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Bilan de marche instrumenté : analyse spatio-temporelle et baropodométrie dynamique en pratique clinique
- Dr Nicolas Fragnière
- Bases biomécaniques du cycle de marche : appui, oscillation et forces de réaction au sol
- Déroulé de l’appui du pied : phases taligrade, plantigrade et digitigrade
- Pronation et supination : déverrouillage et verrouillage du pied en levier rigide
- Baropodométrie dynamique et ligne de centre de pression
- Hallux limitus fonctionnel et suivi des arthrodèses métatarsophalangiennes
- Analyse instrumentée de la marche sur tapis dédié et baropodométrie dynamique
- Thénolyse endoscopique du long fléchisseur de l’hallux
- Arthrodèse de la première articulation métatarsophalangienne
- Adaptation de moyens auxiliaires et orthèses plantaires
- Considérer la vitesse de marche comme un signe vital à part entière
- Référer pour analyse quantifiée les troubles subtils ou d’origine multifactorielle
- Interpréter la marche globalement, jamais un paramètre isolé
- Utiliser le bilan instrumenté comme mesure objective avant et après geste chirurgical
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Dr Nicolas Fragnière, lunch meeting, mai 2024
La marche est un examen fonctionnel global de l’appareil locomoteur, dont l’altération constitue souvent le premier marqueur d’une pathologie orthopédique ou neurologique. Au-delà de l’observation clinique d’une boiterie, l’analyse instrumentée objective les paramètres spatio-temporels et la répartition des pressions plantaires, et précise l’origine de troubles subtils ou multifactoriels. Cette mise au point destinée au médecin référent rappelle les bases biomécaniques du cycle de marche, les principes de la baropodométrie dynamique accessible en cabinet, et leur intérêt diagnostique et de suivi, illustré par le cas de l’hallux limitus fonctionnel et de l’arthrodèse métatarsophalangienne. L’objectif est de situer ce bilan dans la démarche du référent et d’identifier les situations qui justifient un adressage pour analyse quantifiée.
La marche comme examen fonctionnel global de l'appareil locomoteur
La marche constitue le mode de locomotion fondamental et un déterminant majeur de l’autonomie et de la qualité de vie. La vitesse de marche, en particulier, représente un signe vital à part entière : son ralentissement progressif est associé au déclin cognitif du vieillissement, ce qui en fait un marqueur fonctionnel précieux dans le suivi du sujet. La démarche de chacun est à la fois unique, presque une signature individuelle, et variable, soumise à des facteurs cognitifs et socioculturels. De nombreuses pathologies de l’appareil locomoteur viennent en altérer l’organisation, ce qui fait de son analyse un examen transversal utile au référent.
Si la marche sollicite l’appareil locomoteur dans sa totalité, son organisation repose d’abord sur un cycle d’alternance des membres inférieurs entre une phase d’appui, qui occupe environ soixante pour cent du cycle, et une phase oscillante pour les quarante pour cent restants. Cette organisation répond à deux impératifs, le maintien de l’équilibre dynamique et la minimisation de la dépense énergétique. La phase d’appui se subdivise en premier double appui, simple appui puis second double appui ; lors de chaque double appui, un membre amortit pendant que le controlatéral achève sa propulsion. Ces deux fonctions distinctes, réception et propulsion, se traduisent par des forces de réaction au sol qui varient avec la vitesse de marche, donnant la classique courbe à deux bosses.
Déroulé de l'appui du pied et dynamique des pressions plantaires
Au niveau de la cheville et du pied, le déroulement de l’appui s’articule autour de trois pivots successifs. Le premier pivot voit le pied et la jambe tourner autour du talon, le mouvement se faisant entre le membre et le sol. Le deuxième se situe à la cheville, la jambe tournant autour d’un pied fixé au sol. Le troisième concerne l’avant-pied, les têtes métatarsiennes et les orteils, essentiellement sur le premier rayon. Ces temps correspondent aux phases taligrade, plantigrade et digitigrade, qui définissent le déroulé physiologique du pas.
Ces phases se traduisent par une dynamique précise de répartition de la pression plantaire, d’abord au talon, puis sur le versant externe du pied lors de la phase plantigrade, pour revenir harmonieusement vers le bord médial, essentiellement sur le premier rayon. Cette trajectoire de charge dépend de l’enchaînement articulaire entre cheville et pied. La pronation, combinaison de mouvements portant la plante vers l’extérieur, abaisse dynamiquement les arches médiale et transverse, allonge et élargit légèrement le pied et assure l’amortissement. La supination, à l’inverse, ramène la plante vers l’intérieur : les articulations calcanéo-cuboïdienne et talo-naviculaire passent d’axes parallèles, qui déverrouillent le pied, à des axes divergents qui le verrouillent et le transforment en levier rigide pour la propulsion.
De l'observation clinique à l'analyse quantifiée
L’évaluation de la marche repose sur deux approches complémentaires. La première, clinique, débute par l’observation : repérer une boiterie, la décrire et la caractériser. Cette étape reste à la portée du référent et suffit dans nombre de situations. Cependant, face à des troubles plus complexes, subtils, d’origine incertaine ou potentiellement multifactorielle, il devient pertinent de référer le patient pour une analyse quantifiée plus complète, capable de mesurer objectivement les différents paramètres et de localiser les anomalies ainsi que leurs causes.
L’analyse quantifiée intègre tous les paramètres mesurables : activité musculaire par électrodes de surface, dépense énergétique estimée par la consommation d’oxygène, cinématique du mouvement, cinétique des forces et des moments, pressions détectées par capteurs dissimulés dans le sol et paramètres spatio-temporels. Une approche réellement holistique exige toutefois des conditions expérimentales lourdes, propres aux laboratoires du mouvement comme ceux du Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV) ou de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). En pratique clinique, hors laboratoire, restent accessibles surtout les paramètres spatio-temporels et la répartition des pressions plantaires, mesurés simultanément par baropodométrie dynamique.
Baropodométrie dynamique : systèmes, protocole et reproductibilité
Le principe de mesurer les variations de pression plantaire n’est pas récent : dès la fin du dix-neuvième siècle, Étienne-Jules Marey avait mis au point ses chaussures exploratrices qui révélèrent la courbe de force à deux bosses. Les systèmes actuels de podométrie électronique reposent tous sur des capteurs de pression, résistifs le plus souvent, capacitifs lorsque l’on privilégie la précision et la longévité au prix d’une infrastructure plus lourde. Plateformes posturales, semelles embarquées et véritables pistes de marche se distinguent par leur résolution spatio-temporelle et leur fréquence d’acquisition ; seules les pistes permettent d’enregistrer au moins un cycle complet, tandis que les semelles embarquées multiplient les acquisitions au prix d’une résolution spatiale moindre.
Au Centre Orthopédique d’Ouchy, le tapis de marche, intermédiaire entre plateforme et piste, vise des conditions d’examen les plus reproductibles possibles. Le patient marche pieds nus à allure spontanée et stable, et le protocole à deux pas écarte les phases d’accélération et de décélération afin d’étudier la marche à vitesse constante. Cinq à six acquisitions au moins sont réalisées par examen, après une phase de familiarisation. La variabilité résiduelle entre épreuves n’est pas un simple bruit de mesure : elle peut elle-même être interprétée comme un facteur d’instabilité. L’examen restitue les paramètres spatio-temporels, les forces de réaction au sol et les empreintes de pression maximale parcourues par la ligne de centre de pression.
La ligne de centre de pression et l'intégrale pression-temps
Le centre de pression désigne le point d’application au sol de la résultante des forces de réaction, à ne pas confondre avec le centre de gravité. En position statique, il oscille déjà sous l’effet de perturbateurs internes comme la respiration et le péristaltisme, ces oscillations renseignant sur la stabilité posturale. À la marche, sa trajectoire devient l’élément interprétatif central de l’examen dynamique, sous réserve de la considérer globalement, en intégrant la vitesse de marche et les paramètres anthropométriques propres au sujet, même appréciés subjectivement.
La pression maximale ne reflète toutefois pas toujours la charge réellement supportée, car elle ne représente qu’une valeur atteinte à un instant donné, sans tenir compte de sa durée. Dans les régions où la pression fluctue beaucoup et rapidement, typiquement sous l’hallux, ce paramètre devient trompeur. L’intégrale pression-temps, aire sous la courbe de pression, restitue l’impulsion réelle et peut diverger nettement de la pression maximale selon les zones : une région passant beaucoup de temps au contact du sol peut concentrer l’impulsion la plus élevée sans présenter le pic le plus haut. Une analyse complète impose donc de croiser pression maximale et intégrale pression-temps zone par zone.
Applications cliniques : hallux limitus fonctionnel et arthrodèse métatarsophalangienne
L’hallux limitus fonctionnel se caractérise par un effet de ténodèse exercé sur l’articulation sous-talienne par le tendon du long fléchisseur de l’hallux, bloqué dans la poulie rétro-talienne à l’arrière de l’astragale, par exemple lorsque la jonction myotendineuse est basse située. Le défaut de dorsiflexion passive de l’hallux entraîne une supination excessive, repérable par un déroulé du pas sur le bord externe du pied et un passage abrupt et tardif de la supination à la pronation en fin d’appui, avec délestage de la tête du premier métatarsien. Après thénolyse endoscopique, on observe souvent une supination moins marquée et un déplacement médial de la ligne de centre de pression, dont l’inflexion en pronation devient moins brusque.
L’analyse topographique par zones d’intérêt homologues illustre aussi le suivi chirurgical. Chez une patiente de soixante-six ans porteuse d’un hallux rigidus symptomatique sévère, la pression maximale prédominait sur le deuxième métatarsien, restant basse sous le premier ; environ douze mois après arthrodèse de la première métatarsophalangienne, la répartition s’inversait avec une capacité de charge accrue sous le premier métatarsien. Sur seize cas d’arthrodèse, à vingt-quatre mois en moyenne, l’augmentation de l’appui sous la tête du premier métatarsien à la marche atteignait le seuil de significativité statistique, de même que sous l’ensemble du talon. Le champ d’application ne se limite pas au pied : une flexion de genou limitée, comme dans la gonarthrose, altère l’amortissement de façon objectivable par cet examen, ce qui fait du bilan de marche simplifié un outil de mesure de l’effet thérapeutique dans des contextes variés.
Type de vidéo
Lunch meeting
Thème de l'évènement
Appareil locomoteur: bilans fonctionnels et outils connectés
Intervenants
Partie du corps
Maladies
Année
2024
Chirurgie:
Pathologie:
Tendinites; Douleurs chroniques; Troubles liés au matériel
Thèmatique:
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