Analyse biomécanique et mécanique de la marche

L'analyse biomécanique étudie les forces et les mouvements du corps pendant la posture et le mouvement, et la mécanique de la marche applique ces principes à la locomotion. Dans le domaine des prothèses et des orthèses, elle fournit le cadre permettant de comprendre comment un dispositif modifie le mouvement articulaire, la demande musculaire et les forces traversant le membre tout au long du cycle de marche. Elle offre également les outils de mesure, tels que la capture de mouvement et les plateformes de force, utilisés pour évaluer la performance des dispositifs.

Definition

L'analyse biomécanique et la mécanique de la marche désignent l'étude de la cinématique (mouvement) et de la cinétique (forces) du mouvement humain, en particulier la marche, incluant les phases du cycle de marche et les méthodes utilisées pour les mesurer, appliquées à la compréhension de l'interaction entre les dispositifs prothétiques et orthétiques et le corps.

Scope

Ce sujet présente le cycle de marche, les grandeurs cinématiques et cinétiques utilisées pour le décrire, ainsi que l'instrumentation de l'analyse de la marche et biomécanique en relation avec les dispositifs prothétiques et orthétiques. Il s'agit d'un traitement de référence des concepts et des méthodes, et non d'un protocole clinique pour l'évaluation ou le traitement d'un individu.

Core questions

• Quelles sont les phases du cycle de marche et les événements qui les définissent ?
• Quelles sont les grandeurs cinématiques et cinétiques qui décrivent la marche ?
• Comment les dispositifs prothétiques et orthétiques modifient-ils la mécanique de la marche ?
• Quels instruments sont utilisés pour mesurer les variables de la marche et biomécaniques ?

Key concepts

• Cycle de marche (phases d'appui et d'oscillation)
• Cinématique (angles articulaires, mouvement)
• Cinétique (moments articulaires, force de réaction au sol)
• Paramètres spatio-temporels (cadence, longueur de pas, vitesse)
• Stockage et restitution d'énergie
• Capture de mouvement et plateformes de force
• Coût énergétique de la marche

Mechanisms

La marche est décrite comme un cycle de marche répétitif divisé en phases d'appui et d'oscillation, avec des événements tels que le contact initial et le décollement des orteils marquant les transitions. La cinématique enregistre la manière dont les articulations se déplacent ; la cinétique enregistre les forces et les moments à l'origine de ce mouvement, y compris la force de réaction au sol mesurée par des plateformes de force. La capture de mouvement instrumentée, les plateformes de force et parfois l'électromyographie quantifient ensemble ces variables. Lorsqu'un segment de membre ou une articulation est remplacé ou soutenu par un dispositif, la mécanique change : le dispositif détermine comment la charge est transmise et comment l'énergie est absorbée ou restituée. L'analyse compare donc la marche influencée par le dispositif aux schémas normaux afin de caractériser la performance et les compensations.

Clinical relevance

L'analyse biomécanique et de la marche est fondamentale pour l'évaluation et la comparaison des dispositifs prothétiques et orthétiques en recherche et en pratique clinique, et elle fournit le vocabulaire permettant de décrire comment un dispositif affecte la marche. Cette entrée constitue un matériel de référence descriptif sur les concepts et les méthodes de mesure ; elle ne représente pas une procédure diagnostique ou thérapeutique pour un individu.

Evidence & guidelines

Les preuves combinent des études biomécaniques primaires sur la cinématique, la cinétique et la charge à l'interface avec des revues systématiques qui tentent de relier les caractéristiques des dispositifs à leur fonction. Une revue systématique menée par van der Linde et ses collègues (2004) a montré que l'hétérogénéité des méthodes d'étude rend difficiles les conclusions fermes au niveau des composants, soulignant ainsi l'importance de méthodes d'analyse de la marche standardisées.

History

L'étude quantitative de la locomotion humaine est passée de la chronophotographie du XIXe siècle et des premières mesures de force aux laboratoires de marche instrumentés. Les travaux de Jacquelin Perry ont synthétisé l'analyse clinique de la marche en un cadre largement utilisé, et la diffusion de la capture de mouvement optique, des plateformes de force et de la modélisation computationnelle à partir de la fin du XXe siècle a rendu l'évaluation biomécanique détaillée de la marche prothétique et orthétique courante dans les milieux de recherche.

Seminal works

• perry-1992
• van-der-linde-2004

Frequently asked questions

Qu'est-ce que le cycle de marche ?

Le cycle de marche est une séquence complète d'événements de marche pour un seul membre, conventionnellement divisée en une phase d'appui (lorsque le pied est au sol) et une phase d'oscillation (lorsqu'il ne l'est pas), délimitée par des événements tels que le contact initial et le décollement des orteils.

Comment la marche est-elle mesurée en laboratoire ?

La marche est généralement mesurée à l'aide de caméras de capture de mouvement optique qui suivent des marqueurs pour enregistrer la cinématique, de plateformes de force qui enregistrent la force de réaction au sol pour la cinétique, et parfois d'électromyographie pour enregistrer l'activité musculaire.