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Isocinétisme - De la NASA à la Médecine Physique

Isocinétisme en évaluation et rééducation fonctionnelle : Fondements, Intérêts et limites

Publiée le jeudi 27 août 2020

Rappels historique

L’idée d’un dynamomètre ISOCINETIQUE est apparue la première fois en 1967 aux Etats-Unis. C’est pour répondre à une demande de la NASA qui souhaitait connaitre l’effet de la micro gravité prolongée sur le déconditionnement musculaire que PERRINE et HISLOP proposèrent ce concept.
 
Destiné initialement aux astronautes, pour l’évaluation musculaire dynamique de leurs articulations périphériques, cet outil métrologique, facile de mise en œuvre, a connu depuis lors un développement constant et mondial à mesure que s’en appropriaient la médecine physique, la médecine sportive et la recherche. Sa double destination, évaluative d’abord, puis rééducative, a permis sa large diffusion sur des applications de plus en plus nombreuses et élargies ; de la médecine et de la recherche.
 
Après une période d’observation attentive et critique à la fois, la MEDECINE PHYSIQUE Française s’en est emparé fin des années 80, pour en faire un de ses premiers outils d’évaluation objective des capacités de l’appareil locomoteur, puis un outil de rééducation / réadaptation aux nombreuses applications : traumatologie, orthopédie, neurologie, médecine du sport, recherche, etc.
 
La France exploite aujourd’hui environ 500 équipements répartis sur les CHU/CHR et CH, les Centres de MPR publics ou privés, les centres de kinésithérapie, les laboratoires de recherche en biomécanique, les unités de médecine du sport et l’élite des clubs sportifs professionnels. On notera, et c’est une spécificité Française, qu’environ 50% des machines sont pourvues du module rachis (extension/flexion), en particulier pour l’évaluation et la rééducation des lombalgies réfractaires selon des programmes RFR inspirés de Tom MAYER.

Principes de l’isocinétisme

Le principe du concept d’ISOCINETISME dérive directement du premier principe de la mécanique dont il exploite l’équation : Action = Réaction, pour un système en équilibre.
Grâce à ce principe, le dynamomètre de Perrine & Hislop permet la mesure précise de tous les paramètres d’un mouvement analytique isolé ou répétitif ; c'est-à-dire : l’amplitude, la direction, le moment de force en fonction de la position, la résistance à la fatigue et la vitesse choisie par l’opérateur et imposée par la machine.
 
Cette vitesse constante, étymologiquement = ISOCINETISME, tout le long du parcours de l’amplitude donne son nom au dynamomètre.

Exercices Isocinétiques

Les exercices isocinétiques s'effectuent à vitesse fixe avec une résistance totalement auto-adaptée au patient tout au long de l'arc de mouvement (ROM). La vitesse est constante à une valeur présélectionnée tandis que la résistance varie pour égaler exactement la force appliquée à chaque point du ROM.
 
Son caractère d’auto-adaptation permet une charge dynamique maximale tout au long du ROM. Par le contrôle de la vitesse de l’exercice, on développe une résistance maximale dans le ROM tout entier en travaillant à cette vitesse.
 
Tandis que l'articulation se déplace dans le ROM, la quantité de force qui peut être produite varie selon la courbe de Blix ou selon le rapport longueur/tension du groupe musculaire ainsi que selon le changement du levier biomécanique squelettique.

Avantages particuliers de l'isocinétisme

  • Efficacité : C’est le seul mode qui permette de charger un muscle qui se contracte au maximum de ses capacités et à tous les points du ROM.
  • Sécurité : le patient ne rencontrera jamais plus de résistance qu’il ne peut en supporter, car la résistance est toujours égale à la force exprimée
  • Résistance auto-adaptée, elle s’adapte notamment à :
    • Des changements dans le rapport tension/longueur musculo-tendineux (courbe de Blix)
    • Des changements dans le système de levier squelettique
    • La fatigue. Quand apparaît une faiblesse, la force appliquée sur le dynamomètre diminue, la courbe s’infléchit, traduisant le changement du niveau de force.
    • La douleur
  • Diminution des forces compressives articulaire à haute vitesse : Du point de vue clinique, on présume qu’il y a une diminution des forces compressives articulaires à haute vitesse. Si l’on traite un patient à petite vitesse, il développe des symptômes douloureux. Cependant, chez le même patient des vitesses rapides ne provoquent ni symptôme, ni effet négatif, par exemple une synovite.
  • Nutrition de l’articulation : l’utilisation de l’isocinétisme en submaximal sur des arcs courts crée une légère mobilisation de l’articulation qui induit une sécrétion de liquide synovial. Ceci continue à nourrir le cartilage articulaire, prévient sa détérioration et prépare les surfaces articulaires aux exigences d’un exercice ou d’un lever de poids.
  • Entraînement à vitesse multiple : Du fait que les activité fonctionnelles et sportives se pratiquent à différentes vitesses, la possibilité d’entraînement à plusieurs vitesses fonctionnelles est importante pour la spécificité de l’entraînement. C’est en effet indispensable d’entraîner les muscles de façon neurophysiologique afin de développer un schéma correct de contraction musculaire.
  • Couple de force/vitesse : Depuis les années vingt, la courbe force/vitesse a démontré que plus rapide était la contraction musculaire, plus faible était le couple de force développé. Ceci est en fonction du recrutement neurophysiologique des muscles, des caractéristiques morphologiques des muscles et du temps

En résumé

Limites
Impossibilité d’imiter complètement le geste fonctionnel ou sportif et leurs contre-indications, qui pour être classiques n’en sont pas moins existantes :
  • consolidation ostéo-ligamentaire
  • délai de cicatrisation, état inflammatoire
  • état de grossesse, incontinence à l’effort
  • limitations cardiovasculaires ou métaboliques
 
Avantages de l’isocinétisme
  • Résistance auto-adaptée. Charge dynamique maximale du muscle tout au long du ROM
  • Procure une résistance maximale dans toute la gamme de vitesse
  • Facteur de sécurité intrinsèque et par conséquent risque minimal pour le patient
  • Douleur minimale après exercice, en particulier en mode concentrique
  • Fiabilité des équipements
  • Reproductibilité et fiabilité des tests
  • Enregistrements permanents objectifs
  • Exercices à vitesses multiples
  • Exercices à des vitesses fonctionnelles contractiles rapides
  • Spécificité des mouvements
  • Développement de la force et de l'explosibilité
  • Maîtrise de la contraction musculaire
  • Diminution du temps d’innervation réciproque des contractions agonistes/antagonistes
  • Efficacité des contractions musculaires
  • Adaptation à la douleur
  • Adaptation à la fatigue
  • Diminution des forces compressives articulaire à haute vitesse
  • Overflow physiologique
  • Bénéfices liés à la fonction de biofeedback
 

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