ANATOMIE FONCTIONNELLE DU MEMBRE INFERIEUR Martial Cazenave Cadre Kinésithérapeute HIA Robert PICQUE
INTRODUCTION Du reptile à l homme : évolution vers la bipédie Fonction principale du membre pelvien : - Locomotion bipède - Développement du SNC - Programmation motrice
3 caractéristiques de l homme bipède : - Triple courbure rachidienne - Bassin volumineux - Articulation coxo-fémorale très mobile et protégée Marche verticale : nouvelles conditions mécaniques sur les articulations du membre pelvien Prévalence de l arthrose - Conséquence des forces de gravité sur la posture - Une des 3 articulations les plus touchées avec le genou et la main (34%) - Retentissement : douleurs, peur du handicap, sentiment de vieillir, loisirs, déplacements
LA HANCHE
Articulation orientée vers la stabilité du fait que l articulation coxo-fémorale est dite «en rotule», une sphère dans une sphère permettant une très forte congruence articulaire La fonction principale de la hanche est d orienter le membre inférieur dans toutes les directions de l espace et d assurer la station debout
I. MECANIQUE ARTICULAIRE DE LA HANCHE Le complexe cinétique de la hanche Articulations de la colonne lombaire Articulations sacro-iliaques Articulation coxo-fémorale Plan frontal ou coronal Plan sagittal Chaîne Cinétique de la hanche dans l ABD-ADD Plan horizontal Chaîne Cinétique de la hanche dans la Flexion-Extension Chaîne Cinétique de la hanche dans la rotation
I. MECANIQUE ARTICULAIRE DE LA HANCHE La mécanique articulaire de la colonne lombaire Mobilité dans la colonne lombaire Rotations et Inclinaisons latérales Flexion-Extension
I. MECANIQUE ARTICULAIRE DE LA HANCHE La mécanique articulaire des articulations sacro-iliaques
I. MECANIQUE ARTICULAIRE DE LA HANCHE La mécanique articulaire de l articulation coxo-fémorale
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE LA FLEXION La cinétique du mouvement - maximum de 140 - influence de la position du genou - flexion coxo-fémorale, rachidienne, rétroversion
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE LA FLEXION Les muscles moteurs - Fléchisseurs de la coxo-fémorale Fléchisseurs principaux : 4 muscles bi-articulaires Fléchisseurs accessoires : 7 muscles - Rétroverseurs du bassin : 3 muscles - Fléchisseurs du rachis lombaire : 2 muscles La commande nerveuse : nerf fémoral L2,L3 (sauf pour le muscle Ilio-Psoas)
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE LA FLEXION Les muscles fléchisseurs de la coxofémorale (puissance relative d après LANG et WACHSMUTH exprimée en mkg)
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE LA FLEXION Moment maxi d efficacité des fléchisseurs : 40 de flexion
La puissance est augmentée par la mise en tension préalable de ces muscles poly-articulaires - Pour l Ilio-Psoas : Extension du rachis et du fémur - Pour les 3 autres : Extension du fémur et Flexion du genou
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE L EXTENSION La cinétique du mouvement maximum de 60 extension coxo-fémorale, antéversion, extension lombaire
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE L EXTENSION Les muscles moteurs Extenseurs de la coxo-fémorale Extenseurs principaux : 6 muscles dont 1 majeur Extenseurs accessoires : 3 muscles Antéverseurs du bassin : 3 muscles Extenseurs du rachis lombaire : 2 muscles La commande nerveuse : Nerf glutéal inférieur, nerf glutéal supérieur, nerf sciatique L5,S1
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE L EXTENSION Les muscles extenseurs de la coxo-fémorale (puissance relative d après LANG et WACHSMUTH)
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE L EXTENSION Moment maxi d efficacité des extenseurs : 70 de flexion
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE L ABDUCTION La cinétique du mouvement maximum de 180
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE L ABDUCTION Les muscles moteurs Abducteurs principaux : 3 muscles Abducteurs accessoires : 4 muscles 0 La commande nerveuse : nerf glutéal supérieur L4,L5
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE L ABDUCTION Moment maxi d efficacité : 0
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE L ADDUCTION La cinétique du mouvement maximum de 30 Les muscles moteurs Adducteurs principaux : 4 muscles (le plus puissant, le Grand Adducteur et 3 autres le Gd Fessier, les Long et petit Add) Adducteurs accessoires : 8 muscles La commande nerveuse : nerf obturateur L3,L4 et L5
II. CINETIQUE DES MOUVEMENTS DE LA HANCHE LES ROTATIONS La cinétique du mouvement rotation latérale de 60 rotation médiale de 30 Les muscles moteurs rotateurs latéraux : 7 muscles (dont les plus puissants sont les Grand et Moyen Fessier, l Obturateur interne et l Ilio-Psoas) rotateurs médiaux : 3 muscles (Petit Fessier, TFL, Droit fémoral) Les RL sont nettement plus puissants que les RM : dans la coxarthrose, la rétraction des RL entraîne une attitude vicieuse en Rotation latérale. Dans des affections neurologiques, ce sont les RM qui se rétractent nécessitant une ténotomie pour améliorer la marche.
III. KINESIOLOGIE GLOBALE La marche est le mode de locomotion préférentiel et spontané de l être humain entraînant un déplacement du corps par translation du centre de gravité du corps dans l espace Déplacement de l ensemble du corps impliquant les 3 plans de l espace avec une action souvent freinatrice musculaire, justifiant une économie d énergie Succession d appuis alternés définissant une notion de pas induisant la coordination de plusieurs articulations, notamment la coxo-fémorale Au cours du cycle d un pas, 2 phases principales, 1 phase d appui (60% du cycle) et une phase d oscillation (40%), complétée par le double appui correspondant aux transitions entre phase d appui et phase d oscillation Adduction naturelle de la hanche avec valgum physiologique qui limite les déplacements du centre de gravité, plaçant le pied directement sous le bassin et non sous l articulation de la hanche : angle de 4 à 12 suivant les individus
III. KINESIOLOGIE GLOBALE La cinétique dans la marche, la course et le retentissement en cas de pathologie La Flexion correspond au pas antérieur ou attaque du talon L Extension correspond au pas postérieur d élan ou de propulsion Les Abducteurs assurent l équilibre unipodal par contraction excentrique du moyen fessier Les Rotations sont essentielles
III. KINESIOLOGIE GLOBALE Boiterie de hanche par faiblesse des Abducteurs Signe de Trendelenburg compensé par le port d une canne
REFERENCES SCHUNKE M., SCHULTE E., SCHUMACHER U., Atlas d anatomie prométhée. Ed. Maloine, 2006 SENEGAS J., Anatomie fonctionnelle de l appareil locomoteur. Ed. Bergeret, 1995 LAVIGNOLLE B., Anatomie dynamique et kinésiologie du membre pelvien. Ed. Bergeret, 2009
LE GENOU
INTRODUCTION Jointure intermédiaire du membre pelvien 2 articulations : la fémoro-tibiale de type bicondylaire et la fémoropatellaire de type ginglyme Mobilité / stabilité pour assurer la cinématique du genou en flexion-extension et en rotation Instabilité traumatique et dégénérescence arthrosique
NOTIONS GENERALES SUR L ARTICULATION 2 DDL, stabilité parfaite avec peu de congruence Pièces osseuses, moyens d union, contrôle musculaire dynamique BIOMECANIQUE DU GENOU FEMORO-TIBIAL LES ELEMENTS OSSEUX STABILITE ET CONGRUENCE DU COMPARTIMENT INTERNE RELATIVE INSTABILITE DU COMPARTIMENT EXTERNE ROTATION AUTOMATIQUE : Fl+RI, Ext+RE
I. LES CONTRAINTES MECANIQUES Dans la position debout en appui symétrique (plan frontal ou coronal) Genu valgum physiologique
I. LES CONTRAINTES MECANIQUES Modification de l équilibre des forces en varus Angle FT >178 Contraintes > au niveau médial Genu varum pathologique = facteur d arthrose par hyperpression FT médiale + distension ligamentaire latérale = Genou instable Suppression d os au niveau du compartiment latéral du tibia et de la fibula
I. LES CONTRAINTES MECANIQUES Modification de l équilibre des forces en valgus Angle FT <178 Contraintes > au niveau latéral Suppression d os au niveau du compartiment médial Genu valgum pathologique = facteur d arthrose par hyperpression FT latérale + distension ligamentaire médiale = Genou instable
II. LA STABILITE DU GENOU 4 facteurs interviennent sur la stabilité passive et active : - osseux - méniscaux - capsulo-ligamentaires - musculaires compensation entre ces 2 types de stabilité dans une certaine limite Stabilité assurée dans les 3 plans de l espace : on parle - dans le plan coronal ou frontal : de stabilité ou d instabilité transversale - dans le plan sagittal : de stabilité ou d instabilité antéro-postérieure - dans le plan horizontal : de stabilité ou d instabilité rotatoire
II.a LA STABILITE TRANSVERSALE DU GENOU Instabilité transversale médiale = varus non physiologique Instabilité transversale latérale = valgus non physiologique
II.a LA STABILITE TRANSVERSALE DU GENOU La stabilité transversale médiale passive assurée par : le ligament collatéral fibulaire la zone de renforcement postéro-latérale : le PAPE (le muscle poplité, élément actif) La rupture du LCF : Instabilité transversale médiale avec mvt anormal en varus La stabilité transversale médiale active assurée par les freins latéraux : le muscle vaste latéral le muscle tenseur du fascia lata le muscle biceps fémoral
II.a LA STABILITE TRANSVERSALE DU GENOU La stabilité transversale latérale passive assurée par : le ligament collatéral tibial la zone de renforcement postéro-médiale : le PAPI (le muscle semi-membraneux, élément actif) La rupture du LCT : Instabilité transversale latérale avec mvt anormal en valgus La stabilité transversale latérale active assurée par les freins médiaux : le muscle vaste médial le muscle semi-membraneux les 3 muscles de la patte d oie (semi-tendineux, Gracile et sartorius)
II.b LA STABILITE ANTERO-POSTERIEURE DU GENOU Hyperextension limitée à 5 : au-delà, on parle de récurvatum Aucun mouvement d avant ou d arrière Eléments passifs de la stabilité antéro-postérieure du genou
Insertions du LCAE : surface pré-spinale des plateaux tibiaux à la face interne du condyle externe Insertions du LCPI : surface rétro-spinale à la fosse intercondylaire du fémur en arrière du LCA
II.b LA STABILITE ANTERO-POSTERIEURE DU GENOU La stabilité antérieure passive assurée par : le ligament croisé antérieur les coques condyliennes La rupture du LCA entraîne une instabilité antérieure qui se traduit par un tiroir antérieur mis en évidence par le signe de Lachman La stabilité antérieure active assurée par : les muscles ischio-jambiers les muscles gastrocnémiens LCA et IJ/Gastrocnémiens contrôlent le tiroir antérieur Pas de renforcement du Quadriceps en cas de rupture du LCA
II.b LA STABILITE ANTERO-POSTERIEURE DU GENOU La stabilité postérieure passive assurée par : le ligament croisé postérieur La rupture du LCP entraîne une instabilité postérieure qui se traduit par un tiroir postérieur La stabilité antérieure active assurée par : le muscle quadriceps fémoral LCP et Quadriceps contrôlent le tiroir postérieur Pas de renforcement des IJ en cas de rupture du LCP
II.b LA STABILITE ANTERO-POSTERIEURE DU GENOU
II.c LA STABILITE ROTATOIRE DU GENOU La stabilité rotatoire médiale passive assurée par : les ligaments croisés, pivot central de l articulation La stabilité rotatoire médiale active assurée par les freins latéraux : le biceps fémoral le tenseur du fascia lata La stabilité rotatoire latérale passive assurée par : les ligaments collatéraux La stabilité rotatoire latérale active assurée par les freins médiaux : le poplité le semi-membraneux les muscles de la patte d oie
Animation des ligaments croisés dans la rotation
II.c LA STABILITE ROTATOIRE DU GENOU
BIOMECANIQUE DU GENOU FEMORO-PATELLAIRE SYSTEME EXTENSEUR : ELEMENT STABILISATEUR DYNAMIQUE ANGLE DU SYSTEME EXTENSEUR ANGLE DE FLEXION : LEUR RAPPORT (0 / 60 / AU-DELA)
A 0, Centre de la rotule en avant de la TTA De 0 à 60, Angle du système extenseur plus fermé que l angle de flexion fémoro-patellaire Le Quadriceps a ainsi une réserve de puissance pour contrôler les premiers degrés de flexion système de sécurité qui améliore le contrôle du genou De 0 à 60, le cartilage rotulien est hyper-sollicité
III. LA CINETIQUE DU GENOU
III. LA CINETIQUE DU GENOU Amplitudes du genou : flexion / Extension / Rotations Flexion passive 160 /active 140 ou 120 Extension passive 5 / active 0 Rotation médiale 10 / latérale 20 Latéralité en extension 0 / en flexion 10
III. LA CINETIQUE DU GENOU Les fléchisseurs principaux : le biceps fémoral (nerf sciatique, L5-S1) le semi-membraneux (nerf sciatique, L5-S1) Les fléchisseurs accessoires : le semi-tendineux (nerf sciatique, L5-S1) le poplité (nerf tibial, L4-L5-S1) le gracile (nerf obturateur, L3-L4) le gastrocnémien (nerf tibial, S1-S2) le sartorius (nerf fémoral L2-L3) Les extenseurs : le quadriceps fémoral (nerf fémoral L2-L3-L4) le tenseur de fascia lata (accessoire du genou) Les muscles Fléchisseurs sont beaucoup moins puissants que les Extenseurs
III. LA CINETIQUE DU GENOU Moment du Quadriceps à 60 de flexion de genou quelle que soit la position de hanche Moment des fléchisseurs en fonction de la position de hanche
III. LA CINETIQUE DU GENOU Les rotateurs médiaux principaux : le semi-membraneux (nerf sciatique, L5-S1) le poplité (nerf tibial, L4-L5-S1) le semi-tendineux (nerf sciatique, L5-S1) le gracile (nerf obturateur, L3-L4) le sartorius (nerf fémoral L2-L3) Le rotateur latéral : le biceps fémoral (nerf sciatique, L5-S1) La Rotation médiale : sous contrôle d un système complexe, rotation automatique avec plus ou moins de valgus-varus, en actif stabilisée par Poplité, semi-membraneux et muscles de la patte d oie
III. LA CINETIQUE DU GENOU
REFERENCES SENEGAS J., Anatomie fonctionnelle de l appareil locomoteur. Ed. Bergeret, 1995 LAVIGNOLLE B., Anatomie dynamique et kinésiologie du membre pelvien. Ed. Bergeret, 2009 BOUSQUET G., Anatomie et physiologie chirurgicale du genou. Cahiers d enseignement de la SOFCOT, 9-23, 1975. Expansion scientifique Française CHAMBAT P., le ligament croisé antérieur. Cahiers d enseignement de la SOFCOT, 9-23, 1985. Expansion scientifique Française
LA CHEVILLE ET LE PIED
La chaîne cinétique complexe du pied comprend : -L articulation talo-crurale -L articulation sub-talaire -L articulation transverse du pied (articulation de Chopart) -L articulation du tarse distal -Les articulations de l avant-pied (articulation de Lisfranc)
IV.a MECANIQUE ARTICULAIRE L articulation talo-crurale - axe de rotation : axe xx 15 à 20 avec le plan sagittal - axe oblique en bas et en dehors dans la flexion - axe horizontal dans l extension Amplitudes cette articulation Flexion (FD) = 25 / Extension (FP) =29 Qqs degrés dans la prono-supination et les rotations Rôle de la syndesmose tibio-fibulaire - en flexion, écartement, ascension, rotation médiale de la fibula - en extension, abaissement, descente, rotation latérale de la fibula qui se rapproche Tenon talaire La syndesmose tibio-fibulaire est fonctionnellement couplée à l articulation talo-crurale
IV.a MECANIQUE ARTICULAIRE La stabilité transversale de la cheville assurée par : - la syndesmose tibio-fibulaire et les ligaments collatéraux Si rupture des ligaments tibio-fibulaires, instabilité transversale liée au diastasis tibiofibulaire mise en évidence par le ballotement talaire (mouvement de varus anormal) La stabilité antéro-postérieure de la cheville assurée par : - les ligaments collatéraux : si rupture, tiroir antérieur astragalien Rôle très important des muscles dans la stabilité de la cheville
IV.a MECANIQUE ARTICULAIRE L articulation sub-talaire - axe de rotation : axe de Hencke angle de 42 dans le plan sagittal angle de 23 dans le plan horizontal Amplitudes cette articulation La mobilité principale de cette articulation se fait en supination (10 ) et en rotation latérale (11 )
IV.a MECANIQUE ARTICULAIRE L articulation talo-naviculaire - jointure entre la tête du talus et l os naviculaire : articulation type sphéroïde, associée à l articulation calcanéo-cuboïdienne pour former l articulation transverse du tarse ou de Chopart, articulation stabilisée par le ligament bifurqué en Y (faisceau calcanéo-naviculaire et calcanéo-cuboïdien) - axe de rotation : très voisin de l axe de Hencke Amplitudes cette articulation Les mobilités principales de cette articulation se font en pronation (8 ), supination (16 ) et rotation latérale (20 ) Les articulations de l arche médiale - articulation cunéo-naviculaire, de type condylaire, unissant les 3 cunéiformes à l os naviculaire - articulation tarso-métatarsienne médiale, de type plane unissant le cunéiforme médial à la base de M1 Amplitudes cette articulation - articulation cunéo-naviculaire : prono-supination + rotation latérale - articulation tarso-métatarsienne médiale : environ 2 dans toutes les amplitudes
IV.b LA CINETIQUE DE LA CHEVILLE ET DU PIED La flexion : 38 à 40-25 dans l articulation talo-crurale - 6 dans la talo-naviculaire Les fléchisseurs : le tibial antérieur le long extenseur de l hallux le 3 fibulaire Nerf fibulaire profond L4-L5
IV.b LA CINETIQUE DE LA CHEVILLE ET DU PIED L extension : 45-29 dans l articulation talo-crurale - 8 dans la talo-naviculaire Les extenseurs : le triceps sural le plantaire le fléchisseurs des orteils Nerf tibial S1-S2 Les fibulaires (court et long) Nerf fibulaire superficiel L5-S1 Les articulations de l arche médiale et talonaviculaire participent pour 20% dans le mouvement flexion-extension
IV.b LA CINETIQUE DE LA CHEVILLE ET DU PIED La pronation : 25-8 dans la talo-naviculaire - 8 dans les articulations de l arche médiale - 5 dans l articulation sub-talaire La supination : 35-10 dans la sub-talaire - 16 dans la talo-naviculaire - 5 dans l arche médiale Les articulations talo-naviculaire et sub-talaire, complétées par les articulations de l arche médiale participent pour 70% dans les mouvements de pronation et de supination
IV.b LA CINETIQUE DE LA CHEVILLE ET DU PIED La rotation médiale ou Adduction : 15-6 dans la talo-crurale - 4 dans la talo-naviculaire La rotation latérale ou Abduction : 45-11 dans la sub-talaire - 20 dans la talo-naviculaire - 10 dans les articulations de l arche médiale Les muscles moteurs sont pratiquement les mêmes que ceux de la pronation/supination
IV.b LA CINETIQUE DE LA CHEVILLE ET DU PIED Les mouvements conjoints L éversion : association de la pronation rotation latérale - FD L inversion : association de la supination rotation médiale - FP
IV.b LA CINETIQUE DE LA CHEVILLE ET DU PIED
REFERENCES SENEGAS J., Anatomie fonctionnelle de l appareil locomoteur. Ed. Bergeret, 1995 LAVIGNOLLE B., Anatomie dynamique et kinésiologie du membre pelvien. Ed. Bergeret, 2009 CASTAING J., BURDIN Ph., FRIEM JM., Anatomie fonctionnelle de la cheville et du pied. EMC 26008 E30