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Cinématique de smatch chez les joueurs de volleyball souffrant de douleur à l'épaule



Yi-Fen Shih ; Yuan-Ching Wang ; Département de physiothérapie et de technologie, Université nationale Yang-Ming, Taipei, Taiwan

INTRODUCTION

Le volleyball est un sport de loisir populaire, en particulier parmi les étudiants du secondaire et supérieur. Les auteurs précédents ont montré que les pathologies d'épaule représentaient un pourcentage élevé au volleyball. Aagaard et Jorgensen ainsi que Agel et al. ont rapporté que 80% de ces blessures étaient liées au mouvement de smatch et que la plupart de celles-ci sont due à une sur-utilisation (overuse). On note par exemple, l'instabilité antérieure et les syndromes de conflit d'épaule. Compte tenu que le mouvement de smatch est généralement exécuté pendant que le joueur est en l’air, il doit frapper la balle en utilisant le bout du bras et le tronc sans soutien des jambes. Ce mouvement pourrait exposer le bras du joueur à une charge importante et augmenter ainsi le risque de blessures. Trois facteurs principaux ont été rapportés : le déficit de rotation interne gléno-huméral, la dyskinésie scapulaire et une biomécanique gestuelle altérée. Différents chercheurs ont identifié des différences d'angle des articulations, de ratios de force musculaire et de positions scapulaires chez les joueurs de volleyball avec ou sans dysfonctionnement de l'épaule. À ce jour, seuls quelques auteurs ont examiné la cinématique du volleyball. Reeser et al. ont mesuré les données cinétiques et cinématiques de l'épaule et du coude lors des mouvements de service et de smatch chez des joueuses de volley et ont mis en évidence des caractéristiques cinétiques et cinématiques similaires pour les smatchs droits et  transversaux. De plus, un plus grand angle d’abduction (130°) a été identifié au moment du contact de la balle par rapport au service du tennis ou au lancer au baseball. Serrien et al, ont analysé la cinématique tridimensionnelle du bassin, du tronc, de l’épaule, du coude ainsi que le sexe et le niveau de pratique en lien avec les différences de cinématique de l'épaule et du coude. Seuls Mitchinson et ses collaborateurs ont examiné l’effet des blessures sur la cinématique du bras (smatch) néanmoins ils n’ont identifié aucune différence entre les joueurs ayant ou non des antécédents de blessures à l’épaule. Des chercheurs précédents, ont suggéré que des contractions excentriques répétées au cours de la phase de décélération pourraient conduire à une hypertrophie de la capsule articulaire postérieure et donc un déficit d’amplitude articulaire gléno-humérale. Ces modifications pourraient alors influer sur le contrôle neuromusculaire scapulaire et entraîner des mouvements compensatoires. Reeser et ses collaborateurs, ont suggéré qu'une plus grande abduction ou adduction horizontale au contact du ballon pourrait exposer ces athlètes à un risque accru de conflit d’épaule ou de lésions labrales.

Cependant, à leur connaissance, les effets des pathologies d’épaule sur la cinématique scapulaire et le mouvement des épaules à différents moments du smatch n'ont pas été évalués de manière approfondie. Le but de cette étude est donc d’étudier les différences cinématiques de la gléno-humérale, l’omoplate et le tronc au cours de deux types de mouvements de smatch (droit et croisé) entre les joueurs de volley-ball blessés à l’épaule et ceux qui n’en souffrent pas. Ils ont émis l’hypothèse que les joueurs souffrant d’une douleur à l’épaule présenteraient une élévation gléno-humérale et des angles d’abduction horizontaux plus grands, une insuffisance scapulaire en rotation vers le haut et une inclinaison postérieure ainsi qu’une diminution de la rotation et de l’inclinaison du tronc.
 

METHODES :

Participants :
Ils ont recruté 20 joueurs de volleyball amateurs ayant eu mal à l'épaule au cours des 6 derniers mois (groupe blessé) et 20 joueurs asymptomatiques de même âge, sexe et expérience (groupe témoin). Pour être inclus, les participants devaient être âgés de 18 à 35 ans et posséder plus de deux ans d’expérience dans une équipe de volleyball. Les caractéristiques de base des participants sont résumées dans le tableau 1. Etant donné que leur salle de test disposait d'un espace limité empêchant les smatchs transversaux pour les participants gauchers, ils ont recruté uniquement des droitiers. Dans cette étude, la douleur à l'épaule a été définie comme : absence d’un entrainement ou d'une compétition pour cause de douleur et/ou douleur survenue pendant plus de la moitié des pratiques hebdomadaires et/ou douleur à l'épaule ayant durée plus de 3 mois et ayant été causée par un mouvement de smatch. Les critères d'exclusion étaient les suivants : fracture ou chirurgie des bras, luxation ou subluxation de l'épaule, douleur au cou ou au dos, blessure aux bras provoquée par des événements extérieurs au volleyball.
 
Instruments :
Ils ont utilisé le système de suivi électromagnétique Liberty pour collecter les données cinématiques en 3 dimensions à une fréquence de 240 Hz et le logiciel MotionMonitor pour analyser les données. Un stylet a été utilisé pour numériser les points de repère osseux afin de définir le système de coordonnées anatomiques. Quatre capteurs attachés à l'omoplate (acromion postéro-latéral), à l'humérus (face postérieure de l'humérus distal), au tronc supérieur (entre le septième processus épineux cervical et le premier thoracique) et au tronc inférieur (entre le cinquième processus épineux lombaire et le premier sacré) ont été utilisés. Un capteur a été fixé à la paume de la main pour définir le moment de la frappe du ballon (Figure 1). Un dynamomètre portatif ainsi qu'un goniomètre et un inclinomètre universels ont été utilisés pour mesurer la force musculaire (deltoïde, trapèze supérieur et inférieur, rotateurs interne et externe de l'épaule et le dentelé antérieure) et l'amplitude de mouvement (abduction, rotation interne et externe et adduction horizontale) du complexe de l'épaule.
 

Procédures :
Premièrement, des données de base (sexe, âge, taille, poids, routine d'entraînement, expérience de volleyball et caractéristiques de douleur à l'épaule) ont été collectées. Les participants du groupe blessé ont également été évalués par un examen physique de l’arc douloureux lors de l'élévation de l'épaule, une douleur avec abduction isométrique de l'épaule et une sensibilité à la palpation des tendons de la coiffe des rotateurs ainsi que des tests de conflits tels que Hawkins, Kennedy et Neer. Après 15 minutes d'échauffement, l'amplitude des mouvements de l'épaule (abduction, rotation interne et externe et adduction horizontale) a été mesurée 3 fois en position couchée à l'aide d'un goniomètre universel. Ensuite, l'examinateur a nettoyé la peau et a fixé les capteurs pour les mesures cinématiques. Selon les recommandations de la Société Internationale de Biomécaniques, les repères osseux ont été palpés et numérisés pour établir les systèmes de coordonnées. Par la suite, ils ont réalisés la mesure de la cinématique de smatch. Le test a été réalisé en laboratoire (Figure 2). Pour éliminer l’influence de la passe, la balle a été suspendue au plafond à la hauteur du choix du participant. Le mouvement de smatch a été effectué en position de fente avec le pied gauche en avant. Deux zones cibles ont été marquées : le premier pour les smatchs en ligne droite, le second objectif était les smatchs croisés. Les participants ont d’abord effectué 5 essais réussis dans chaque zone. Un smatch réussi était défini comme un signal du capteur supérieur à 1 V et la balle frappant le centre de la zone cible. Un repos d'une minute était autorisé entre les mouvements. La plupart des participants ont effectué les tests en 10 à 15 smatchs. L'évaluation s'est terminée après un test de force musculaire (contractions isométriques volontaires maximales) du deltoïde, des trapèzes supérieurs et inférieurs, des rotateurs interne et externe de l'épaule et du dentelé antérieur. La méthode et la position de test ont été modifiées à partir de la procédure standard de test musculaire manuel (Figure 3). Trois mesures pour chaque muscle ont été obtenues à l'aide d'un dynamomètre à main. 
 
Cinématique de smatch chez les joueurs de volleyball souffrant de douleur à l'épaule

RÉSULTATS

Tous les participants étaient des joueurs amateurs ; aucun d'entre eux n'avait une expérience de jeu de niveau préprofessionnel ou de niveau équivalent. La période de collecte de données s'est déroulée hors saison. Aucune différence entre les groupes n'a été trouvée pour les comparaisons démographiques. Bien qu’ils n’aient pas précisé le type de blessure à l'épaule dans leurs critères d'inclusion, tous les participants du groupe blessé ont eu au moins 2 réponses positives aux 5 éléments de l'évaluation. Néanmoins, ils n’ont pas posé de diagnostic précis. Tous les participants ont terminé le test en moins de 2 heures sans douleur ni inconfort significatif. Les participants des 2 groupes ont révélé une amplitude articulaire et une force musculaire similaires (Tableau 2).
 Les groupes de blessé et de contrôle partageaient des schémas de mouvements similaires (figures 4 à 7). Pour préparer les smatchs l’épaule fait une élévation, rotation externe et abduction horizontale accompagnées d'une inclinaison postérieure d’une élévation et d’une rotation externe de la scapula. Le tronc effectue une extension, rotation droite et inclinaison. Après avoir atteint l'amplitude de mouvement maximale, le tronc et le bras inversent leurs cinématiques et accélèrent pour frapper la balle. Après le contact de la balle, le tronc continue dans la flexion et le bras dans l’extension, l’adduction horizontale et la rotation interne d’épaule.
À l’élévation maximale de l’articulation gléno-humérale, l’inclinaison du tronc a mis en évidence une corrélation de groupe et de zone. Plusieurs variables ont eu des effets importants sur les zones : élévation de l’épaule, abduction horizontale, élévation et rotation interne de la scapula ainsi que la rotation du tronc (Tableau 3). Les comparaisons post-hoc ne montrent aucune différence significative entre les deux groupes à l'élévation maximale de l'articulation gléno-humérale. Au contact du ballon, des interactions de groupe par zone ont été observées pour l’adduction horizontale gléno-humérale, l’inclinaison postérieure et l’élévation scapulaire. Les principaux effets sur la zone sont observés pour l’adduction horizontale et rotation externe de gléno-humérale, l’inclinaison postérieur et rotation interne de la scapula ainsi que la rotation du tronc (Tableau 4). Les tests post-hoc indiquent que le groupe blessé présente plus d'abduction horizontale gléno-humérale, plus de rotation interne scapulaire et moins d’inclinaison postérieure de la scapula par rapport au groupe témoin pour la zone 2 (Tableau 4). La seule différence entre les groupes pour le smatch dans la zone 1 concernait la rotation interne du scapulaire (tableau 4).
Aucune interaction significative groupe par zone ou effet important n'a été trouvé sur l'amplitude totale des mouvements de tous les segments cibles ou sur la vitesse moyenne ou la vitesse de rotation interne au moment du contact avec la balle (tableau 5).
 

DISCUSSION :

Bien que tous les participants du groupe blessé aient présenté au moins 2 réponses positives aux 5 éléments de l’évaluation de conflit, ils n’ont pas été en mesure de relier directement leurs résultats à un conflit d’épaule. En effet, ils n’ont pas reçu de diagnostic spécifique ou définitif, ni même d’évidence de dommages structurels dans le cas de leurs participants. De plus, les tests de conflits indiquent seulement la présence de « douleur » et ont une précision diagnostic de « très faible » à «OK». La douleur la plus grave rapportée par les participants était en moyenne de 6,2/10 au cours des 6 derniers mois et de 1,8 /10 la semaine précédant l'évaluation. Le faible niveau algique pourrait expliquer pourquoi aucun des participants ne s'est plaint de douleur ou de malaise pendant l'évaluation, ce qui signifie que les changements de mouvements liés à la nociception étaient peu probables. Les groupes de blessés et de contrôle avaient une amplitude de mouvement des épaules et une force musculaire similaires (Tableau 2). Cette conclusion concorde avec les rapports de Schwab et Blanch, et Wang et al. selon lesquels la douleur à l'épaule n'avait pas d'influence significative sur la mobilité ou la force de la rotation de l'épaule des joueurs de volley-ball.
Les deux groupes ont présenté des schémas moteurs d’épaule similaires lors de leurs smatchs. Au cours de la phase préparatoire du smatch, l'épaule a atteint 145° d'élévation, 75° à 80° d'abduction horizontale et 115° en rotation externe (Figure 4). Au contact du ballon, l'épaule s'élevait aux environs de 116° et l'abduction horizontale était comprise entre 42° et 47°. Ce schéma de déplacement et les amplitudes du membre supérieur et du tronc étaient similaires aux données d'études précédentes. La vitesse de rotation interne d’épaule au contact de la balle était néanmoins inférieure à celle rapportée par Reeser et al., et Serrien et al. Ceci pourrait être dues au cadre d’évaluation qui n’a pas permis une course d’accélération par rapport au smatch effectué sur le terrain de volley. Les variations physiologiques (sexe féminin versus sexe mixte) et le niveau de jeu des participants (élite par rapport aux joueurs non-élite) pourraient également expliquer ces différences.

Les résultats de cette étude corroborent en partie leur hypothèse selon laquelle les joueurs blessés montreraient une augmentation de l'abduction horizontale gléno-humérale (zone 2 notamment), une diminution de l'inclinaison postérieure scapulaire et de la flexion du tronc (tableaux 3 et 4). Reeser et ses collaborateurs, ont fait remarquer que des différences de smatch pourraient influer sur le stress articulaire gléno-huméral et être lié au développement de pathologie. Les auteurs précédents qui étudiaient le lancer au base-ball ont également suggéré que l'hyper-amplitude en abduction horizontale risquerait de surcharger de manière répétée les structures antérieures de l'articulation et de mettre d’avantage de pression sur les re-centreurs de la tête humérale ce qui pourrait être lié à des symptômes de conflit. Néanmoins, Mitchinson et ses collaborateurs ont évalué 24 joueurs de volleyball d’élite et montré le contraire, c’est à dire qu’il n’existe pas d’influence des antécédents lésionnels sur la cinématique de l'épaule. Les différences entre les populations de participants (joueurs d'élite et amateurs) pourraient contribué à l'incohérence des résultats. Des recherches supplémentaires sont nécessaires. Reeser et ses collaborateurs ont suggéré que, par rapport aux joueurs de baseball ou de tennis, les joueurs de volleyball utilisaient une gamme plus large d'élévation de l'épaule et d'adduction horizontale lors des mouvements aériens. Ceci pourrait augmenter leur risque de conflit d’épaule. Les données de cette étude ne supportent pas complètement cette théorie. En effet, ils ont montré que l'adduction horizontale était influencée par la présence d'une douleur à l'épaule mais que l’amplitude d'élévation étaient similaires entre les 2 groupes (Tableaux 3 et 4). Cette question nécessite donc des recherches supplémentaires.
Les participants souffrant de douleur à l'épaule avaient une inclinaison postérieure scapulaire diminuée et une rotation interne accrue lorsqu'ils frappaient le ballon. Cette tendance était plus évidente lors de la réalisation de smatchs transversaux (zone 2) (Tableau 4). Plusieurs chercheurs ont également signalé une altération identique de la cinématique scapulaire lors d'activité « overhead » chez les personnes souffrant de l'épaule.  Ceci suggère une réduction de l'espace sous-acromial et donc un risque accru de conflit et de douleur. Ludewig et Cook, ont évalué le mouvement de la scapula lors de l'élévation du bras et ont trouvé une élévation et inclinaison postérieur scapulaire insuffisante avec une augmentation de la rotation interne chez les personnes atteintes d'un conflit d'épaule. Lin et al, ont trouvé des résultats similaires durant les activités fonctionnelles et le baseball. Cette étude démontre que les joueurs souffrant d'une douleur à l'épaule présentent un schéma de mouvement scapulaire inefficace (inclinaison postérieure insuffisante et rotation interne excessive) lors des smatchs au volleyball. S'agissant d'une étude transversale, ils ne sont pas en mesure de déterminer si la pathologie entraîne des modifications biomécaniques ou inversement si ce sont ces modifications biomécaniques inhérentes qui entrainent des lésions. Cependant, cette déviation cinématique de l'omoplate doit être prise en compte lors de la prise en charge.
 Bien que les groupes ne différaient pas dans les mouvements du tronc au contact du ballon, le groupe des douleurs à l'épaule présentait moins d’inclinaison au moment de l'élévation gléno-humérale maximale lors des smatchs croisés. Ce geste nécessite une transmission harmonieuse d'énergie du tronc vers le bras via l'omoplate Une diminution d’inclinaison du tronc peut indiquer une surutilisation du segment distal, telle que l’articulation gléno-humérale ou le coude. La corrélation entre les mouvements du tronc et des épaules doit encore être investiguée à l'avenir.
 
Limites
Cette étude transversale ne peut pas établir une relation de cause à effet absolue. En effet, ils n'ont pas pu exclure la possibilité d'une compensation de mouvement après la blessure. Ils n’ont pas précisé le type de douleur à l’épaule donc leurs participants ont peut-être eu divers problèmes d’épaule. Ils n'ont pas non plus contrôlé la posture de la tête et du cou qui pourraient influer la cinématique de smatch. De plus, certains participants n’ont jamais été diagnostiqués par un médecin et n’ont pas fait de traitement. En outre, la différence entre la configuration du laboratoire et celle d’un terrain de volley-ball ne peut pas être négligée lors de l’interprétation. Par conséquent, les lecteurs doivent faire preuve de prudence quant aux résultats. Les futurs chercheurs devront utiliser un plan d’étude longitudinal pour remédier à ces limites.

CONCLUSION : 

Des modifications de la cinématique gléno-humérale, scapulaire et du tronc ont été observées lorsque des joueurs de volley-ball souffrant d'une douleur à l'épaule ont effectué un smatch croisé, en particulier au moment du contact avec la balle. Ces changements biomécaniques pourraient être liés aux pathologies de surutilisation d'épaule observés chez les joueurs de volleyball et devraient être notés lors de leurs prise en charge. 

Article original:

Spiking Kinematics in Volleyball Players With Shoulder Pain ; Yi-Fen Shih, PhD; Yuan-Ching Wang, MS ; Department of Physical Therapy and Assistive Technology, National Yang-Ming University, Taipei, Taiwan ; Journal of Athletic Training 2019 ; doi: 10.4085/1062-6050-216-17
 
Annexes :
Cinématique de smatch chez les joueurs de volleyball souffrant de douleur à l'épaule



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