Des chercheurs américains de l’Université du Wisconsin sont parvenus à mettre au point un dispositif portatif capable de mesurer la tension du tendon d’Achille durant des activités physiques, telles que la marche ou la course. Cette découverte, présentée dans un article* publié le 23 avril dans la revue Nature Communications, pourrait être utilisée dans des programmes de réhabilitation ou en soins orthopédiques.
Analyser les tendons en pleine action
Etre capable de mesurer la force qui s’exerce sur les muscles et les tendons représente un défi depuis longtemps. Les muscles génèrent des mouvements au niveau des articulations en tirant sur les tendons, qui sont des bandes de tissus reliant les muscles au squelette. Mais évaluer les forces transmises par les tendons à l’intérieur du corps d’une personne vivante est délicat.
Une technique consiste par exemple à enregistrer les ondes sonores de compression. Ces dernières varient en fonction du mouvement et de l’élasticité des tissus. Mais cette méthode ne permet pas d’effectuer des mesures quand le corps est en mouvement.
Des dispositifs portables ont donc été développés. Mais, « actuellement, ils peuvent mesurer notre mouvement, mais ne fournissent pas d’informations sur les forces musculaires qui génèrent le mouvement », explique Darryl Thelen, professeur de génie mécanique à Université du Wisconsin. Avec ses collaborateurs, il a donc conçu un dispositif simple et non invasif qui peut être facilement posé sur la peau, au-dessus du tendon. Ils l’ont en fait testé sur les tendons d’Achille, patellaire (au niveau du genou) et les ischio-jambiers.
Un nouveau dispositif portable et peu invasif
Concrètement, ce nouveau système mesure lui aussi la vitesse de propagation des ondes sonores, en l’occurrence l’onde de cisaillement qui se produit à l’intérieur d’un tendon quand il est en tension. Le dispositif créé par les chercheurs consiste en un mécanisme qui tapote le tendon plus de 50 fois par seconde. Chaque coup crée une onde à travers le tendon, qui est mesurée avec deux accéléromètres miniatures déterminant la vitesse à laquelle l’onde se déplace. Ainsi, ils peuvent mesurer ce qui se passe dans le tendon lorsque les utilisateurs modifient leur marche, par exemple, en changeant la longueur ou la vitesse du pas.
Ce phénomène est similaire à une corde de guitare, où la tension dans la corde change la réponse vibratoire. Quand une corde de guitare est pincée, la vitesse de l’onde qui se déplace le long de la corde, et donc la fréquence de vibration, est liée à la tension, ou à la force, appliquée à la corde.
Des applications fondamentales et cliniques
Les résultats de cette recherche, soutenue par les National Institutes of Health (NIH), ont été publiés le 23 avril dans une grande revue, Nature Communications. En fait, ce dispositif pourrait permettre aux cliniciens de planifier des traitements plus efficaces pour les patients souffrant de maladies et de lésions musculo-squelettiques.
« Nous pensons que le potentiel de cette nouvelle technologie est élevé, à la fois d’un point de vue de la science fondamentale et pour des applications cliniques, a expliqué l’un des auteurs de l’étude. Par exemple, les mesures de la force du tendon pourraient être utilisées pour guider les personnes souffrant de troubles de la marche, mais aussi pour évaluer objectivement si un tendon réparé est suffisamment guéri pour fonctionner normalement et permettre à une personne de reprendre son activité. »
En outre, les chercheurs précisent que ce tensiomètre à tendon, simple et peu coûteux, pourrait être facilement déployé dans des environnements variés tels que des laboratoires, des centres de réhabilitation ou même dans le monde de l’athlétisme.