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EnvoyerExtrait de la thèse de la doctoresse M-N.Cailleux
Source: bottaweb.ch
V. LA MARCHE HUMAINE, UNE ACQUISITION INESTIMABLE:
La marche est une activité que l'homme valide imagine simple car il l'exécute sans être obligé d'y penser.
Elle est, en fait, d'une grande complexité.
Marcher est un travail difficile, ancien : une expédition anthropologique dans la vallée de l'Afar a découvert que l'homme marchait il y a trois millions d'années (35).
Parmi les mammifères marcheurs bipèdes, l'homme est le seul à adopter l'attitude érigée comme sa position naturelle. Les mains sont libérées de toute fonction locomotrice. La bipédie verticale de l'homme le rend disponible pour des activités nouvelles, réceptrices et effectrices (7).
Dans le concept de la marche humaine, PLAS, VIEL et BLANC (35) signalent que la marche, activité apprise , est également intégrée au niveau non volontaire.
V.1.1.Les conséquences anatomiques de la bipédie
Selon BRIAND et BONNEL (7), la bipédie a entraîné une adaptation morphologique du squelette :
- apparition d'une cambrure lombaire avec exagération du promontoire,
- élargissement du bassin, les modifications morphologiques du membre pelvien sont exclusives à l'homme,
- élargissement et aplatissement du thorax avec soudure des différents éléments du sternum,
- rejet de la scapula sur la face postérieure du thorax,
- adaptation exclusive du pied à la sustentation.
Tout comme le squelette, la musculature s'adapte à la verticalisation et, chez l'homme, on remarque en particulier :
- développement de la masse dorso-lombaire,
- différenciation importante des muscles de la nuque dont les faisceaux s'élèvent plus haut dans le cou,
- au niveau des membres inférieurs, les muscles fessiers se développent : le grand fessier recouvre toute la face postérieure du bassin, le fessier antérieur (scansorius) perd son indépendance et se soude au petit fessier,
- les muscles interosseux du pied s'orientent par rapport au deuxième métatarsien et non plus par rapport au troisième,
- le muscle droit de l'abdomen se raccourcit pour atteindre tout juste la cinquième côte. Dans la région sus-pubienne, apparaît le muscle pyramidal, en avant du muscle droit.
Pour D'ANGELI-CHEVASSUT et GAVIRIA (10), la marche bipède est le mode habituel de locomotion de l'homme : elle est la combinaison dans le temps et l'espace de mouvements complexes des segments du corps, entraînant le déplacement de l'homme sur un plan horizontal. L'appui est uniquement podal : à tout instant, il y a contact d'au moins un pied avec le sol.
La marche est constituée d'une activité alternée des membres inférieurs, caractérisée par une succession de doubles appuis et d'appuis unilatéraux et un maintien de l'équilibre dynamique.
Les muscles et le système ostéoarticulaire sont les acteurs de la marche, dirigée, par l'intermédiaire des nerfs périphériques, par une commande centrale. Cette dernière est également conditionnée par de multiples afférences (10).
Selon LITTRE (10), le pas est l'intervalle séparant deux appuis au sol du même pied. En pratique, on le définit plutÔt par deux contacts talonniers successifs du même pied.
Le demi-pas est l'intervalle séparant le contact talonnier d'un pied et celui de l'autre pied.
La longueur du pas est la distance séparant les deux talons lors du double appui. Il serait plus juste de parler de la longueur du demi-pas.
La largeur du pas est la distance séparant le talon de la ligne de marche : sa valeur moyenne est de cinq à six centimètres.
L'angle du pas, formé par la ligne de marche et l'axe longitudinal du pied, est de l'ordre de 15 degrés en
rotation externe (Figure 14).
Figure 14 :
Les paramètres du pas (10).
La cadence de marche est le nombre de pas effectués en une minute.
La vitesse de marche est la distance parcourue par unité de temps. C'est aussi le produit de la longueur moyenne du pas par la cadence (10).
Le cycle de marche est constitué de deux phases:
- une phase d'appui qui comporte une période de double appui antérieur de réception, suivie d'un temps d'appui unilatéral, pied à plat .
- une phase oscillante, elle-même débutant par un double appui postérieur d'élan suivi de la phase oscillante proprement dite.
a. La phase d’appuis :
Elle débute par l'attaque du talon, puis l'avant-pied se rabat et la plante toute entière entre en contact avec le sol.
- le double appui antérieur de réception : le membre, qui passe d'avant en arrière, en recevant le poids du corps, absorbe l'énergie cinétique ainsi constituée : la hanche et le genou se fléchissent de quelques degrés lors du contact talonnier, les releveurs du pied (surtout le jambier antérieur, mais aussi l'extenseur commun des orteils et l'extenseur propre du gros orteil) se contractent brièvement et freinent le rabattement de l'avant-pied. Le soléaire freine le déplacement de la jambe en avant, et la contraction du quadriceps, essentiellement celle du droit antérieur et du crural, verrouille le genou en extension, laquelle demeure incomplète. La cheville se met en flexion plantaire de 5 degrés environ après l'attaque du talon.
Le corps bascule du côté du membre recevant le poids du corps. Le genou est stabilisé latéralement par les muscles de la patte d'oie à l'intérieur et le tenseur du fascia lata à l'extérieur, la cheville par le jambier postérieur qui a un rôle antivalgus et qui place le pied en légère supination à l'attaque du sol. L'appui augmenté sur le cinquième métatarsien évite un valgus excessif.
Le bassin passe de la position oblique à la position transverse. Il est stabilisé latéralement par les muscles petit et moyen fessiers et le tenseur du fascia lata.
La ceinture scapulaire suit un mouvement inverse.
A la fin de la période, les deux ceintures se superposent (Figure 15).
Figure 15
Vue horizontale et latérale du double appui de réception (10).
- l'appui unilatéral, pied à plat : le corps est en équilibre dans les trois plans de l'espace.
Sagittalement, la hanche, qui était fléchie, se redresse et s'étend. Il y a une mise au repos du quadriceps et des muscles de la loge postérieure de la cuisse. Le genou fléchit, puis se redresse, stabilisé en extension activement par le triceps sural, qui, avec l'aide des fléchisseurs des orteils, solidarise la jambe au pied et prépare ainsi le décollement du talon.
La cheville, à zéro degré de flexion dorsale et plantaire quand la jambe passe à la verticale du pied, se met en flexion dorsale d'environ 10 degrés pendant le premier appui unilatéral. Dans le plan frontal, le bassin s'incline du côté oscillant, maintenu latéralement par les petit et moyen fessiers et le tenseur du fascia lata. L'épaule s'incline, elle, du côté portant. Le jambier postérieur, puis les péroniers latéraux, stabilisent latéralement la cheville.
Dans le plan horizontal, l'astragale tourne au-dessus du calcanéum. Le cotyle tourne au-dessus de la tête fémorale. La ceinture scapulaire tourne en sens inverse (Figure 16).
Figure 16
Vue horizontale et latérale de l'appui unilatéral (10).
b.La phase ossillante :
- Le double appui postérieur d'élan : le membre situé en arrière propulse le corps en avant ; il s'incline vers l'avant dans le plan sagittal, par une flexion du genou et de la hanche. La flexion du genou est freinée par une petite contraction du crural et du droit antérieur.
Il se produit un déroulement progressif de la tibio-tarsienne. L'appui se réduit, transféré à l'avant-pied (talon antérieur) et à la tête du premier métatarsien. La cheville passe en flexion plantaire d'environ 15 degrés, juste avant que le gros orteil ne décolle du sol (toe-off). Le soléaire et les fléchisseurs des orteils poursuivent leur contraction, soulèvent le talon et entraînent le passage de la masse corporelle au-dessus de l'avant-pied.
Dans le plan frontal, le pied passe en valgus au cours de l'impulsion. La pronation en valgus fait passer la charge du corps de tout l'avant-pied à la tête du premier métatarsien. La freination du déplacement latéral du bassin et le début de sa rotation sont assurés par les adducteurs de hanche et le droit interne.
Horizontalement, il existe une torsion externe de l'astragale au-dessus du calcanéum du pied fixé au sol. Le bassin tend à être ramené dans le plan transversal, la hanche s'étend et tourne dans le plan horizontal, le tronc tourne en sens inverse (Figures 17 et 18a et b).
Figure 17 :
Vue horizontale et latérale du double appui d'élan (10).
Figure 18 :
Le double appui postérieur d'élan : mouvements de la cheville dans le plan frontal et empreinte des appuis au sol (10).
- La phase oscillante proprement dite : le membre postérieur se détache du sol et oscille d'arrière en avant.
Dans le plan sagittal, le pied se relève sous l'action du jambier antérieur. Pour faciliter le passage du pas, l'extenseur commun des orteils et l'extenseur propre du gros orteil se contractent. Le genou fléchit sous l'action des fléchisseurs du genou (court biceps et droit interne) et les muscles bi-articulaires (surtout le couturier) fléchissent hanche et genou.
Au niveau de la cuisse, les adducteurs fléchissent une hanche en hyperextension, qui va passer en rectitude puis en flexion (avant l'attaque du talon, la flexion moyenne est de 40 degrés) par l'action du psoas et iliaque, le droit antérieur et enfin le couturier.
Le membre inférieur croise celui posé au sol.
Il existe une oscillation de tout le bassin autour de la tête fémorale opposée et portante.
Le temps oscillant est subdivisé en deux parties : l'une étant constituée par le pas postérieur où le membre inférieur réalise une triple flexion ; l'autre par le pas antérieur où le psoas et l'iliaque continue la flexion de hanche, où les ischio-jambiers freinent l'extension du genou et où les releveurs du pied poursuivent la flexion dorsale de la cheville, nécessaire à l'attaque du pas.
La cheville revient à zéro degré de flexion plantaire et dorsale juste avant l'attaque du talon suivant.
Dans le plan frontal, il existe une obliquité du bassin du fait de l'abaissement du côté oscillant ; la ceinture scapulaire présente une obliquité inverse. En fin de phase oscillante, il y a retour au parallélisme des deux ceintures.
Horizontalement, le bassin passe d'une obliquité à l'autre, tandis que la ceinture scapulaire subit une oscillation inverse (Figure 19).
Figure 19 :
Vue horizontale et latérale de la phase oscillante (10).
Figure 20 :
Le cycle de marche (10).
1.Attaque du talon ou heel-strike
2. Double appui antérieur de réception
3, 4, 5 : Appui unilatéral portant
6, 7 : Double appui postérieur d'élan
8 : Décollement des orteils ou toe-off
9, 10 : Temps oscillant
Le centre de gravité du corps se situe, chez l'homme en position verticale, à 55 % de la hauteur du sujet, mesurée àpartir du sol, en avant de la seconde vertèbre sacrée (Figure 21).
Figure 21 :
Placement des centres de gravité des segments du corps humain (35).
Figure 22 :
Modèle mécanique d'étude (35).
Dans leur étude, PLAS, VIEL et BLANC (35) assimilent le corps humain à une masse à déplacer ; ils utilisent le modèle théorique de la roue, où le moyeu de la roue est en fait le centre de gravité humain, les rayons de la roue, les membres inférieurs (Figure 22). Ils constatent que les membres inférieurs -rectilignes- impriment au centre de gravité un déplacement vertical et horizontal théorique de 75 millimètres. L'amplitude de la ligne de progression suivie par le centre de gravité est alors très grande et nécessite de ce fait une dépense d'énergie importante (Figures 23 et 24).
Figure 23
Déplacement vertical théorique du centre de gravité (35).
Figure 24 :
Déplacement horizontal théorique du centre de gravité (35).
En réalité, "l'ajustement de la longueur des membres et la disposition particulière des pièces squelettiques vont diminuer considérablement le débattement du centre de gravité de 75 mm à plus ou moins 45 mm" (35).
En effet, des facteurs biomécaniques squelettiques interviennent sur la stabilité de l'unité locomotrice et permettent également un synchronisme mobilité-stabilité. Au nombre de six, ce sont :
la rotation du bassin autour de l'axe vertical : au moment du passage du pas, le bassin, en pivotant sur les têtes fémorales, passe d'une rotation externe relative à une rotation interne relative durant la phase d'appui. La rotation est de 4 degrés de chaque côté de l'axe vertical ; elle supprime 10 millimètres au déplacement théorique du centre de gravité, en permettant un allongement du pas sans accroître la chute du centre de gravité au moment où le talon frappe le sol (Figure 25a et b).
Figure 25a
Rotation axiale du bassin (sur la tête fémorale porteuse) (35).
Figure 25b
Influence de la rotation axiale du bassin sur le déplacement du centre de gravité (35).
-la bascule du bassin du côté non porteur au passage du pas : elle a une amplitude de 5 degrés à mi-appui. Du côté de l'oscillation, la hanche s'abaisse, le genou fléchit et l'avant-pied se relève. Cela permet une diminution de l'élévation du centre de gravité de 5 mm (Figure 26a et b).
Figure 26a :
Bascule du bassin avec abaissement du côté non porteur (35).
Figure 26b :
Influence de la bascule du bassin sur le déplacement du centre de gravité (35).
-la flexion du genou pendant l'appui : à l'attaque du talon, le genou est en extension incomplète. Il se fléchit de 15 degrés à 20 degrés lorsque le pied est posé à plat au sol. Après le mi-appui, le genou s'étend légèrement et se fléchit à nouveau lors de la poussée de l'avant-pied.
Cette flexion diminue de 11 mm l'élévation du centre de gravité Lorsque celui-ci passe à la verticale du membre porteur (Figure 27).
Figure 27
Influence de la flexion du genou sur le déplacement du centre de gravité (35).
-les mouvements du pied et de la cheville : à la frappe du talon, la cheville avance en décrivant un arc-de-cercle audessus du talon (15 degrés de flexion plantaire), dont la longueur du rayon est égale à la hauteur astragale + calcanéum.
Au moment du passage à la verticale, le pied est posé à plat sur le sol. Lorsque le talon se soulève, la cheville décrit un arc-de-cercle au-dessus de la tête des métatarsiens (15 degrés de flexion dorsale). La longueur du rayon de l'arc est égale au tarse antérieur + métatarse.
Le pivot sur lequel bascule le corps, est mobile et repose sur deux points, le calcanéum et la tête des métatarsiens. L'oscillation sur ces deux appuis contribue à amortir les mouvements de descente et de soulèvement abrupts du centre de gravité (Figures 28 et 29).
Figure 28
Influence des mouvements de la cheville sur les déplacements du centre de gravité (35).
Figure 29 :
La forme du pied : les deux arbalétriers sont les éléments osseux et l'entrait est représenté par les formations ligamentaires et musculaires (10).
-la coordination des mouvements du genou et de la cheville : immédiatement après la frappe du talon, le genou se plie, la cheville s'abaisse simultanément. A la poussée en avant, le genou fléchit à nouveau et la cheville s'élève. Les mouvements coordonnés des deux articulations permettent d'éviter les arrêts et départs brutaux dans le transport du centre de gravité en début et en fin d'appui (Figure 30).
Figure 30
Influence des mouvements du genou et de la cheville (35).
- le déplacement latéral du bassin : sur le modèle théorique, le déplacement du centre de gravité décrit une sinusoïde de 75 millimètres d'amplitude ; afin de conserver l'équilibre, l'axe de gravité est porté sur un pied, puis sur l'autre. La distance parcourue est importante en raison de la rectitude des membres.
Le déplacement du centre de gravité est, en fait, corrigé par l'angle tibio-fémoral (valgum physiologique), qui porte le fémur en-dedans et rapproche les deux segments jambiers, qui restent verticaux (Figure 31).
Figure 31
Influence des mouvements du genou et de la cheville (35).
Ainsi, les trois premiers facteurs permettent une réduction de l'élévation du centre de gravité de 25 millimètres (30 millimètres pour certains marcheurs), contribuant à la diminution de la dépense d'énergie nécessaire à la marche du modèle théorique.
Le premier élément a élevé les extrémités de l'arc, les deux autres ont abaissé le sommet de la courbe.
Les mouvements du pied et de la cheville ainsi que la coordination des mouvements du genou et de la cheville permettent, quant à eux, un déplacement du centre de gravité selon une courbe sinusoïdale douce. Ainsi, le rendement de la marche est d'autant meilleur que la trajectoire du centre de gravité est proche d'une droite.
Il existe, par ailleurs, une rotation axiale du fémur et une rotation du tibia. La première découle des rotations imprimées au niveau de la hanche par le bassin ; elle a une amplitude totale de 8 degrés. La rotation du tibia sur le fémur résulte de la disposition particulière des surfaces articulaires, qui génèrent des mouvements de rotation lors de la flexion-extension du genou. L'amplitude est de 9 degrés au total.
Au cours de la marche et dès la frappe du talon au sol, le fémur décrit une rotation interne par rapport au bassin. Le genou fléchissant, la rotation du fémur sur le tibia est également en rotation interne.
Cette période participe à l'ajustement de la longueur du membre en effectuant un vissage des segments sur eux-mêmes. Cette opération permet un enfoncement du centre de gravité dans le sol (les autres facteurs vus plus haut diminuent l'ascension du centre de gravité).
Pendant la phase d'oscillation, l'opération s'inverse et les segments de membre passent en rotation externe (Figure 32).
Figure 32
Rotation axiale des segments du membre inférieur (35).
Il existe, en plus, une rotation opposée des ceintures, déterminée par le balancement des membres supérieurs, avec au maximum 5 degrés de rotation au niveau de Dl, 8 degrés de rotation opposée au niveau de L5. Le point de transition où les rotations s'annulent est au niveau de D6-D8 (35) (Figure 33).
Figure 33 :
Amplitude des rotations opposées des ceintures (35).
V.2. LA MARCHE DE L'AMPUTE DE CUISSE :
La marche est donc constituée de mécanismes complexes, ostéo-articulaires et musculaires, qui fonctionnent avec une précision horlogère.
Une perte de l'intégrité corporelle a inévitablement de grandes conséquences sur la qualité même de la marche et sur la consommation d'énergie dont le rendement est évidemment altéré.
L'amputé de cuisse perd trois éléments ostéo-articulaires essentiels : le genou, la cheville et le pied. Tous trois jouent un rôle important dans les déplacements du centre de gravité. Ils concourent, en effet, à ce que la ligne de progression du centre de gravité soit la plus proche possible d'une droite. Bien que très perfectionnées, les articulations prothétiques ne peuvent pas remplacer totalement ce que la nature a admirablement bien fait (Figure 34).
Figure 34 :
Déplacements horizontaux et verticaux du centre de gravité à l'état physiologique (d'après GROSSIORD et PIERA) (10).
1.Trajectoire du centre de gravité dans le plan sagittal.
2. Projection au sol de la verticale passant par le centre de gravité.
De façon plus générale, toute pathologie de la marche nécessite un examen clinique attentif, de face et de profil, en laissant au patient la possibilité d'atteindre une allure moyenne de marche.
L'examen débute par une observation générale du patient durant la marche, ce qui permet de noter l'aisance ou non du déplacement, la symétrie ou au contraire une asymétrie des mouvements, l'amplitude et l'allure globale des déplacements verticaux et latéraux du corps, la longueur des enjambées et la largeur de la base de sustentation.
Il est important de procéder à un examen spécifique des segments de membre, dans chacune des phases du cycle de marche, de bas en haut, puisque le point fixe est le pied au sol. L'examen conduit à l'étude des variations des amplitudes des différents mouvements du pied, de la cheville, du genou, de la hanche ainsi que les mouvements du rachis, de la tête, de la ceinture scapulaire et des membres supérieurs.
Toujours d'un grand intérêt, l'interrogatoire permet de savoir si le patient ressent des douleurs, qu'il pourra décrire, en précisant leur localisation et leur moment d'apparition dans le cycle de marche. De même, le patient signalera l'apparition d'une fatigue locale ou plus générale (35).
L'extension du genou prothétique n'est contrôlée que par le grand fessier, qui place la hanche en extension très tôt. A la fin de la phase d'attaque du talon au sol, la mise en adduction de la hanche est difficile (d'autant plus si le moignon est court et si les adducteurs ont été sectionnés très haut). La réception sur le talon se fait sans absorption possible du choc par la cheville prothétique.
L'appui dans l'emboîture est alors maximal, cela requiert une bonne stabilité du moignon, dépendante de ses capacités de contraction. Le point d'application des forces n'est plus le centre mécanique habituel de l'articulation de hanche dans l'emboîture quadrilatérale, mais correspond à la zone d'appui de l'ischion sur la tablette ischiatique. Il existe une contracture prédominante des abducteurs.
Les ischio-jambiers ne sont plus biarticulaires et ont une action mineure dans l'extension de la hanche. Cette déficience est suppléée par le grand fessier. La hanche doit se mettre en flexion juste avant le décollement des orteils pour fléchir le genou prothétique. Cette action est assurée par le psoas pour l'essentiel.
Le sujet accentue le mouvement de flexion de hanche pour compenser l'immobilité de la cheville et pour amener le genou en extension. Le psoas y prend une part encore plus importante : c'est le pas pelvien.
Si beaucoup d'entre eux sont présents du fait d'une mauvaise adaptation de l'emboîture, d'autres existent en raison de l'amputation elle-même. RAUPP et coll. (37) retiennent essentiellement :
- un moignon très court est souvent en flessum-abductum, rendant l'appareillage délicat et une marche de qualité souvent médiocre,
- les muscles utilisés pour la marche sont ceux de la hanche. L'amputation de cuisse a entraîné la disparition de l'insertion distale de la plupart d'entre eux. L'ostéomyoplastie restaure toutefois un peu du jeu agoniste-antagoniste.
Une contracture des adducteurs ou une insuffisance du moyen fessier sont responsables d'une inclinaison latérale du tronc.
Un bourrelet des adducteurs au niveau du mur interne de l'emboîture est responsable, lui, d'une marche en abduction, du fait de la douleur lors de l'appui.
- la hanche enraidie en abduction : le pied prothétique est trop éloigné de la projection au sol de la verticale du centre de gravité. Une dépense d'énergie plus importante sera nécessaire pour déplacer latéralement le centre de gravité. Il en résulte une boiterie et une inclinaison latérale du tronc (Figure 35).
Figure 35
Pied prothétique trop éloigné de la projection au sol de la verticale du centre de gravité (35).
- la hanche enraidie en flessum : le pas antérieur prothétique est trop long ; il se produit un effacement de la lordose lombaire en phase de passage et une hyperlordose en phase d'appui (Figures 36 et 37).
Figure 36 
Figure 37
Figure 36 :Effacement total de la lordose Hyperlordose lombaire
lombaire au cours de la marche résultant d'une marche avec hanche enraidie en flessum ( phase de passage) (35).
Figure 37 :Hyperlordose lombaire résultant d’une marche avec hanche enraidie en flexion (phase d’appuis) (35).
ENJALBERT et coll. (13) constatent que l'amputé de cuisse exagère la flexion et l'extension de la hanche, dernière articulation fonctionnelle et n'utilise que très peu la flexion de genou prothétique. Ce phénomène est d'autant plus marqué que le sujet marche sans canne.
Leur analyse dynamique des appuis plantaires met en évidence une zone de pression réduite, médiane pour le pied prothétique, celle du côté sain est élargie et déportée sur le bord externe (Figure 38). Les appuis monopodaux sont prolongés du côté sain.
Figure 38 : Répartition des centres de poussée plantaire lors de l'appui chez un amputé de jambe gauche (13).
