Anatomie et biomécanique de l’épaule

2.1.1. Étude de la cinétique de la clavicule et de la scapula

Les mouvements de la scapula sur le thorax ont la particularité de se produire dans les trois plans de l’espace et à partir de la position initiale de la scapula se situant à 40° dans le plan frontal, 5° dans le plan sagittal et environ 8° de tilt antérieur (7), ce qui peut rendre complexe leur observation.

Actuellement les diverses études de la cinématique de la scapula utilisent la technologie 3D (16)(17)(18), ce qui leur permet de décrire les mouvements de la scapula sur le thorax ci-dessous (figure 1):

• Dans le plan horizontal, la rotation médiale et latérale (à partir du point le plus latéro-dorsal de l’acromion) : elle permet à la scapula de se sagittaliser (rotation médiale) et de se frontaliser (rotation latérale). On appelle sagittalisation le fait que la scapula se projette du plan de la scapula vers le plan sagittal anatomique (protraction) , une frontalisation de la scapula signifie que la scapula se retracte de son plan vers le plan frontal anatomique (retraction).

• Dans le plan frontal, la rotation haute et basse, communément appelé sonnette latérale et médiale : la glène de la scapula s’oriente vers le haut (sonnette latérale) et le bas (sonnette médiale).

• Dans le plan sagittal, le tilt antérieur et postérieur : la scapula s’ascensionne tout en se projetant en avant, effectuant une bascule antérieure (tilt antérieur). Lors du tilt postérieur la scapula bascule en arrière, l’angle inférieur de la scapula va vers l’avant afin de suivre le relief du grill costal.

Rotation latérale

Lors de l’élévation du bras dans le plan de la scapula va effectuer un mouvement de sonnette latérale, de rotation latérale et de tilt postérieur (19). Ces mouvements permettent alors de maintenir un angle scapulo-huméral d’environ 30° (20). Cela a pour effet de réduire les tensions des ligaments et de positionner les muscles scapulo-glénoïdiens dans leur meilleure course d’action, ce qui optimise la stabilisation active et passive de l’épaule. La stabilisation de la scapula est essentiellement active dans tous les plans de mobilité, à hauteur de 90%. Pour cela la tension des muscles scapulaires doit être ajustée en permanence afin d’anticiper le mouvement gléno-huméral, garantissant la compression de la tête humérale dans la glène.

Les mouvements de la clavicule s’effectuent eux à la fois en rapport avec le thorax et la scapula (18). Les mouvements de la clavicule par rapport au thorax ont pour origine l’articulation sterno-claviculaire (figure 2):

• Dans le plan horizontal : la clavicule effectue un mouvement de rétropulsion en se déplaçant vers l’arrière, d’antépulsion en se déplaçant vers l’avant.

• Dans le plan frontal : la clavicule effectue une rotation antérieure ou postérieure et autour de son axe, elle tourne alors vers l’avant (rotation antérieure) ou l’arrière (postérieure).

• Dans le plan transversal : la clavicule effectue un mouvement d’élévation lorsqu’elle va vers le haut et d’abaissement lorsqu’elle se déplace vers le bas.

Figure 2 : Mouvements de la clavicule

Lors de le bras s’élève se produit une rétropulsion, une élévation (11) ainsi qu’une rotation postérieure (21) de la clavicule par rapport au thorax.

Les mouvements de la clavicule par rapport au thorax ont pour origine l’articulation acromio-claviculaire, ces mouvements se produisent de façon passive lors de mouvements de la scapula ou de la clavicule par rapport au thorax :

• Dans le plan horizontal : La clavicule effectue des mouvements de rétraction, déplacement de la clavicule vers l’arrière et de protraction lorsqu’elle se déplace vers l’avant (rotation autour d’un axe sagittal partant de l’articulation acromio-claviculaire). Ces mouvements correspondent à l’ouverture et la fermeture/ouverture de l’angle scapulo-claviculaire.

• Dans le plan de la scapula : la clavicule effectue des mouvements de rotation médiale et latérale acromio-claviculaire.

• Dans le plan frontal : la clavicule effectue des mouvements de tilt antérieur et postérieur.

2.1.2. Rôle de la clavicule dans la mobilité et la stabilité de la scapula.

La clavicule est le seul contact osseux reliant la scapula au thorax de par l’articulation acromio-claviculaire (AC) et sterno-claviculaire (ST). De part ce fait certains auteurs la décrive comme étant le pilier de la l’épaule, véritable support de ses mouvements (9)(10)(17)(11).

La clavicule impacte d’autant plus sur les mouvements du complexe scapulo-thoraco-brachial qu’elle est le siège de nombreux muscles moteurs comme le trapèze supérieur, le grand pectoral ou encore le deltoïde.

Dans leur étude sur la fonction de la clavicule sur les mouvements de la scapula Matsumura et al (9) ont conclu à son assistance dans les mouvements de rotation latérale, de sonnette latérale et de tilt postérieur de la scapula par rapport au thorax. Or ces mouvements permettent le passage du tubercule majeur de l’humérus sous l’acromion lors du mouvement d’élévation du bras. Indirectement nous pouvons donc émettre l’hypothèse que la clavicule participe à dégager l’humérus de l’espace sous acromial lors de l’élévation du membre supérieur et d’éviter un conflit articulaire.

2.1.3. Structures permettant la stabilité de la clavicule

La clavicule est stabilisée par des éléments musculaires, articulaires et des reliefs osseux. La stabilisation active est considérée par Dufour comme modeste de par l’action large de ses muscles (les seuls à avoir une action limitée serait le muscle trapèze et deltoïde) (7).

Nous pouvons aussi remarquer deux structures osseuses qui sont de réelles butées, empêchant tout dépassement des amplitudes physiologiques :

• L’orientation de l’extrémité distale de la clavicule qui se projette vers le dehors et l’arrière de la clavicule par rapport à la scapula, qui empêche les mouvements d’abaissements de la clavicule.

• Le processus postéro-inférieur de l‘extrémité proximale de la clavicule (7), qui empêche la rétropulsion de la clavicule.

L’articulation sterno-claviculaire (ST) (22) est l’articulation médiale de la clavicule et la relie au sternum et à la 1^ère côte (figure 3) (23). Elle est composée d’une surface claviculaire concave dans un plan horizontal et convexe dans un plan vertical et d’une surface sternale concave dans un plan vertical et convexe dans le plan horizontal, formant une articulation en selle qui permet d’absorber la plupart des contraintes. Le système ligamentaire de cette articulation est très solide. Il est constitué :

• D’un ligament (ou disque) intra

antéro-supérieure est la plus solide et est renforcée à la fois par le ligament inter-claviculaire et intra articulaire. Elle est le moyen de stabilité le plus solide de la sterno-claviculaire.

Figure 3: Système ligamentaire de l’articulation sterno-claviculaire (23)

1) 1^er cartilage costal, 2) Ligament costo-claviculaire, 3) Ligament antérieur, 4) Ligament supérieur, 5) Ligament inter-claviculaire, 6) Ligament postérieur, 7) Ménisque articulaire, 8) Manubrium, 9) Capsule

• Du ligament costo-claviculaire : il a une forme rhomboïde dans un plan frontal mais ses fibres sont spiralées ce qui lui permet de résister aux déplacements de la clavicule dans toutes les directions.

La deuxième articulation de la clavicule, en latéral, est l’articulation acromio-claviculaire (AC). C’est une diarthrose qui articule l’acromion, partie supéro-latérale de la scapula, au bord latéral de la clavicule. L’orientation de la clavicule est postéro-latérale tandis que l’acromion a une orientation antéro médiale.

Cette articulation est entourée d’une capsule et ses surfaces articulaires sont recouvertes de fibrocartilage. La capsule participe à la limitation de la tilt postérieure de la clavicule particulièrement sur sa partie supérieure et postérieure. Entre l’acromion et la clavicule se trouve un disque articulaire, qui possède d’avantage d’attaches sur la clavicule que sur l’acromion. Ce disque se dégrade rapidement dès la vingtième année de la vie (24).

Trois systèmes ligamentaires stabilisent cette articulation (figure 2) :

• Les ligaments acromio-claviculaires : ils sont au nombre de quatre, en antérieur, postérieur, supérieur et inférieur. Le ligament supérieur est le ligament qui absorbe la plupart des contraintes lors de la rotation antérieure de la clavicule (25).

Ces ligaments contrôlent jusqu’à 40° de rotation scapulaire par rapport à l’extrémité distale de la clavicule tout en

préservant le centre de rotation du mouvement (26).

• Les ligaments coraco-claviculaire latéraux : ce sont les ligaments conoïde et trapézoïde. L’orientation du ligament conoïde est postéro-médiale tandis celle du trapézoïde est postéro-latérale. La principale action de ces ligaments est de limiter la rétropulsion et l’élévation de la clavicule par rapport au thorax. C’est le ligament conoïde qui absorbe le plus de contraintes du fait de son orientation (27).

• Le ligament coraco-claviculaire médial : Ce ligament part du bord médial du processus coracoïde et vient s’attacher sur le tiers moyen du bord inférieur de la

Figure 4 : Système ligamentaire de l'articulation acromio-claviculaire (22) :

1) Ligaments supérieur et inférieur, 2) Ligament trapezoïde, 3) Ligament conoïde, 4) Ligament coraco-claviculaire médial

clavicule. L’action de ce ligament est très peu décrite dans la littérature mais une récente étude de Moya et al (28) ont permis de décrire son action de limitation de l’élévation et de rétropulsion de la clavicule lorsque les ligaments coraco-claviculaire latéraux sont rompus.

Un autre élément de stabilité de l’articulation AC est la chape delto-trapézienne. Elle assiste le ligament AC supérieur dans la limitation du mouvement de rotation antérieure de la clavicule (29).