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 167 IAN A.F. STOKES 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 _ 1 - ASHTON-MILLER JA., SCHULTZ AB. Spine instability and segmental hypermobility biomechanics catlfor the definit,jon and standard use ofterms. Seminars in Spine Surgery, 1991,3 : 136-148. : A 2 - BERGMARK A. Stability of the lumbar spine. A study in mechanical engineering. Acta Orthop Scand SuppI230,1989. 3 - CRISCO JI 3d, PANJABI MM. Biomechanical stability. Ch. 26 in : Winters Ml, Woo SLY (Eds) : Multiple muscle systems: Biomechanics and movement organization. New York: Springer-Verlag, 1990. 4 - LUCAS DB, BRESLER B. Stability of the ligamentous spine. Technical Report Series 11, No 40, Biomechanics of California, San Francisco, 1960. Lab, University 5 - SCHULTZ AB. Biomechanical analyses of loads on the lumbar spine. ln : The Lumbar Spine. Weinstein JN, Wiesel SW (Eds). Philadelphia : WB Saunders, 1 990. 168