4.4. MATERIEL :
La détermination de l'évolution des flexions
angulaires au niveau au niveau du tronc et des différentes articulations
du membre inférieur, des forces développées et de
l'activité électrique des muscles mis en jeu lors d'un exercice
de squat à 90°, est réalisée grâce à une
chaîne d'acquisition composée de trois principaux
éléments pilotés et synchronisés à partir du
système SAGA-3.
4.5. CHAINE d'ACQUISITION :
Dans le cadre de ce mémoire nous présenterons
globalement la chaîne d'acquisition complète, sachant que nous
n'exploiterons qu'une partie des données cinématiques et
électromyographique.
4.5.1. Un système d'analyse d'images à 3-D
(SAGA-3) :
C'est un système optoélectronique d'analyse du
mouvement. L'acquisition des données est synchronisée avec celles
provenant de la plate-forme de force et de l'électromyographe. Toutes
les mesures sont effectuées par SAGA Measurement Station
(SAMS). Les images traitées par SAGA-3 sont obtenues à
l'aide de quatre caméras vidéo monochromes 50Hz. Les marqueurs
utilisés sont de forme sphérique, et recouverts d'un
matériau réfléchissant les rayons infrarouges. Ces
marqueurs sont au nombre de quatorze, dont dix d'entre eux sont collés
directement sur la peau, matérialisant les points anatomiques du membre
inférieur droit suivants : 2ème métatarsien,
5ème métatarsien, extrémité
postérieure du talon, malléole tibiale interne, malléole
externe, condyle tibial interne, condyle tibial externe, condyle fémoral
interne, condyle fémoral externe et grand trochanter. Les quatre autres
marqueurs sont placés au niveau de la 7ème
vertèbre cervicale (T7) du sacrum (S1), et des deux crêtes
iliaques.
4.5.2. Une plate-forme de force (AMTI) :
Dans toutes les situations expérimentales
explorées, le sujet est placé sur une plate-forme de force (AMTI)
à six composantes (Fx, Fy, Ez, Mx, My et Mz). Le signal de sortie de la
plate-forme est connecté à un convertisseur 12 bits à une
fréquence d'acquisition de 50Hz.
4.5.3. Une chaîne d'acquisition de
l'activité électromyographique (EMG) :
Afin de quantifier les forces musculaires mises en jeu lors du
mouvement squat à 90°, l'activité électrique des
muscles vastus lateralis (VL), vastus
medialis (VM), gastrocnemius (G)
et gluteus maximus (GM),est recueillie grâce
à des électrodes de surface de type (N-OO-S)
prégélifiées de diamètre 8mm. Pour chaque muscle,
deux électrodes actives (réception bipolaire) sont placées
sur la peau, sur le ventre du muscle, dans le sens des fibres et avec une
distance inter-électrode de 2cm. Une électrode de
référence (de masse) est également placée sur un
point osseux (patella). Pour l'obtention d'une résistance
électrode-tissu minimale la peau est rasée et nettoyée
avec de l'alcool. La fréquence d'échantillonnage est de 2048
Hz.
Les deux paramètres les plus utilisés pour
quantifier l'EMG de surface dans le domaine temporel sont l'EMG
intégré (EMGi) et la valeur RMS (Root Mean Square).
L'EMGi est défini comme la surface délimitée
par les variations de potentiel de l'EMG et la ligne isoélectrique
après redressement du signal. Son expression mathématique est
donc :
?
9
t0
C'est donc une quantité d'électricité,
parfois noté Q, que l'on mesure. L'unité est le mV.s.
L'intégration peut également s'effectuer sur des périodes
de temps T constantes (50 à 200 ms) et consécutives,
avec une remise à zéro entre chaque cycle. Pendant chacune de ces
périodes, on a :
La RMS est égal à la moyenne de la racine
carré du double de la somme des densités
élémentaires sur un seul des spectres de puissance obtenus par
analyse spectrale. La RMS a ainsi pour formule :
=
1/ T (( EMG )2.
dt ) ?
f
/2 J
1/ 2
i représente chaque classe de
fréquences, j et k sont les bornes respectivement
inférieure et supérieure de fréquence choisie, DSPi
est l'énergie contenue dans chaque classe.
Cependant, la valeur RMS est plus généralement
calculée, à un instant t pendant l'intervalle de temps
T écoulé à partir de la relation suivante :
RMS
?
?
?
t+T
/2
10
La RMS représente à peu près la
même entité que l'EMGi. C'est aussi la valeur efficace du signal.
Si l'on se base par exemple sur le modèle mathématique d'EMG de
surface proposé par De Luca (1985), la RMS et l'EMGi dépendent du
nombre et de la fréquence de décharge des unités motrices
ainsi que de la surface des potentiels des unités motrices. La RMS
dépend aussi du degré de synchronisation entre les
décharges, mais n'est pas sensible à certains
phénomènes d'annulation de signaux, dus à la superposition
des potentiels élémentaires ce qui n'est pas le cas de l'EMGi.
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