Fiche de révision : Introduction à la biomécanique et à l'électromyographie

📋 Plan du Cours

1. Aides techniques à la locomotion : cannes anglaises et déambulateurs
2. Effets posturaux et caractéristiques dimensionnelles des fauteuils roulants manuels sur l’activité musculaire et la pression intra-discale
3. Anthropométrie : morphotypes, mesures, calculs et indices corporels
4. Applications de l’anthropométrie dans l’évaluation, l’orientation et l’adaptation du matériel sportif
5. Principes et techniques d’électromyographie : acquisition, modèles d’électrodes et traitement du signal
6. Biomécanique articulaire de l’épaule : morphologie, mobilité, stabilité et rôle des muscles péri-articulaires
7. Effets du vieillissement sur l’appareil locomoteur : masse musculaire, force, élasticité, densité osseuse et ostéopénie
8. Définition et caractéristiques du vieillissement et de la vieillesse
9. Activité musculaire des membres supérieurs lors de la marche avec cannes anglaises et chez les paraplégiques utilisant un déambulateur
10. Stimulation électrique fonctionnelle et orthèses actives de marche
11. Lois générales et phases de la croissance humaine
12. Composition et potentiel des unités motrices en électromyographie

📖 1. Aides techniques à la locomotion : cannes anglaises et déambulateurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Electromyographie : Technique d'enregistrement de l'activité électrique des muscles, utilisée pour évaluer leur activation lors de la marche ou d'exercices spécifiques.
• Marche pendulaire : Mode de marche caractérisé par l'oscillation simultanée des deux membres inférieurs, permettant de suppléer à la perte de mobilité des membres inférieurs.
• Marche avec cannes anglaises :  De l’activité des muscles des membres supérieurs tels le Biceps et le Triceps brachii : ils soutiennent le corps pendant toute la durée du processus locomoteur Marche avec déambulateur :  Chez des paraplégiques utilisant un déambulateur, l’activité des musc

📝 Points essentiels

• Chez les paraplégiques utilisant un déambulateur, l'activité des muscles de la ceinture scapulaire et du dos est enregistrée pour évaluer la marche et la rééducation musculaire.
• L'exercice au sol peut être choisi pour développer un niveau d'EMG équivalent à celui observé lors de la marche avec déambulateur pour un muscle donné.

💡 À retenir

Chez les paraplégiques utilisant un déambulateur, l'activité des muscles de la ceinture scapulaire et du dos est enregistrée pour évaluer la marche et la rééducation musculaire.

📖 2. Effets posturaux et caractéristiques dimensionnelles des fauteuils roulants manuels sur l’activité musculaire et la pression intra-discale

🔑 Notions clés & Définitions

• Rappel : Couplage excitation-contraction : Karine Monteil – EMG – L3 APA-S 1.2.
• La restriction diététique : Ü Certains organes ou fonctions ont un vieillissement ralenti.
• Trois types de contraction du muscle actif : Ü contraction isométrique : variation de longueur nulle ;
• Pression intra-discale : Pression exercée à l'intérieur du disque intervertébral, dont l'augmentation est liée à l'inclinaison du dossier du fauteuil roulant et à l'extension du genou.

📝 Points essentiels

• L'inclinaison du dossier du fauteuil roulant manuel augmente l'activité EMG des muscles paravertébraux et la pression intra-discale.
• L'utilisation d'un accoudoir réduit la pression intra-discale et l'activité du muscle Trapèze aux inclinaisons faibles du dossier (80° et 95°).
• L'extension du genou à 45° augmente la pression intra-discale pour les faibles inclinaisons du dossier mais n'a pas d'effet significatif sur l'EMG musculaire.
• Les paraplégiques présentent des différences dans l'activité musculaire et la pression intra-discale comparés aux sujets valides lors de l'utilisation du fauteuil roulant.

💡 À retenir

L'inclinaison du dossier du fauteuil roulant manuel augmente l'activité EMG des muscles paravertébraux et la pression intra-discale.

📖 3. Anthropométrie : morphotypes, mesures, calculs et indices corporels

🔑 Notions clés & Définitions

• Vandervael : Discipline scientifique qui étudie, à l’aide d’analyses mathématiques et statistiques, les caractéristiques mesurables des groupes humains ainsi que les problèmes qui s’y rapportent.
• Os longs) : Catégorie d’os du squelette principalement impliquée dans la croissance en longueur, dont la croissance peut varier selon les phases de développement.
• Durée : Période pendant laquelle une intervention, telle que la restriction calorique, doit être maintenue pour obtenir un effet spécifique, comme le ralentissement du vieillissement.
• Mesures : Mesures par : ü rayon g (directe).

📝 Points essentiels

• La surface corporelle peut être calculée à partir des mesures anthropométriques à l’aide de formules spécifiques ou de nomogrammes.
• L’âge squelettique, qui peut différer de l’âge chronologique, est utilisé pour évaluer la maturité osseuse.
• Calcul de la surface corporelle par nomogramme.

💡 À retenir

Maîtriser les classifications morphologiques et les mesures anthropométriques permet une évaluation précise de la composition corporelle.

📖 4. Applications de l’anthropométrie dans l’évaluation, l’orientation et l’adaptation du matériel sportif

🔑 Notions clés & Définitions

• Winter : Méthode consistant en la somme de plusieurs mesures anthropométriques permettant de caractériser la morphologie et la structure d’un individu selon son sexe, âge et pratique physique.
• Un nombre <0 : Valeur indiquant que l’individu est avant le pic de vitesse de croissance en taille (PHV) dans le calcul du décalage de maturité.
• Equation de Mirwald : Prédictibilité des variables retenues ü Equation de Mirwald et al.

📝 Points essentiels

• L’équation de Mirwald (2002) permet de prédire la maturité biologique à partir du sexe, âge, taille, taille assise, masse corporelle et longueur des membres inférieurs.
• Le décalage de maturité indique le nombre d’années avant ou après le pic de vitesse de croissance en taille (PHV).
• Un décalage négatif signifie que l’individu est avant le PHV, un décalage positif qu’il est passé.
• Les variations du poids en fonction de la taille et de l’âge sont étudiées longitudinalement pour adapter le matériel sportif.

💡 À retenir

L’équation de Mirwald (2002) permet de prédire la maturité biologique à partir du sexe, âge, taille, taille assise, masse corporelle et longueur des membres inférieurs.

📖 5. Principes et techniques d’électromyographie : acquisition, modèles d’électrodes et traitement du signal

🔑 Notions clés & Définitions

• Electromyographie : Technique d'enregistrement périphérique de l'activité électrique des fibres musculaires ou unités motrices, permettant d'analyser les actions musculaires sur les articulations.
• Stimulation : Lorsque le MI atteint est dans la phase d’oscillation
• Signal EMG : Enregistrement des potentiels d'action qui se propagent le long des fibres musculaires, résultant de la somme algébrique des potentiels de fibres individuelles ou unités motrices.
• Ü Electrodes : Dispositifs placés sur la peau ou insérés dans le muscle, utilisés pour capter l'activité électrique musculaire en mode monopolaire ou bipolaire.

📝 Points essentiels

• L'EMG élémentaire enregistre l'activité électrique des fibres musculaires ou unités motrices.
• Les électrodes à aiguille peuvent être équipées d'un fil à crochets pour capter l'activité spécifique d'une fibre ou unité motrice.
• Les électrodes de surface enregistrent une activité globale du muscle et nécessitent une préparation cutanée comprenant abrasion, nettoyage et application de gel conducteur.
• Le traitement du signal EMG comprend des analyses temporelles, fréquentielles et temps-fréquence, incluant des étapes telles que le redressement du signal.
• Mode de préparation d’une électrode-fil à crochets Les électrodes de surface : ou électrodes cutanées  Enregistrement d’une activité globale du muscle étudié, appelée activité de surface.

💡 À retenir

Comprendre les méthodes d’acquisition et d’analyse du signal EMG est essentiel pour interpréter de manière fiable l’activité musculaire.

📖 6. Biomécanique articulaire de l’épaule : morphologie, mobilité, stabilité et rôle des muscles péri-articulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Articulations synoviales : Articulations caractérisées par la présence d'une cavité remplie de liquide synovial, permettant une grande mobilité selon leur morphologie et leurs axes mécaniques.
• Morphologie articulaire : Conditionne à la fois la stabilité et la mobilité articulaire.
• Biomécanique articulaire : Biomécanique articulaire Karine Monteil – L’épaule – L3 APA-S 2.1.

📝 Points essentiels

• L’épaule est l’articulation la plus mobile grâce à un faible emboîtement gléno-huméral.
• Les articulations synoviales de l’épaule sont classifiées selon leur morphologie et nombre d’axes mécaniques, permettant la flexion/extension, abduction/adduction, rotation.
• La capsule et les ligaments contribuent à la stabilité par leurs propriétés visco-élastiques et leur rôle proprioceptif.
• Les muscles péri-articulaires jouent un rôle complexe dans la mobilité et la stabilité de l’épaule, en exerçant des forces motrices et de coaptation.
• Figure 3. Mouvements du membre supérieur. 2.2. La capsule et les ligaments Ils contribuent à la stabilité articulaire par une double action : ü action mécanique : en raison de leurs propriétés visco-élastiques (les propriétés ligamentaires définissent la laxité articulaire) ; ü action proprioceptive : terminaisons nerveuses sensibles aux étirements de grande amplitude => protection de l’articulation. Karine Monteil – L’épaule – L3
• Cette propriété présente comme caractéristique l’instabilité potentielle de cette articulation La stabilité d’une articulation fait intervenir plusieurs paramètres :  la morphologie articulaire  la capsule et les ligaments  les muscles péri-articulaires (groupes musculaires qui vont croiser cette articulation)  on peut favoriser la stabilité qu’on peut avoir sur les muscles qui croisent l’articulation 2 .1.

💡 À retenir

L’épaule est l’articulation la plus mobile grâce à un faible emboîtement gléno-huméral.

📖 7. Effets du vieillissement sur l’appareil locomoteur : masse musculaire, force, élasticité, densité osseuse et ostéopénie

🔑 Notions clés & Définitions

• Le Vieillissement : Ensemble des processus physiologiques et psychologiques qui modifient la structure et les fonctions de l’organisme à partir de l’âge mûr, résultant de l’interaction complexe entre facteurs génétiques intrinsèques et facteurs environnementaux, et distinct des maladies.
• Rôle important des : Facteurs génétiques, altérations du fonctionnement cellulaire, modifications des systèmes de protection contre l’oxydation, et altérations du métabolisme des protéines jouent un rôle clé dans le processus complexe du vieillissement.
• Masse musculaire : Vers un vieillissement réussi Karine Monteil – Vieillissement – L3 APA-S Vieillir « en forme

📝 Points essentiels

• Le vieillissement entraîne une diminution de la masse musculaire (sarcopénie) liée à une atrophie et une réduction du nombre de fibres musculaires, prédominant sur les membres inférieurs et les muscles des ceintures.
• La densité osseuse diminue avec l’âge, atteignant un maximum entre 20 et 30 ans, puis s’atrophiant, avec une perte progressive plus rapide chez la femme après la ménopause.
• Les modifications métaboliques, telles que la glycation non enzymatique des protéines, contribuent au vieillissement des tissus.
• Les facteurs génétiques et les altérations cellulaires participent au processus complexe du vieillissement de l’appareil locomoteur.
• APA-S 5. Effets du vieillissement sur l’app. locomoteur 5.1.1. La masse musculaire ü Masse musculaire î avec l'âge (30 à 40% de 20 à 70 ans) : : liée à une atrophie des fibres mais aussi de la réduction de leur nombre. (Doherty, 2003 ; Lexell, 1993) ü Involution musculaire due à î en nombre et en volume des fibres musculaires. ü Porte sur l'ensemble des muscles de l'organisme mais prédomine sur les membres inférieurs et sur les muscles des ceintures. Karine Monteil – Vieillissement – L3
•  Varie fortement d’une espèce à l’autre  Espèce humaine : le record de longévité maximale prouvé : 122 ans et 164 jours L’espérance de vie :  Nombre moyen d’années de vie des personnes d’une classe d’âge donnée  Espérance de vie sans incapacité : en bonne santé La gériatrie : Discipline médicale qui prend en charge les personnes âgées malades La gérontologie : Science qui étudie le vieillissement dans tous ses aspects : biomédical, socio-économique, culturel, démographique… L’âgisme : Discrimination négative vis à vis des vieux et/ou de la vieillesse Les écarts observés entre garcon trisomique 21 et garcon sempé reposent sur :  Un retard de croissance staturale,  Une hypotonie et un moindre développement musculaire,  Une composition corporelle plus riche en masse grasse,  Une croissance pubertaire atténuée. Tests du vieillissement :  Test de la force prehension de la main et se mesure avec un hand grip^(permet d’estimer la condition de vie physique)  Test flexion/extension applique au niveau de la cheville chez un sujet assis maintenant l’angl cuisse-jambe a 90 degres  Le SPPB (short physical performance battery) : il y a 3 sous-test. Un test d’equilibre, de marche et lever de chaise, on additionne ses scores qui seront sur 12, si inferieur a 8 il est sarcopenie (diminution de masse musculaire donc aussi de la force musculaire). Si inferieur a 8, il faut faire un

💡 À retenir

Le vieillissement entraîne une diminution de la masse musculaire (sarcopénie) liée à une atrophie et une réduction du nombre de fibres musculaires, prédominant sur les membres inférieurs et les muscles des ceintures.

📖 8. Définition et caractéristiques du vieillissement et de la vieillesse

🔑 Notions clés & Définitions

• Le Vieillissement : Processus complexe et multifactoriel qui modifie la structure et les fonctions de l’organisme à partir de l’âge mûr, résultant de l’interaction entre facteurs génétiques et environnementaux.
• La vieillesse : Plusieurs définitions : ü 60 ans et plus (OMS) ;

📝 Points essentiels

• Le vieillissement est un processus complexe et multifactoriel affectant la structure et les fonctions de l’organisme à partir de l’âge mûr.
• Il résulte de l’interaction entre des facteurs génétiques (vieillissement intrinsèque) et des facteurs environnementaux (vieillissement extrinsèque).

💡 À retenir

Le vieillissement résulte d’interactions entre facteurs génétiques et environnementaux, entraînant des modifications physiologiques et psychologiques progressives.

📖 9. Activité musculaire des membres supérieurs lors de la marche avec cannes anglaises et chez les paraplégiques utilisant un déambulateur

🔑 Notions clés & Définitions

• Latissimus dorsi : Muscle du dos impliqué dans la stabilisation du tronc lors de la marche avec déambulateur ou cannes, dont l'activité est renforcée par la stimulation électrique fonctionnelle ou lors de la rééducation.
• Marche avec cannes anglaises :  De l’activité des muscles des membres supérieurs tels le Biceps et le Triceps brachii : ils soutiennent le corps pendant toute la durée du processus locomoteur Marche avec déambulateur :  Chez des paraplégiques utilisant un déambulateur, l’activité des musc

📝 Points essentiels

• La marche avec cannes anglaises sollicite fortement les muscles des membres supérieurs, notamment le Biceps et le Triceps brachii.
• Chez les paraplégiques utilisant un déambulateur, l'activité musculaire de la ceinture scapulaire et du dos est mesurée pour optimiser la rééducation.
• Des exercices au sol sont sélectionnés pour reproduire le niveau d'activité EMG observé lors de la marche avec déambulateur.
• L'analyse EMG permet d'adapter les protocoles de renforcement musculaire spécifiques à la locomotion assistée.

💡 À retenir

La marche avec cannes anglaises sollicite fortement les muscles des membres supérieurs, notamment le Biceps et le Triceps brachii.

📖 10. Stimulation électrique fonctionnelle et orthèses actives de marche

🔑 Notions clés & Définitions

• Stimulation : Lorsque le MI atteint est dans la phase d’oscillation
• La longévité maximale : Durée maximale atteinte par un individu ou une population, souvent visée par les technologies d'assistance pour prolonger la mobilité et l'autonomie.

📝 Points essentiels

• La stimulation électrique fonctionnelle est utilisée pour activer les muscles parétiques ou paralysés afin d'améliorer la marche chez les personnes handicapées.
• Ces technologies permettent un confort et une efficacité accrus dans les actes de la vie quotidienne et la mobilité, en facilitant des fonctions telles que le passage de la position assise à la position debout, la marche et la montée d'escaliers.

💡 À retenir

Appréhender les technologies d’assistance électrique pour restaurer ou améliorer la fonction locomotrice.

📖 11. Lois générales et phases de la croissance humaine

🔑 Notions clés & Définitions

• Taille : Paramètre de référence utilisé dans les études longitudinales pour observer les lois générales de la croissance humaine en fonction de l’âge.
• Caractéristiques : Modifications morphologiques et fonctionnelles du corps qui se manifestent au cours des différentes phases de la croissance.
• Os longs : Catégorie d’os principalement concernés par la croissance en longueur avant la puberté, notamment au niveau des membres inférieurs.

📝 Points essentiels

• La croissance humaine suit des lois générales observables longitudinalement, avec la taille comme paramètre de référence.
• Le pic de vitesse de croissance (PHV) est une phase critique dans le développement de l’enfant.
• Les variations de poids et taille sont corrélées et évoluent selon des phases distinctes durant la croissance.
• L’étude longitudinale permet de suivre l’évolution des paramètres corporels en fonction de l’âge.
•  Varie fortement d’une espèce à l’autre  Espèce humaine : le record de longévité maximale prouvé : 122 ans et 164 jours L’espérance de vie :  Nombre moyen d’années de vie des personnes d’une classe d’âge donnée  Espérance de vie sans incapacité : en bonne santé La gériatrie : Discipline médicale qui prend en charge les personnes âgées malades La gérontologie : Science qui étudie le vieillissement dans tous ses aspects : biomédical, socio-économique, culturel, démographique… L’âgisme : Discrimination négative vis à vis des vieux et/ou de la vieillesse Les écarts observés entre garcon trisomique 21 et garcon sempé reposent sur :  Un retard de croissance staturale,  Une hypotonie et un moindre développement musculaire,  Une composition corporelle plus riche en masse grasse,  Une croissance pubertaire atténuée. Tests du vieillissement :  Test de la force prehension de la main et se mesure avec un hand grip^(permet d’estimer la condition de vie physique)  Test flexion/extension applique au niveau de la cheville chez un sujet assis maintenant l’angl cuisse-jambe a 90 degres  Le SPPB (short physical performance battery) : il y a 3 sous-test. Un test d’equilibre, de marche et lever de chaise, on additionne ses scores qui seront sur 12, si inferieur a 8 il est sarcopenie (diminution de masse musculaire donc aussi de la force musculaire). Si inferieur a 8, il faut faire un

💡 À retenir

La croissance humaine suit des lois générales observables longitudinalement, avec la taille comme paramètre de référence.

📖 12. Composition et potentiel des unités motrices en électromyographie

🔑 Notions clés & Définitions

• Electromyographie : Technique d'enregistrement des activités électriques des fibres musculaires ou des unités motrices.
• Précautions : Mesures telles que la stérilisation et l'affûtage des aiguilles, ou le nettoyage et l'abrasion de la peau, nécessaires pour garantir la sécurité et la qualité des enregistrements EMG.

📝 Points essentiels

• Une unité motrice est composée d’un motoneurone et des fibres musculaires qu’il innerve.
• Le potentiel d’unité motrice est la somme algébrique des potentiels des fibres musculaires de l’unité.
• La composition et la disposition des fibres musculaires influencent le potentiel électrique enregistré par les électrodes.

💡 À retenir

Une unité motrice est composée d’un motoneurone et des fibres musculaires qu’il innerve.

📅 Repères chronologiques

📊 Tableaux de Synthèse

Comparaison des effets du vieillissement sur l’appareil locomoteur

Caractéristiques des muscles et unités motrices en électromyographie

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confusion entre âge chronologique et âge squelettique dans l’évaluation du vieillissement
2. Mélange des effets du vieillissement intrinsèque et extrinsèque sur l’appareil locomoteur
3. Erreur dans l’interprétation des mesures anthropométriques pour la classification morphologique
4. Confusion entre contraction isométrique et autres types de contraction musculaire
5. Sous-estimation de l’impact de la biomécanique articulaire de l’épaule sur la stabilité et la mobilité
6. Confusion entre les différentes phases de croissance humaine et leur influence sur la morphologie
7. Erreur dans l’interprétation des signaux EMG en lien avec la composition des unités motrices

✅ Checklist Examen

1. Revoir les effets du vieillissement sur la masse musculaire et osseuse
2. Maîtriser les principes de l’électromyographie et ses précautions
3. Comprendre la biomécanique de l’épaule et ses implications fonctionnelles
4. Savoir utiliser l’anthropométrie pour l’évaluation et l’adaptation du matériel sportif
5. Connaître les lois générales de la croissance humaine
6. Identifier les effets posturaux liés aux fauteuils roulants manuels
7. Différencier les types de contraction musculaire et leur rôle en EMG
8. Analyser l’activité musculaire lors de la marche avec cannes ou déambulateur
9. Comprendre la classification morphologique et ses mesures anthropométriques
10. Étudier les paramètres de l’activité musculaire chez les paraplégiques