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

Ann. Kinésithér., 1987, t. 14, nO 6, pp. 281-283
©Masson, Paris, 1987 MÉMOIRE
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 àl'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 àun ordinateur,
aux vitesses de 30° et 3000/s.
Les résultats montrent :
- que la vitessedu mouvement influence le
couple deforce 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° àbasse vitesse, 55° à
haute vitesse);
- que le rapportfléchisseurs/extenseurs se
situe, en position assise, entre 0,5 et 0; 6.
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 isociné-
tique (1,8,10,11,13,15).
Ce travail vise àquantifier la F.M.M. isociné-
tique (F.M.M.I. : couples de forces), les angles
d'efficacité maximale (15) et le rapport fléchis-
Tirés àpart: K. KERKOUR, àl'adresse ci-dessus.
seurs/ extenseurs du genou àdeux vitesses
angulaires différentes (30 et 3000/s). Nous avons
utilisé un dynamomètre rotatoire isocinétique
(3,16) (Cybex) couplé àun 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
pour les hommes et de 21,87 +2,G ans pour
les femmes.
MATÉRIEL
Les mesures sont réalisées à l'aide du dynamo-
mètre rotatoire isocinétique Cybex II (12). Un
capteur de force transmet le moment de force
exprimé en pieds/livres àun décodeur amplifica-
teur transformant le signal en Newtons/mètre.
Le signal est ensuite intégré dans un micro-
ordinateur de type Apple II. Son programme
permet une sélection de vitesse de 1 à3000/s.
La vitesse de déplacement du bras de levier
est constante; la résistance est asservie àla 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.

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Sujets
12
1:
10
sont en contact avec la peau de la crête tibiale.
3) Le sujet réalise un mouvement d'extension-
flexion 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 techni-
que «essai-erreur» permet de diminuer les
risques d'erreurs liés à la méthode d'enregistre-
ment de la F.M.M.I.
MESURE
INSTALLA nON DU SUJET
Méthode
Ces résultats sont transcrits automatiquement
sur une imprimante.
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 dynamo-
mètre.
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
RÉSULTATS
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'ordina-
teur est retenue. Pour limiter la fatigue mus-
culaire, un temps de repos de trois minutes est
laissé au sujet lors du changement de la vitesse
angulaire. Le secteur angulaire exploré est de
oà 90°.
Les .couples de force sont exprimés en
Newton/mètre (N/m). Nous donnons les
moyennes et les écarts-type.
Les tableaux let 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 fléchis-
seurs/extenseurs aux vitesses de 30° et 3000/s.
Age
WLZl femmes
FIG. 1. - Répartition de la population
".c::J hommes
:'..1

TABLEAU 1. - Couples de force (N/M) des extenseurs et
fléchisseurs du genou aux vitesses 300/s et 3000/s.
ExtenseursFléchisseurs
300/s
1251,2 136,4
±43,4 ±38,61
3000/s
1158,93 91,93
±36,51 ±26,7
TABLEAU II. - Couples de force (N/M) des extenseurs et
fléchisseurs du genou aux vitesses300/s et 3000/s enfonction du
sexe.
300/s
3000/s
Extens.
Fléchiss.Extens.Fléchiss.
Hommes
257,69142,87
167,3996,21
n=23 ±40,96±35,75
±32,2
±25,34
Femmes
229,85
114,71
131,14 177,85
në=7 ±44,88
±
40,93±36,03 ±26,14
TABLEAU III. - Angles d'efficacité maximale (A.E.M) des
extenseurs et fléchisseurs du genou en fonction de la vitesse.
"
A.E.M 1
Extenseurs Fléchisseurs
300/s
1
71,5 28,83
±5° ±
9,10
3000/s
1
71,33 54,16
±6° ±
7,310
TABLEAU IV. - Couple fléchisseurs/extenseurs aux vitesses de
30° et 3000/s.
Fléch./Ext.
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obtenue n'est valable que pour le même type
d'appareil (Cybex II) et avec une même calibra-
tion. La relation force-vitesse est ·constante. A
basse vitesse angulaire (300/s) correspond tou-
jours le maximum de force musculaire dévelop-
pée par le sujet.
LES ANGLES D'EFFICACITÉ (A.E.M.)
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 :
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.
RAPPORT DU COUPLE
FLÉCHISSEURS/EXTENSEURS
Pour les deux groupes musculaires étudiés, la
valeur maximale du couple de force (N/m)
1
300/s
3000/s
Discussion
LES COUPLES DE FORCE
0,543
0,578
La force développée par les fléchisseurs du
genou est en moyenne de 112 par rapport à celle
des extenseurs (0,54). Ce rapport est sensible-
ment 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.

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Conclusion
La F.M.M.I. est influencée par la vitesse du
mouvement. Cette force est supérieure àbasse
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'an-
gle 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
àbasse 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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