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Analyse instrumentalisée de la marche : outils, données et apports cliniques
- Margaux Baron
- Analyse instrumentalisée de la marche : principe et mesure objective
- Données spatio-temporelles, cinématiques, cinétiques et baropodométriques
- Prévention des entorses de cheville en inversion par facteurs de risque mécaniques
- Suivi du pied diabétique et prédiction du risque d’ulcère plantaire
- Limites méthodologiques et modélisation biomécanique du pied
- Analyse instrumentalisée de la marche en laboratoire
- Semelles et orthèses de correction
- Adaptation de l’entraînement et prévention des blessures
- Préférer la mesure dynamique objective à la seule observation vidéo de la marche
- Identifier les facteurs mécaniques de risque d’entorse avant la reprise sportive
- Surveiller la mobilité de la première métatarsophalangienne chez le diabétique
- Interpréter les données en gardant à l’esprit la rigidité des modèles du pied
Brochure d'information médicale
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Margaux Baron, 2019
La marche s’est imposée comme un indice objectif de santé, d’autonomie fonctionnelle et de qualité de vie, mais son automaticité masque une variabilité interindividuelle considérable et une grande vulnérabilité aux pathologies, du déficit neurologique central à l’hallux valgus douloureux. Cette mise au point destinée au médecin référent rappelle ce qu’apporte l’analyse instrumentalisée de la marche en laboratoire par rapport à l’observation visuelle simple : une mesure dynamique, objective et multimodale, acquise simultanément sur les plans spatio-temporel, cinématique, cinétique, baropodométrique et électromyographique. Elle situe ces outils dans leur trajectoire historique, précise leur mise en œuvre concrète et expose les données issues de la littérature sur la prévention des entorses de cheville et le suivi du pied diabétique. L’objectif est de fournir au confrère des repères sur l’intérêt et les limites de ces mesures, et sur les situations où elles orientent réellement la décision et le choix d’un traitement.
De l'observation du mouvement à la mesure instrumentalisée
L’intérêt pour l’analyse du mouvement et de la marche est ancien, des descriptions d’Hippocrate et d’Aristote aux travaux de Galilée, Léonard de Vinci et Newton. Le tournant méthodologique survient au dix-neuvième siècle avec la chronophotographie et l’invention d’un fusil photographique capable de saisir douze images par seconde, qui rend pour la première fois observable l’évolution du geste dans le temps. La mesure proprement dite, cinétique et cinématique, se développe ensuite avec les plateformes de force pneumatiques, employées notamment auprès des blessés de la Première Guerre mondiale.
Le milieu du vingtième siècle voit apparaître l’électromyographie de surface non invasive, puis les années 1970 et 1980 substituent aux dispositifs photographiques des systèmes électroniques qui fondent les laboratoires modernes d’analyse de la marche. Cette filiation explique la nature actuelle de l’examen : non pas une image isolée, mais une acquisition multimodale et synchrone. L’enjeu pour le clinicien est de quantifier objectivement un acte habituellement automatique, et surtout de mesurer si une intervention sur la marche produit l’effet attendu, ce que l’appréciation visuelle seule ne permet pas.
Le laboratoire de marche : dispositif et acquisition des données
Le laboratoire associe des caméras infrarouges et optiques, des marqueurs réfléchissants, des plateformes de force et de pression et des électrodes électromyographiques. Le sujet parcourt à plusieurs reprises une voie de marche d’environ dix mètres, au centre de laquelle une plateforme de pression est superposée aux plateformes de force ; en pratique, cinq passages sont nécessaires pour obtenir des données fiables. La localisation tridimensionnelle de chaque marqueur repose sur le principe de la vision binoculaire : il suffit que deux caméras voient un point pour en reconstruire la position et l’orientation dans l’espace.
L’acquisition simultanée de ces signaux n’est qu’une première étape, suivie d’un post-traitement exigeant qui définit les points, traque leur trajectoire par des algorithmes dédiés et reconstruit le mouvement. Ce traitement aboutit à plusieurs familles de données complémentaires : spatio-temporelles, cinématiques, cinétiques, baropodométriques et électromyographiques. Cette combinaison fait la valeur de l’examen, car elle relie le geste observé aux forces qui le produisent et à l’activité musculaire qui le commande, là où une modalité isolée resterait descriptive.
Lire les paramètres : cinématique, cinétique et pression plantaire
Les données spatio-temporelles fournissent la vitesse, la cadence, la longueur et la largeur du pas, ainsi que les paramètres du cycle de marche, en particulier la répartition du temps d’appui entre les deux membres. La cinématique décrit les variations angulaires articulaires dans les trois plans de l’espace : au niveau de la cheville, elle quantifie la flexion dorsale et la flexion plantaire rapportées au pourcentage du cycle de marche. La cinétique, qui rend compte des forces, des moments et des puissances inter-segmentaires, explique l’origine de ces déplacements angulaires.
La plateforme de force restitue les trois composantes de la force de réaction du sol, verticale, antéro-postérieure et latérale, à partir desquelles se calculent des indices d’intérêt clinique comme le moment d’adduction du genou, particulièrement étudié dans la gonarthrose. La baropodométrie objective le déroulement du centre de pression et la répartition des pressions plantaires, avec et sans chaussure, tandis que l’électromyographie renseigne sur la période et l’intensité des contractions musculaires. L’ensemble dresse une cartographie mécanique de la marche que l’examen clinique seul ne peut restituer.
Prévenir l'entorse de cheville : des facteurs de risque mesurables
Plusieurs travaux prospectifs illustrent l’apport de ces mesures à la prévention des blessures. Une étude portant sur 223 étudiants de première année en Belgique, suivis sur deux ans et au cours de laquelle ont été enregistrées 22 entorses, a cherché les déterminants mécaniques de l’entorse de cheville en inversion en croisant cinématique, pressions plantaires et alignement des membres inférieurs. Trois facteurs ressortent : un temps de contact du pied plus long à la marche et à la course, une impulsion accrue sous le premier métatarsien et une pression concentrée sur le bord médial du pied au décollement du talon pendant la course.
Un travail prospectif distinct, mené à la Royal Marine en Angleterre sur 31 soldats suivis durant 32 semaines d’entraînement et ayant relevé 11 blessures, retrouve là encore l’entorse de cheville en inversion comme atteinte dominante, à partir d’une analyse de la course pieds nus. Les facteurs associés étaient une attaque du talon en supination et un déroulé sur le bord latéral du pied. Ce type d’analyse identifie des sujets à risque parmi des populations soumises à une forte sollicitation et autorise des interventions ciblées, telles que des semelles, pour prévenir la blessure avant la reprise ou l’intensification de la course.
Pied diabétique : prédire le risque d'ulcère par la mobilité articulaire
L’analyse instrumentalisée trouve aussi sa place dans le suivi du pied diabétique. Une étude a comparé quatre groupes, dont trois de diabétiques stratifiés selon la présence d’une neuropathie périphérique et d’antécédents d’ulcère, en croisant la cinématique de la cheville et du pied, les amplitudes passives et les pressions plantaires. L’amplitude passive d’inversion et d’éversion s’est révélée réduite chez les diabétiques, mais sans corrélation avec la pression sous le pied, et sans différence nette d’un groupe à l’autre sur ce point.
Le résultat marquant est ailleurs : une corrélation a été établie entre l’amplitude de mouvement de la première articulation métatarsophalangienne et les pressions maximales de l’avant-pied. Les auteurs proposent d’utiliser cette amplitude comme marqueur prédictif du risque d’ulcération plantaire. Pour le médecin référent, l’évaluation de la mobilité de la première métatarsophalangienne devient ainsi un repère simple et transposable en consultation, en amont des dispositifs de laboratoire, pour repérer les patients à surveiller plus étroitement.
Limites méthodologiques et place réelle de l'examen
Les contraintes de l’analyse instrumentalisée sont réelles et conditionnent son indication. Elle est chronophage, tant pour la préparation du laboratoire que pour le post-traitement, requiert un équipement aujourd’hui surtout réservé aux structures de recherche, et exige un investigateur expérimenté. À cela s’ajoutent des erreurs d’acquisition liées au positionnement des marqueurs et la difficulté d’interprétation tenant aux modèles biomécaniques employés, souvent trop rigides : représenter par trois points un pied comptant 26 os et de nombreux degrés de liberté reste une simplification assumée.
Ces réserves n’effacent pas l’intérêt de la méthode. Elle offre une mesure dynamique, objective et simultanée de nombreux paramètres, plus précise qu’une vidéo isolée pour caractériser les défauts de la marche. Une étude inter-laboratoires rapporte par ailleurs une cohérence satisfaisante, en particulier pour les forces et au niveau de la cheville, les écarts portant surtout sur la hanche. En aidant à mieux définir les traitements et à en vérifier l’efficacité, elle contribue à la décision médicale, à l’amélioration de la qualité de vie et, à terme, à la maîtrise des coûts de santé.
Type de vidéo
Symposium Medicol-Hirslanden
Thème de l'évènement
Approche fonctionnelle du pied et de la cheville: diagnostic et solutions thérapeutiques
Intervenants
Partie du corps
Pied
Maladies
Année
2019
Chirurgie:
Pathologie:
Tendinites; Douleurs chroniques; Troubles liés au matériel
Thèmatique:
Prévention des blessures
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