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Chaîne cinétique ouverte versus chaîne cinétique fermée : état des lieux en 2013 - Yves CHATRENET

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La 10ème journée de Rééducation Marseillaise en Kinésithérapie - samedi 17 mai 2014 - Thématique de la journée « LE GENOU, APRES 10 ANS, QUOI DE NEUF ? »

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Chaîne cinétique ouverte versus chaîne cinétique fermée : état des lieux en 2013 - Yves CHATRENET

  1. 1. Chaîne cinétique ouverte versus chaîne cinétique fermée : état des lieux en 2013 Yves CHATRENET Kinésithérapeute cadre de Santé Responsable des services de rééducation Clinique de rééducation Sancellemoz Passy (74) L'auteur déclare ne pas avoir un intérêt avec un organisme privé industriel ou commercial en relation avec le sujet présenté RÉSUMÉ I SUMMARY Lachaînecinétiqueouverteetlachaînecinétiqueferméeoffrent chacune, dans la rééducation des lésions du ligament croisé antérieur du genou, avantages et contre-indications qui en font une complémentarité aujourd’hui reconnue. La maîtrise de ces deux modalités et le matériel adéquat per- mettentaukinésithérapeuted’offrirlesmeilleuresconditionsde récupération aux opérés d’une ligamentoplastie. Open kinetic chain and closed kinetic chain both give advantages and contraindication to anterior cruciate ligament injury rehabi- litation.Complementarybetweenthemiswidelyrecognizednow. Suitable device and a perfect knowledge of these two modalities allowphysiotherapisttogivepatientsthebestprerequisitetoreco- verfromaligamentreconstruction MOTS CLÉS I KEYWORDS X ChaînecinétiqueouverteX ChaînecinétiqueferméeX Laxité X Récupérationmusculaire X OpenkineticchainX ClosedkineticchainX Laxity X Musclerecovery Kinésithér Scient 2013;547:29-34 29 D epuis plus de deux décennies, des contro- verses existent au niveau international entre chaîne cinétique ouverte (CCO) et chaîne cinétique fermée (CCF) dans la rééduca- tion des lésions et ligamentoplasties du ligament croisé antérieur (LCA) du genou. Outre Atlantique, au cours des années 90, la réé- ducation du quadriceps en CCO avec résistance distale a été largement remise en cause au profit de la CCF. En France, la pratique du travail en CCO avec résistance distale était abandonnée par les équipes de rééducation spécialisée à partir de 1982, au profit d’une application proximale de la résistance sur le segment jambier dite en TTA (tubérosité tibiale antérieure) [1, 2]. La diffusion des premières publications sur les avantages comparés de la CCF par rapport à la CCO avec résistance distale [3] a entraîné en Europe francophone, au cours des années 2000, une préconisation presque dogmatique de la CCF dans la rééducation du LCA. À cette même époque, les premières publications anglo-saxonnes commençaient à inciter à plus de modération [4-6]. À ce jour, de très nombreuses publications et recommandations remettent en cause cette anti- nomie trop facile entre CCO et CCF et préconisent une utilisation raisonnée et complémentaire de ces deux modalités. LA CHAÎNE CINÉTIQUE OUVERTE (CCO) La CCO, pratiquée initialement en position assise avec un mouvement d’extension du genou et avec des résistances au niveau de la cheville, provoque un tiroir antérieur proportionnel au degré de laxité du genou (fig. 1). Cette pratique a été remise en question en rééducation tant dans sa comparaison avec la CCF [7-15] que dans le positionnement de la résistance en CCO. Ainsi, des adaptations pour les appareils isocinétiques avec des systèmes anti- tiroir antérieur (anti-shear) ont été préconisées [16]. Le travail du quadriceps avec placement de la résistance proximale sur le segment jambier doit X Figure 1 Tiroir antérieur lors d'une contraction maximale du quadriceps en CCO, avec résistance distale ©Y.Chatrenet
  2. 2. Chaîne cinétique ouverte versus chaîne cinétique fermée : état des lieux en 2013 Kinésithér Scient 2013;547:29-34 30 être accompagné d’une assise ferme, ne permet- tant pas l’enfoncement du segment fémoral par écrasement (effet de tiroir antérieur). Dans ces conditions, l’analyse biomécanique assurant un contrôle du tiroir antérieur est confirmée radiolo- giquement (fig. 2). Le travail d’extension du genou en CCO, pratiqué progressivement à partir de la 6e semaine post- opératoire en complément de la CCF, présente l’avantage d’être plus efficace sur l’augmentation de la force du quadriceps [6, 17]. Cette modalité en CCO recrute davantage le quadriceps, compa- rée au squat et à l’extension sur leg-press sur une base de 10 RM [18]. Elle permet en particulier un recrutement nettement plus important des vastes médiaux, latéraux et du droit fémoral sur les 45 derniers degrés d’extension par rapport aux exer- cices en CCF [18]. On admet ainsi que cette forme d’entraînement est indiquée de manière différée dans le délai postopératoire [17]. Elle permet alors, sur le plan neuromusculaire, de mieux solliciter les métabo- lismes et recrutements histologiques liés au déve- loppement de la force maximale du quadriceps. De plus, selon Mikkelsen [6], le groupe de patients entraîné en CCO complémentaire à la CCF a un retour supérieur et plus précoce aux activités spor- tives antérieures. En revanche, l’entraînement en CCO, s’il permet également un recrutement plus important sur les ischio-jambiers [18], n’entraîne pas de supériorité de force de ces muscles au 6e mois postopératoire [6]. Si la supériorité de renforcement du quadriceps qu’offre la CCO par rapport à la CCF est admise, la question de son incidence sur l’augmentation du tiroir antérieur résiduel est posée. On sait depuis les expérimentations cadavériques de Wascher DC [19] que les 10 derniers degrés d’extension et l’hy- perextension provoquent une tension importante du LCA correspondant à son rôle stabilisateur dans ces derniers degrés. Ceci se traduit, en l’absence de LCA, par l’augmentation du tiroir antérieur dans le mouvement d’extension en CCO, plus par- ticulièrement lors des derniers degrés d’extension, ainsi qu’avec l’augmentation de la résistance à l’extension [14]. Les derniers degrés d’extension contre résistance constituent donc la situation la plus critique du travail du quadriceps en CCO. De ce fait, il paraît souhaitable de différer cette condition de travail après une ligamentoplastie au-delà du 45e jour postopératoire. Ce travail d’extension en CCO se fera progressivement, tant dans les amplitudes d’extension que pour les résistances opposées. Cette pratique est validée par une absence de dif- férence de la laxité différentielle en tiroir antérieur, mesurée à partir du 5e mois postopératoire par rapport aux groupes ayant suivis un renforcement uniquement en CCF [17, 14]. À l’opposé, la seule publication [20] traduisant l’effet délétère sur le tiroir antérieur d’un renfor- cement du quadriceps en CCO correspond à une population d’opérés selon la technique dite DIDT (gracile et semi-tendineux) avec un travail à par- tir de la 4e semaine et dans toute l’amplitude à la 6e  semaine. Dans cette même étude, le renforcement précoce avec la technique os-tendon patellaire-os, ainsi que le renforcement différé du quadriceps en CCO à la 12e semaine pour les deux techniques chirurgicales ne se traduit pas par une laxité aussi significative. En revanche, si le travail précoce d’extension avec plastie type DIDT n’est pas pratiqué dans toute l’amplitude, mais uniquement entre 90 et 45°, il n’en résulte pas d’augmentation de laxité [21]. Les autres études publiées avec [6, 17, 22, 23] ou sans ligamentoplastie [22] ne montrent pas d’aug- mentation significative de laxité antérieure avec l’application d’un travail complémentaire spéci- fique du quadriceps en CCO. X Figure 2 Contrôle du tiroir antérieur lors d'une contraction maximale du quadriceps en CCO, avec résistance proximale (patient identique de la figure 1) ©Y.Chatrenet
  3. 3. Kinésithér Scient 2013;547:29-34 31 À noter que l’absence de différence de laxité des rééducations en CCO ou CCF ne signifie pas absence de laxité différentielle résiduelle (compa- raison genou opéré par rapport au genou sain). Les études citées ci-dessus sont toujours prati- quées en CCO avec des résistances distales qui sont biomécaniquement contraignantes sur le LCA pour le travail du quadriceps et non sur celui des ischio-jambiers. Pour l’entraînement du quadri- ceps et des ischio-jambiers en CCO, il paraît donc souhaitable sur le plan matériel de positionner la résistance respectivement en proximal et distal. La rééducation du quadriceps, en particulier en CCO, est fréquemment suspectée de produire des douleurs antérieures, à fortiori sur les prélève- ments os-ligament patellaire-os. Plusieurs études [20, 21, 24] montrent que la pratique de la CCO n’entraîne pas plus de douleurs que la rééducation en CCF. Il convient cependant de respecter une progression dans le dosage des résistances et de ne pas négliger la phase de rééquilibration des dif- férents chefs du quadriceps, en particulier par une électrostimulation précoce appropriée [25]. LA CHAÎNE CINÉTIQUE FERMÉE (CCF) La rééducation en CCF constitue une approche fonctionnelle dont les principaux avantages sont : – la mise en jeu d’un ensemble musculaire syner- gique (chaîne musculaire d’extension) intégrant principalement le quadriceps, les ischio-jam- biers, le triceps et le grand fessier. Le dévelop- pement de cette coordination musculaire est largement souhaitable et les informations sen- sorielles qu’elle procure sont autant d’atouts favorables à une récupération fonctionnelle plus rapide ; – l’équilibrage des tensions musculaires négatives (quadriceps, gastrocnemiens) par des tensions protectrices (ischio-jambiers, soléaire) ; – une stabilité articulaire fémoro-tibiale par com- pression [12]. Cette stabilité est optimale en charge du fait, par compression, d’un meilleur engagement des tubercules intercondylaires dans la fosse intercondylaire à la manière d’une mortaise. La fosse intercondylaire est également comblée par les ligaments croisés lorsqu’ils sont sains. Cette rééducation, au regard des avantages décrits ci-dessus, constitue la base de tous les protocoles de rééducation basés sur les guides de recomman- dations et revues de littérature [26-30]. Ce type d’exercice ne peut cependant représen- ter une rééducation des ligamentoplasties de LCA applicable universellement sans qu’il soit nécessaire d’apporter quelques réserves. En effet, les lésions associées des formations postéro- médiales, les lésions du ménisque médial (et en particulier de son segment postérieur), ainsi que les morphotypes à pente tibiale exagérée (fig. 3) [31-33] constituent des contre-indications au ren- forcement musculaire précoce unipodal en CCF [34]. Ces prédispositions favorisent le tiroir antérieur (fig. 4, page suivante), aboutissant à une situation de tension sur le transplant proche de la CCO avec charge distale qui, elle, est biomécaniquement condamnée (fig. 1). Ces situations, auxquelles le rééducateur doit être attentif, sont malheureuse- ment trop souvent occultées dans les descriptions de la CCF. Elles ne font pas l’objet de précisions dans les études comparatives CCF-CCO. XX Figure 3 Mesure de la pente tibiale (en jaune) : angle complémentaire à l'angle d'inclinaison du plateau tibial et de la perpendiculaire à l'axe de la diaphyse tibiale (trait bleu) ©Y.Chatrenet
  4. 4. Chaîne cinétique ouverte versus chaîne cinétique fermée : état des lieux en 2013 Kinésithér Scient 2013;547:29-34 32 En présence de ces tableaux cliniques, les tech- niques de récupération musculaire en situation monopodale paraissent devoir être différées au moins au-delà des 3 premiers mois (rééducation proprioceptive et squats monopodaux, stepper et pratique intensive des escaliers) et devraient retarder la reprise des activités sportives. Leur application plus précoce entraîne certainement une sollicitation en étirement du transplant avec une déformation plastique préjudiciable à l’avenir ménisco-cartilagineux du genou. Cette nécessité de la rééducation peut être détectée en préopératoire par un cliché de pro- fil en appui monopodal avec un port d’haltères (intensification des contractions musculaires) et tronc redressé (détente des ischio-jambiers). Si la translation est présente, les tensions musculaires entraîneront en postopératoire une mise en ten- sion importante de la greffe avec risque d’allonge- ment sur les appuis monopodaux intensifs lors de la rééducation. Si le profil est aligné ou proche de l’alignement, aucune précaution particulière ne sera prise sur cet appui et la rééducation en CCF pourra se faire précocement (fig. 5). La pratique de la chaîne cinétique fermée dans la rééducation musculaire appelle d’autres com- mentaires. L’inclinaison du tronc détermine des résultats électro-myographiques variables pour l’activité des ischio-jambiers [12, 14]. En effet, l’inclinaison détermine, d’une part une action pro- tectrice du transplant par retenue du tibia avec la mise en tension des ischio-jambiers et, d’autre part le recrutement supérieur du grand fessier. Ceux-ci, en augmentant leur participation dans la chaîne d’extension, diminuent à résistance égale, celle des autres maillons, en particulier du quadriceps, d’autant plus que le droit fémoral est détendu. Il est ainsi possible en rééducation d’augmenter ou de diminuer la part des ischio-jambiers ou du quadriceps avec ce type d’exercice en fonction par exemple des différents sites de prélèvements [35]. La modalité de travail en CCF tronc incliné est donc largement préconisée pour protéger le trans- plant pendant la phase précoce et pour la reprise de la CCF chez les patients présentant les contre- indications sus-citées. La reprise de la montée des escaliers est également conseillée avec inclinaison du tronc pour protéger le transplant. Inversement, le redressement du tronc minimise l’activité des ischio-jambiers, laissant alors le soléaire, en tirant le tibia en arrière, assumer prin- cipalement la composante musculaire protectrice du transplant. X Figure 2 Contrôle du tiroir antérieur lors d'une contraction maximale du quadriceps en CCO, avec résistance proximale (patient identique à la figure 1) ©Y.Chatrenet X Figure 5 A- Appui monopodal en contraction : faible tiroir antérieur contrôlé par les contractions musculaires B- Même genou sous contrainte : Telos exprimant passivement l'amplitude du tiroir antérieur ©Y.Chatrenet
  5. 5. Kinésithér Scient 2013;547:29-34 33 Les gastrocnemiens sont considérés comme des tenseurs du LCA dans les 30 derniers degrés d’ex- tension du genou. Leur association de contraction avec le quadriceps ou les ischio-jambiers entraîne toujours un mise en tension du LCA, au moins dans les 15 derniers degrés d’extension [36]. Il convient donc dans la rééducation en CCF, et en particulier sur presse, de porter une attention particulière au réglage de l’inclinaison du dossier, au position- nement et à l’appui du pied ainsi qu’au choix des amplitudes de flexion/extension du genou. Il est également déconseillé d’effectuer des squats unipodaux adossé à un mur. Les ischio-jambiers sont davantage relâchés dans cet exercice et ne peuvent pas exercer leur composante de rattra- page du tiroir antérieur généré par la forte tension du quadriceps. Keays [37] a évalué ce tiroir antérieur à celui procuré par un travail d’extension du genou en position assise avec une charge de 3 kg. Il a noté également la rotation interne prononcée du genou pour cet exercice. Peu d’études relatent l’effet de la pratique de la bicyclette sur le LCA. Henning [38] indique que la mise en tension est très faible comparée à une extension en CCO avec 9 kg de résistance. Grana [39] considère qu’elle n’a pas d’effet délé- tère sur la laxité. Il convient de distinguer la bicy- clette sans ou faible résistance de pédalage avec celle à forte résistance. La première est à raisonner en termes d’amplitude articulaire. La seconde en termes d’incidence des contractions musculaires sur le LCA. L’absence de rotations importantes et la stabilité d’un cyclergomètre indiquent son utilisation pré- coce en fonction de l’état inflammatoire du genou. L’absence d’augmentation des contraintes sur le LCA liée à l’application d’une force de compres- sion [36] qui peut être assimilée à la résistance au pédalage, confirme l’intérêt d’une telle pra- tique en général, et plus particulièrement lors des contre-indications à l’appui monopodal en CCF identifiées ci-dessus. CONCLUSION Après plusieurs années de controverses sur la CCF et CCO pour la rééducation des lésions et ligamen- toplastiesduLCAet,àl’instardel’Americanphysical therapy association qui recommande l’utilisation de la CCO en parallèle avec la CCF dans le traite- ment des entorses du genou (grade A : niveau de forte preuve) [27], le consensus est établi. Il existe cependant un niveau de preuve modéré quant à l’efficacité égale des deux techniques [40]. Ce débat doit donc être complété et alimenté par de futures études précisant les caractéristiques anatomo-morphologiques (pente tibiale) et les lésions associées, trop souvent absentes ou impré- cises dans les études actuellement publiées. Il convient donc au praticien d’évaluer le plus préci- sément possible l’état du genou des patients afin de choisir, appliquer et doser les modalités de rééduca- tion en CCO et CCF, ainsi que les délais de mise en œuvre de celles-ci. Cette réflexion et la complémen- tarité des CCO et CCF sont le gage d’une meilleure qualité de récupération musculaire. ✖ Bibliographie page suivante
  6. 6. Chaîne cinétique ouverte versus chaîne cinétique fermée : état des lieux en 2013 Kinésithér Scient 2013;547:29-34 34 BIBLIOGRAPHIE [1] Dufour M. Résultats des plasties ligamentaires selon une technique modifiée de l’opération de Kenneth-Jones. Thèse de médecine - Lyon, 1982. [2] Rigal F, Dejour H, Chambat P, Faillard JP, Dubernard F. Arthroplastie de Kenneth-Jones et rééducation. Ann Kinésithér 1983;10:307-12. [3] Leblay G. Travail en chaîne cinétique fermée (CCF) et en chaîne ciné- tique ouverte (CCO) In: Actualités dans la rééducation de l'épaule, genou, cheville. Lyon : ALRM, 1997 : 61-7. [4] Fitzgerald GK. Open versus closed kinetic chain exercise: Issues in reha- bilitation after anterior cruciate ligament reconstructive surgery. Phys Ther 1997;77:1747-54. [5] Ross MD, Denegar CR, Winzenried JA. Implementation of open and closed kinetic chain quadriceps strengthening exercises after anterior cruciate ligament reconstruction. J Strength Cond Res 2001;15(4): 466-73. 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