Au Canada, la forme d'incapacité la plus répandue chez les adultes en âge de travailler vient de problèmes reliés à la douleur de manière générale. Ces limitations entravent la productivité mais surtout la qualité de vie des travailleurs affectés. Dans le cas de lombalgies, leur diagnostique est souvent complexe ou inconnu ce qui les rend difficiles à traiter. Les sujets asymptomatiques peuvent être différenciés des patients lombalgiques par certains patrons d'activité musculaire tels le phénomène de flexion relaxation (PFR). Cependant, les facteurs le modulant sont méconnus. Par conséquent, l'objectif de notre étude est de mesurer la cinématique du tronc/pelvis, le recrutement musculaire ainsi que les forces de réaction au sol lors de maneuvres non contraintes de flexion-extension à différentes vitesses. La vitesse d'exécution de tâches dans le plan sagittal est suggérée comme facteur associé aux désordres musculaires du rachis. En outre, l'effet d'une manipulation nommée facilitation neuro-proprioceptive (FNP), visant un gain de flexibilité de la région lombaire, a été étudiée sur ces résultats.

Des enregistrements ont donc été réalisés chez 14 jeunes sujets sains de sexe masculin lors de tâches de flexion-extension du rachis selon trois vitesses différentes d'exécution représentant des périodes distinctes (6 s, 3 s et minimale d'environ 1 réalisées dans un ordre aléatoire). Lors de ces tâches, on a enregistré simultanément l'activité électrique de cinq paires de muscles superficiels du dos et de l'abdomen, les angles de rotation du tronc et du pelvis ainsi que les forces de réaction au sol. Pour la normalisation des activités musculaires, des contractions maximales volontaires (CMV) ont également été mesurées. Des ANOVA à une voie avec un a= 0,05 ont été exécutées suivies de tests de Tukey à posteriori en utilisant un niveau de signification p<0,05.

L'activité abdominale démontre de grandes variations individuelles. L'activité maximale des dorsaux se produit cependant à des angles relatifs au tronc significativement supérieurs de manière statistique en phase de flexion qu'en phase d'extension. Lors de ces sommets d'activité, la contribution lombaire prime sur celle du pelvis dans la rotation du rachis. Le PFR s'observe principalement au niveau lombaire dans le cas de vitesses lente et moyenne, en présentant une chute très significative de l'activité musculaire d'environ 84%. Le retour de l'activité musculaire suite au PFR, en phase d'extension, se fait à des angles inférieurs (plus près de la station verticale) qu'au moment du début du silence enregistré lors de la phase de flexion.

L'inertie de la partie supérieure du corps est augmentée à vitesse maximale, atteignant 1,4 fois la valeur à vitesses lente et moyenne lors d'une tâche de flexion extension. En conséquence, on a observé une hausse significative de la mobilité du tronc de même que de l'amplitude maximale moyenne des signaux d’EMG chez l’IC (p<0,002 entre les vitesses lente et maximale p<0,008 entre les vitesses moyenne et maximale). L'activité du RA a augmenté de manière plus significative entre les vitesses lente/moyenne et maximale (p<0,002) que celle de l’OE (p<0,005). L'activité maximale des muscles du dos lors des phases de flexion et d'extension tend à se produire à des angles supérieurs à vitesse moyenne en comparaison de la vitesse lente (sans que ce soit significatif). Le début du silence du PFR se produit à des angles de rotation du pelvis inférieurs en augmentant la vitesse pour l’IC (p<0,04). En phase d'extension, le silence du PFR se termine à des angles inférieurs au niveau du pelvis en haussant la vitesse (IC :​ p<0,05 et ER:​p<0,03).

En augmentant la vitesse, l'angle relatif au pelvis pour lequel le PFR débute (en phase de flexion chez les muscles lombaires) et se termine (en phase d'extension chez les muscles thoraciques et lombaires) tend à diminuer;​ résultant en une plus grande amplitude de mouvement présentant le PFR. Une modification du rythme lombo-pelvien se produirait en fonction de la vitesse, principalement en raison de la dynamique du pelvis. Pour ce qui est de la manipulation FNP, elle n'offre aucun effet significatif pour les variables à l'étude.

À la lumière de ces résultats, il s'avère que la vitesse de mouvement influence les paramètres musculaires, cinématiques et cinétiques du mouvement du rachis lors d'une tâche non contrainte de flexion-extension. Une exécution très rapide de ce type de tâche ne serait donc pas souhaitable, inhibant certains patrons musculaires protecteurs au niveau de la musculature dorsale. Une vitesse de lente à moyenne, tout en étant représentative de la dynamique naturelle du rachis, est donc à prioriser lors de l'exécution de tâches de flexion-extension du rachis.

Dans de futures études, différentes cohortes de sujets (lombalgiques, de sexe féminin ou présentant des morphologies extrêmes comme des personnes maigres ou obèses) peuvent être recrutées pour étudier l'effet de différents paramètres tels la fatigue ou les périodes de repos sur ces résultats. De plus, les angles aux genoux ainsi que des charges externes (de différents poids et placées à différentes hauteurs) peuvent être considérés afin de modéliser des tâches plus représentatives de celles retrouvées en entreprises ou lors des activités de la vie courante.

In Canada, the most widespread form of disability in adult population of working-age is associated with pain in general. Such problems impede productivity and deteriorate quality of life in affected population. For low back disorders, diagnosis is often complex or unknown;​ making treatment procedure difficult. Asymptomatic individuals can be identified from those with low back pain using patterns of muscular activity during the flexion-relaxation phenomenon (FRP). However, factors modulating FRP need yet to be clarified. Therefore, the objective of this study is set to measure trunk/pelvic kinematics, muscular recruitment, and ground reaction forces in unconstrained flexion-extension tasks at different speeds. Speed of movement in the sagittal plane has been suggested to be associated with back musculoskeletal disorders. Moreover, the effect of a manipulation called neuro-proprioceptive facilitation (FNP), which aims to gain lumbar flexibility, on results is investigated.

Measurements were carried out on fourteen healthy young male subjects performing free flexion-extension tasks at three different velocities with distinct time periods (6 sec, 3 sec and minimal at approximately 1 sec carried out randomly). During these tasks, the electromyography activity of five pairs of superficial back and abdominal muscles, trunk and pelvis rotations, and ground reaction forces were simultaneously measured. For the sake of normalization of muscular activities, maximum voluntary contractions (MVC) were also measured. One way ANOVAs with a=0.05 were performed followed by Tukey's post hoc multiple comparisons with p<0.05 as significance level.

Abdominal activities showed a very different pattern among subjects. Maximum activity of dorsal muscles, however, occurred at significant larger angles according to statistics during flexion phase when compared with the extension phase. At the time maximum activity of dorsal muscles happened, contribution of the lumbar spine to generate trunk rotation was larger than that of the pelvis. The FRP was mainly observed in muscles at the lumbar level for the case of moderate and slow velocities;​ presenting a very significant drop of the back muscular activities by about 84%. Trunk angle in which muscles were re-activated following the FRP was smaller (closer to the upright posture) than the angle in which silence initially begins during the flexion phase.

The upper body inertia increased at maximum speed, reaching 1.4 times of the value for slow and moderate speeds during a flexion-extension task. Accordingly, a significant increase in trunk mobility and mean maximum EMG signals of IC (p<0.002 between slow and maximum speeds p<0.008 between the moderate and maximum speeds) was observed. Activity of RA increased more significantly between slow/moderate and maximum speeds (p<0.002) than that of EO (p<0.005). Peak activity of back muscles in flexion and extension phases were likely to happen at relatively smaller trunk angle in moderate velocity when compared to the slow one (no statistical significance). As for the IC, FRP happened at smaller pelvis rotation for the tasks performed with moderate velocity compared to those performed at slow velocity (p<0.04). In extension phase, the FRP silence ended at smaller pelvis angle for faster movement (IC:​ p<0.05 and ER:​ p<0.03).

As the velocity of movement increased, the pelvis angle at which FRP silence started (for lumbar muscles during flexion phase) and finished (for thoracic and lumbar muscles for extension phase) tended to diminish;​ resulting in larger range of motion with FRP. A modification of the lumbar-pelvic rhythm would occur according to the speed, mainly because of the pelvis dynamic. The FNP manipulation did not cause any significant effect on the measured variables.

In the light of these findings, it appears that the speed of movement influences the trunk muscular activities, kinematics and kinetics of the spine during free flexion extension tasks. A very fast execution of this type of task would not be, thus, suitable since certain protective dorsal muscular behaviors are inhibited. A slow to moderate speed, while being representative of trunk natural dynamics, is recommended during trunk flexion-extension tasks.

In future studies, different groups of subjects (symptomatic, females or having extreme morphologies like thin or obese persons) can be recruited to study the effect of different parameters such as gender, anthropometric dimensions, fatigue and resting periods on results. Moreover, knee angle as well as external loads (at different magnitudes and elevations) can be considered in order to model tasks that are more representative of those preformed at workplace or in daily life activities.