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Vet. Res.
Volume 33, Number 4, July-August 2002
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Page(s) | 371 - 382 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/vetres:2002023 | |
How to cite this article | Vet. Res. (2002) 371-382 |
Vet. Res. 33 (2002) 371-382
DOI: 10.1051/vetres:2002023
Three-dimensional kinematics of the equine interphalangeal joints: articular impact of asymmetric bearing
Henry Chateaua, Christophe Degueurcea, Hassen Jerbia, Nathalie Crevier-Denoixa, Philippe Pourcelota, Fabrice Audigiéa, Viviane Pasqui-Boutardb and Jean-Marie Denoixaa UMR INRA-ENVA Biomécanique et Pathologie Locomotrice du Cheval, École Nationale Vétérinaire d'Alfort, 94704 Maisons-Alfort Cedex, France
b Laboratoire de Robotique de Paris, Université Versailles, Saint-Quentin-en-Yvelines, 78140 Vélizy, France
(Received 3 December 2001; accepted 12 February 2002)
Abstract
The objective of this study was to assess the effects of asymmetric placement of the foot on
the three-dimensional motions of the interphalangeal joints. Four isolated forelimbs were
used. Trihedrons, made of three axes fitted with reflective markers, were screwed into each
phalanx. They allowed to establish a local frame associated with each bone and thus to define
the spatial orientation of the phalanges. The limbs were then placed under a power press, and
subjected to compression with gradually increasing force (from 500 to 6 000 N). The procedure
was performed in neutral position and with the lateral or medial part of the foot raised by a
12
wedge. Flexion, collateromotion (passive abduction/adduction) and axial rotation
of the interphalangeal joints were measured using a cardan angle decomposition according to
the principle of the "Joint Coordinate System" described by Grood and Suntay. Raising the
lateral or medial part of the hoof induced collateromotion (about
) and
axial rotation (about
) of the distal interphalangeal joint. The
proximal interphalangeal joint underwent axial rotation (about
at
6 000 N) and slight collateromotion. Both interphalangeal joints underwent collateromotion in
the direction of the raised part of the foot (i.e., narrowing of the articular space on the
side of the wedge), whereas axial rotation occurred in the direction opposite to the raised
part of the foot. These results confirm the functional importance of interphalangeal joint
movements outside the sagittal plane. In particular they demonstrate the involvement of the
proximal interphalangeal joint in the digital balance. These data are helpful for the
identification of biomechanical factors that may predispose to interphalangeal joint injury.
Also the data may be of use for the rational decision making with respect to exercise
management and corrective shoeing of the lame horse.
Résumé
Étude cinématique tridimensionnelle des articulations interphalangiennes chez le
cheval: influence de l'appui asymétrique du pied
. L'objectif de cette étude était de
déterminer les effets de l'appui asymétrique du pied sur le comportement tridimensionnel des
articulations interphalangiennes. Quatre membres isolés ont été utilisés. Des systèmes de
suivi cinématique, pourvus de 3 axes portant des marqueurs réfléchissants ont été vissés dans
chaque phalange. Ces systèmes permettaient de déterminer, pour chaque segment osseux, un
repère local définissant l'orientation du segment. Les membres ainsi équipés étaient placés
sous une machine de compression et soumis à des cycles de mise en charge de 500 à 6 000 N, en
modifiant l'orientation du sabot par l'apposition d'une cale de 12
sous le quartier
latéral ou médial. Les angles de flexion, collatéromotion (abduction/adduction passive) et
rotation axiale des articulations interphalangiennes ont été calculés selon le principe du
" Système d'Axes Articulaires " énoncé par Grood et Suntay. Les modifications de l'appui
transversal du pied ont provoqué un mouvement de collatéromotion (
) et
de rotation axiale (
) au sein de l'articulation interphalangienne
distale. L'articulation interphalangienne proximale a subi un faible mouvement de
collatéromotion et une rotation axiale d'environ
. Pour les deux
articulations interphalangiennes, le mouvement de collatéromotion intervenait toujours en
direction du quartier surélevé (i.e., rétrécissement de l'interligne articulaire du côté de
la cale) alors que le mouvement de rotation axiale s'effectuait dans le sens opposé au côté
de la cale. Ces résultats sont une indication quantitative de l'importance fonctionnelle des
mouvements extra-sagittaux des articulations interphalangiennes. Ils démontrent, en
particulier, l'implication de l'articulation interphalangienne proximale dans l'équilibre du
segment digital. Ces données sont utiles pour confirmer ou pour suggérer objectivement des
facteurs biomécaniques intervenant dans l'étio-pathogénie des lésions interphalangiennes. En
corollaire, cette démarche permet de rationaliser certaines indications thérapeutiques
(gestion de l'exercice et maréchalerie orthopédique) chez le cheval boiteux.
Key words: horse / biomechanics / joint coordinate system / interphalangeal joint / imbalance
Mots clés : cheval / biomécanique / système d'axes articulaires / articulation interphalangienne / appui asymétrique
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