force (N/m)
RAPPORT DU COUPLE
FLÉCHISSEURS/EXTENSEURS
La force développée par les fléchisseurs du
genou est en moyenne de 112 par rapport à celle
des extenseurs (0,54). Ce rapport est sensiblement moins important à haute vitesse angulaire
(0,58). Lors d'une communication aux entretiens
de Bichat 86, sur 33 patients ayant subi une
plastie ligamentaire pour insuffisance du L.C.A.
nous avons montré que ce rapport est différent
du côté opéré (0,62 à 300/s et 0,74 à 3000/s).
Si l'enregistrement de la F.M.M.I. s'effectue
hanche tendue, à haute vitesse ce rapport se situe
entre 0,7 et 0,8.
284 Ann. Kinésithér., 1987, t. 14, n° 6
Conclusion
La F.M.M.I. est influencée par la vitesse du
mouvement. Cette force est supérieure à basse
vitesse angulaire. Il faut tenir compte de cet
élément lorsque nous déterminons une F.M.M.
isométrique et que nous rééduquons un muscle
en dynamique concentrique. D'autre part, l'angle d'efficacité maximal pour les extenseurs se
situe entre 65° et 75° de flexion, si le départ du
mouvement est à 90° de flexion. Le moment
résistant maximal doit se situer dans ce secteur
angulaire. Par contre, pour les fléchisseurs,
l'A.E.M. varie selon la vitesse du mouvement.
Le moment résistant maximal doit être différent
à basse ou haute vitesse.
Pour un réentraînement musculaire optimal,
le rapport fléchisseurs/extenseurs est l'élément
clé du traitement afin d'éviter un déséquilibre
de la stabilité du genou. Ce rapport varie entre
0,5 et 0,6. Il peut être différent selon le sport
pratiqué (14), l'âge (10), la pathologie et la
position de la hanche.
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