Biomécanique et physiologie de la locomotion Flashcards
Définition physique de l’équilibre
Corps maintenu au repos sous l’influence de forces qui balancent les unes par rapport aux autres
Def centre de gravité
Barycentre des masse de la personne → point d’application des forces de la gravité sur une personne
Def Centre de pression
Point application de la résultante des forces de réaction verticales au sol
Comment modéliser simplement l’équilibre du corps
Pendule simple inversé (équilibre jamais stable)
Par rapport au CP et au CG, quand sommes-nous à l’équilibre ?
Alignement CP et CG
Modélisation simple de la cheville?
Et de la hanche?
Et que fait-on si on sort du polygone de sustentation?
- Simple pendule
- Double pendule
- Pas (obligé si on sort trop du polygone de sustentation)
Qu’est-ce que le polygone de sustentation?
Zone sur laquelle le corps repose en équilibre (quadrilatère formé par les pieds)
Quand on penche en avant, le [muscle] nous retient en arrière et lorsqu’on penche en arrière, le [muscle] nous retient en avant
- Soléaire
- Triceps
Qu’est-ce que la posturographie?
Étude de l’équilibre d’une personne et position statique
Normalement: tient sur 1cm^2
+ grandes amplitudes (Δ du CP) si pers avec troubles proprioceptifs/vestibulaires
Qu’est-ce qui précède une tâche motrice? Adapté au système locomoteur (initiation du pas?)
Contraction des muscles, prêts à maintenir l’équilibre
Initiation du pas: déplacement latéral (futur pied appuis) en arrière du CG ==> décalage entre CP-CG
V/F: On transfert d’abord le poids du corps vers l’arrière pour aller en avant
Vrai
V/F: La marche peut (≠ doit) contenir une phase de vol
Faux
⚠︎ Au moins toujours un pied en contact avec le sol
Quel est le cycle de marche? (Début/fin)
Début: pied (D) au sol
Fin: pied (D) au sol
(peut partir d’un autre endroit, revient au même)
Deux phases du cycle de marche
Phase d’appui (0% - 60%)
Phase d’oscillation (60% - 100%)
→ se décrit par rapport à 1 pied
Donc forcément 20% de phase d’appui bipodale (double appui) (2x10%)
Donner les “sous-phases” du cycle de marche (au complet)
- Double appui (0-10%)
- Simple appui (10-50%)
- Double appui (50-60%)
- Phase oscillante (60-100%)
Modélisation simple phase appuis?
Et phase oscillante?
Appui: Pendule simple inversé (pied en contact avec sol)
Oscillation: Pendule double (pied ø contact avec sol)
Durée totale du cycle de marche?
Somme de la durée d’un pas gauche et droite
Différence entre simple appui et double appui?
Simple appui (40%): période de temps où un seul pied est en contact avec le sol
Double appui (2x10%): période de temps où les deux pieds sont en contact avec le sol (si on est instable sur une jambe, durée double appui↑)
Expliquer le principe du transfert d’énergie lors de la marche
Energie cinétique + potentielle = énergie totale
Lors de la marche, transfert d’énergie cinétique et potentiel
Ep → [transfert] → ↑Ec
Donc on perd pas trop d’énergie (conservation)
Qu’est-ce que les paramètres spatio temporels de la marche?
- Temps (total/du cycle/de chaque phase du cycle)
- Distance (longueur du pas, longueur du cycle, largeur du pas)
Def cadence
+ valeur par cycle
Nb de pas/min
(60/durée du cycle [s]) x2 (car 2 pas/cycle)
On fait combien de pas par minute généralement?
120 pas /min
= 1 pas par seconde x 2 car 2 pas dans 2 cycle
La longueur du pas est calculée comment?
Et largeur du pas?
Points les plus en arrières des deux empreintes successives des pieds (ipsi et contro-lat) = distance talons G-D
Mêmes points pour la largeur du pas
Qu’est-ce que la largeur de pas?
= Écartement des pieds pendant la marche
→ distance ⏊ à la ligne de progression entre les talons des 2 pieds ipsi et controlatéral
Qu’est-ce que la longueur du cycle (facile celle-là)?
Distance parcourue pendant un cycle (somme pas G et D)
V/F: Si on a prob vestibulaire, on diminue la largeur de pas
Faux!!! On ↑ la largeur de pas et donc la base de sustentation (pour gagner en stabilité)
Paramètre le plus important de la marche?
Et formules (2)
Vitesse (m/s)
→ V = distance (total ou cycle) / ∑temps (total ou cycle)
→ V = (cadence x longueur cycle) / 120
V/F: La cadence et la longueur du cycle sont proportionnels à la vitesse de marche
Faux
La cadence oui, pas la longueur du cycle
Longueur du cycle: à un moment, on peut pas faire des pas plus grand… donc plutôt logarytme
Donc la vitesse est directement proportionnelle à quoi? (2)
- Cadence
- Longeur de pas (mais fait un plateau au bout d’un moment)
Valeur normale de vitesse
1,2-1,6 m/s
(plus haute chez les hommes)
Quels sont les 2 tests pour évaluer la marche?
- Test de 10 mètres
= mesure le temps - Test de 6 minutes (endurence)
= mesure la distence
==> besoin de chronomètre, et d’un mètre (ou compter le nombre de pas)
Comment compter facilement la longueur de pas d’une personne?
En divisant la distance par le nombre de pas
Donner les 3 outils pour mesurer la marche (tech)
- Tapis Gateride
- Tapis infrarouge
- Capteurs intertiels (1 par pied)
Donner la forme de la courbe vitesse-coût énergétique et interpréter
Petite hyperbole
Existe une valeur optimale pour laquelle le coût/km/h est les plus bas (~12km/h) → optimisation du transfert Ec et Ep
V/F: En cinématique, le modèle prend en compte l’effet des muscles avec un système d’unités contractiles et de ressorts
Expliquer
Faux
Cinématique = étude du mvt sans s’occuper des cause
Modèle: corps rigides, système de coordonnées/membre, détermination d’un certain ddl/articulation
Mvt d’un segment par rapport à un système de coordonnées général
Combien de segments dans le modèle conventionnel de la marche?
Combien de capteurs par segment?
7 segments
3 capteurs par segments (correspondent à des pts anat de référence)
Que regarde-on lors de la cinématique?
Comment?
Cycles de flexions/extensions
==> on découpe en cycles
Dans quels plan bouge le plus le bassin?
Et dans les deux autres?
Rotation dans la plan transverse
Ne bouge quasi pas d’avant en arrière
Bouge en un peu sur le plan frontal
Comment bouge la hanche sur le plan sagittal
- Flexion 40° (début)
- Stabilisation 0°
- Extension max de 10-15°
- Flexion de hanche pour passer le pas
Genou, plan sagittal
Position ref: angle fémur-tibia à 0°
Léger fléchi (=contact initial)
1ère grosse flexion lorsqu’amorti
Flexion se réduit pendant l’appui unipodal ==> extension
Flexion max en phase oscillante pour passer le pas
Presque tendu (extension) pour poser le pied
Donner le cycle de la cheville sur le plan sagittal
Flexion à l’arrivée
Plat pendant l’appui
De plus en plus extension (= flexion dorsale) jusqu’à la propulsion
= ↑ progressivement
Puis retour à plat
Puis en flexion pour passer le pas (relève le pied)
Donner le cycle du bassin sur le plan transverse
Bassin aide à avancer
Quand pose le pied D devant, bassin G en rotation externe
Bassin plus élevé du côté du membre en appui
Fin du cycle (propulsion): bassin contro-lat passe devant = mvt cyclique
Si vitesse ↑?
On fait + de flexion hanche/genou/plantaire
==> amplitude ↑ (plan sagittal)
Quelle forme fait la courbe de force lors de la marche (= force exercée sur le sol)
Forme de M
Deux bosses, pour l’attaque et la sortie du pas (talon/orteils) et un creux lorsque le pied est plat (talon + orteils touchent)
==> antéro-post et vertical facile à analyser (difficile pour déplacement force médio-lat)
= observé par Marey
Def puissance articulaire?
Renseigne sur quoi?
Génération/dissipation d’énergie de tous les muscles et structures internes autour d’une articulation
→ Renseigne sur le type de contraction musculaire pendant le mvt
Comment évolue la force et la vitesse (puissance articulaire) pendant un contraction concentrique?
Et isomérique?
Et excentrique?
Concentrique: vitesse et force > 0
Isométrique: puissance nulle
(vitesse = force = 0)
Excentrique: vitesse (et force) < 0
Comment évolue la puissance de la cheville
Phase absorption d’énergie (cheville touche le sol) = excentrique car vitesse < 0
Phase concentrique (propulsion/flexion plantaire) ==> vitesse > 0 ==> puissance > 0 (génération d’énergie)
Si force de réaction au sol passe en avant du centre articulaire du genou comment est le moment interne?
Moment interne fléchisseur
= m. fléchisseurs actifs
Si force de réaction au sol passe en arrière (post) du centre articulaire du genou comment est le moment interne?
Moment interne extenseur
==> m. extenseurs actifs (quadriceps) pour soutenir poids du corps
NB, si réaction alignée au centre articulaire = ø besoin d’activité musculaire
V/F: Quand on marche, on apporte très peu d’énergie
Vrai sauf pour propulsion cheville
Qu’est-ce que l’électromyographie?
Enregistrement de l’activité des muscles
→ enregistre les PA en surface du muscle (avec électrodes bipolaires de surface)
→ donc mesure pas l’ensemble du muscle (mais une portion sensée être représentative)
==> on enregistres de mV (très sensible au bruit)
Électromyographie permet d’analyser quoi? (3)
- Le timing (contraction-relâchement)
- Amplitude (mesure plus difficile surtt si bcp de masse adip) ==> on doit normaliser
- Force maximale volontaire
Décrire les muscle intervenant pendant la phase d’appui de la marche et leur mvts
PHASE D’APPUI:
Choc du talon → Tibial ant (abaisse avant-pied vers sol) + Grand fessier (contraction hanche)
Réaction à la mise en charge → Quadriceps (évite qu’on tombe) + moyen fessier (et tenseur du fascia lata) pour stabilisation du bassin
Fin phase d’appui (unipodal) → Tricpes sural (Propulsion accélerer le corps) + Moyen fessier (stabilise bassin)
Décrire les muscle intervenant pendant la phase d’oscillation de la marche et leur mvts
PHASE OSCILLANTE:
Début oscillation: Illio-psoas (accélère la cuisse, ∆ variance) + Tibial ant (lever le pied, évite qu’il tape au sol)
Milieu ocillation: → Tibial ant (lever le pied)
Fin oscillation: Ischio-jambier (freinage) + Tibial ant (positionne le pied) + Quadriceps (extension du genou)
Associé les modèles de simple ou double pendule pour les phases de la marche (mvts autour de la cheville)
- Simple pendule (phase d’appui)
- Double pendule (phase oscillante)
= oscillation du centre de masse/gravité (élévation/abaissement ==> dépense d’énergie)
Coût énergétique (def + formule)
Énergie consommée par unité de distance parcourue
C = ∆VO2/∆v
(courbe en U ==> s’arrpete à un moment car on passe à la course et ø marche)
Décrire le cycle de course
Appui: 0-35%
Oscillante: 35-100%
Vol: 35-40%
==> phases dépendent de la vitesse de course
De quoi dépend la vitesse de course? (2)
- Longueur des pas (↑surtt début)
- Fréquence (↑surtt fin)
A cb de x le poids du corps s’élève la force lorsque le pied touche le sol en course?
Et à la marche?
2.5x en course
1.2x en marche
Est-ce que la courbe fait un M pour la course aussi?
Non, juste un pique
V/F: La cinématique de la course est très semblable à celle de la marche sauf que amplitudes sont bcp plus grandes
Vrai
(mais extension augmente pas bcp en course)
Est-il juste de dire:
Coût énergétique: marcher vaut mieux que courir
Vrai pour toutes les espèces?
Dépend de l’allure
Parfois courir vaut mieux (très petite zone d’intersection)
Pas vrai pour cheval (qui d’ailleurs est de manière générale plus efficient que nous)
L’activité musculaire de la course est similaire à celle de la marche mais qu’est-ce qui change?
Triceps sural s’active plus vite dès le contact (car attaque par pied à plat ou avant pied)
+ Intensité bcp plus élevées par rapport à la marche
Quel est le modèle pour la course (≠ pendules pour marche)?
Permet quoi?
Masse-Ressort
==> permet la conservation d’énergie car ø de transfert Ep → Ec pour la course
