Biomécanique de la musculature cervicale

Comme nous l’avons vu plus haut, la musculature cervicale est abondante et disposées en plans successifs. Dans cette partie, nous nous interessons aux différents rôles de ces muscles afin de mieux comprendre les dysfonctionnements musculaires douloureux liés à la posture.

1.3.1. Mécanismes stabilisateurs de la tête et du rachis cervical en position verticale

D’un point de vue biomécanique, le rachis peut être comparé à un mât de bateau qui assure le port et la stabilité de la tête (Fig. 22).

Appendue à la base antérieure du crâne, la face par son poids entraine un déséquilibre vers l’avant. Le poids de la tête a alors tendance à entrainer une extension du cou et à majorer la courbure cervicale (b) [13].

Cependant, en position verticale, le poids de la tête et la ligne gravitaire (G) de la tête réussissent se combiner et s’équilibrer bien qu’exerçant des contraintes négatives sur la posture céphalique et rachidienne.

Figure 21 : Schéma de BRODIE modifié

par LEJOYEUX [24].

La tête est en équilibre quand le plan nasio-opisthion, c’est-à-dire la ligne de la racine du nez au bord postérieur du foramen occipital, est horizontal. Le centre de gravité de la tête se situe alors au milieu de cette ligne. Le vecteur gravité (G) est représenté par un axe vertical qui passe au niveau de l’ATM et en avant de l’axe occipito-cervical et de la colonne vertébrale (Fig. 23). Cette situation antérieure de la gravité G amène une flexion de la tête et du cou vers l’avant.

Dans sa position d’équilibre, la colonne cervicale est inclinée en avant et les muscles de la nuque compensent en faisant bras de levier [13] [40].

Il est important de noter que le regard n’est pas horizontal lorsque la tête est en équilibre mais légèrement incliné vers le bas. L’horizontalisation du regard nécessite une extension cervicale en lordose avec un transfert postérieur de la ligne de gravité.

Ainsi, la position de la tête conditionne la statique globale du corps dans les conditions d’équilibre de la bipédie [40].

Dans sa thèse en biomécanique sur « l’étude cinématique tridimensionnelle du rachis cervical » (2008), Luc BOUSSION distingue quatre grandes catégories de muscles à insertion cervicales selon leur terminaison, leur situation et leur longueur. Pour continuer la métaphore, ces muscles représentent les « haubans » du corps humain.

Les muscles rachidiens céphaliques possèdent une quantité importante de capteurs proprioceptifs, leur permettant d’ajuster les mouvements dynamiques intrinsèques ou posturaux de la tête. Ils induisent aussi l’activité des muscles longs ou de chaînes musculaires plus puissantes. Les muscles courts, souvent situés en profondeur, prennent en charge les mouvements de faible amplitude. Ce sont les muscles sous-occipitaux, les sterno-cléïdo-occipito-mastoïdiens, les muscles longs de la tête, les splénius de la tête et du cou, les longissimus de la tête et les semi-épineux du cou.

Les muscles rachidiens cervico-cervicaux et thoraco-cervicaux sont constitués de muscles courts et longs. Les courts ont un rôle de ligaments actifs pour verrouiller et protéger les structures attenantes tandis que les muscles longs sont des érecteurs du rachis et anti-gravitaires qui conditionnent la posture érigée.

Ce sont les muscles inter-épineux et les inter-transversaires, les transversaires épineux, les muscles longs du cou et les muscles érecteurs du rachis.

Les muscles costo-cervicaux assurent le haubandage latéral du cou en statique et l’inclinaison latérale lors des activités dynamiques. Ce sont les les muscles scalènes.

Ainsi, en situation statique, l’équilibre actif est assuré par une faible participation des muscles sous- occipitaux qui est renforcée si des contraintes supplémentaires s’ajoutent.

En situation dynamique, tous les éléments proches et à distance de la chaîne musculaire concernée sont recrutés pour augmenter la force transmise [13].

Figure 23 : Equilibre cervico-céphalique :

1. Axe orbito-occipital ; 2. Plan nasion-opisthion ; F : force des muscles postérieurs de la nuque ; CG : centre de gravité ; G : ligne de gravité [40].

1.3.2. Mouvements cervico-céphaliques

D’après MANNS (2013), la mobilité du segment cervical provient de sa musculature mais aussi de sa structure osseuse et articulaire. Les mouvements de la tête et du cou sont déterminés par une anatomie osseuse particulière et le système musculo-tendineux-ligamentaire de cette région. La grande complexité architecturale du rachis cervical lui permet la réalisation de mouvements complexes cervico-céphaliques de : flexion/extension, rotation et inclinaison latérale. On peut réaliser une dichotomie au niveau de la mobilité du rachis cervicale.

Les grandes amplitudes de flexion/extension sont permises par l’articulation entre l’occipital et C1 tandis que celles de rotation le sont par l’anatomie entre C1 et C2. De plus, le rachis supérieur (occipital, C1 et C2) est à l’origine de la modification de l’angulation cranio-cervical et des ajustements fins alors que le rachis cervical inférieur (C3 à C7) réalise les modifications de position de la tête [13].

Tableau 1 : Mobilité des segments articulaires cervicaux supérieur (C1-C2) et inférieur (C3-C7) [40].

Rachis cervical sous-occipital (C1-C2) Rachis disco-cervical (C3-C7) Fonctionnement

physiologique

Synchronisation des articulations occipito- atloIdienne et atloïdo-axoïdienne

Systèmes articulaires couplés Mobilité partielle de chaque segment rachidien 30° de flexion-extension 10° d’inclinaison latérale 50° de rotation 40°- 90° d’extension 25°- 30° d’inclinaison latérale 50° de rotation (par torsion) Remarques

anatomiques

Absence de disque articulaire

Ganglion d’Arnold (C2) situé derrière l’articulation inférieure de C1 au contact de la capsule articulaire de C1-C2

Conséquences :

- Risque de compression lors mouvements extension-rotation de C1 sur C2 (trauma ou entorse)

- Point de faiblesse en hyperextension en C2

Constituants de la lordose cervicale

Niveau C5-C6 le plus mobile Processus épineux plus développé de C7 sert de levier au système musculaire et aide au maintien de l’équilibre de la tête.

Figure 24 : Mobilité de la colonne cervicale.

A. Mécanique articulaire du complexe C1-C2. 1. Apophyse odontoïde ; 2. Ligament transverse. B. Mécanique articulaire de C3-C7. 1. Torsion ; 2. Latéroflexion [40].