Initiation de la marche et transition du double vers le simple appui, avant et après arthroplastie de hanche chez des patients présentant une coxarthrose primaire unilatérale

Gait initiation and double to single leg transition, before and after hip arthroplasty in patients with primary unilateral coxarthrosis

• Auteur / Autrice : Pierre Martinot
• Direction : Sébastien Leteneur, Caroline Massot
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biomécanique et bio-ingénierie
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2024
• Etablissement(s) : Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale polytechnique Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2021-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines (Valenciennes, Nord ; 1994-...)

Mots clés

Mots clés libres

Initiation de la marche

Coxarthrose

Arthroplastie de hanche

Transition du double vers le simple appui

Hip arthroplasty

Hip osteoarthritis

Double to single leg transition

Gait initiation

Résumé

Le traitement de la coxarthrose repose classiquement sur la chirurgie prothétique. La prothèse totale de hanche (PTH) correspond à la grande majorité des arthroplasties. En effet, environ 150.000 PTH sont implantées par an en France (ANSM, 2022). La majorité des patients concernés sont âgés de plus de 60 ans et présentent une coxarthrose primaire. Ces patients sont à considérer de manière particulière puisque la réalisation des arthroplasties se fait à un âge de plus en plus avancé. Même si le traitement chirurgical permet d'aboutir à de très bons résultats fonctionnels (Learmonth et al., 2007) et à une nette ré autonomisation (Soleimani et al., 2023), ces patients restent exposés dans des situations à risque de chutes et donc à des fractures péri-prothétiques (Lin et al., 2022). Une des alternatives à la PTH, est le resurfaçage total de hanche (RTH) pour les patients de moins de 65 ans et actifs (Costa et al., 2017). En conservant la tête fémorale, les avantages potentiels du RTH sont une reprise d'activité sportive, une préservation de la proprioception, une réduction du risque d'instabilité et une restauration de la biomécanique articulaire (Fessy et al., 1999). De plus, il permet de reproduire une fonction motrice plus proche de l'articulation native que l'arthroplastie standard (Maillot et al., 2020). Pour réduire le risque de chute mais également l'impact fonctionnel et socio-économique des patients présentant une coxarthrose primaire ou une PTH, le dépistage et le diagnostic précoces des troubles locomoteurs constituent un enjeu majeur. Ces troubles peuvent être mis en évidence par l'analyse quantifiée du mouvement qui permet d'authentifier des altérations de la marche et de l'équilibre alors même qu'ils sont inobservables en pratique clinique. Alors que, des troubles de la marche ont déjà été rapportés dès le stade précoce de la coxarthrose et après la mise en place d'une PTH (Ikutomo et al., 2019). Aucune étude ne les a évalués au cours de l'initiation de la marche, tâche locomotrice pluriquotidienne permettant de passer de la posture statique à la dynamique. L'étude des trajectoires du centre de pression (barycentre des forces de réaction au sol) et du centre de masse (point ou la masse de tout le corps est concentrée) permet à la fois d'analyser la performance motrice et la stabilité posturale lors de l'initiation de la marche dans le plan sagittal (Lepers et al., 1995 ; McIlroy et al., 1999). D'autre part, l'analyse de la transition de l'appui bipodal (Tinetti et al., 1988) vers l'appui unipodal dans le plan frontal pourrait être également intéressante dans la population présentant une coxarthrose ou en post-opératoire (PTH ou RTH). Cette tâche de transition d'un état bipodal stable vers un appui unipodal présente des caractéristiques communes avec l'initiation de la marche : une phase d'ajustements posturaux anticipateurs suivie d'une phase d'exécution du mouvement. Mais c'est surtout son aspect complémentaire avec l'initiation de la marche qui est pertinent à étudier : alors que l'initiation de la marche nécessite des actions motrices essentiellement dans le plan sagittal, l'étude de la transition de l'appui bi vers unipodal permet d'approcher des modalités motrices comparables dans le plan frontal. Finalement, si la capacité à maintenir l'appui unipodal fait partie intégrante de l'examen clinique pré et post opératoire via le test de Vellas (Vellas et al., 1997), à notre connaissance rien n'a été publié sur les modalités mises en place par les patients pour y parvenir. Objectif de la thèse : Évaluer l'impact de la chirurgie prothétique (PTH et RTH) sur les paramètres cinématiques et dynamiques (couples articulaires) des membres inférieurs lors de l'initiation de la marche chez des patients présentant une coxarthrose primaire.

The treatment of coxarthrosis is classically based on prosthetic surgery. Total hip prosthesis (THA) corresponds to the vast majority of arthroplasties. In fact, around 150,000 THAs are implanted per year in France (ANSM, 2022). The majority of patients concerned are aged over 60 and have primary coxarthrosis. These patients should be considered in a special way since arthroplasties are performed at an increasingly advanced age. Even if surgical treatment achieves very good functional results (Learmonth et al., 2007) and a clear re-empowerment (Soleimani et al., 2023), these patients remain exposed in situations at risk of falls and therefore to peri-prosthetic fractures (Lin et al., 2022). One of the alternatives to THA is total hip resurfacing (THR) for active patients under 65 years of age (Costa et al., 2017). By preserving the femoral head, the potential advantages of THR are a return to sporting activity, preservation of proprioception, a reduction in the risk of instability and a restoration of joint biomechanics (Fessy et al., 1999). In addition, it makes it possible to reproduce a motor function closer to the native joint than standard arthroplasty (Maillot et al., 2020). To reduce the risk of falls but also the functional and socio-economic impact of patients with primary hip osteoarthritis or THA, early screening and diagnosis of locomotor disorders constitute a major issue. These disorders can be highlighted by quantified movement analysis which makes it possible to authenticate alterations in gait and balance even though they are unobservable in clinical practice. Whereas, walking disorders have already been reported from the early stage of hip osteoarthritis and after the implantation of a THA (Ikutomo et al., 2019). No study has evaluated them during the initiation of walking, a multi-daily locomotor task allowing a transition from static to dynamic posture. The study of the trajectories of the center of pressure (barycenter of ground reaction forces) and the center of mass (point where the mass of the entire body is concentrated) makes it possible to analyze both motor performance and postural stability during of the initiation of walking in the sagittal plane (Lepers et al., 1995; McIlroy et al., 1999). On the other hand, the analysis of the transition from bipodal support (Tinetti et al., 1988) to unipodal support in the frontal plane could also be interesting in the population presenting coxarthrosis or post-operatively (THA or THR). This task of transition from a stable bipodal state to unipodal support has characteristics in common with the initiation of walking: a phase of anticipatory postural adjustments followed by a phase of execution of the movement. But it is above all its complementary aspect with the initiation of walking which is relevant to study: while the initiation of walking requires motor actions essentially in the sagittal plane, the study of the transition from support bi towards unipodal allows us to approach comparable motor modalities in the frontal plane. Finally, if the ability to maintain unipodal support is an integral part of the pre- and post-operative clinical examination via the Vellas test (Vellas et al., 1997), to our knowledge nothing has been published on the methods used. put in place by patients to achieve this. Objective of the thesis: To evaluate the impact of prosthetic surgery (THA and THR) on the kinematic and dynamic parameters (joint torques) of the lower limbs during the initiation of walking in patients with primary hip osteoarthritis.