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Journal de Traumatologie du Sport 28 (2011) 65–70
Mémoire
Effets posturaux induits par le port d’une orthèse de genou chez des patientsopérés d’une ligamentoplastie du LCA en cours de rééducation
Postural effects induced by knee orthosis in ACL patients during rehabilitation
J. Besnard a, S. Barral a, O. Rachet a, P.-R. Rougier b,∗a Centre hospitalier, unité interdépartementale, BP 41, 0110 Hauteville-Lompnès, France
b Laboratoire de physiologie de l’exercice, EA4338, université de Savoie, domaine scientifique de Savoie-Technolac,route Chambéry, 73376 Le Bourget-du-Lac cedex, France
Disponible sur Internet le 8 juin 2011
ésumé
L’objectif de cette étude était d’évaluer les effets du port d’une orthèse sur les capacités posturales de patients ayant subi une plastie ligamentaire’un genou. Quatorze patients ont participé à cette étude à la fin de leur programme de rééducation. Les déplacements du centre de pression (CP) ontté enregistrés au cours de quatre conditions réalisées en station d’unipédie, alternant le port ou non de l’orthèse ainsi que la jambe d’appui (jambeaine ou jambe opérée). Les patients devaient maintenir une légère flexion du genou en minimisant les mouvements du corps. L’analyse s’est faiteutour de paramètres classiques (surface, variances selon les axes médio-latéraux et antéro-postérieurs, vitesse moyenne) et d’autres issus de laodélisation en mouvement Brownien fractionnaire qui permet d’objectiver la contribution relative des différents mécanismes impliqués dans le
ontrôle des déplacements du CP. Aucun résultat significatif n’a été observé concernant le port ou non de l’orthèse et son interaction avec la natureaine ou opérée de la jambe. L’absence de distinction entre les deux jambes révèlerait la complète récupération des capacités proprioceptives dea jambe opérée au cours de la rééducation. Dès lors qu’une rééducation postopératoire a été réalisée, nos résultats suggèrent le peu d’intérêt àrescrire une orthèse dans un but prophylactique pour un mode de vie peu sollicitant.
2011 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
ots clés : Orthèse de genou ; Centre de pression ; Rééducation proprioceptive ; Ligaments croisés
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The purpose of this study was to assess the effects of an orthosis wearing on the postural capacities of patients undergoing a knee ligamentaryurgery. The experimental task was carried out with fourteen patients at the end of their program of rehabilitation. The displacements of the centref pressure (CP) were recorded during four conditions performed during one-legged stance, alternating the wearing or not of the orthosis as wells the involved leg (sound or operated). The patients were required to maintain a light flexion of the knee and minimising the body motions.raditional parameters and other issued from fractional Brownian motion modelling were used to assess the postural behaviour. No significant
ifference was observed, depending on the orthosis was worn or not, nor its interaction with the involved leg. This lack of distinction betweenhe two legs would suggest a complete recovery of proprioceptive capacities of the operated leg after rehabilitation. Our results highlight theselessness of prophylactic orthosis prescription for a way of life with little soliciting when post-surgery rehabilitation was carried out.2011 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
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eywords: Knee brace; Centre of pressure; Proprioceptive reeducation; Anterio
. Introduction
Le succès des orthèses en termes de vente ne se démentas année après année. Ce type de matériel médical, prescrit
∗ Auteur correspondant.Adresse e-mail : [email protected] (P.-R. Rougier).
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762-915X/$ – see front matter © 2011 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.oi:10.1016/j.jts.2011.04.001
ciate ligaments
our diverses atteintes traumatiques, est généralement répertoriéelon trois catégories : les orthèses prophylactiques, les orthèsesonctionnelles et les orthèses de rééducation. Le but communecherché est de protéger l’articulation en limitant ses ampli-
udes par un maintien mécanique, en conservant une cinématiqueroche du comportement humain. De plus, l’abondance desodèles est surtout régie par l’aspect marketing des marques,
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u détriment des facteurs esthétiques et pratiques. La mise envidence des effets réels induits, dans des conditions standardi-ées, répond donc à un besoin de faire émerger leurs qualités eteurs spécificités.
Ces règles et principes s’appliquent naturellement auxrticulations des genoux. Lors d’un traumatisme, la déchirurelus ou moins complète des ligaments entraîne directement desertes mécaniques et sensorielles (proprioception). La natureensorimotrice du déficit constitue donc un élément de premierrdre pour déterminer la tâche susceptible d’objectiver les effetsu produit. Pour cette série d’études, notre choix s’est portéur les capacités d’équilibration lors du maintien de la stationebout en station unipédique. La posturographie, basée sur leecueil des variations des forces d’appui, est un moyen nonnvasif assez répandu pour étudier ce type de tâche. De plus, laariabilité des mesures est en général suffisamment faible pourermettre la mise en évidence d’effets liés au port d’orthèsesant dans le domaine traumatologique [1] que neurologique2]. Même si des effets ont pu être rapportés sur des sujetsn bonne santé, on peut émettre l’idée que cette capacité deifférenciation soit accrue avec la participation de patients. Pourette étude, le parti a été pris de tester des patients à l’issue deeur séjour de rééducation axé sur le renforcement proprioceptif.os résultats pourraient donc constituer une aide précieuse à larescription. En effet, certains praticiens recommandent le port’orthèses de genou à des fins prophylactiques même lorsquea rééducation est sur le point d’être achevée.
La conservation de l’équilibre posturale chez l’hommeonsiste à maintenir la projection verticale du centre de gravitéCG) à l’intérieur de la surface de sustentation délimitéear les appuis au sol. L’incapacité à développer des tensionsusculaires constantes est à l’origine de déplacements du
entre des pressions (CP) vis-à-vis du CG. Il résulte de ceon-alignement vertical que des forces horizontales sontommuniquées au CG, empêchant ce dernier de pouvoir êtrearfaitement immobilisé. Dans cette organisation, le CP s’avèretre la variable « contrôlante » et le CG la variable contrôlée.es phénomènes sont observables par une plateforme de
orce et quantifiable grâce à divers paramètres. Outre lesaramètres classiques destinés à donner des informations quantl’orientation du corps vis-à-vis de la position des pieds
inclinaison), recourir à des paramètres issus de la modélisationn mouvement Brownien fractionnaire (mBf) peut s’avéreromplémentaire. En quelques mots, cette approche permet laise en évidence des mécanismes de contrôle impliqués dans
ette tâche d’équilibration : des mécanismes d’exploration ete correction se succédant en permanence [3].
Le genou étant, a priori, peu mobilisé en station debout, mêmen unipédie, il importait de proposer une tâche qui soit plusontraignante d’un point de vue biomécanique pour cette arti-ulation. Notre choix s’est porté sur la station unipodale avec uneégère flexion du genou. De plus, dans la mesure où il semblemportant de dissocier l’effet de l’orthèse sur un genou totale-
ent sain ou un genou en phase terminale de rééducation, il noussemblé pertinent de procéder à des comparaisons statistiques
u niveau des conditions avec et sans orthèse sur la jambe sainet sur la jambe opérée.
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L’objectif de cette étude consiste donc à évaluer les bénéficesu port d’une orthèse de genou lors de l’équilibre debout au sein’une population de patients ayant subi une plastie des ligamentsroisés. Une amélioration des performances posturales avec leort de l’orthèse rendrait compte de sa participation active danse contrôle des mouvements et par suite d’une efficacité. Une dif-érence d’effet entre la jambe saine et la jambe opérée préciseraita période la plus favorable à sa prescription.
. Patients et méthodes
.1. Patients
Quatorze patients, ayant tous subi une plastie des ligamentsroisés antérieurs sur un des genoux, ont été évalués (78,57 %enou droit et 21,43 % genou gauche). Brièvement, il s’agit deix hommes et quatre femmes, avec un âge moyen de 26 ans, unoids moyen de 67,9 kg, une taille moyenne de 1,77 m. Le genoupéré est le droit dans 79 % des cas, la technique chirurgicale deenneth-Jones (prélèvement du tendon rotulien) est utilisée dans4,3 % des cas. Les tests se sont déroulés en moyenne 59 joursprès l’opération (minimum 53 ; maximum 68 jours).
Étaient exclus de cette étude les patients ayant été préala-lement opérés de l’autre genou ainsi que ceux ayant subi uneéniscectomie totale en complément.
.2. Matériel
Les patients ont tous été testés en unipédie, les yeux ouverts,ur une plateforme de force constituée d’une plaque rectangu-aire suffisamment épaisse pour être supposée indéformable.lle reposait sur quatre capteurs de forces dynamométriquesono axiaux (mesure des forces de réactions verticales).es signaux analogiques issus de ces capteurs étaient ensuiteigitalisés par une carte d’acquisition, puis numérisés pourtre ensuite enregistrés sur un micro-ordinateur (fréquence’échantillonnage de 64 Hz). Enfin, les trajectoires du CP étaientécomposées pour l’analyse selon deux axes perpendiculaires,édiolatéral (ML) et antéropostérieur (AP).Le modèle d’orthèse utilisé (Ormilh-Danet, référence
tabilig X-Trem) (Fig. 1) est recommandé par le fabricantour les « entorses du genou, avant ou après interventionhirurgicale, rééducation en postopératoire ». Il s’agit d’« unerthèse de genou ouverte en mousse double-face munie de deuxrticulations polycentriques métalliques avec inserts en gel deolyuréthane, deux sangles de renfort et une fermeture réglablear velcro ». Trois tailles étaient disponibles afin d’ajuster’orthèse à la morphologie du genou du patient, précisément enonction de la circonférence de la cuisse et du mollet. La misen place de l’orthèse était réalisée par la même personne toutu long des expérimentations selon les recommandations duabricant avec des principes de réglage et de serrage des bandeselcro identiques.
.3. Protocole expérimental
L’étude a été réalisée à la fin du second séjour au centree rééducation entre le 50e et le 68e jour postopératoire
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Fig. 1. Orthèse (modèle Stabiling X-Trem) utilisée pour cette étude.
JPO) selon les patients (57,77 JPO ± 4,35). Chacune desonditions expérimentales comportait six essais de 32 secondes.ntre chaque essai, les patients bénéficiaient d’un repos de5 secondes leur permettant d’alterner la jambe d’appui (jambepérée vs jambe saine). Ils ont également tous bénéficié auinimum d’une heure de repos avant l’expérimentation.Quatre conditions expérimentales, réalisées en station unipé-
ique, ont été mises en place selon un ordre aléatoire afin de’affranchir des éventuels effets de fatigue ou d’apprentissage :
sur la jambe saine sans le port de l’orthèse (USS) ;sur la jambe opérée sans le port de l’orthèse (UOS) ;sur la jambe saine avec le port de l’orthèse (USO) ;sur la jambe opérée avec le port de l’orthèse (UOO) ;
Pour chacune des conditions, réalisées yeux ouverts, lesatients devaient maintenir une flexion du genou de la jambe’appui de 20◦ et placer le second pied à hauteur de la cheville.es patients avaient comme consigne de minimiser au maximum
es mouvements de leur corps et en particulier de garder les brase long du corps.
.4. Analyse des données posturographiques
Les déplacements du CP ont été étudiés au moyen de deuxypes d’analyses. Une première approche consistait au calcul dearamètres classiques :
la vitesse moyenne dans le plan horizontal ;
la surface de l’ensemble des positions successives de CP cal-culée avec un intervalle de confiance de 90 % [4] ;la variance selon les deux axes ML et AP.dnv
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La seconde approche reposait sur la modélisation en mBf.ette modélisation a été précédemment décrite [3,5]. Il s’agit,ar un traitement mathématique, d’analyser la relation existantntre les déplacements quadratiques moyens <�x2> et les inter-alles de temps croissants (1/64 s < �t < 10 s). Cela permet deonstituer graphiquement ce que l’on appelle des variogrammesui présentent la particularité, dans le cas des trajectoires deP, de présenter deux portions de droite successives s’articulantu niveau d’un point de transition. Ce dernier est supposé indi-uer les limites spatiotemporelles entre les deux mécanismese contrôle impliqués successivement [5,6]. Le premier méca-isme, intervenant pour les intervalles de temps les plus brefs,ise à faire s’écarter le CP de sa position initiale et est supposétre de nature exploratoire. À l’inverse, le second, intervenantour les intervalles de temps les plus longs, vise à faire revenir leP vers sa position d’origine et est supposé être de nature correc-
rice. Dans la mesure où les stratégies d’équilibration mobilisentes groupes musculaires différents selon les axes ML et AP, lesariogrammes sont calculés et analysés selon chacun de ces axes.ifférents paramètres permettent enfin de caractériser l’allurees variogrammes :
les coordonnées spatiotemporelles du point de transition entreles deux portions de droite. Il s’agit de la distance moyenne dudéplacement (distance quadratique, <�x2>) et de l’intervallede temps (�t). Comme on peut le voir sur la Fig. 2, ladétermination des coordonnées du point de transition uti-lise une méthode basée sur les distances qui séparent lesvariogrammes à une droite de pente de 0,5 caractérisant unprocessus totalement aléatoire (Fig. 2). Ces coordonnéesnous renseignent sur la distance parcourue par le CP et letemps mis par le sujet pour engager le début du mécanismecorrectif ;des coefficients d’échelle de courte (Hcl) et de longue latence(Hll), qui permettent de quantifier les pentes des deux portionsde droite successives. De facon générale, plus les pentes sedistinguent de la pente réputée aléatoire (Hcl = Hll = 0,5), plusla part de mécanismes déterministes (prédictibles) est impor-tante. Par définition, les valeurs de ces coefficients d’échellesont comprises entre 0,5 et 1 pour les valeurs de Hcl et entre0 et 0,5 pour les valeurs de Hll.
Les analyses statistiques ont porté sur chacun des paramètresesurés lors de chaque condition. Le traitement a été effectué
ar l’intermédiaire d’une Anova à deux facteurs (jambe : saine vspérée ; orthèse : avec vs sans). Le premier seuil de significationetenu était p < 0,05.
. Résultats
.1. Paramètres classiques
Aucun effet statistique concernant le port de l’orthèse quelle
e vitesse moyenne et de surface des déplacements du CP pla-aires. Une même constatation peut être effectuée pour les deuxariances selon les axes ML et AP (Fig. 3).
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Fig. 2. Les différentes étapes permettant de déterminer les paramètres de la trajectoire de centre de pression issus de la modélisation en mouvement Brownienfractionnaire. La trajectoire du centre de pression est d’abord représentée sous forme d’un statokinésigramme (A). Elle peut être par la suite dissociée en chacun desdeux axes (ML et AP) afin d’être reproduite en fonction du temps (B). Le variogramme (D) se dessine à l’aide de la distance moyenne élevée au carré (<�X2>) entrechaque intervalle de temps (�t). Ainsi, pour l’exemple donné en (C), il s’agit des distances comprises entre chacun des points selon l’intervalle de temps, ce dernierdépend de la fréquence d’échantillonnage. La détermination du point de transition s’obtient par le calcul de la distance qui sépare le variogramme d’une droite depente 0,5 (en pointillés en C) caractéristique d’un cheminement aléatoire. Le point du variogramme pour lequel cette distance atteint son maximum constitue le pointd
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e transition entre les deux portions de droite.D’après
.2. Paramètres de la modélisation en mouvementrownien fractionnaire
Les paramètres permettant de caractériser les variogrammesssus de la modélisation en mBf n’indiquent pas de résultatsignificatifs pour les deux facteurs étudiés. Qu’il s’agisse dea jambe saine ou de la jambe opérée, le port de l’orthèse’engendre pas d’effet significatif sur les mécanismes mis enlace pour permettre le maintien de l’équilibre (Fig. 3).
Nous pouvons tout de même remarquer une spécificité liéela station unipodale. Bien que non-significatives, les straté-
ies posturales observées se sont majoritairement réalisées selon’axe ML.
. Discussion
L’objectif de cette étude était d’évaluer les bénéficesnduits par le port d’une orthèse de genou lors d’une tâche’équilibration au sein d’une population de patients ayant subi
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ier [3].
ne plastie des ligaments croisés. Au vu des résultats obtenus, ilpparaît clairement que l’orthèse n’apporte aucun avantage spé-ifique à la stabilité posturale au cours des différentes conditionsnregistrées. Cette spécificité ne doit cependant pas être généra-isée à d’autres tâches de la vie quotidienne, plus contraignantes’un point de vue biomécanique pour le genou.
Effectivement, lors de notre réflexion préalable quant auhoix des tâches constitutives du protocole, une légère flexion duenou nous était apparue comme contraignante au vu du stadee la rééducation. On pourrait donc suggérer une capacité deiscrimination insuffisante pour ce type d’orthèse. Cette idéest renforcée par l’absence de résultats significatifs au niveaues deux jambes opérées ou saines. Il est intéressant de noterue la prescription de ce type de matériel se justifie par desropriétés sensorielles et mécaniques supposées être apportéesux patients. Les propriétés sensorielles sont censées accentuer
e ressenti, et donc les afférences proprioceptives, alors que lesropriétés mécaniques sont supposées soulager l’articulation deiverses contraintes. Le maintien postural des patients au cours
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ig. 3. Résultats des paramètres classiques pour les quatre conditions (diagramractionnaire (diagrammes à droite) pour les quatre conditions.
e positions statiques n’aurait donc pas exigé une sollicitationuffisante de l’orthèse.
Le choix de la station unipodale permet, a priori, de sollici-er l’orthèse dans la mesure où sa spécificité est de permettrerincipalement des mouvements selon l’axe AP. A contrario, ennipédie les mouvements du genou selon l’axe ML sont assezonséquents (Fig. 3). De ce fait, les baleines latérales de l’orthèseui renforcent le système tendineux dans le maintien latéral duenou, ne présentent pas de gêne réelle à la mobilisation duenou dans le plan sagittal.
Pour expliquer cette absence d’effets statistiquement signi-catifs, il faut également prendre en compte que la population
estée avait comme caractéristique d’avoir suivi un programmee rééducation construit autour d’exercices proprioceptifs. Laise en place d’un tel programme sous-entend, par conséquent,
e forts déficits au niveau des genoux en postopératoire. Il étaitonc cohérent d’intervenir en phase terminale de cette réédu-ation afin d’être plus objectif sur l’évaluation du matériel. On
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à gauche) et des paramètres issus de la modélisation en mouvement Brownien
eut donc faire l’hypothèse que cet entraînement a permis auenou opéré de retrouver toutes les capacités sensorimotricesécessaires et, donc, de rendre sans effet le port de l’orthèse auours des tâches demandées.
Cette idée est renforcée par l’étude menée en parallèle àa notre. Les enregistrements réalisés en bipédie ont permise différencier chacune des deux jambes. Une améliorationignificative de la stabilisation posturale pour la jambe opéréest alors ressortie entre l’entrée et la sortie du centre de réédu-ation. Ces effets ont pourtant été absents au cours des analyseséalisées en unipédie. Cela signifie que l’on pourrait dans notreas, envisager des résultats différents en situation bipodale, maisrobablement en début de phase de rééducation.
Ces résultats s’avèrent conformes aux données de la litté-ature. Par exemple, pour Genty et Jardin [7], « aucune étude
linique ne permet à ce jour de démontrer scientifiquement’intérêt d’une orthèse après reconstruction du LCAE aveces techniques chirurgicales actuelles ». Dans le même ordre
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[Ann Readapt Med Phys 2004;47:324–33.
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’idées, Birmingham et al. [8] ont montré chez des patients chro-iques (l’intervention s’étant déroulée plus de six mois avant lesests) des effets que les auteurs qualifient de légèrement signifi-atifs liés au port d’une orthèse de genou rigide sur la longueuru CP parcourue, paramètre équivalent à la vitesse moyenneesurée pour notre étude. Il est intéressant de noter que des
âches réputées plus contraignantes (fermeture des yeux aprèsa réalisation d’un saut vertical, plaque de mousse sous les pieds)’avaient pas donné lieu à un quelconque effet.
La prescription d’orthèse, dans une perspective rééducativeu prophylactique, doit être guidée par les activités et les besoinsu patient. Dans cet esprit, la sollicitation quasi-statique duenou, telle qu’elle a été réalisée ici, pourrait s’apparenter à desctivités simples de la vie quotidienne. Nos résultats tendraient,e fait, à souligner l’absence d’intérêt d’une telle prescriptionans ce genre de situation. Le problème d’une prescription lorse tâches plus dynamiques et/ou à des stades postopératoireslus précoces (par exemple avant la rééducation proprioceptive)este néanmoins ouvert.
éclaration d’intérêts
Les auteurs n’ont pas transmis de déclaration de conflits’intérêts.
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éférences
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