Genoux pliés ou tendus pour soulever une charge ? La preuve par la prothèse connectée


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Une illustration de l’article

Les auteurs de cette étude ont recherché, sur 5 patients appareillés à l’aide de prothèses discales dotées de capteurs et 10 patients porteurs de PTH dotées de capteurs les valeurs retrouvées :

  • En station debout
  • En grande flexion 
  • Lors du soulevé d’une charge de 10 kg les genoux pliés
  • Lors du soulevé d’une charge de 10 kg les genoux tendus

Les PTH avaient été posées consécutivement à une coxarthrose, les prothèses discales consécutivement à une fracture de L1 ou de L3.

Résultats globaux

  • Les forces résultantes maximales dans les prothèses discales étaient considérablement plus faibles que celles retrouvées dans les PTH. 
  • L’augmentation de la flexion a provoqué une augmentation immédiate des contraintes discales, suivie d’un plateau ou même d’une diminution de la contrainte jusqu’à l’inclinaison maximale (voir les graphiques dans le texte).
  • Les contraintes coxo-fémorales augmentent de façon presque continue jusqu’à la flexion maximale. 
  • Ce comportement général est modulé par la levée de poids ou par la flexion des genoux. 

Lors de la flexion libre genoux tendus

  • La flexion du tronc a provoqué une augmentation considérable des forces mesurées dans les deux implants par rapport à la position debout. 
  • La charge maximale correspond à 263% du poids du corps en coxo-fémoral en flexion maximale. 
  • À un angle d’inclinaison d’environ 33°, la contrainte vertébrale a atteint un plateau jusqu’à l’inclinaison maximale de 53°. 
  • La contrainte maximale correspondant à 100% du poids du corps a été atteinte lors du retour à la position debout initiale. Pour tous les patients et toutes les séances de mesure, la force résultante en coxo-fémoral était comparativement à la position debout, 2.6 fois plus élevée qu’en discal.

Lors du levé d’un poids de 10 kg

La levée de ce poids a augmenté les contraintes jusqu’à 298% du poids du corps à la hanche, 175% au niveau du disque. 

Genoux droits ou pliés ?

Au niveau discal, les deux techniques de levé (genoux droits et fléchis) ont provoqué des forces de pointe presque similaires pour le levage et l’abaissement. Elles sont 10% PLUS élevées lorsque les genoux sont fléchis que lorsqu’ils sont tendus.

Au niveau coxo-fémoral, à l’inverse, les contraintes sont de 13 à 16% plus importantes lors que les genoux sont tendus.

Contrairement à leurs attentes et en contradiction avec les directives communes sur les postures favorables au dos, soulever un poids avec les genoux pliés augmente légèrement les charges dans la colonne lombaire, mais diminue les charges dans la hanche. 

À l’inverse, soulever un poids avec les genoux droits diminue les charges dans la colonne vertébrale, augmente les charges de la hanche. 

Une explication dans la discussion 

Les genoux en extension, les muscles du quadriceps sont largement inactifs pendant la levée de poids. En revanche, les ischio-jambiers tirent vers l’arrière pour accomplir la tâche de levage. Compte tenu de cette interaction musculaire théorique, les genoux en extension augmenteraient par conséquent les charges dans la hanche lors de la levée d’un poids. Mais les ischio-jambiers n’ont pas d’insertions lombaires directes…

Dans une revue systématique de 27 études biomécaniques différentes, des auteurs (van Dieen et al. 1999) ont démontré que les deux les techniques entraînent des différences de charge non significatives et des moments nets ou des forces de compression égaux ou légèrement supérieurs lors de la technique en squat. 

En accord avec cette conclusion, la présente enquête confirme que, globalement, les deux techniques entraînent des charges vertébrales similaires. 

Des études récentes expliquent pourquoi les résultats sont incohérents (Kingma et al., 2006, 2010) : lorsqu’une charge est soulevée entre les genoux (près du corps), le levé accroupi entraîne des moments plus faibles que le levé en flexion. Cependant, cet effet disparaît lorsque la charge est levée devant les genoux. Cela pourrait être le cas lors de certaines activités de levage dans la présente étude.

Sauf si les sujets prenaient appui des coudes sur les cuisses ?

Ce qui est valable pour L1 ou L3 l’est aussi pour L5-S1 ?


Références bibliographiques 

allemagnePhilipp Damm, Sandra Reitmaier, Sabine Hahn, Vivian Waldheim, Ali Firouzabadi, Hendrik Schmidt. In vivo hip and lumbar spine implant loads during activities in forward bent postures. Journal of Biomechanics 102 (2020) 109517

(Article provisoirement en accès libre) 

Un commentaire

  1. Les captures étudient ils les composantes de cisaillement? Car effectivement en Newton peut être identique mais le vecteur force est il le même ?Le mouvement favorise t il une compression ou un pincement ?

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