Comprendre la complexité des modèles de pieds

Le pied humain, c'est pas juste une structure simple ; il est composé de plein d'os et d'articulations qui bossent ensemble. Pourtant, beaucoup de modèles utilisés pour étudier comment le pied bouge le considèrent souvent comme une seule pièce solide. Ça rend difficile de voir comment les différentes zones du pied se comportent, surtout quand les gens se blessent. Parmi les blessures courantes du pied, on trouve des problèmes comme les blessures de stress osseux, la fasciite plantaire (douleur sous le pied), la tendinite d'Achille (douleur au talon) et l'arthrite. Pour avoir une meilleure compréhension de tout ça, les chercheurs créent maintenant des modèles de pied plus complexes.

#C'est Quoi les Modèles de Pied Multiségmentés ?

Les modèles de pied multiségmentés (MSFMs) sont devenus super importants pour étudier le mouvement du pied dans la recherche et en clinique. Contrairement aux modèles plus simples, les MSFMs décomposent le pied en parties ou segments individuels, ce qui permet de mieux voir comment chaque articulation se comporte. Les chercheurs se concentrent sur des articulations spécifiques pour comprendre comment elles sont liées aux blessures. Dans notre cas, on regarde surtout les articulations tibiotalaire (cheville), midtarsale et métatarsophalangée (orteil), surtout chez les coureurs de fond qui peuvent souffrir de blessures au métatarsien.

Des recherches montrent que le mouvement du milieu du pied pendant la marche est crucial et ne devrait pas être négligé. En utilisant un MSFM, on peut observer de près comment les différentes parties du pied fonctionnent ensemble, notamment les articulations près des métatarsiens et de la cheville.

#Différents Types de Modèles de Pied

Il existe plein de MSFMs, mais ils varient selon le nombre de segments utilisés et comment ces segments sont définis. Par exemple, le modèle du pied d'Oxford et le modèle du pied de Milwaukee sont deux modèles couramment utilisés, chacun avec quatre segments : jambe (partie inférieure de la jambe), arrière-pied (talon), avant-pied (partie avant du pied) et hallux (gros orteil). La principale différence entre ces modèles, c'est que le modèle d'Oxford ne considère pas la zone du milieu du pied comme partie de l'avant-pied, tandis que le modèle de Milwaukee l'inclut.

Des modèles plus complexes avec encore plus de segments ont été créés, comme un modèle à 26 segments. Toutefois, au fur et à mesure qu'on ajoute des segments, il devient plus difficile de les suivre avec précision en utilisant des techniques standard de capture de mouvement. Certains modèles essaient de donner plus de détails en divisant l'avant-pied en sections médiale (intérieure) et latérale (extérieure), ce qui peut aider à comprendre les nuances du mouvement.

#Pourquoi Choisir le Bon Modèle ?

Avec tous ces MSFMs, c'est pas évident de déterminer lequel est le meilleur pour une étude ou une situation clinique spécifique. On ne sait pas non plus si les modèles différents donnent les mêmes mesures sur la façon dont les articulations bougent et la force qu'elles subissent pendant l'activité. Certaines études ont montré que même de petits changements dans un modèle peuvent affecter les résultats.

Par exemple, une étude a regardé cinq MSFMs différents et a trouvé que même si en général ils montraient des schémas de mouvement similaires, il y avait des différences importantes que les chercheurs doivent prendre en compte en utilisant leurs données. Les études cinétiques sont encore limitées, et peu ont comparé les Forces et moments générés dans différents modèles.

#Notre Objectif de Recherche

Pour répondre à ces questions, on a comparé les mouvements et les mesures de force aux articulations tibiotalaire, midtarsale et métatarsophalangée en utilisant quatre MSFMs différents tout en observant de jeunes adultes marcher et jogger. On a inclus trois modèles déjà validés : les modèles de pied d'Oxford, de Milwaukee et de Gand, ainsi qu'un nouveau modèle que nous avons développé appelé le "Modèle Vogel".

En utilisant les mêmes données pour chaque modèle, on a pu voir comment leurs différentes structures pourraient influencer les résultats. On a examiné les angles, les forces et le travail effectué aux articulations pendant le mouvement, en s'attendant à ce qu'un plus grand nombre de segments entraîne une force plus faible aux articulations individuelles car les forces seraient partagées entre tous les segments.

#Participants et Collecte de Données

On a inclus des jeunes adultes de 18 à 30 ans qui couraient régulièrement au moins 24 km par semaine. On avait 20 participants avec une distance moyenne de course de 41,4 km chaque semaine. Ils ont donné leur consentement pour participer à la recherche.

Pour collecter les données, on a mis en place un système de capture de mouvement avec des caméras et des plaques de force qui mesuraient les mouvements des pieds et des jambes pendant que les participants marchaient et joggaient pieds nus. On a placé des marqueurs sur le corps pour suivre les mouvements avec précision.

#L'Importance de la Sélection du Modèle

Au cours de notre recherche, on a passé en revue les MSFMs existants pour choisir les meilleurs pour la comparaison. On a choisi le modèle de pied d'Oxford comme référence principale en raison de sa popularité et de sa validation. Le modèle de pied de Milwaukee a été choisi pour ses similitudes mais sa structure de milieu de pied différente. Notre Modèle Vogel a été conçu pour inclure une section de milieu de pied et une section de phalanges, qui ne sont pas présentes dans de nombreux autres modèles. Le modèle de Gand a été sélectionné pour ses caractéristiques uniques comme la séparation médiale/latérale.

On a appliqué les mêmes calculs pour mesurer les angles, les forces et la puissance des articulations dans chaque modèle, comparant leurs performances pendant la marche et le jogging.

#Résultats Clés

#Résultats de l'Articulation Tibiotalaire

Nos premiers résultats se sont concentrés sur l'articulation tibiotalaire. Étonnamment, le comportement de l'articulation n'était pas cohérent entre les modèles. Bien que les angles étaient quelque peu similaires pendant la marche, les mesures de force variaient de manière significative, surtout à la fin de la phase de stance. En jogging, il y avait encore plus de différences notables dans la façon dont chaque modèle représentait les angles et les forces.

#Observations de l'Articulation Midtarsale

L'articulation midtarsale a offert des informations précieuses, notamment pour comprendre la structure du pied et les blessures. On a constaté que les mouvements à cette articulation variaient considérablement selon le modèle utilisé. Le modèle Vogel montrait des résultats les plus similaires à ceux du modèle d'Oxford, mais on a remarqué une diminution de l'angle articulaire en utilisant les autres modèles. Cela pourrait être dû au fait que le segment du milieu du pied était plus petit, donc moins de mouvement était enregistré.

#Insights sur l'Articulation Métatarsophalangée

À l'articulation métatarsophalangée, on a découvert que les angles articulaires et les forces changeaient aussi en fonction des conditions de marche ou de jogging. Les mouvements enregistrés par les modèles Vogel et Milwaukee étaient similaires, mais les deux montraient un certain décalage par rapport au modèle d'Oxford.

#Conclusion : L'Impact des Différences de Modèle

Notre recherche montre que différents MSFMs ne fournissent pas les mêmes informations concernant les angles articulaires, les forces et le travail effectué aux articulations du pied. La façon dont chaque modèle définit ses segments affecte la mesure du mouvement, entraînant des variations dans les données cinétiques.

Cette variation appelle à une standardisation de la manière dont ces modèles sont conçus pour que les chercheurs puissent comparer les résultats plus efficacement à travers différentes études. Les efforts futurs devraient se concentrer sur l'amélioration de l'exactitude du suivi des mouvements du pied et comment cela affecte les mesures biomécaniques proposées par ces modèles.

Comprendre les complexités du pied humain grâce à une modélisation appropriée peut mener à de meilleures stratégies de prévention et de traitement pour les blessures courantes, aidant finalement les gens à rester actifs et en bonne santé.