Alai

L’auteur partage 10 ans de preuves cliniques de l’utilisation de l’électromyographie de surface pour restaurer une amplitude de mouvement saine et fonctionnelle – en utilisant l’épaule comme exemple.

L’articulation de l’épaule

Pour les cliniciens en médecine physique et en réadaptation (PM&R), l’articulation de l’épaule est l’une des articulations les plus complexes du corps. Dix-neuf muscles différents partagent différents composants et participent ensemble à tout mouvement donné. L’articulation et les muscles de l’épaule passent de la position quadrupède à la position bipède, en se relâchant dans les positions debout, couchée ou sur le dos. En position debout, les muscles de l’épaule modulent et maintiennent la position neutre du cou et de la tête. Bien que les épaules soient largement indépendantes les unes des autres, elles travaillent généralement en tandem. Cependant, chaque épaule peut soutenir une action indépendante simultanément. Elles soutiennent et transmettent l’élan aux muscles du coude et indirectement aux unités myotatiques distales du poignet et de la main.1

L’articulation de l’épaule comporte plusieurs composants anatomiques. Alors que ces composants existent dans la position quadrupède, ils transitionnent dans la fonction pour la position bipède. Un certain nombre de muscles enveloppent l’articulation de l’épaule, et certains muscles chevauchent la définition anatomique stricte de la position sur l’épaule :

• la zone supérieure : levator scapulae, supraspinatus, deltoïde moyen, trapèze supérieur, coracobrachialis
• la zone antérieure : deltoïde antérieur, pectoralis major et minor
• la zone postérieure : le sous-scapulaire, le deltoïde postérieur, les trapèzes moyen et inférieur
• la zone postérieure, aspect latéral : infraspinatus, teres major et minor, latissimus dorsi
• la zone postérieure, aspect médial : rhomboïde major et minor
• la zone inférieure : serratus anterior.

Classiquement, l’articulation de l’épaule présente plusieurs segments de mouvement qui, ensemble, constituent l’amplitude de mouvement (ROM) :

• abduction
• adduction
• flexion antérieure
• flexion latérale
• flexion postérieure
• rotation interne
• rotation externe.

Une bonne compréhension des principes physiques de la quantité de mouvement, de l’inertie et de l’activité vectorielle est primordiale pour comprendre la ROM. Le phénomène de coactivation ou de co-contraction est illustré par la présence de potentiels actifs de faible niveau dans le muscle au repos, alors que le muscle homologue controlatéral est actif et en mouvement.2 Chez un individu sain, les potentiels actifs d’amplitude de mouvement pendant le mouvement d’un muscle d’un membre ne rencontrent aucun potentiel actif dans le muscle homologue de l’autre membre alors que ce dernier est au repos. Une relation équilibrée entre les muscles d’une articulation est propice à une fonction normale, telle que la capacité à effectuer des mouvements pendant un long laps de temps sans fatigue ni douleur.

Si un seul muscle d’une articulation est dysfonctionnel, ce muscle affectera la fonction de l’ensemble de l’articulation en limitant le mouvement, l’utilisation de l’énergie, la résistance et la force. Par conséquent, volontairement ou involontairement, cette articulation pourrait devenir sous-utilisée (« splinted ») et l’articulation controlatérale présentera une garde protectrice et deviendra surutilisée. S’il y a un déséquilibre plus important, l’articulation qui est surutilisée peut éventuellement devenir dysfonctionnelle et développer de la fatigue, des points gâchettes et de la douleur.

Ce document traite de la façon dont un fournisseur de PM&R peut rétablir une fonction saine et une ROM chez un patient qui a subi une lésion myofasciale entraînant des douleurs musculaires et des points gâchettes. Le champ d’application se concentrera en outre sur l’utilisation de l’électromyographie de surface (SEMG) dans la gestion de la douleur pour les dysfonctionnements myofasciaux ainsi que la douleur aiguë et chronique des blessures, sur la base de l’expérience clinique de l’auteur sur une période de 10 ans1-9.

Restauration d’une fonction saine avec SEMG

Méthodes

Les muscles de l’épaule peuvent être entraînés dans les quelques jours suivant la chirurgie, après l’enlèvement des sutures, ou lorsque les muscles ne risquent plus de se déchirer. La kinésithérapie doit être commencée de manière progressive : d’abord en utilisant les muscles et les mouvements qui nécessitent moins d’énergie et en progressant progressivement vers tous les mouvements. L’entraînement doit d’abord être effectué sans résistance ajoutée (hormis la gravité). Il peut progresser pour ajouter de la résistance selon la tolérance et éventuellement au niveau des besoins ergonomiques ou athlétiques.

Le test dynamique par SEMG, celui qui consiste à tester une articulation à travers la ROM classique, consiste en des mouvements musculaires répétés effectués au niveau d’effort minimal (activité et repos) à travers la ROM classique de toute articulation. Les données sont généralement collectées en unités de microvolts RMS (root mean square) et ne sont prises en compte que lorsque les coefficients de variation (CV) pendant le mouvement et le repos sont inférieurs ou égaux à 10 %.6 L’utilisation du test SEMG dynamique permet non seulement de trouver les potentiels d’amplitude qui sous-tendent le concept, mais aussi de calculer le coefficient de corrélation statistique.6 Les résultats, tant positifs que négatifs, constituent la base des valeurs et des relations agonistes et antagonistes (voir l’encadré « Clinical Refresher : Agonisme vs Antagonisme et l’épaule »).5

L’entraînement peut commencer par le biofeedback SEMG seul, puis se faire en combinaison avec d’autres modalités, en progressant toujours de « facile » à « difficile ». L’objectif final est le fonctionnement optimal du patient.3-5

Les tests dynamiques SEMG ne sont pas invasifs, fatigants ou douloureux. Le test est généralement réalisé en moins de 15 minutes ; l’épaule compte sept mouvements et le test de chaque mouvement prend normalement 90 secondes.7 Le test est mieux réalisé par un clinicien qualifié ou sous sa supervision, en utilisant un équipement SEMG qui comprend un progiciel statistique. Le logiciel statistique doit permettre d’évaluer les moyennes (ou l’amplitude moyenne) pendant l’activité musculaire et le repos, ainsi que les paramètres de déviation standard, le coefficient de variation et l’analyse de régression. Tous ces paramètres sont nécessaires pour évaluer les statistiques qui sous-tendent le domaine de l’amplitude. Les tests peuvent être effectués dans le domaine des fréquences, la fréquence médiane étant le paramètre de choix. Le test qui sous-tend le présent article a été fait dans le domaine de l’amplitude.

La plupart des progiciels statistiques permettent de lire les résultats dans une caractéristique positive (pas dans le SEMG brut), qui est le résultat de la transformation de Fourier des résultats d’amplitude positive et négative sur des valeurs uniquement positives. Seuls les tests qui peuvent montrer les paramètres des moyennes, du coefficient de variation, de l’écart-type et, le cas échéant, l’analyse de régression sont compatibles avec les exigences de la règle de preuve Daubert nécessaire pour vérifier la validité et la valeur scientifique des tests.

Preuves cliniques

Les études de l’auteur sur les tests dynamiques SEMG ont été basées sur environ 6 800 muscles de l’épaule d’environ 850 patients, testés à travers les segments de mouvement ROM classiques mentionnés ci-dessus, selon des protocoles établis2,5-7. Deux des 19 muscles de l’épaule, le sous-scapulaire et le coracobrachial, n’ont pu être testés en raison de leur profondeur (à l’heure actuelle, les électrodes SEMG ne donnent pas de lectures cohérentes si les muscles testés sont plus profonds que 1,5 cm). Les données ont été recueillies auprès de patients consentants, avec un nombre similaire d’hommes et de femmes. Les âges variaient entre 21 et 75 ans et les données ne différaient pas en fonction du sexe ou de l’âge.2,5,6

Les données reflètent uniquement les résultats des muscles asymptomatiques. Les valeurs de potentiel d’amplitude (microvolt RMS) ont été traitées statistiquement pour les coefficients de corrélation. Les coefficients de corrélation positifs représentent des relations agonistes et les valeurs négatives des relations antagonistes.5 Ces études ont montré que les muscles sont actifs pendant n’importe quel segment de mouvement ; il ne semblait pas y avoir de muscle « silencieux » pendant n’importe quel mouvement.

L’activité moyenne globale indiquée sous forme de potentiels d’amplitude était de 29,2 uV RMS. Cette amplitude marque le potentiel d’activité le plus élevé pour toutes les articulations et les segments moyens de mouvement testés avec SEMG en contractions volontaires minimales (MVC), détaillées ci-dessous. Par conséquent, on peut conclure que l’articulation de l’épaule est l’articulation la plus élevée en termes d’utilisation de l’énergie musculaire, de potentiel précoce de fatigue par surutilisation et de douleur ultérieure6.

Dans l’ordre décroissant de l’utilisation de l’énergie, les muscles de l’articulation de l’épaule effectuent les tâches suivantes :

• haussement
• abduction
• flexion latérale
• rotation externe
• flexion postérieure
• rotation interne
• flexion antérieure
• adduction.6

Le principe homéostatique général veut que moins les muscles utilisent d’énergie pour une tâche, moins ils ont de chance de développer une fatigue répétitive ou de surutilisation, une douleur et/ou un dysfonctionnement. Au sein de l’articulation de l’épaule, les 19 muscles contribuent directement à tout mouvement et, en tant que tel, il y a moins de chance de fatigue que dans d’autres articulations.

Les données de l’étude dynamique SEMG de l’auteur ont constamment trouvé que tous les muscles qui sous-tendent une articulation donnée sont actifs pendant tout mouvement vectoriel de cette articulation. L’activité est documentée par la présence de potentiels d’amplitude qui varient d’un muscle à l’autre et d’un mouvement à l’autre.6 Pour toute séquence des sept mouvements, les muscles qui se déplacent systématiquement dans la même direction vectorielle pendant la séquence doivent être considérés comme agonistes ou synergiques. S’ils ont tendance à être actifs dans la direction opposée, ils sont considérés comme antagonistes.

Les calculs globaux des relations intermusculaires des muscles de l’épaule sont présentés dans le tableau I. Un résumé des interrelations montre que 137 sont agonistes et 102 sont antagonistes. Les nombres inégaux proviennent du fait que certaines valeurs de régression étaient trop proches de zéro pour être comptées comme positives ou négatives.6

Contractions volontaires minimales

Les tests SEMG dynamiques de l’auteur à travers le ROM ont été effectués au plus petit dénominateur commun de l’effort, celui du MVC.7 Une telle utilisation de l’énergie minimale n’est pas propice à la surutilisation musculaire avec des résultats tels que la fatigue et la douleur. Les résultats du coefficient de corrélation entre les muscles de l’épaule au niveau du CVM peuvent devenir différents lorsqu’un effort donné est nécessaire pour un mouvement particulier. Cependant, au fur et à mesure que les mouvements sont optimisés, l’effort musculaire deviendra plus faible et l’utilisation optimale des muscles de l’épaule peut commencer à ressembler à celle de la CVM originale.

L’engramme global, ou un changement hypothétique permanent dans le cerveau rendant compte de l’existence de la mémoire (une trace), sera différent pour chaque fonction de l’épaule avec des coefficients de corrélation différents. L’objectif est de formater les engrammes pour réduire l’effort global de l’action et donc éviter la fatigue et la douleur.

Conclusion

Les cliniciens en médecine physique et en réadaptation traitent des muscles individuels qui sont blessés et dysfonctionnels. Les fournisseurs doivent comprendre les valeurs et les relations « normales » attendues afin de procéder au processus de réadaptation. Le processus de fonctionnement optimal, que ce soit pour l’ergonomie ou l’athlétisme, peut nécessiter un réglage plus fin et peut dépendre encore plus de la quantification des valeurs SEMG attendues. Une compréhension de chaque muscle en termes de sa relation agoniste et antagoniste, telle que décrite à gauche, peut être considérée comme nécessaire pour la cartographie de ce processus de réglage fin.

Un rafraîchissement clinique : Agonisme vs Antagonisme et l’épaule

L’agonisme, ou synergisme, fait référence à une relation positive dans la contraction (concentrique ou excentrique) de deux muscles ou plus qui se rapportent à une articulation donnée, le tout à travers un ensemble donné de mouvements, comme l’amplitude du mouvement. L’antagonisme fait référence à la relation inverse. Un muscle antagoniste peut stabiliser ou modifier le mouvement de l’agoniste, et un muscle antagoniste ne se repose pas pendant que l’agoniste se contracte. Ces relations sont représentées au sein des 17 muscles de l’épaule testés comme suit :*

• Le deltoïde antérieur :
  • agoniste : deltoïde moyen, trapèze inférieur, grand pectoral, petit pectoral, serratus anterior, teres minor, infraspinatus, rhomboid minor, supraspinatus, trapèze supérieur
  • antagoniste : latissimus dorsi, trapèze moyen, teres major, deltoïde postérieur, levator scapulae, rhomboïde major
• Le deltoïde moyen:
  • agonistique : trapèze inférieur, trapèze moyen, levator scapulae, rhomboïde mineur, supraspinatus, trapèze supérieur
  • antagoniste : latissimus dorsi, grand pectoral, petit pectoral, serratus anterior, teres major, teres minor, deltoïde postérieur, rhomboïde major
• Le deltoïde postérieur:
  • agonistique : latissimus dorsi, trapèze moyen, serratus anterior, rhomboïde major, trapèze supérieur
  • antagoniste : deltoïde antérieur, deltoïde moyen, trapèze inférieur, grand pectoral, petit pectoral, infraspinatus, levator scapulae, rhomboïde mineur, supraspinatus
• Le grand pectoral :
  • agonistique : deltoïde antérieur, latissimus dorsi, teres minor, infraspinatus, pectoralis minor, serratus anterior
  • antagoniste : deltoïde moyen, trapèze inférieur, trapèze moyen, deltoïde postérieur, levator scapulae, rhomboïde majeur, rhomboïde mineur, supraspinatus, trapèze supérieur
• Le pectoralis minor:
  • agonistique : teres minor, infraspinatus, serratus anterior
  • antagonistes : deltoïde postérieur, levator scapulae, rhomboïde major, supraspinatus, trapèze supérieur, teres major
• Le trapèze supérieur :
  • agonistique : deltoïde antérieur, deltoïde moyen, latissimus dorsi, trapèze inférieur, trapèze moyen, serratus anterior, teres minor, deltoïde postérieur, levator scapulae, supraspinatus
  • antagoniste : grand pectoral, petit pectoral, infra-épineux, grand rhomboïde, petit rhomboïde
• Le trapèze moyen :
  • agonistique : deltoïde moyen, latissimus dorsi, trapèze inférieur, deltoïde postérieur, levator scapulae, rhomboïde majeur, supraspinatus, trapèze supérieur
  • antagoniste : deltoïde antérieur, latissimus dorsi, teres minor, infraspinatus, rhomboïde minor
• Le trapèze inférieur:
  • agonistique : deltoïde antérieur, deltoïde moyen, teres minor, infraspinatus, levator scapulae, rhomboïde majeur, rhomboïde mineur, supraspinatus, trapèze supérieur, trapèze moyen, serratus anterior, teres major
  • antagoniste : latissimus dorsi, deltoïde postérieur, grand pectoral, petit pectoral
• Le supraspinatus:
  • agonistique : deltoïde antérieur, deltoïde moyen, trapèze inférieur, trapèze moyen, teres minor, levator scapulae
  • antagonistes : latissimus dorsi, pectoralis major, pectoralis minor, serratus anterior, deltoïde postérieur, infraspinatus, rhomboid major, rhomboid minor
• L’infraspinatus:
  • agonistique : deltoïde antérieur, latissimus dorsi, trapèze inférieur, grand pectoral, petit pectoral, serratus anterior, teres minor
  • antagoniste : deltoïde moyen, trapèze moyen, deltoïde postérieur
• Le rhomboïde majeur:
  • agonistique : latissimus dorsi, trapèze inférieur, trapèze moyen, teres minor, deltoïde postérieur
  • antagoniste : deltoïde antérieur, deltoïde moyen, grand pectoral, petit pectoral, infraspinatus, levator scapulae
• Le rhomboïde mineur:
  • agonistique : teres minor, rhomboïde majeur, infraspinatus, deltoïde antérieur, deltoïde moyen, trapèze inférieur, trapèze moyen, serratus anterior
  • antagoniste : deltoïde postérieur, levator scapulae, latissimus dorsi, pectoralis major, pectoralis minor
• Le teres major:
  • agonistique : latissimus dorsi, trapèze inférieur, grand pectoral, serratus anterior
  • antagoniste : deltoïde antérieur, deltoïde moyen, trapèze moyen, petit pectoral
• Le teres minor :
  • agonistique : deltoïde antérieur, latissimus dorsi, trapèze inférieur, grand pectoral, petit pectoral, deltoïde postérieur, infraspinatus, rhomboïde majeur, rhomboïde mineur, supraspinatus trapèze supérieur
  • antagoniste : deltoïde moyen, trapèze moyen, serratus anterior, levator scapulae
• Le latissimus dorsi :
  • agonistique : teres minor, deltoïde postérieur, infraspinatus, rhomboïde major, trapèze supérieur, pectoralis major, pectoralis minor, serratus anterior, teres major
  • antagoniste : deltoïde antérieur, deltoïde moyen, levator scapulae, rhomboïde mineur, supraspinatus, trapèze inférieur, trapèze moyen
• Le serratus anterior :
  • agonistique : teres major, teres minor, deltoïde postérieur, infraspinatus, rhomboid minor, trapèze supérieur, deltoïde antérieur, latissimus dorsi, trapèze inférieur, pectoralis major, pectoralis minor
  • antagoniste : levator scapulae, supraspinatus, deltoïde moyen, trapèze moyen
• Le levator scapulae :
  • agoniste : deltoïde moyen, trapèze inférieur, trapèze moyen
  • antagoniste : deltoïde antérieur, latissimus dorsi, grand pectoral, petit pectoral, serratus anterior, teres minor, deltoïde postérieur, infraspinatus

*Les coefficients de corrélation pour chaque muscle se trouvent dans la référence 6.

1. Sella GE, Finn RE. Le syndrome de la douleur myofasciale : méthodes de thérapie manuelle des points de déclenchement et de biofeedback SEMG. Martins Ferry, OH : GENMED Publishing. 2001.
2. Sella GE. SEMG : méthodologie objective dans l’investigation des dysfonctionnements musculaires et la réhabilitation. In : MV Boswell, BE Cole, eds. Weiner’s pain management : a practical guide for clinicians. 7th ed. CRC Press : Boca Raton, FL. 2006:645-662.
3. Sella GE. Traitement des dysfonctionnements musculaires des membres supérieurs. Pract Pain Manage. 2005;5(6):54-62.
4. Sella GE. Test SEMG de l’épaule et biofeedback/rééducation : un mouvement segmentaire et une approche régionale. Biofeedback. 2003;32:33-36.
5. Sella GE. Lignes directrices pour la rééducation neuromusculaire avec le biofeedback SEMG. Martins Ferry, OH : GENMED Publishing. 2000.
6. Sella GE. Dynamique musculaire : évaluation électromyographique de l’énergie &mouvement. Martins Ferry, OH : GENMED Publishing. 2000.
7. Sella GE. Muscles en mouvement : le SEMG de la ROM du corps humain. 3rd ed. Martins Ferry, OH : GENMED Publishing. 2002.
8. Sella GE. Analyse EMG de surface de l’amplitude de mouvement de l’épaule. Handicap. 1998;7(2):19-36.
9. Sella GE. Activité musculaire de l’amplitude de mouvement de l’épaule : analyse EMG de surface (S-EMG). Eura Medicophys. 1998;34(4):19-36.