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Ligament croisé antérieur : Évaluer les facteurs de risque de blessures grâce à la tensiomyographie

par A. Manolova | 1 Octobre 2014

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Principe de la tensiomyographie (TMG) : un capteur placé sur la peau va mesurer le déplacement lors de la contraction du muscle

Figure 1. Principe de la tensiomyographie... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

La tensiomyographie (TMG) a été développée par le laboratoire de bioélectromagnétique à la faculté d'ingénierie électrique à Ljubljiana, Slovénie (voir le site officiel). C'est une méthode non-invasive qui mesure certains paramètres mécaniques du muscle à partir du déplacement radial du ventre musculaire en condition isométrique.

Deux électrodes sont placées sur le muscle de part et d'autre du capteur TMG. La contraction musculaire est provoquée par un unique stimulus électrique d'une milliseconde. Lorsque le muscle se contracte, il y a déplacement du capteur TMG (Fig. 1) et il est ainsi possible de mesurer l'amplitude maximal du signal (Dm), le temps compris entre la stimulation et 10% de la contraction maximale (Td), le temps de contraction de 10% à 90% de la contraction maximale (Tc), le temps de contraction soutenu entre 50% de contraction maximale et 50% de relaxation (Ts) et le temps de relaxation de 10% à 50% de relaxation (Tr) (Fig. 2).

L'un des principaux avantages de cette méthode est que la contraction musculaire n'est pas volontaire (puisque générée par une impulsion électrique externe), ainsi la méthode est fortement reproductible, et tout changement qui sera observé reflètera une modification des propriétés mécaniques du muscle. Elle pourrait fournir des informations sur la raideur musculaire, la vitesse de contraction, le type de fibres prédominant et sur la fatigue musculaire...

Réponse musculaire typique enregistrée par TMG

Figure 2. Réponse musculaire typique enregistrée par TMG... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Au football, la blessure au niveau des ligaments croisés antérieurs est l'une des plus graves et des plus récurrentes. Elle est très handicapante pour le joueur à court-terme mais également à long-terme, car elle peut augmenter les risques d'apparition d'arthrose au niveau de l'articulation du genou. C'est pourquoi de nombreux professionnels du sport mettent désormais l'accent sur la prévention. De nombreuses études montrent qu'en plus des risques liés aux mauvais contacts lors de matchs, un déséquilibre musculaire et une modification des propriétés mécaniques des extenseurs et des fléchisseurs du genou augmentent fortement les risques de blessures. Dans ce cas, la tensiomyographie pourrait-elle avoir un rôle prophylactique dans la détection des facteurs de risque de blessures aux ligaments croisés antérieurs ?

L'étude réalisée

Pour répondre à cette question, une équipe de chercheurs espagnols a recruté 40 footballeurs présentants une déchirure d'un ligament croisé antérieur et 38 footballeurs qui ne présentaient aucun problème, et qui servirait de groupe contrôle. Les deux groupes étaient composés uniquement d'homme, de même âge et de même niveau. Le protocole de l'étude consistait à tester les muscles de la cuisse non-blessée des footballeurs blessés et les muscles des deux cuisses des footballeurs sains.

Evaluation des ischio-jambiers par TMG

Figure 3. Evaluation des ischio-jambiers par TMG... (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Les muscles testés étaient le vaste médial, le vaste latéral, le droit fémoral, le semi-tendineux et le biceps fémoral. Pour chaque muscle, la procédure de TMG était appliquée (Fig. 3). Ensuite, les chercheurs ont comparé les données de la cuisse non-blessée à la moyenne des données des deux cuisses du groupe Contrôle.

Résultats & Analyses

Les principaux résultats de cette étude montrent que la majorité des variables mesurées par TMG sont supérieures chez les footballeurs blessés en comparaison au groupe Contrôle, et le Tr du vaste latéral, le Tc, Ts, Tr du droit fémoral et le Dm du biceps fémoral sont significativement supérieurs chez la cuisse non-blessée des footballeurs blessés. Tous les résultats sont présentés dans la Table 1. Ces résultats montrent qu'il existe plus de différences significatives entre les deux groupes au niveau des muscles extenseurs du genou.

La méthode TMG étant difficilement comparable à d'autres méthodes, qu'impliquent ces résultats ? Des études ont montré que Tr, le temps de relaxation de 10% à 50% de relaxation, était lié à la fatigue musculaire, ainsi une augmentation de Tr indiquerait un statut de fatigue. Tc, le temps de contraction de 10% à 90% de la contraction maximale, serait quant à lui lié à la myotypologie (i.e., composition en fibres musculaires). Une augmentation de Tc indiquerait une prédominance de fibres lentes, surtout si sa valeur est supérieure à 30ms. Enfin, le Dm, l'amplitude maximal du signal, ou le déplacement radial maximal du corps musculaire serait lié à la raideur du muscle. Une augmentation de Dm signifierait une perte de raideur musculaire, et inversement.

Les résultats de cette étude montrent donc que les muscles vaste latéral et droit fémoral de la cuisse des joueurs blessés sont plus fatigués et que leur biceps fémoral est moins raide en comparaison au groupe Contrôle. Cela impliquerait un couple extenseur / fléchisseur du genou moins efficace dans le maintien de l'articulation et dans la lutte contre le déplacement du tibia vers l'avant (voir notre article Ligaments croisés antérieurs et raideur des ischio-jambiers).

Applications pratiques

La tensiomyographie est une méthode relativement ancienne qui apparait peu à peu dans les milieux sportifs de haut-niveau. Son principe non-invasif en fait une méthode préférentielle chez les athlètes de haut-niveau et les athlètes blessés. Plusieurs études ont démontré la fiabilité de cette méthode et quelques études s'intéressent désormais à son aspect prophylactique afin de suivre les modifications liées à l'entraînement, notamment sur la fatigue musculaire et les facteurs de risques de blessures. Les résultats de l'étude présentée ici montrent qu'il est possible de détecter certains signes liés à la fatigue et à la perte de raideur musculaire en comparaison à un groupe sain. Il sera intéressant d'observer cela sur une ou plusieurs saisons, et de voir si un tel monitoring permettrait de diminuer significativement le taux de blessures.

Ce type de technique nécessite un expérimentateur formé à son usage, et l'investissement dans un tel appareillage sera réservé aux professionnels. Toutefois, la technique étant relativement simple à maîtriser et les connaissances sur son exploitation et ses possibilités étant de plus en plus grandes, nous espérons que de nombreuses études longitudinales sur la gestion de la fatigue au cours d'une saison compétitive montreront les avantages et inconvénients de la TMG sur le terrain.

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Références

  1. Alentorn-Geli E, Alvarez-Diaz P, Ramon Silvia, Marin M, Steinbacher G, Boffa JJ, Cusco X, Ballester J and Cugat R. Assessment of neuromuscular risk factors for anterior cruciate ligament injury through tensiomyography in male soccer players. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc In press, 2014.

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