Utilisation de l’analyse du mouvement en 2D pour identifier les mouvements déviés

Rédactrice originale – Merinda Rodseth d’après le cours de
Damien Howell

Principales collaboratrices – Merinda Rodseth , Kim Jackson , Jess Bell etEwa Jaraczewska

Introduction(edit | edit source)

Au cours de la dernière décennie, la demande pour des méthodes précises et exactes d’évaluation du mouvement humain s’est accrue. (1) « Les analyses du mouvement et de la posture sont des outils efficaces utilisés dans le diagnostic, le traitement et la prévention des troubles musculosquelettiques. » (1)

L’analyse des mouvements et de la posture permet aux cliniciens d’observer l’exécution des mouvements et d’identifier les facteurs de risque de blessure afin de prendre les meilleures décisions pour réduire le temps de récupération du patient et mettre en œuvre des plans de traitement efficaces. (1)

L’objectif de cette page est d’identifier et de définir les principaux points de référence utiles pour décrire les mouvements et les mouvements déviés lors de l’analyse des mouvements en vidéo au ralenti en 2D.

Terminologie(edit | edit source)

La dénotation ou la définition d’un mot explique ce qu’il signifie explicitement, tandis que sa connotation est ce qu’il implique ou ce à quoi il est associé. La connotation est le bagage émotionnel et culturel qui va de pair avec le mot et qui comporte souvent une implication négative – créant un effet nocebo.(2)

Déviance – « l’action de s’écarter d’une voie établie ou d’un standard accepté ou de s’écarter d’une norme ».
Dysfonctionnement – « fonctionnement incorrect ou anormal », « anomalie »

« Dysfonctionnement » a donc une connotation négative, alors que la connotation de « déviance » est plus neutre. Même si ces mots peuvent être synonymes, qualifier quelque chose de « dévié » est une approche plus positive et cela est donc recommandé.(2)

« Déviance du mouvement » est également synonyme de « compensation du mouvement ». Les déviances/compensations du mouvement peuvent être bonnes ou mauvaises et avoir des effets positifs ou négatifs. Les humains comme les animaux choisissent automatiquement ou instinctivement la meilleure compensation pour se déplacer afin d’éviter la douleur et de dépenser le moins d’énergie possible, en suivant la loi du chemin de moindre résistance. Les mouvements compensatoires se produisent de manière inconsciente et peuvent se poursuivre longtemps après la guérison de la blessure initiale et la disparition de la douleur, parce que ce mouvement est devenu une habitude.(2)

Les mouvements compensatoires peuvent entraîner d’autres problèmes ou compensations et peuvent en fait ne pas constituer la meilleure stratégie de mouvement pour le patient. Il peut donc parfois être nécessaire de faire en sorte que la compensation inconsciente devienne consciente pour le patient afin de déterminer si cette compensation est effectivement la meilleure stratégie pour le patient.(2)

La déviance/compensation du mouvement peut également être la meilleure stratégie pour le patient à ce moment précis et il peut être souhaitable de la maintenir. Le physiothérapeute doit déterminer si cette compensation doit être modifiée après avoir évalué le patient. Cela nous amène à l’utilisation des mots « corriger » par rapport à « modifier » lorsqu’il s’agit de déviance du mouvement.(2)

Corriger – Rendre correct

Modifier – Changer

Ce n’est qu’après avoir évalué le patient et établi une hypothèse qu’une décision peut être prise quant à la raison d’être de la compensation, si elle est en fait idéale pour le patient, ou s’il existe d’autres compensations possibles qu’il conviendrait plutôt d’envisager. L’hypothèse de travail déterminera donc si une intervention visant à modifier la déviation ou la compensation est justifiée. Il est donc préférable d’utiliser le terme « modifier » plutôt que « corriger » le mouvement.(2)

Points de référence principaux ( edit | edit source )

Un point de référence est nécessaire pour déterminer si quelque chose est en mouvement. Le mouvement est décrit par rapport à :

  • la position;
  • la vitesse;
  • la direction;
  • l’accélération.

Mais il est essentiel d’avoir des points de référence. (2) Il existe quelques points de référence essentiels établis qui sont utiles lors de l’analyse d’un mouvement pour déterminer s’il est dévié ou relativement normal. (2)

Mouvement par rapport à la ligne d’horizon ( edit | edit source )

L’utilisation de la ligne d’horizon comme point de référence permet au clinicien d’observer les accélérations/déplacements coûteux vers le haut du centre de gravité.(3) Le point de référence est le centre de gravité. Il a été démontré qu’il se situe à quelques centimètres en avant de l’articulation lombosacrée chez les humains en position debout et tranquille.(3) Le suivi du centre de gravité pendant un mouvement tel que la marche ou la course est cependant beaucoup plus compliqué.(3) En utilisant la crête iliaque comme substitut du centre de gravité, le déplacement vertical est facilement déterminé en comparant le point le plus élevé de la crête iliaque pendant la phase d’oscillation à son point le plus bas pendant l’appui.(4) Chez les coureurs, ce déplacement vertical du centre de gravité devrait être d’environ 6 à 8 centimètres, alors qu’il est d’environ 9 cm chez les marcheurs.(2) Le déplacement vertical a des implications importantes pour la mécanique des blessures et la dépense énergétique.(4) (5)

Mouvement par rapport à la ligne de gravité ou verticale ( edit | edit source )

Le mouvement par rapport à la ligne de gravité est considéré comme relatif au centre de gravité. En regardant un patient de côté (vue sagittale), on considère que le centre de gravité se situe au niveau du grand trochanter.(2) En prenant le grand trochanter comme repère corporel, on trace une ligne verticale (ligne de gravité) et une ligne coupant le tronc en deux pour mesurer la déviance du tronc vers l’avant ou vers l’arrière (dévié par rapport à la verticale).

Damien's Image - Line of gravity – Vertical Relative to Centre of Mass.jpg

Mouvement par rapport à la ligne de progression sur la route ou la piste ( edit | edit source )

Angle de progression du pied. Déviance des deux pieds avec les orteils vers l’extérieur dans la phase d’appui et d’oscillation

La mesure le long de la ligne de progression permet de mesurer l’angle de progression du pied, ce qui peut facilement être fait à partir de la vue postérieure. (4) L’angle de progression du pied peut être défini comme l’angle entre l’axe du pied et la direction vers laquelle le patient se dirige. (6) (7)

Cette ligne longitudinale qui coupe le pied en deux peut être utilisée pour indiquer si le patient court avec les orteils vers l’extérieur ou vers l’intérieur.(2) Lorsque les orteils sont tournés vers l’extérieur, l’aspect latéral de la chaussure est visible à partir de la vue postérieure, tandis que l’hallux (premier rayon) et l’aspect médial de la chaussure sont visibles lorsque les orteils sont tournés vers l’intérieur.(4)

Ligne de gravité par rapport au centre de gravité ( edit | edit source )

Le centre de gravité est un paramètre largement utilisé dans la pratique et les applications cliniques. Il fournit des informations utiles sur les exigences énergétiques de la marche et constitue un descripteur de la marche pathologique.(8) La stabilité du corps dépend de la relation entre le centre de gravité et la base de sustentation.(5) Le centre de gravité se trouvant à quelques centimètres en avant de l’articulation lombosacrée en position de marche, une ligne verticale passant par le sacrum est utilisée pour représenter le centre de gravité.(2)(8) Le centre de gravité doit rester à l’intérieur de la base de sustentation pendant la phase d’appui, avec la ligne représentant le centre de gravité passant par le sacrum.(2)(9) La ligne de gravité divise donc théoriquement le corps en deux. À chaque pas, le centre de gravité oscille latéralement vers la jambe en mise en charge, puis revient vers la jambe opposée lors du pas suivant. (3) Le déplacement latéral du centre de gravité revêt une importance clinique particulière car il a été impliqué dans de nombreuses affections et déficiences orthopédiques. (3)

Photo de gauche : phase d’appui à gauche – la ligne passant par le sacrum passe également en médial du talon. Photo de droite : phase d’appui à droite – la ligne en médial du talon passe à gauche du sacrum et les 2/3 du corps, y compris la tête, se trouvent à droite de la ligne de gravité.

Mouvement par rapport à un axe articulaire ( edit | edit source )

L’utilisation du moment déterminant de l’amplitude articulaire maximale (point de référence de l’axe articulaire) peut également donner une indication de la symétrie en le comparant au membre adjacent. (2)

Dans l’image ci-dessous, l’image de gauche a été prise avec l’hallux gauche en extension maximale tandis que l’image de droite a été prise avec l’hallux droit en extension maximale (vues des côtés droit et gauche du tapis roulant). Ces images permettent également de comparer la symétrie entre les deux côtés du corps lors du mouvement par rapport à un membre adjacent.

Maximum joint deviaton Damien image.jpg

Mouvement par rapport à un membre ou à une région du corps adjacent ( edit | edit source )

Le mouvement peut également être décrit par rapport au segment corporel adjacent, par exemple : (2)

  • le tronc se déplace vers la droite mais pas vers la gauche;
  • une plus grande rotation du tronc vers la gauche pendant la marche par rapport à la droite.
Mouvement par rapport à un objet ou une cible externe ( edit | edit source )

Le fait d’atteindre une cible peut également servir de point de repère pour décrire un mouvement.(2) Pour le golf, le moment déterminant peut être le moment où le bâton de golf frappe la balle et c’est à ce moment-là que le physiothérapeute analysera la position et le mouvement du rachis thoracique et des hanches du golfeur par rapport à des normes établies.

Pour les grimpeurs, l’atteinte de la cible est le moment où le grimpeur saisit la prise et c’est à ce moment que le mouvement est analysé. Dans ce cas, le point externe (la prise) est le point de référence.(2)

Photo de gauche – le moment déterminant est le moment où le bâton de golf frappe la balle – remarquez la flexion du rachis et la diminution de la flexion de la hanche. Photo de droite – prise lorsque la main gauche atteint la cible

Outre les points de référence déjà discutés, le mouvement peut également être décrit par rapport à des valeurs normatives et par rapport à la partie non impliquée.(2)

Cadres de référence utiles pour décrire le mouvement ( edit | edit source )

La démarche est l’un des mouvements humains les plus couramment évalués et se réfère au « déplacement du centre de gravité pendant la locomotion ».(10) Chez l’humain, cela se fait par le mouvement synchronisé et coordonné du tronc et des membres inférieurs, ce qui entraîne un changement de la position du centre de gravité du corps.(10) La démarche est caractérisée par une répétition de cycles pour chaque pied, chaque cycle pouvant être divisé en deux phases :

  1. phase d’appui avec le pied en contact avec le sol;
  2. phase d’oscillation avec le pied non appuyé au sol. (10) (11)

Cela introduit l’utilisation de cadres de référence pour décrire le mouvement. Les cadres de référence sont utiles pour améliorer la description, la communication et l’analyse du mouvement. (2) Voici des exemples de cadres de référence utiles : (2)

1. Les plans anatomiques du corps

2. Les phases de la marche (9) (10) (11)

  • Phase d’appui
  • Phase d’oscillation
  • Phase de double appui

Périodes des phases de la marche :

  • déroulement sur le talon (« heel rocker ») – attaque du talon (contact initial);
  • déroulement sur la cheville (« ankle rocker ») – mise en charge (phase d’appui moyenne);
  • déroulement sur l’avant-pied (« forefoot rocker ») – décollement du talon (phase d’appui terminale).

Gait diagram.png

3. Phases convenues spécifiques au sport

Phases de mouvement d’un coup de rame

Le mouvement est décrit par rapport aux phases suivantes :

  • « slide »;
  • « catch »;
  • « leg drive »;
  • « finish ».

Les phases d’un élan au golf

Le mouvement est décrit par rapport aux phases suivantes :

  • élan arrière;
  • élan avant;
  • fin du geste.
Kate-Lynn Downey - Symmetrical Versus Asymmetrical.jpg

4. Mouvement symétrique ou asymétrique

  • Le principe est que la direction, l’ampleur et la vitesse du mouvement d’un côté du corps doivent correspondre ou être égales au mouvement de l’autre côté du corps pour la majorité des activités observées.(2)
  • Pour commencer, le membre de référence est le membre le plus impliqué/douloureux et est considéré comme dévié jusqu’à preuve du contraire.(2)
  • Ces hypothèses méritent d’être testées ou remises en question.

Pour déterminer la symétrie, il est important de définir le moment où la comparaison doit être réalisée (moment déterminant). Le moment déterminant de la symétrie peut être : (2)

  • Lorsque la douleur survient dans un mouvement
  • Pendant une phase ou une période de la marche
    • Phase d’appui, phase d’oscillation ou phase de double appui
    • Déroulement sur le talon, sur la cheville ou sur l’avant-pied
  • À l’amplitude articulaire maximale d’une articulation entre un côté et l’autre
  • Au point de déviance maximale du centre de gravité par rapport au point de référence ou à la ligne de référence (ligne de progression, par rapport à la verticale, par rapport à une ligne horizontale)
  • Au moment où le membre atteint la cible, frappe la balle de golf, relâche la balle

Pour déterminer l’asymétrie, l’analyse peut également comparer le mouvement observé par rapport aux données normatives – le mouvement théorique idéal.

Références(edit | edit source)

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 Roggio F, Ravalli S, Maugeri G, Bianco A, Palma A, Di Rosa M, Musumeci G. Technological advancements in the analysis of human motion and posture management through digital devices. World Journal of Orthopedics. 2021 Jul 18;12(7):467.
  2. ↑ 2.00 2.01 2.02 2.03 2.04 2.05 2.06 2.07 2.08 2.09 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 Damien Howell. Using 2D Motion Analysis to Identify Deviant Movement. Plus Course. 2021
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Tesio L, Rota V. The motion of body center of mass during walking: a review oriented to clinical applications. Frontiers in neurology. 2019 Sep 20;10:999.
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 Souza RB. An evidence-based videotaped running biomechanics analysis. Physical Medicine and Rehabilitation Clinics. 2016 Feb 1;27(1):217-36.
  5. ↑ 5.0 5.1 Devetak GF, Bohrer RCD, Rodacki ALF, Manffra EF. Center of mass in analysis of dynamic stability during gait following stroke: A systematic review. Gait Posture. 2019 Jul;72:154-166.
  6. ↑ Müller, M., Schwachmeyer, V., Tohtz, S., Taylor, W.R., Duda, G.N., Perka, C. and Heller, M.O., 2012. The direct lateral approach: impact on gait patterns, foot progression angle and pain in comparison with a minimally invasive anterolateral approach. Archives of orthopaedic and trauma surgery, 132(5), pp.725-731.
  7. ↑ Ardhianto P, Subiakto RBR, Lin CY, Jan YK, Liau BY, Tsai JY, Akbari VBH, Lung CW. A Deep Learning Method for Foot Progression Angle Detection in Plantar Pressure Images. Sensors (Basel). 2022 Apr 5;22(7):2786.
  8. ↑ 8.0 8.1 Jeong B, Ko CY, Chang Y, Ryu J, Kim G. Comparison of segmental analysis and sacral marker methods for determining the center of mass during level and slope walking. Gait Posture. 2018 May;62:333-341.
  9. ↑ 9.0 9.1 Haddas R, Ju KL, Belanger T, Lieberman IH. The use of gait analysis in the assessment of patients afflicted with spinal disorders. European Spine Journal. 2018 Aug;27(8):1712-23.
  10. ↑ 10.0 10.1 10.2 10.3 Alharthi AS, Yunas SU, Ozanyan KB. Deep learning for monitoring of human gait: A review. IEEE Sensors Journal. 2019 Jul 15;19(21):9575-91.
  11. ↑ 11.0 11.1 Shortland AP. Gait and clinical gait analysis. In: Clinical Engineering 2020 Jan 1 (pp. 473-489). Academic Press.


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