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L'effet de l'asymétrie sur les caractéristiques biomécaniques lors d'un changement de direction à 180°



Il a été précédemment observé que les joueuses accumulent des taux plus élevés de blessures sans contact du ligament croisé antérieur (LCA) que les joueurs.

Il est également prouvé que le genre joue un rôle crucial dans la mécanique de l'articulation du genou lors des tâches de changements de direction (cutting, pivot), ce qui contribuerait à augmenter le risque de blessure du LCA. Jusqu'à présent, plusieurs études ont montré que des angles d'abduction de genou (KAA), des moments d'abduction de genou (KAM), des forces de réaction du sol (GRF) et des angles de flexion de genou plus faibles sont observés durant le cutting et le pivot. De plus, des études en analyse vidéo ont révélé que des postures au contact initial (IC) en dorsiflexion de cheville, abduction de hanche, extension de genou et flexion latérale / rotation du tronc étaient associées à des lésions du LCA pendant le COD. De même, des études en laboratoire ont montré que ces postures augmentaient le KAM ce qui pourrait entraîner une augmentation de la tension du LCA et des blessures consécutives. Cependant, l'influence des asymétries sur les caractéristiques biomécaniques pendant le COD et le risque de lésion du LCA sans contact, en particulier chez les joueurs de sports d'équipe, n'ont pas fait l'objet d'une attention suffisante.

Les changements de direction (cutting, crossover et pivot) sont très importants dans les sports d'équipe et sont souvent liés à des moments décisifs comme l'évitement de l'adversaire ou la création d'un espace pour favoriser les occasions d'attaque. Jones et Bampouras (1) ont défini le COD comme la capacité de décélérer, d'inverser ou de changer de direction de mouvement et d'accélérer à nouveau (considéré comme pré planifié). Il a été précédemment observé que jusqu'à 70 % des blessures sans contact du LCA se produisent lors d'une manœuvre de COD. 

Des recherches antérieures suggèrent que la latéralisation des membres (jambe de frappe) joue un rôle dans les blessures du LCA, en particulier chez les joueurs de football. À l'exception de quelques-unes, la plupart des recherches sur les asymétries ont été effectuées en relation avec la vitesse de COD (temps de réalisation) suggérant alors que l'asymétrie n'a pas d'effet négatif sur les performances. Cependant, d’autres études sur les asymétries montrent des différences subtiles dans la mécanique de l'articulation du genou pendant la phase d'acceptation du poids (WA) entre les membres préférés et non préférés. En revanche, on a constaté que 20 joueuses de football universitaire présentaient des schémas de mouvement similaires entre les membres dominants (jambe de frappe) et les membres non dominants. Cependant, les méthodes actuelles de catégorisation de l'asymétrie se révèlent douteuses : le membre perçu comme dominant pourrait ne pas être vraiment « dominant » en sens de la qualité de force musculaire évaluée. Il est donc important pour les chercheurs et les praticiens de catégoriser l'asymétrie de manière appropriée, car cela permettrait d'améliorer notre compréhension des asymétries en tant que facteur étiologique du risque de blessure du LCA et fournirait une base solide sur laquelle baser les interventions d'entraînement. 
 
Les recherches précédentes ont porté sur la façon dont la posture du corps affecte le KAM lors des contacts finaux (FC) lors de cutting et de pivot. Cortes et al. (2) ont observé que les réceptions taligrades pendant les pivot à 180° produisaient une augmentation des KAM lors des CI par rapport aux sidestep cutting. Les mêmes auteurs ont également constaté une augmentation de l'angle positif de progression du pied (angle d'orientation du pied par rapport à la direction initiale de déplacement (0° droit, rotation positive vers l'intérieur [sens antihoraire], rotation négative vers l'extérieur [sens horaire]) lors des pivots de 180° par rapport à un sidestep cutting de 45°. Sigward et ses collaborateurs (3) ont constaté que les changements de direction de plus grande amplitude induisaient un KAM 2,4 fois plus important et un angle d'abduction de la hanche 4 fois plus grand, en comparant des pivots de 110° avec des cutting à 45°. Pris ensemble, ces résultats peuvent suggérer que les mécanismes liés à la performance optimale peuvent différer en fonction de l’amplitude de changement de direction et indiquent potentiellement que les joueuses courent un plus grand risque de blessure lorsqu'elles effectuent des changements de direction plus brusques. Une attention accrue est portée au rôle des avant-derniers contacts (PEN) lors des changements de direction, et à la manière dont les postures et la répartition des charges affectent le KAM durant les changements de direction plus brusques. Une décélération efficace nécessite l'application de forces élevées dans le temps le plus court possible afin de diminuer l'élan du corps et de le repositionner dans la direction souhaitée. Il a été suggéré que la diminution des GRFs pendant l’appui au sol (FC) en augmentant la quantité de freinage effectuée dans l'étape précédant le virage (PEN), lorsque le membre inférieur est dans une posture qui évoque un KAM élevé, peut aider à réduire les charges sur l'articulation du genou pendant le FC.

L'étude réalisée par Thomas, Dos’Santos, Comfort et Jones a été publiée dans The Journal of Strength and Conditionning début 2020. Xavier Laurent vous propose sa synthèse traduction.
 

Objectifs :
  • Étudier les différences de stratégie de freinage (PEN vs FC) concernant la catégorisation de l'asymétrie pendant le COD à 180° chez les joueurs de sport d'équipe. 
  • Étudier les différences de cinématique (angles d'articulation des membres inférieurs) et de cinétique (GRF et moments) entre les membres dominants (D) et non dominants (ND) pendant le COD à 180°. 
  • Explorer les différences cinématiques et cinétiques entre PEN et FC lors de COD à 180°. 
 
Méthodes :
  • Cross-sectional study 
  • Groupes basés sur asymétrie durant single leg hop test 
  • Analyse cinématique et cinétique durant COD 180°
  • Analyse de variance à mesures répétées (ANOVA) pour examiner les différences biomécaniques (cinématiques et cinétiques) et de performance (temps de réalisation et déficit de COD)
 
Participants :
  • n = 52 ( Hommes : n = 24 ; Femmes : n = 28)
  • Joueurs de sports collectifs (soccer, cricket, netball)
  • Exclusion : lésion LCA ou blessure du membre inférieur dans les 6 mois précédents
  • Période de pré-saison
 
Procédure :
  • Single leg hop : utilisée comme mesure de performance de saut horizontal unilatéral. Patients autorisés au contremouvement jump. Maintien de la réception durant 2 secondes. Moyenne de 3 essais. 
Jambe dominante définie comme le membre qui a produit la plus grande distance de saut unilatéral. L’asymétrie des membres dominants et non dominants a été calculée par les formules (jambe dominante – jambe non dominante) / jambe dominante x 100. 
  • Vitesse de changement de direction : 505 puis 505 modifié. 3 essais par jambes aléatoirement définis avec 2 min de repos entre les essais. Au cours des deux 505 et 505 modifié, si le sujet a changé de direction avant de toucher la ligne de virage ou a utilisé le mauvais pied, l'essai a été ignoré et le sujet a réalisé un autre essai après la période de repos. La performance moyenne de chacun des 3 essais, pour 505 et 505 modifié, a été utilisée pour une analyse plus approfondie. 2 plateformes de force utilisées, la première pour analyser les GRFs du PEN et la seconde pour les GRFs du FC. Le contact initial a été défini comme le contact instantané sur le sol lorsque vGRF était supérieur à 20 N, et la fin de contact a été définie comme le point où le vGRF était inférieur à 20 N pour PEN et FC. La phase WA du contact au sol a été définie à partir du moment de l'IC (vGRF 0,20 N) jusqu'au point de flexion maximale du genou pendant le contact avec le sol. Analyse cinématique.
 
  • Sujets classés équilibré ou asymétrique pour le single hop test sur la base de la moyenne + (1 SD) de l'asymétrie. Les sujets ont été regroupés en fonction de l'asymétrie en conséquence : groupe faible (LG; n = 33;  ≤ asymétrie moyenne), groupe modéré (MG; n = 10; asymétrie moyenne de 1 SD) et groupe élevé (HG; n = 9; ≥ asymétrie + SD). Normalité
  • Normalité par Shapiro–Wilk’s 
  • Homogénéité de variance par Levene’stest
  • Partial eta-square utilisé pour la taille de l'effet et interprété avec l'échelle suivante: 0,01 (petit), 0,06 (moyen) et 0,15 (grand)
  • Bonferroni post hoc pour déterminer les différences entre les groupes 
  • Amplitude des différences des asymétries entre les groupes exprimée comme différence moyenne standardisée en utilisant la méthode Hedges’ g. 
  • Niveau de signification : p ≤ 0,05

Résultats :

Pour les caractéristiques physiques, aucune différence statistiquement significative (p > 0.05) dans la masse corporelle n'existait entre les groupes. Des différences statistiquement significatives dans les asymétries existaient entre les groupes. Les rapports d'asymétrie du saut à une jambe du HG (10,0%) étaient statistiquement supérieurs à ceux des deux LG (2.0%; p < 0.001; g = 5.08) et MG (5.5% p < 0.001; g = 2.35). Les rapports d'asymétrie de MG étaient statistiquement supérieurs (p < 0,001; g = 2,91) à ceux de LG (tableaux 1–3). 
  •  Pour l'AVE vGRF, il n'y a eu aucune interaction et aucun effet principal sur le groupe ou le membre. Cependant, il y avait un effet principal pour le contact (p < 0,001), dans lequel FC était supérieur à PEN
 
  • Pour PK vGRF, il n'y a eu aucune interaction et aucun effet principal sur le groupe ou le contact. Cependant, il y avait un effet principal pour le membre (p < 0,001), dans lequel les membres ND étaient supérieurs aux membres D
 
  • Pour AVE HGRF (GRF horizontal), il n'y a eu aucune interaction et aucun effet principal sur le groupe ou le membre. Cependant, il y avait un effet principal pour le contact, dans lequel FC était supérieur au PEN (p < 0,001)
 
  • Pour PK HGRF, il n'y a eu aucune interaction ni effet principal pour le groupe. Cependant, il y avait un effet principal pour le membre (p < 0,001), dans lequel les membres D étaient supérieurs aux membres ND, et un effet principal pour le contact (p < 0,001), dans lequel FC était supérieur au PEN.
 
  • Pour l'angle de flexion de la hanche PK, il n'y a eu aucune interaction et aucun effet principal sur le groupe ou le membre. Cependant, il y avait un effet principal pour le contact (p < 0,001), dans lequel le PEN était supérieur au FC
 
  • Pour le moment d'extension de la hanche PK, il n'y a eu aucune interaction et aucun effet principal sur le groupe ou le membre. Cependant, il y avait un effet principal pour le contact (p = 0,003), dans lequel le PEN était supérieur au FC.
 
  • Pour l'angle de flexion du genou PK, il n'y a eu aucune interaction et aucun effet principal n'a été observé pour le groupe ou le membre. Cependant, il y avait un effet principal pour le contact (p < 0,001), dans lequel le PEN était supérieur au FC
 
  • Pour le moment d'extension du genou PK, il n'y a eu aucune interaction et aucun effet principal sur le groupe ou le membre. Cependant, il y avait un effet principal pour le contact (p < 0,001), dans lequel le PEN était supérieur au FC.
 
  • Pour l'angle de flexion de la cheville PK, il n'y a eu aucune interaction ni effet principal. 
 
  • Pour le moment d'extension de la cheville PK, il n'y a eu aucune interaction et aucun effet principal sur le groupe ou le membre. Cependant, il y avait un effet principal pour le contact (p = 0,000), dans lequel FC était supérieur à PEN.
 
  • Pendant le temps d'achèvement de 505, il n'y a eu aucune interaction ni effet principal. 
 
  • Pour AVE HGRFR (ratio GRF horizontal), il n'y a pas eu d'interaction ni d'effets principaux. 
 
  • Pour PK HGRFR, il n'y avait aucun effet principal pour le groupe ou le membre. Cependant, il y avait une interaction pour le groupe × membre (p, 0,001). 
 
  • Pour KAA, il n'y a pas eu d'interaction ni d'effets principaux. 
 
  • Pour KAM, il n'y a pas eu d'interaction ni d'effets principaux (tableau 4). 

Discussion :

Le but de cette étude était d'étudier l'effet de l'asymétrie dans sur single leg hop test sur les caractéristiques biomécaniques pendant un COD 180 °. Les résultats de cette étude indiquent que l'amplitude de l'asymétrie a affecté les caractéristiques biomécaniques du COD 180°. Ces résultats sont en contraste avec les travaux antérieurs, qui ont montré que l'asymétrie n'a pas d'impact sur la vitesse de COD. Ces résultats peuvent s'expliquer par le fait que les sujets adopteront des stratégies compensatoires pendant les tâches de COD pour exécuter avec succès le mouvement.
 
Les résultats ont révélé que pour le 505 modifié et le 505, le PEN impliquait un PK vGRF, des angles de flexion de la hanche PK, des moments d'extension de la hanche PK, des angles de flexion du genou PK et des moments d'extension du genou PK, mais un vGRF AVE inférieur, un GRF horizontal AVE et moments d’extension de la cheville PK significativement plus élevés. Pour le 505, le membre ND impliquait un PK vGRF significativement plus élevé, mais l'inverse a été révélé pour le PK GRF horizontal. Pour le 505 modifié, le membre D impliquait un KAA significativement plus élevé. Enfin, il y avait une interaction significative (groupe × membre) pour PK HGRFR pendant le 505. Par conséquent, il semble que l'asymétrie affecte les GRF et les KAA pendant le COD 180° chez les joueurs de sport d'équipe.
 
Les résultats de cette étude indiquent qu'il existait des différences significatives entre les membres D et ND pour KAA pendant le 505 modifié, tandis que des différences significatives existaient pour PK horizontal et vGRF pendant 505. 

Cette étude est la première à examiner le rôle de l'asymétrie sur les caractéristiques biomécaniques pendant le COD 180°. Les différences significatives (p = 0,048) dans les KAA entre les membres D et ND peuvent suggérer que l'asymétrie peut être un facteur de risque potentiel de blessure lors d'un pivot planifié à 180 ° (505 modifié), quelle que soit la magnitude. 
 
 
L'étude actuelle a révélé qu'avec les deux tâches de COD, une augmentation significative de l'AVE vGRF pendant le FC par rapport au PEN a été observée, corroborant avec les recherches antérieures sur le pivot à 180 °. Cependant, des PK vGRF plus importants ont été observés dans le PEN par rapport au FC pour 505 modifié, conformément aux recherches antérieures.  L'étude actuelle a révélé que des AVE et PK HGRF accrus ont été observés dans le FC par rapport au PEN pour les deux tâches. Ces résultats sont en ligne avec les travaux antérieurs, qui ont trouvé de plus grands AVE et GRF horizontaux pendant le FC par rapport au PEN en pivot à 180°. Cette stratégie de freinage s'est également révélée être liée de manière significative à de plus grands moments des extenseurs du genou dans le FC lors d'un pivot à 180 ° (4). Pris ensemble, ces résultats peuvent indiquer que, pendant COD 180°, un freinage plus important a lieu pendant le FC par rapport au PEN, en raison de la nécessité de réduire l'élan du corps à zéro avant le pivot et la réaccélération.
 
Les données d'angle articulaire ont révélé que dans les deux tâches, des angles de flexion de la hanche et du genou PK plus importants ont été observés pendant le PEN par rapport au FC. Ces résultats sont cohérents avec les recherches antérieures qui ont trouvé que les angles de flexion de la hanche et du genou PK étaient significativement plus élevés pendant le PEN que le FC. Ces résultats sont susceptibles d'être liés à des sujets adoptant une certaine stratégie de freinage. Par exemple, il est probable que les athlètes utilisent une plus grande flexion de la hanche et du genou pendant le PEN pour faciliter une force de freinage plus longue entraînant une plus grande réduction de la vitesse du corps entier. Cela aide à fournir une position corporelle optimale au FC (centre de masse inférieur) permettant au membre FC d'être positionné en avant du corps. En effet, Sheppard et Young (5) ont indiqué que la technique était un facteur déterministe pour le COD ; ainsi, les résultats de la présente enquête peuvent indiquer que la technique a plus d'influence sur la vitesse du COD que sur l'asymétrie. En outre, des niveaux élevés de force excentrique isocinétique des extenseurs se sont révélés influencer la décélération pendant le PEN à partir de vitesses d'approche plus rapides pendant des virages à 180°. La prudence est nécessaire ici car cette enquête n'a examiné que les COD à180°, par conséquent, on ne sait pas si cette notion serait vraie pour le COD à différentes amplitudes (par exemple, 45 °, 90 ° et 135 °). Des recherches supplémentaires devraient être entreprises pour étudier l'influence de l'asymétrie sur la cinématique et la cinétique des articulations des membres inférieurs pendant la COD entre 45 et 135 °.
 
Dans cette étude, des pics plus importants de moments de flexion de hanche et de genou ont été observés pendant le PEN par rapport au FC dans les deux tâches de COD. Ces résultats sont en accord avec des études récentes, indiquant que les pics de moments de flexion de la hanche et du genou sont significativement plus importants pendant le PEN que le FC. Cependant, les deux tâches ont révélé de plus grands moments de dorsiflexion de cheville pendant FC par rapport à PEN. Ces résultats peuvent s'expliquer par le fait que les sujets ont initialement réalisé le FC avec un appui avant-pied, évoquant un moment de flexion dorsale de la cheville, alors que pendant le PEN, un appui arrière-pied peut avoir conduit à des moments de flexion plantaire plus importants. Ces facteurs peuvent expliquer le manque d'interaction ou les principaux effets du KAM, étant donné que des recherches antérieures ont montré que les appuis arrière-pied produisent un KAM plus important lors d'un pivot à 180 °. Ensemble, ces résultats indiquent que les stratégies de freinage pour les deux tâches dans le plan sagittal mettent davantage l'accent sur la lutte contre les moments de flexion de hanche et du genou pendant le PEN, par rapport aux moments de dorsiflexion de cheville pendant le FC.
 
L'étude actuelle a révélé une interaction significative (groupe × membre) pour  les pics de HGRFR pendant le 505. Ces résultats suggèrent que l'amplitude de l'asymétrie et le membre du COD (D ou ND) influencent le HGRFR pendant le PEN par rapport au FC. Les pics HGRFR pour le MG étaient supérieurs pour le membre ND par rapport au membre D, mais l'inverse était présent pour le HG. Ainsi, le MG a produit un plus grand freinage horizontal pendant le FC (par rapport au PEN) sur le membre ND par rapport au membre D. Pourtant, pour le HG, un freinage horizontal plus important s'est produit pendant le FC sur le membre D par rapport au membre ND. Cette constatation suggère que le groupe MG peut avoir adopté une stratégie de freinage différente pour distribuer les pics HGRF selon qu'ils tournent avec le membre D ou ND. Il est possible que dans le HG, en tournant avec le membre ND, les sujets aient mieux utilisé le PEN que le MG. Des travaux récents ont montré qu'une vitesse de COD plus rapide présentait des HGRFR plus faibles par rapport à une vitesse de COD plus lente, tandis que des études antérieures ont trouvé des HGRFR plus faibles associés à un KAM plus faible en pivot et en cutting. Une autre explication possible à cela est que lors du virage avec le membre D, les sujets du HG peuvent avoir abordé le COD plus rapidement, créant une augmentation du HGRF dans le FC. En conséquence, le membre ND a peut-être été moins en mesure d'accepter les forces dans le PEN, et donc, moins de freinage s’est produit pendant ce contact, ce qui entraîne des pics HGRFR plus importants favorisant le FC. Cette constatation suggère que la technique COD n'est pas uniforme entre les membres et a des implications importantes pour l’entrainement et peut présenter un problème potentiel à l'avenir. Par exemple, si la demande physique n'est pas également uniforme dans toutes les articulations et les deux membres, cela peut créer des charges accrues en ce qui concerne le risque de blessure. 
 
La présente étude a montré que l'asymétrie a un impact sur les caractéristiques biomécaniques des COD à 180°.Ces résultats sont en contraste avec les données obtenues dans des études antérieures, qui ont montré que les asymétries n'avaient pas d'impact négatif sur la vitesse de COD. Cependant, il convient de noter que les travaux antérieurs n'ont évalué la capacité de COD qu'en mesurant uniquement la vitesse de COD, alors que l'étude actuelle a évalué à la fois les caractéristiques biomécaniques et la vitesse durant 2 tâches de COD à 180°. Statistiquement et pratiquement, des différences significatives (p = 0,000; d = 2,35 - 5,08) existaient dans les rapports d'asymétrie entre les groupes, entraînant des fréquences seuils de 3,18, 6,48 et 12,39% pour les groupes LG, MG et HG, respectivement. Ainsi, on peut donc suggérer que des ratios d'asymétrie de 6,48% dans les scores single leg hop test ont un impact sur les caractéristiques biomécaniques de COD à 180 ° mais n'influencent pas la vitesse du CODCependant, ces résultats ne peuvent pas être extrapolés à toutes les mesures d'asymétrie et de COD étant donné leur nature multifactorielle.On ne sait pas si ces résultats subsisteraient si un autre test était utilisé pour déterminer les asymétries (sur dynamomètre isocinétique, par exemple). Il s'agit d'une question importante pour la recherche future.
 
Limites :

Une limite de cette étude est que les sujets ont été testés pendant la période de pré-saison ; par conséquent, les résultats peuvent changer au cours de la saison en raison de la compétition et de l'entraînement. Deuxièmement, étant limités à 24 sujets masculins et 28 sujets féminins, les comparaisons sportives et positionnelles n'ont pas pu être effectuées. Les recherches futures devraient auparavant examiner l'influence de l'asymétrie sur la biomécanique du COD entre le sport et les positions dans le sport. Étant donné que l'étude était limitée à des COD 180°, il n'est pas possible de généraliser ces résultats aux autres tâches de COD (45 °, 90 °, 135 °). En dehors de KAA et KAM, cette étude n'a représenté que les angles et les moments des articulations des membres inférieurs dans le plan sagittal. Malgré les angles d'abduction et de rotation de la hanche, tels que le mouvement sur les plans frontal et transversal, soient couramment étudiés dans les études de cutting, la décélération de tout le corps a lieu dans le plan sagittal pendant le COD 180°. Par conséquent, seuls les angles et les moments de l'articulation du plan sagittal ont été considérés ici. Une question qui n'a pas été abordée dans cette étude était de savoir si la variabilité des mouvements entre les essais (sur le même membre) a influencé les résultats. Bien que nous reconnaissions que l'asymétrie du single leg hop était basée sur des moyennes, il est probable qu'il y ait une certaine forme de variabilité des mouvements entre les essais (sur le même membre). Malgré cette limitation, l'étude apporte certainement à notre compréhension de l'effet de l'asymétrie du single leg hop sur la biomécanique COD. D'autres recherches pourraient également être menées pour déterminer le rôle de la variabilité des mouvements sur ces mesures.
 

Conclusion :

En résumé, cette étude a montré que l'asymétrie influence la cinématique et la cinétique des membres inférieurs pendant le COD 180° mais n'affecte pas la vitesse de COD. Cette étude a également montré que des différences dans la cinématique et la cinétique des membres inférieurs ont été observées entre PEN et FC pendant le COD 180°. Les données actuelles mettent en évidence l'importance de la technique et des asymétries lors de la vitesse du COD et peuvent suggérer que des ratios d'asymétrie ≤ 6,48% dans les scores de single leg hop test chez les joueurs de sport d'équipe influencent les caractéristiques biomécaniques des membres inférieurs, spécifiques au COD à 180 °. Étant donné que cette étude était limitée à des tâches de COD à 180 °, il n'est pas possible d'extrapoler ces résultats à d'autres tâches de COD (45 °, 90 ° et 135 °).

De futures recherches pourraient explorer des évaluations alternatives (saut à contre-mouvement, traction isométrique à mi-cuisse et dynamométrie isocinétique) pour évaluer les asymétries et son impact sur la catégorisation des asymétries, la cinématique et la cinétique des membres inférieurs durant la vitesse de COD. Il serait intéressant d'évaluer les effets du sport sur l'interaction entre les asymétries et la stratégie de freinage lors des manœuvres de pivot (135 °, 180 °) ou de cutting (45 °, 90 °). Une progression naturelle de cette étude consisterait à effectuer des COD 180 ° dans des conditions imprévues pour augmenter la validité écologique et son application à un scénario réel en raison de la complexité accrue des tâches.
 


L'article :


 Effect of Asymmetry on Biomechanical Characteristics During 180 ˚ Change of Direction
Thomas C, Dos’Santos T., Comfort P, Jones PA. Effect of Asymmetry on Biomechanical Characteristics During 180 ˚ Change of Direction. 2020; 




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