Patrick MIDDLETON

CERS - Capbreton

Après chirurgie ligamentaire, la rééducation doit permettre au patient de reprendre ses activités dans les meilleures conditions possibles. Il faut redonner mobilité, force musculaire et fonction en tenant compte de l’évolution du transplant, du devenir de l’appareil extenseur et de l’état du cartilage.

De nombreuses études biomécaniques nous permettent de mieux comprendre les effets de la mobilisation passive et du travail musculaire sur le Ligament Croisé Antérieur (LCA) et les articulations fémoro-patellaire et fémoro-tibiale. Ces données donnent une orientation nouvelle à la rééducation des ligamentoplasties.

WASCHER a montré sur 18 cadavres qu’il s’exerce lors d’une posture d’hyperextension réalisée avec une charge de 10 Nm, une force moyenne de 180 N sur le LCA.

En fin de flexion, il existe également une mise en tension du LCA. Les contraintes s’exerçant sur le LCA sont proportionnelles à l’intensité de la posture.

Le travail musculaire réalisé en rééducation joue un rôle important dans la qualité du résultat. Le travail musculaire peut être réalisé en chaîne ouverte ou en chaîne fermée.

Le travail musculaire en chaîne ouverte se définit par la réalisation d’un exercice pied considéré libre. Les exercices d’élévation jambe tendue (Fig 1), le travail statique intermittent du quadriceps (Fig 2), le renforcement musculaire sur dynamomètre isocinétique (Fig 3) sont des exercices en chaîne ouverte. Lors du travail dynamique, en chaîne ouverte, c’est le pied qui se déplace par rapport au genou. Il s’agit d’un travail analytique donc quantifiable. Le travail du quadriceps réalise une extension du genou (Fig 4).

A l’inverse, lors du travail en chaîne fermée, le pied repose sur un point fixe. C’est le genou qui se déplace par rapport au pied. Un travail de squat, de presse (Fig 5) ou sur stepper (Fig 6) sont des exercices en chaîne fermée. Il s’agit d’un travail global de poussée du membre inférieur qui sollicite le quadriceps, les ischio-jambiers et le triceps. Il est impossible de connaître réellement l’activité de chaque groupe musculaire. Au mouvement d’extension de genou est associé une extension de hanche et une flexion plantaire de cheville (Fig 7).

BYNUM dans une étude prospective, randomisée, a mis en évidence l’existence d’une différence significative entre deux groupes de patients ayant bénéficiés d’une autogreffe au tendon rotulien. Un groupe réalisant un travail en chaîne fermée, l’autre, un travail en chaîne ouverte. Le groupe, chaîne fermée, présente un Lachman différentiel largement inférieur au groupe chaîne ouverte (1,6 mm/3,3 mm) et moins de douleurs fémoro-patellaires (18 %/24 %). Les résultats obtenus par BYNUM trouvent leur explication dans l’étude des contraintes mécaniques s’exerçant sur le LCA et la rotule lors du travail musculaire.

ZAVATSKY a étudié les forces mécaniques s’exerçant sur le pivot central lors d’un travail statique du quadriceps en chaîne ouverte en fonction de l’angle de flexion du genou et de la position de la résistance par rapport au genou. Il montre qu’à plus de 10 cm de l’interligne fémoro-tibial en extension toute charge placé sur le tibia lors du travail quadricipital va mettre en tension le LCA (Fig 8). A 40 cm du genou, les forces transmises au niveau du LCA correspondent à 5 fois la charge opposée (Fig 9). Ces forces diminuent en fléchissant le genou pour devenir non significative au delà de 80° de flexion. Il faut souligner que dans le modèle mécanique utilisé par ZAVATSKY, le poids de la jambe n’est pas pris en compte, ce qui minimise les pressions exercées sur le LCA. Mais cette étude confirme les propos de D’ARMS et de RENSTROM qui préconise le travail en chaîne ouverte du quadriceps au delà de 60° de flexion du genou.

L’étude de LUTZ, réalisée in vivo, a permis de comparer les forces exercées sur le LCA lors d’un travail statique en chaîne ouverte et en chaîne fermée à 30°, 60° et 90° de flexion. Il existe une différence significative entre ces 2 travaux musculaires puisque si il n’existe pas de contrainte sur le LCA lors du travail en chaîne fermée, l’on retrouve, lors du travail en chaîne ouverte du quadriceps, une mise en tension du LCA à 60° de flexion. Cette tension augmente vers l’extension.

O’CONNOR confirme la bonne tolérance du travail en chaîne fermée qui ne met en tension le LCA que dans les 20 derniers degrés d’extension.

Les douleurs de l’appareil extenseur sont fréquentes dans les suites de la chirurgie ligamentaire du genou. SHINO retrouve 57 % de lésions chondrales rotuliennes sous arthroscopie après autogreffe au tendon rotulien contre 44 % après allogreffe. La fréquence des syndromes fémoro-patellaires clinique est variable selon les auteurs après autogreffe au tendon rotulien : 35 % pour CLANCY avec un recul de 3 ans, 12 % pour JOHNSON à 8 ans, 28 % pour O’BRIEN et 57 % pour MEYERS à 16 mois.

Les études concernant une population chez qui l’appareil extenseur a été préservé semblent montrer la moindre fréquence des syndromes rotuliens. SGAGLIONE fait état de 28 % de douleurs rotuliennes alors que STAUB n’en retrouve que chez 15 % de ces patients, GRANA 12 % et SCOTT 30 %.

L’étude comparative de MARDER est également intéressante. Il retrouve 14 % de syndrome fémoro-patellaire et 11 % de tendinites rotuliennes après autogreffe au tendon rotulien contre 11 % de douleurs de rotule quand l’appareil extenseur est préservé.

On peut raisonnablement en déduire que si le prélèvement du tendon rotulien favorise la survenue d’un syndrome fémoro-patellaire, il n’est pas seul en cause. BYNUM a montré dans son étude que le travail en chaîne ouverte augmente de manière significative l’existence de douleur fémoro-patellaire.

Les travaux de STEINKAMP en explique la raison. Il existe des pressions, de l’ordre de 3500 N, en extension au niveau de la rotule lors du travail en chaîne ouverte, alors qu’elles sont absentes lors du travail en chaîne fermée. Jusqu’à 50°, les pressions s’exerçant sur la rotule sont d’ailleurs moindre lors du travail en chaîne fermée. A l’inverse, en flexion à 90°, il existe des pressions importantes lors du travail en chaîne fermée ( 9000 N). Cependant, rapportées à la surface de contact fémoro-patellaire, elles sont similaires aux contraintes développées en extension lors du travail en chaîne ouverte. Cela s’explique par l’augmentation de la surface de contact avec le degré de flexion.

L’analyse des pressions s’exerçant sur l’articulation fémoro-tibiale présente également un intérêt, surtout en cas de lésions chondrales. Là aussi, il existe des différences significatives selon le mode de travail musculaire.

LUTZ montre que le travail en chaîne fermée est plus contraignant à 30° et à 60° de flexion avec des pressions de l’ordre de 3500 N. Au delà de 60° c’est le travail en chaîne ouverte du quadriceps qui peut devenir iatrogène pour le cartilage fémoro-tibial (P = 3500N à 90° de flexion). Le travail en chaîne ouverte des ischio-jambiers est, par contre, peu contraignant pour l’articulation fémoro-tibiale.

L’étude des contraintes s’exerçant sur le LCA et l’appareil extenseur montre l’intérêt de travailler en chaîne fermée et d’éviter toute posture forcée en extension sources de détente du transplant et de douleurs antérieures du genou. Les exercices d’élévation jambe tendue, le travail statique intermittent du quadriceps en extension du genou ne doivent pas être proposés dans les suites de la chirurgie ligamentaire du genou.

Légende des illustrations

Figure 1 : Exercice d’élévation jambe tendue. C’est le pied qui se déplace par rapport à la hanche. Il s’agit d’un travail en chaine ouverte.

Figure 2 : Lors du travail statique intermittent, le patient réalise un travail analytique du quadriceps. Il s’agit d’un travail en chaine ouverte.

Figure 3 : La travail dynamique sur dynamomètre isocinétqiue est l’exemple même du travail en chaîne ouverte. Le pied se déplace par rapport à la hanche et au genou qui sont fixes.

Figure 4 : Lors du travail en chaîne ouverte du quadriceps, il existe une force de translation tibiale antérieure responsable de contraintes en étirement sur le LCA et en compression au niveau de l’articulation fémoro-patellaire.

Figure 5 : Travail sur presse. Le pied repose sur un point fixe. Le mouvement de poussée associe flexion plantaire de cheville, extension du genou et extension de hanche.

Figure 6 : Lors du travail sur machine type stepper, le pied pousse sur une palette considérée comme point fixe. Il s’agit d’un travail en chaîne fermée.

Figure 7 : Lors d’un travail en chaîne fermée, il existe un effort de poussée du membre inférieur responsable de forces de compression au niveau de l’articulation fémoro-tibiale.

Figure 8 : Seul le travail statique du quadriceps avec résistance près du genou respecte le LCA.

Figure 9 : Lors du travail statique intermittent du quadriceps avec 10 kgs de résistance à la cheville, il existe une force de 500N sur le LCA.