Effets de la Rigidité du Fascia Plantaire sur les Réponses Biomécaniques du Complexe Cheville-Pied

Par Jason Tak-Man Cheung, Ming Zhang, et Kai-Nan An

Jockey Club Rehabilitation Engineering Centre, The Hong Kong Polytechnic University, Hung Hom, Kowloon, Hong Kong, PR China

Biomechanics Laboratory, Department of Orthopaedic Surgery, Mayo Clinic, Rochester, MN, USA

Résumé

Contexte : Le fascia plantaire est une structure stabilisatrice cruciale de l'arche longitudinale du pied humain, particulièrement pendant la phase intermédiaire du cycle de marche. Comprendre sa biomécanique fonctionnelle est essentiel pour développer des traitements de rééducation, orthétiques et chirurgicaux pour la fasciite plantaire. Cette étude quantifie les réponses biomécaniques du complexe cheville-pied avec différentes rigidités du fascia plantaire.

Méthodes : Un modèle détaillé en trois dimensions par éléments finis du pied et de la cheville a été construit à partir de la reconstruction 3D d'images IRM. L'étude a évalué les effets de différentes valeurs de module élastique (0-700 MPa) du fascia plantaire sur la distribution des contraintes/déformations des structures osseuses, ligamentaires et des tissus mous encapsulés.

Résultats : Les résultats ont montré que la diminution du module de Young du fascia plantaire augmentait significativement les déformations des ligaments plantaires longs et courts et du ligament suspenseur du talus. La simulation de la libération du fascia plantaire a déplacé les contraintes de von Mises maximales du troisième au deuxième métatarsien et a augmenté les contraintes à la zone d'attache du ligament plantaire du cuboïde. Une diminution de la hauteur de l'arche et une pronation du médio-pied ont été prévues, bien que cela n'ait pas entraîné un effondrement total de l'arche du pied.

Interprétation : La dissection chirurgicale du fascia plantaire peut induire des déformations ou des contraintes excessives dans les structures ligamentaires et osseuses. Elle doit être bien planifiée pour minimiser l'impact sur son intégrité structurelle et réduire le risque de développer une instabilité de l'arche et un syndrome douloureux du pied.

Introduction

Le fascia plantaire stabilise l'arche longitudinale du pied humain pendant la phase intermédiaire du cycle de marche. Comprendre sa biomécanique aide à établir une justification pour les traitements de la fasciite plantaire, y compris les interventions de rééducation, orthétiques et chirurgicales. La fasciotomie plantaire, une procédure chirurgicale courante pour la douleur chronique du talon causée par la fasciite plantaire, réduit la rigidité du pied et crée une arche plus déformable (Davies et al., 1999). Cependant, cette modification biomécanique soulève des inquiétudes quant à la diminution de la stabilité de l'arche et à la compensation par les structures ligamentaires adjacentes.

Méthodes

Un modèle détaillé en trois dimensions par éléments finis du pied et de la cheville a été construit à partir de la reconstruction 3D d'images IRM. Le modèle a intégré des non-linéarités géométriques et de contact, et une étude de sensibilité a évalué les effets de différentes valeurs du module élastique (0-700 MPa) du fascia plantaire sur la distribution des contraintes/déformations des structures osseuses, ligamentaires et des tissus mous encapsulés.

Résultats

L'étude a trouvé que la diminution du module de Young du fascia plantaire augmentait les déformations des ligaments plantaires longs et courts et du ligament suspenseur du talus de manière significative. La simulation de la libération du fascia plantaire a déplacé les contraintes de von Mises maximales du troisième au deuxième métatarsien et a augmenté les contraintes à la zone d'attache du ligament plantaire du cuboïde. Cela a également entraîné une diminution de la hauteur de l'arche et une pronation du médio-pied, bien que cela n'ait pas causé un effondrement total de l'arche du pied.

Interprétation

La dissection chirurgicale du fascia plantaire peut induire des déformations ou des contraintes excessives dans les structures ligamentaires et osseuses. Par conséquent, la libération chirurgicale du fascia plantaire doit être bien planifiée pour minimiser l'impact sur son intégrité structurelle et réduire le risque de développer une instabilité de l'arche et un syndrome douloureux du pied.

Conclusions

Le fascia plantaire joue un rôle crucial dans la stabilisation de l'arche longitudinale du pied humain pendant la phase intermédiaire du cycle de marche. La réduction de sa rigidité au-delà de 50 % peut induire des déformations ou des contraintes significatives dans les structures ligamentaires et osseuses. Si nécessaire, la libération chirurgicale du fascia plantaire doit être méticuleusement planifiée pour minimiser son impact sur l'intégrité structurelle.