MUSCLES ET INSTABILITÉ MUSCLES AND INSTABILITY

Rachis, 1995, vol. 7, n° 3 pp 167-168
BIOMÉCANIQUE
MUSCLES ET INSTABILITÉ
MUSCLES AND INSTABILITY
IAN A.F. STOKES
Department
of Orthopaedics
and Rehabilitation,
University
of Vermont, Burlington,
VT 05405, U.S.A.
quelques kilogrammes provoque un flambage de la colonne.
Il semble que les éléments actifs - les muscles - sont responsables pour la stabilisation de la colonne, d'une manière
similaire à l'action des supports du mât d'un navire.
Mais la vitesse de réponse des muscles est lente, comment
peuvent-ils fournir cette stabilisation? Cela pourrait provenir de la rigidité intrinsèque des muscles actifs. Des expériences physiologiques indiquent que la rigidité musculaire
k est proportionnelle à l'effort actif musculaire T :
k = qT/I
(1 = longeur musculaire).
Cependant, le paramètre q de proportion alité n'est pas bien
précisé. Cependant, avec suffisamment de rigidité musculaire, un déplacement par rapport à une position d'équilibre
serait accompagné d'un incrément de l'énergie potentielle c'est à dire que notre système serait stable!
Comment peut-on analyser cette hypothèse d'une manière
quantitative? Pour chacun des degrés de liberté du système,
on peut examiner si l'incrément de l'énergie potentielle est
positif en termes de l'énergie dûe aux déplacements provoqués par les efforts externes et les efforts musculaires, et
l'energie élastique des unités fonctionelles, et des muscles.
Pour un système de plusieurs degrés de liberté, ça devient
compliqué. Heureusement on peut formuler ce problème
sous forme d'une équation:
[K]v= À[G]v
En général, dans le cadre des problèmes orthopédiques du
rachis, le terme instabilité a été utilisé d'une manière
imprécise, ou imprécisable. Dans une revue du concept de
l'instabilité rachidienne, Ashton-Miller et Schultz ont proposé cinq significations principales pour ce terme:
1 - Symptômes variables, et non prévisibles.
2 - Hypermobilité d'une unité fonctionnelle.
3 - Déplacements anormaux ou couplage anormal des mouvements en 3-D.
4 - Tendance à des déplacements importants suite à de
faibles variations d'efforts (flambage).
5 - Déformation évolutive (scoliose).
Dans la biomécanique il est important de considérer les
mouvements et aussi les efforts associés. C'est-à-dire
qu'une hypermobilité rachidienne peut être la conséquence
soit d'une diminution de rigidité d'une unité fonctionnelle,
soit d'une anomalie des efforts appliqués. C'est pourquoi je
suggère que la compréhension des instabilités dépend d'une
compréhension des actions musculaires.
On peut imaginer le rachis comme un ensemble de vertèbres avec des rotules entre elles. Il paraît donc que suite à
chaque perturbation le système de contrôle des muscles
serait obligé de commander un effort de ré-équilibrage.
La rigidité de la colonne même peut offrir très peu d'assistance. Lucas et Bressler ont démontré qu'un chargement de
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Les résultats indiquent que si la rigidité musculaire était
égale à zéro, le système serait instable; un flambage pourrait léser les tissus. Si on utilisait les valeurs publiées de la
rigidité musculaire active, la colonne serait stable.
La conclusion est donc évidente - la rigidité musculaire est
obligatoire pour la stabilisation du rachis. Je suggère aussi
qu'une mauvaise coordination des muscles peut produire les
lésions douloureuses qui sont si difficiles à diagnostiquer à
partir des radiographies. Les radiographies ne mettent pas en
évidence les efforts musculaires qui sont essentiels.
Notre système est stable si la valeur de chaque valeur
propre À est supérieure à l'unité. ([K] égale à la rigidité
élastique de la structure; [G] égale à la rigidité géométrique; v égale au vecteur propre des déplacements en flambage).
Dans nos études, nous avons cherché les solutions de cette
équation dans un modèle de la colonne vertébrale avec des
unités fonctionnelles flexibles, et avec une anatomie musculaire réaliste pour des efforts maximaux en flexion et en
extension.
BIBLIOGRAPHIE
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