La hauteur optimale de la voûte plantaire pour un patient présentant un pied plat fonctionnel peut dépendre des objectifs de la gestion des orthèses. Des études suggèrent que la hauteur de l’arche affecte directement le mouvement excessif, mais que le contrôle de l’équilibre dynamique peut nécessiter une approche plus adaptée.

Par Stephen D. Perry, PhD, E. Anne Cunningham, Msc, CPed, et Kelly M. Goodwin, BSc

L’interaction entre le pied et son environnement est critique dans toutes les formes de marche. Pendant la course, le pied fournit une structure d’atterrissage flexible qui s’adapte pour placer et accepter le poids pendant le contact initial. Ensuite, lors de la poussée, le pied fournit une structure rigide pour permettre la transmission des forces créées par les muscles de la jambe inférieure afin de propulser le corps vers l’avant. Lors de la marche, les forces sont beaucoup plus faibles, mais le pied agit alors comme un conduit neuro-mécanique qui fournit à la fois des informations sensorielles et le transfert des forces mécaniques pour maintenir la stabilité du corps. Toutes ces fonctions sont présentes dans toutes les formes de marche, mais la proéminence ou l’importance de chacun de ces rôles est déterminée par le type de marche considéré. En raison de l’importance de ce type d’interface entre le pied et son environnement, l’application d’orthèses plantaires dans la chaussure est essentielle pour préserver ces fonctions.

La déformation du pied plat ou pes planus est la pathologie du pied la plus courante chez les patients de tous âges.1 Cette déformation peut être associée à une gêne et à des douleurs, à une instabilité, à de graves problèmes articulaires au niveau du pied, de la cheville, du genou et du bas du dos, à des désalignements et à des contraintes posturales. Toutefois, les personnes atteintes de cette déformation peuvent également ne pas présenter de symptômes. Dans le cadre du pes planus, le pied plat fonctionnel (parfois appelé « flexible ») est défini comme un pied hypermobile présentant un valgus excessif de l’arrière-pied et une hauteur minimale de la voûte médio-longitudinale en appui (Figure 1A ; la voûte est évidente en l’absence d’appui, Figure 1B).1 Le plus souvent, le pied plat fonctionnel est traité par des orthèses personnalisées pour aider au réalignement de la voûte et assurer la stabilité. La recherche dont il sera question ici portera sur deux aspects de la marche : la cinématique de la jambe inférieure et du pied, pendant la course, présentée par les personnes présentant un pied plat fonctionnel lorsqu’une voûte plantaire est utilisée. L’autre sera l’impact de ces supports de voûte plantaire, portés par les individus à pied plat fonctionnel, sur le contrôle de l’équilibre dynamique pendant la marche.

Indications pour les orthèses

À l’heure actuelle, la prescription d’orthèses est recommandée pour les individus présentant une FFF symptomatique afin de contrôler le mouvement excessif de l’extrémité inférieure pendant la course. La principale raison pour laquelle les orthèses pour les personnes souffrant de FFF sont destinées à contrôler le mouvement pendant la course à pied est liée aux forces plus élevées subies pendant la course à pied, qui peuvent provoquer plus de mouvement et des blessures/douleurs.2 Malgré cela, les orthèses recommandées pourraient être utilisées dans d’autres activités. La littérature s’accorde généralement sur l’efficacité clinique de l’intervention des orthèses chez les coureurs. En particulier, l’utilisation d’orthèses plantaires a été positivement associée à la satisfaction des patients2,3 et à la réduction de la douleur,3-6 permettant aux individus de reprendre la course.2 Actuellement, les chercheurs tentent de comprendre le mécanisme par lequel les orthèses produisent ces réductions symptomatiques encourageantes. On a supposé que les orthèses pouvaient réaligner le membre inférieur, en diminuant le mouvement excessif de l’arrière-pied et du tibia que l’on observe généralement chez les personnes souffrant de FFF.7-9 Cependant, il semble que pour chaque étude indiquant un effet mécanique positif des orthèses dans la réduction du mouvement excessif du membre inférieur,4, 7-10 il existe une étude rapportant que l’intervention des orthèses n’a pas un tel effet.4,10-13

En ce qui concerne le contrôle dynamique de l’équilibre pendant la marche, les seules études qui ont pu être localisées concernaient des modèles cadavériques et l’application d’orthèses dans des situations statiques. En vieillissant, les chutes involontaires provoquent des blessures débilitantes. Bien que les chutes soient complexes et que de nombreux facteurs soient impliqués, les problèmes de chaussures et de pieds jouent un rôle majeur dans le contrôle de l’équilibre pour éviter les chutes.14 Imhauser et ses collègues15 ont quantifié et comparé l’efficacité des orthèses dans le traitement de la déformation du pied plat de modèles cadavériques dans une situation statique

situation et ont déterminé que les orthèses stabilisent et restaurent l’arc longitudinal médian. De plus, Kitaoka et al16 ont démontré une amélioration significative de l’alignement de l’arc et de l’alignement structurel des membres inférieurs avec l’utilisation d’orthèses chez les cadavres. Compte tenu des limites de la littérature, cependant, la transférabilité des résultats a peu de valeur clinique, car toutes les études se sont principalement concentrées sur des conditions statiques.

Nos intérêts de recherche actuels en cours comprennent la fonction du pied,17,18 les chaussures,19,20 et les interventions orthétiques,21,22 y compris les études sur les individus fonctionnellement à pied plat. Ces personnes ont été jugées éligibles pour participer à ces études si elles répondaient aux critères de pied plat fonctionnel (FFF) prédéterminés (ces critères ont été prédéterminés en consultation avec un podo-orthésiste certifié et ont été rapportés ailleurs (Cunningham et Perry, soumis)). En outre, tous les participants ont rempli un questionnaire de sélection et ont été exclus de l’étude s’ils présentaient un trouble neurologique ou physique affectant l’utilisation de leur membre inférieur. L’approbation éthique de ces études a été reçue de notre comité d’examen éthique institutionnel.

Tous les participants (étude sur la course à pied n=19 et étude sur la marche n=10) avaient un pied plat bilatéral fonctionnel avec peu ou pas de douleur. Chaque sujet avait les deux pieds plâtrés dans une position neutre sous-talienne par un podo-orthésiste. Les études présentées ici ont toutes deux utilisé des semelles orthopédiques (Figure 2). La hauteur de la voûte sous-talienne de chaque participant a été déterminée en alignant une règle au niveau du bord médial du premier métatarsien et du talon, puis en mesurant la hauteur du bord médial de la règle jusqu’au moulage le long d’un axe vertical (Figure 3). Des inserts de voûte plantaire de 0%, 33%, 66% et 100% de la hauteur de la voûte neutre sous-talienne ont été créés pour chaque participant (figure 4).

Étude cinématique

Dans l’étude sur la course à pied, du ruban adhésif athlétique a été utilisé pour faire adhérer les supports de voûte plantaire à la surface plantaire du pied, spécifiquement à la voûte longitudinale médiane. Les participants ont indiqué que la technique de fixation ne limitait pas le mouvement normal du pied. Dans l’étude sur la marche, les participants ont été dimensionnés et équipés de chaussures de marche de laboratoire de style identique (Rockport, World Tour Classic Model ; Canton, MA) et de semelles plates sur mesure sur lesquelles étaient collées les semelles de soutien de la voûte plantaire (Figure 3). Dans les deux études, des semelles orthopédiques de différentes hauteurs ont été portées dans un ordre aléatoire pendant l’expérimentation.

Dans l’étude sur la course à pied, chaque participant courait à une vitesse de 2,0 m/s et 3,0 m/s sur un tapis roulant tandis que la cinématique angulaire tridimensionnelle était enregistrée à l’aide de multiples marqueurs infrarouges placés sur la partie inférieure de la jambe et le pied. Les variables cinématiques mesurées comprenaient l’angle arrière-pied (mouvement du pied dans le plan frontal par rapport à la jambe) et la rotation tibiale (rotation relative de la jambe inférieure autour de son axe long). Les deux mesures étaient représentées par rapport à un essai statique en position debout. Chaque participant a couru avec chacune des semelles orthopédiques collées sous l’arche médiane pendant les deux conditions de vitesse. Tous les participants étaient physiquement actifs mais n’étaient pas des coureurs de compétition.

Les résultats de l’étude sur la course à pied (seules les données pour la condition de vitesse de 2,0 m/s sont présentées) suggèrent que lorsque le degré d’intervention de l’orthèse (hauteur de l’insert de la voûte plantaire) augmente, il y a des diminutions significatives (p < 0,001) de l’angle maximal de l’arrière-pied et de l’angle maximal de rotation interne du tibia parmi cette population (figure 5). Cependant, le taux de mouvement de l’arrière-pied et le taux de rotation interne du tibia n’ont pas été affectés.

Étude de l’équilibre dynamique

L’étude de la marche a fait marcher chaque participant sur une série de plateformes inclinées qui simulaient des surfaces inégales (décrites par Perry et al23) afin de tester le contrôle de l’équilibre dynamique. Une configuration à 21 marqueurs a été utilisée pour estimer le mouvement tridimensionnel du centre de masse (COM) du corps et de la base d’appui (BOS), définie comme la surface de contact des pieds. Le contrôle dynamique de l’équilibre a été déterminé par la mesure de la marge de stabilité latérale, définie par la distance (dans le plan transversal) entre le bord latéral de la BOS et la position du COM pendant la phase d’appui unique de la marche (comme décrit dans Perry et al18) De nouveau, chaque participant a eu chaque hauteur de voûte plantaire placée sur la semelle intérieure vierge, puis dans les chaussures standard.

Les augmentations de la hauteur de la voûte plantaire ont été associées à des changements statistiquement significatifs démontrés dans la stabilité dynamique. La plus grande amélioration s’est produite à la hauteur de l’arche de 66 % (figure 6). Au cours de la phase d’appui unique de la marche, les sujets portant l’insert de 66 % de la hauteur de la voûte plantaire présentaient les valeurs maximales les plus faibles et les valeurs minimales les plus élevées pour la différence médio-latérale COM-BOS (p < 0,04).

La diminution de l’angle de l’arrière-pied (généralement considéré comme une bonne indication de la pronation du pied24) et de la rotation interne du tibia (qui s’est avérée avoir une relation étroite avec la pronation du pied25) avec une intervention accrue de l’orthèse (hauteur de l’insert de la voûte plantaire) pendant la course démontre le lien direct entre la hauteur de l’orthèse et la mécanique du pied/de la jambe. Cependant, sans une diminution significative associée du taux d’angle de l’arrière-pied et du taux de rotation interne du tibia, l’exposition du membre inférieur à un changement angulaire rapide, qui est considéré comme un facteur important de blessures, pourrait ne pas être réduite dans la mesure attendue. Les résultats de l’étude de la marche indiquent que les individus ayant un pied plat fonctionnel connaissent une stabilité dynamique accrue lorsqu’ils portent des semelles orthopédiques qui sont à 66% de leur hauteur d’arc neutre subtalaire.

Conclusions

Ces résultats soulignent que les orthèses sont efficaces pour réduire les mouvements du pied et de l’extrémité inférieure chez les individus FFF. Ils indiquent également qu’une augmentation incrémentielle de la hauteur de l’orthèse a effectivement une relation directe avec le degré de changement qui sera observé en termes d’angles maximaux de rotation interne de l’arrière-pied et du tibia.

En outre, nos résultats suggèrent que le domaine plus complexe des orthèses et du contrôle de l’équilibre dynamique ne semble pas être aussi simple. Plutôt qu’une relation directe, chaque individu peut avoir une hauteur d’orthèse optimale qui permet un contrôle optimal de l’équilibre dynamique. Ces deux études suggèrent qu’il est important de prendre en compte à la fois l’avantage de la réduction des mouvements du pied et de la jambe et l’optimisation du contrôle dynamique. L’un ou l’autre de ces mécanismes, un mouvement excessif ou une perte d’équilibre, pourrait entraîner une blessure invalidante.

Stephen D. Perry, MSc, PhD, est professeur agrégé au département de kinésiologie & éducation physique de l’Université Wilfrid Laurier à Waterloo, Ontario, Canada. E. Anne Cunningham, MSc, CPed, est interne en pédicurie à Waterloo, en Ontario. Les études sur la course à pied faisaient partie de sa maîtrise en sciences à l’Université Wilfrid Laurier. Kelly M. Goodwin, BSc, MD (candidate) est étudiante en médecine à l’Université d’Ottawa. Les études sur l’équilibre dynamique faisaient partie de son projet de thèse de baccalauréat à l’Université Wilfrid Laurier.

Remerciements : Ce travail a été soutenu par une subvention de fonctionnement des Instituts de recherche en santé du Canada (MOP-77772) et l’équipement a été soutenu par la Fondation canadienne pour l’innovation, le Fonds ontarien pour l’innovation et l’Université Wilfrid Laurier.

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Les légendes des figures

Figure 1 : A. Démonstration de l’effondrement de l’arche pendant la mise en charge, B. Preuve de la formation de l’arche sans mise en charge.

Figure 2 : A. Vue médiale de l’insert de l’arche, B. Vue médiale-supérieure de l’insert de l’arche, C. Vue supérieure de l’insert de l’arche.

Figure 3 : Détermination de la hauteur de l’arche à partir du moulage du pied neutre sous-talien.

Figure 4 : Inserts de voûte plantaire placés sur des semelles orthopédiques sur mesure.

Figure 5 : Effet de l’intervention orthétique sur le mouvement de l’arrière-pied et la rotation interne du tibia lors d’une course à 2,0 m/s.

Figure 6 : Effet de l’intervention orthétique sur le centre de masse-base d’appui (COM-BOS) maximal et minimal dans la direction médio-latérale.