Pour les athlètes et les guerriers du week-end, le retour trop tôt d'une blessure au tendon garantit souvent un retour immédiat à la thérapie physique. Cependant, une nouvelle technologie développée par les ingénieurs de l'Université du Wisconsin-Madison pourrait un jour aider à déterminer si vos tendons sont prêts à l'action.

Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur de génie mécanique UW-Madison Darryl Thelen et l'étudiant diplômé Jack Martin a conçu une nouvelle approche pour mesurer de manière non invasive la tension des tendons pendant qu'une personne s'engage dans des activités comme la marche ou la course.

Cette avancée pourrait fournir de nouvelles informations sur le contrôle moteur et la mécanique du mouvement humain. Elle pourrait également s'appliquer à des domaines allant de l'orthopédie, réhabilitation, ergonomie et sport. Les chercheurs ont décrit leur approche dans un article publié aujourd'hui (23 avril 2018) dans la revue Communication Nature .

Les muscles génèrent des mouvements au niveau des articulations en tirant sur les tendons, qui sont des bandes de tissu qui relient les muscles au squelette. Mais évaluer les forces transmises par les tendons à l'intérieur du corps d'une personne vivante est délicat.

"Actuellement, les wearables peuvent mesurer notre mouvement, mais ne renseignent pas sur les forces musculaires qui génèrent le mouvement, " dit Thelen, dont le travail est soutenu par les National Institutes of Health.

Pour surmonter ce défi, Thelen et ses collaborateurs ont développé un dispositif non invasif qui peut être facilement monté sur la peau au-dessus d'un tendon. L'appareil permet aux chercheurs d'évaluer la force du tendon en examinant comment les caractéristiques vibratoires du tendon changent lorsqu'il subit une charge, comme il le fait pendant le mouvement.

Ce phénomène est similaire à une corde de guitare, où la tension dans la corde modifie la réponse vibratoire. Quand une corde de guitare est pincée, la vitesse de l'onde se déplaçant le long de la corde, et donc la fréquence de vibration, est lié à la tension, ou forcer, appliqué à la chaîne.

"Nous avons trouvé un moyen de mesurer les caractéristiques vibratoires - dans ce cas, la vitesse d'une onde de cisaillement se déplaçant le long d'un tendon, puis nous sommes allés plus loin et avons déterminé comment interpréter cette mesure pour trouver la contrainte de traction dans le tendon, " dit Thelen.

Le nouveau système de mesure de la vitesse des vagues est portable et relativement peu coûteux. Il comprend un dispositif mécanique qui tapote légèrement le tendon 50 fois par seconde. Chaque tapotement initie une vague dans le tendon, et deux accéléromètres miniatures déterminent à quelle vitesse il se déplace.

Les chercheurs ont utilisé l'appareil pour mesurer les forces sur le tendon d'Achille, ainsi que les tendons rotuliens et ischio-jambiers. Dans chaque cas, ils peuvent mesurer ce qui se passe dans le tendon lorsque les utilisateurs modifient leur démarche, par exemple, en changeant la longueur ou la vitesse des pas.

En mesurant le comportement des muscles et des tendons dans le corps humain, ce système pourrait à terme permettre aux cliniciens de planifier des traitements plus efficaces pour les patients souffrant de maladies et de blessures musculo-squelettiques.

"Nous pensons que le potentiel de cette nouvelle technologie est élevé, tant du point de vue de la science fondamentale que pour les applications cliniques, " Thelen dit. " Par exemple, les mesures de la force tendineuse pourraient être utilisées pour guider les traitements des personnes souffrant de troubles de la marche. Il peut également être utile d'évaluer objectivement quand un tendon réparé est suffisamment guéri pour fonctionner normalement et permettre à une personne de reprendre ses activités.