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Dépôt Institutionnel de l’Université libre de Bruxelles / Université libre de Bruxelles Institutional Repository
Thèse de doctorat/ PhD Thesis Citation APA:
Gunzburg, R. (1991). Contribution à l'étude du rachis lombo-sacré: rotation et flexion-rotation (Unpublished doctoral dissertation). Université libre de Bruxelles, Faculté de Médecine – Médecine, Bruxelles.
Disponible à / Available at permalink : https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/213083/1/2320523c-d9fb-4f01-9140-1a5dcb488497.txt
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UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES FACULTE DE MEDECINE
Epreuve publique pour l'obtention du titre légal d'agrégé de l'enseignement supérieur
défendra publiquement le jeudi 19 décembre 1991 à 18 heures, une thèse d'agrégation intitulée :
"CONTRIBUTION A L'ETUDE DU RACHIS LOMBO-SACRE. ROTATION ET FLEXION-ROTATION. APPROCHE ETIO-PATHOGENIQUE DE LA LOMBALGIE
DISCALE"
M Robert GUNZBURG fera une leçon sur le sujet suivant :
"L'ARTHROPLASTIE TOTALE DE LA HANCHE"
Auditoire Claude (local F2.204)
route de Lennik 808 - 1070 Bruxelles
1
Service de Chirurgie Orthopédique
I BUT I ON__A___L' ETUDE___OU
RAOHXS___LQMBQ—SAORE
*r * *
ROTAT IQISr_ _ _ ET_ _ _ EEEX I QU.—RQTAT X OIST
AFFROORE ET I Q—F ATHQOEIsr X QUE
liE_ _ _ X*A_ _ _ EQMEAEOXE_ _ _ OXSOALE
par
Robert GUNZBUR6
Thèse présentée en vue de l'obtention du titre d'agrégé de l'enseignement supérieur
1991
Nous remercions chaleureusement le Professeur J.
Wagner, Chef du Service d'Orthopédie et de Traumatologie de l'Hôpital Universitaire Brugmann, pour la confiance qu'il nous a témoignée et les conseils judicieux qu'il nous a donnés au moment de la rédaction de ce travail.
C'est lui qui, dès nos premiers mois à l'Hôpital Universitaire Brugmann, nous a suggéré de nous intéresser plus particulièrement à la colonne vertébrale. C'était voir juste, et nous lui sommes profondément reconnaissant.
Nous exprimons nos vifs remerciements au Docteur R.D.
Fraser, Chef du Service de Chirurgie Rachidienne de l'Université d'Adelaide, ainsi qu'au Professeur B. Vernon- Roberts, Chef du Service d'Anatomopathologie de l'Université d'Adelaide et de l'Institut de Sciences Médicales et Vétérinaires de L'Australie du Sud, pour l'attention soutenue avec laquelle ils ont suivi les différentes étapes de nos recherches, et que l'éloignement n'a pas tarte. Leur enthousiasme scientifique ainsi que la pertinence de leur jugement nous ont apporté une méthode de travail en recherche.
Au Professeur V.C. Hutton, Chef du Service de Biomécanique Rachidienne à l'Université Emory d'Atlanta, vont nos cordiaux remerciements, pour nous avoir guidé dans le développement des cadres d'essai utilisés au cours de nos travaux.
Nous tenons également à exprimer nos sincères
remerciements au Professeur R. Louis, Chef du Service de
Chirurgie Rachidienne à l'Hôpital de la Conception à
Marseille, pour avoir été un des premiers à nous
encourager dans la voie de la chirurgie du rachis.
encouragés, mais également guidés: le Professeur R. de Marneffe, ancien Chef du service de Chirurgie Osseuse de l'Hôpital Universitaire Brugmann, le Professeur F. Burny, Président de la licence d'Orthopédie et le Professeur R.
Bourgois, Professeur de Résistance des Matériaux à l'Ecole Royale Militaire.
Mous tenons également à remercier chaleureusement ceux qui ont corrigé les écrits et amélioré le style:
Monsieur C. Desmet, Licencié en Kinésithérapie, le Docteur M. Mattys, Anaesthésiste, et mon père, le Docteur J.
Gunzburg, ancien Chef du Service de Rheumatologie et de Médecine Physique de l'Hôpital St Elisabeth à Anvers.
Nous adressons également tous nos remerciements à ceux qui nous ont apporté une aide technique ou logistique: Madame J. Abattucci, ma mère, Monsieur A.
Baldachino, Docteur T. Buisseret, Professeur F. Cantraine, Mademoiselle G. Crâne, Madame N. Delvaux, Docteur A.
Dewindt, Monsieur Maréchal, Docteur M. Hautekeete, Docteur K. Hutsebaut, Monsieur R. Moore, Monsieur R. Parkinson, Docteur M. Rakofsky, Docteur A. Sandhu.
Enfin, nous adressons toute notre tendresse à notre épouse
et à nos enfants pour leur patience et pour la Joie qu'ils
nous ont apporté tout au long des années qu'à demandé ce
travail.
-
2
-lyXRQDÜCTIQir 12
PREMIERE PARTIE 14
AJATQMIE. MOBILITE ET IMAGERIE DU RACHIS LOMBAIRE
CHAPITRE I,1 15
AJATQMIE ET MOBILITE DU RACHIS LQMBQ-SACRE
1.1.1 INTRODUCTION 16
1.1.2 ANATOMIE 16
A La vertèbre lombaire 17
B Le disque intervertébral 19
C Les ligaments 20
D La vascularisation 23
E L'innervation 23
1.1.3 MOBILITE 24
CHAPITRE 1.2 27
IMAGERIE DU RACHIS LOMBAIRE
A. TOMOGRAPHIE AXIALE CQMPUTERISEE ET QRIEJTATIQJ DES
ARTICULATIOBS TJTHBAPnPHYfiATRR5Î T.mCBATl?R.^ 28
1.2. A.1 INTRODUCTION 29
1.2. A. 2 BUT 30
1.2. A. 3 MATERIEL ET METHODES 31
a Matériel 31
1 Erreur de mesure intra- et inter
observateur 31
2 Erreur de mesure interexamen 31 3 Erreur de mesure topographique 32
)3 Méthodes 32
1.2. A.4 RESULTATS 35
1 Erreur de mesure intra- et inter
observateur 35
2 Erreur de mesure interexamen 37 3 Erreur de mesure topographique 38
1.2. A.5 DISCUSSION 38
a But 38
j3 Méthode 40
Résultats 42
1.2. A.6 CONCLUSIONS 43
B. INTERPRETATION RADIOLOGIQUE PB LA ROTATIQH
VERTEBRALE LOMBAIRE 44
1.2. B.1 INTRODUCTION 45
1.2. B.2 REVUE DES METHODES EXISTANTES 46
1.2. B. 3 BUT 55
1.2. B.4 MATERIEL ET METHODES 56
A Matériel 56
B Méthodes 56
1.2. B.5 RESULTATS 60
1 Mesures de la rotation 60
a> Méthode de Nash et Moe 60
b) Méthode de Drerup 61
c) Méthode de Fait et Janovec 61
d) Méthode de Coetsier et al 62
e> Méthode de Perdriolle et Vidal 62
4-
f> Méthode utilisant les repères pédiculaires
antérieurs et postérieurs. 63 2 Identification des repères anatomiques 64
1.2. B.6 DISCUSSION 65
1 Choix de l'axe 66
2 Méthodes de mesure et choix des repères 66 3 Identification des repères anatomiques 68
1.2. B.7 CONCLUSIONS 69
DEUXIEME PARTIE 70
DYNAMIQUE DE LA RQTATIQJ VERTEBRALE
CHAPITRE II.1 71
INFLUENCE DE LA FLEXION SUR LA ROTATION AXIALE LOMBAIRE
11.1.1 INTRODUCTION 72
11.1.2 BUT 74
11.1.3 MATERIEL ET METHODES 75
A IN VITRO 75
a) Pièces cadavériques 75
b) Méthode 75
a Cadre d'essai 75
8 Procédure d'essai 81
1 Position neutre 81
2 Position fléchie 81
V Imagerie 82
B IN VIVO 83
a) Sujets 83
b) Méthode 83
et Insertion des broches 83
P Appareil de torsion 84
"X ) Procédure d'essai 85
I. Position debout 85
1 Posture neutre 85
2 Posture fléchie 86
II. Position assise 86
11.1.4 RESULTATS 87
A IN VITRO 87
1 Mesures goniométriques 87
2 Mesures radiographiques 93
B IN VIVO 93
Position debout 93
Position assise 95
C COMPARAISON IN VITRO / IN VIVO 96
II.1.5 DISCUSSION 97
A IN VITRO 97
a) Matériel cadavérique 97
b) Cadre et procédure d'essai 97
c) Résultats 99
B IN VIVO 101
a) Méthode 101
b> Résultats 102
II.1.6 CONCLUSION 103
-
6
-CHAPITRE 11.2 104
IFFLUEHCE DE L»OBLIQUITE FACETTAIRE SUS LA RQTATIQH AXIALE LQKBAIRE
11.2.1 INTRODUCTION 105
11.2.2 BUT 107
11.2.3 MATERIEL ET METHODES 107
A IN VITRO 107
a Matériel cadavérique et imagerie 107 b Cadre et procédure d'essai 108
B IN VIVO 108
a Sujets et imagerie 108
c Appareil de torsion et procédure d'essai 108
11.2.4 RESULTATS 109
A IN VITRO 109
B IN VIVO 112
11.2.5 DISCUSSION 113
11.2.6 CONCLUSIONS 114
CHAPITRE II.3 115
II.3 ROLE I)£S STRUCTURES CAPSULQ-LIGAIŒHTAIRES DANS LA ROTATION LOMBAIRE
11.3.1 INTRODUCTION 116
11.3.2 BUT 117
11.3.3 MATERIEL ET METHODES 117
a Matériel 117
J3 Méthodes 118
1 Pièces intactes 118
2 Capsules interapophysaires 118 3 Ligaments Jaunes, inter- et surépineux 118 4 Ligament longitudinal et anneau fibreux
postérieur 118
11.3.4 RESULTATS 119 1 Capsules interapophysaires 119 2 Ligaments jaunes, inter- et surépineux 120 3 Ligament longitudinal postérieur et anneau
fibreux postérieur 121
11.3.5 DISCUSSION 123
1 Capsules interapophysaires 123 2 Ligaments jaunes, inter et surépineux 123 3 Ligament longitudinal postérieur et anneau
fibreux postérieur 123
11.3.6 CONCLUSION 124
CHAPITRE II.4 125
II.4 lÆELUENCE^E L’AGE SUR LA ROTATION LOMBAIRE
11.4.1 INTRODUCTION 126
11.4.2 BUT 127
11.4.3 MATERIEL ET METHODES 127
Matériel 127
Méthodes 127
11.4.4 RESULTATS 128
A Colonnes d'une population âgée 128 a Positions neutre et fléchie 128
8 Influence de l'obliquité 129
B Colonnes de populations jeunes et âgées 129
11.4.5 DISCUSSION 131
11.4.6 CONCLUSION 132
-
8
-CHAFITRE 11.5 133
II.5 IHELUEgCE DE LA SPQITDYLQLYSE EXPERIMENTALE SUR LA ROTATION LOMBAIRE
11.5.1 INTRODUCTION 134
11.5.2 BUT 135
11.5.3 MATERIEL ET METHODES 135
Matériel 135
Méthode 135
11.5.4 RESULTATS 136
1 L4 136
2 L5 136
11.5.5 DISCUSSION 137
1 L4 137
2 L5 138
11.5.6 CONCLUSION 138
TROISIEME PARTIE 139
MORPHOLOGIE DU DISQUE INTERVERTEBRAL
CORRELATION ENTRE L*IMAGERIE <RMM et DISCOGRAPHIE) LTHISTOLOGIE ET LE COMPORTEMENT MECANIQUE DES COUPLES DE JUNGHANNS SUR PIECES CADAVERIQUES LOMBAIRES
CHAPITRE III. 1 140
MORPHOLOGIE DU DISQUE INTERVERTEBRAL
III.1.1 INTRODUCTION 141
III. 1.2 BUT 142
111.1.3 RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE 143
1 MATERIEL ET METHODES 143
2 RESULTATS 145
3 DISCUSSION 145
111.1.4 DISCOGRAPHIE 148
1 MATERIEL ET METHODES 148
2 RESULTATS 149
3 DISCUSSION 152
111.1.5 HISTOLOGIE 154
1 MATERIEL ET METHODES 154
2 RESULTATS 156
3 DISCUSSION 160
111.1.6 CONCLUSIONS 163
A RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE 163
B DISCOGRAPHIE 163
C HISTOLOGIE 164
CHAPITRE III.2 165
CORRELATION ENTRE L’IMAGERIE <RMH et DISCOGRAPHIE) L'HISTOLOGIE ET LE COMPORTEMENT MECANIQUE DES COUPLES DE JÜNGHANNS SUR PIECES CADAVERIQUES LOMBAIRES
111.2.1 INTRODUCTION 166
111.2.2 BUT 167
111.2.3 MATERIEL ET METHODES 168
Matériel cadavérique 168
Imagerie et essai biomécanique 168
Histologie 169
-
10
-III.2.4 RESULTATS 169
Cas particuliers 169
A Analyse regroupée 170
a RMN <—> DISCO 171
b RMN HISTO 171
c DISCO HISTO 171
B Corrélations 173
a Rotation 173
b Obliquité facettaire 174
c Age 174
III.2.5 DISCUSSION 175
III.2.6 CONCLUSIONS 181
QUATRIEME JEAEXIR 182
APPRQCHE ETIQ-FATHQGEJIQÜE DE LA LOMBALGIE DISCALE
CHAPITRE IV 183
APPROCHE ETIQ-FATHQGEJIQÜE DE LA LOMBALGIE DISCALE
IV.1 INTRODUCTION 183
IV.2 ET10-PATHOGENIE DE LA DEGENERESCENCE DISCALE 184
A. Compression 184
B. Rotation 185
C. Biochimie 189
ETIO-■PATHOGENIE DE LA LOMBALGIE 190
I. Lombalgie aiguë 190
A. Compression 190
B. Rotation 191
C. Biochimie 191
II. Lombalgie chronique 192
IV.4 HYPOTHESE 193
IV.5 ARGUMENTS EN FAVEUR DE L'HYPOTHESE 194 1. Importance de la rotation dans 1 ' anamnese
de la lombalgie. 194
2. La rotation du rachis en épidémiologie de
la lombalgie 194
3. Imagerie medicale et lésions de l'anneau
fibreux 195
4. Existence d'une innervation discale 196 5. Démonstration d'une dégénérescence
nucléaire centripète 196
6. Observations histologiques et lésions
périphériques 197
7. Importance de la rotation 199
CINQUIEME PARTIE 200
CONCLUS IQNS GEITERALES
ANNEXES 206
TABLEAUX 207
BIBLIOGRAPHIE 243
-
12
-IITTRQDUCTIQir.
Bien que la lombalgie soit fréquente au sein de la population, et que les investigations aient été nombreuses les dernières décennies, le comportement mécanique de la colonne lombaire en rotation a peu retenu l'intérêt des chercheurs. En particulier, ils ont négligé de cerner l'influence de la flexion antérieure sur la rotation et sur les répercussions anatomo-pathologiques de ces mouvements. Nous avons donc décidé d'entamer une étude sur pièces cadavériques et sur le vivant visant à mieux comprendre les aspects anatomiques et fonctionnels du rachis lombaire.
Dans la première partie de notre travail, nous avons voulu combler certaines lacunes dans l'interprétation lors de la lecture radiologique, notamment des tomographies axiales computérisées et des radiographies standard de face.
Nous avons défini l'orientation des articulations interapophysaires à partir de CT-scans et déterminé quelle méthode convenait le mieux pour la mesure de la rotation vertébrale sur une radiographie de face. Ceci nous a permis d'utiliser ces techniques pour poursuivre nos travaux de recherche.
Dans la deuxième partie, nous avons étudié in
vitro et in vivo les déplacements vertébraux du rachis
lombaire en rotation et en flexion-rotation. Nous
rapportons l'incidence de l'obliquité facettaire, des
structures capsulo-ligamentaires, de l'âge et de la
spondylolyse expérimentale sur les déplacements
La troisième partie est consacrée à l'étude des disques intervertébraux. Ces études comprennent la résonance magnétique nucléaire, la discographie, et 1'anatomo-pathologie. Ces données histologiques et d'imagerie médicale sont ensuite regroupées avec les données biomécaniques pour une analyse corrélative.
La quatrième partie traite de 1'étio-pathogénie de certaines formes de lombalgie, pour lesquelles nous avançons une hypothèse.
Dans la cinquième partie, les conclusions
générales dressent le bilan de nos recherches et
cernent certains problèmes qui restent à résoudre ainsi
que les travaux à entreprendre ultérieurement.
-14-
PREMIERE PARTIE
AITATQMIE MOBILITE ET IMAGERIE DU RACHIS LQICBAIRE
CHAPITRE. I. 1
AITATQMIE ET MOBILITE DU RACHIS LQMBQ-SACRE
-16-
1. 1. 1 IgTRQDUCTlQlf
33 vertèbres constituent le rachis humain. Leur empilement forme une structure rectiligne dans le plan frontal et curviligne dans le plan sagittal. Les 24 premières vertèbres sont mobiles. Le système musculo- ligamentaire haubane ces vertèbres articulées entre elles. Les 9 dernières, soudées, forment le segment sacro-coccygien. Les membres inférieurs supportent ce socle calé entre les deux os iliaques.
La partie mobile du rachis se compose de trois segments anatomiquement et fonctionnellement distincts:
- cervical, - thoracique - lombaire.
Les fonctions de la colonne sont diverses:
1) protéger l'axe radiculo-médullaire 2) assurer la statique du corps
3) amortir les forces de compression axiale.
Dans ce travail nous nous intéresserons uniquement
à la colonne lombaire et à sa charnière avec le sacrum.
1.1.2 AHATQltlE.
A. La vertèbre lombaire
Comme toute vertèbre, la vertèbre lombaire est constituée d'un corps antérieur et d'un arc postérieur
<Fig. I.l.l).
Le corps est un cylindre d'os spongieux limité par de l'os cortical, notablement plus épais au niveau de sa face dorsale. Les faces supérieure et inférieure <ou plateaux vertébraux), sont recouvertes de cartilage.
L'arc postérieur ou arc neural, est formé de chaque côté par les pédicules en avant, et par les lames en arrière. Les pédicules sont plantés sur le corps vertébral plus près de sa face supérieure que de sa face inférieure. L'arc neural est constitué d'os cortical épais.
L'arc possède 1/ une extension médiane et postérieure, l'apophyse épineuse
2/ deux extensions latérales, les apophyses transverses,
3/ quatre extensions verticales (deux supérieures et deux inférieures), les apophyses articulaires ou zygapophyses. Celles-ci seront indifféremment appelées dans le texte: apophyses articulaires postérieures, apophyses articulaires intervertébrales ou encore facettes articulaires.
Chaque paire d'apophyses articulaires (supérieure ou inférieure) d'une vertèbre s'articule avec les paires correspondantes des vertèbres sus- et sous-jacente.
L'isthme correspond à la partie de l'arc où les
pédicules, les lames et les apophyses articulaires se
rejoignent. Celui-ci se situe entre les deux apophyses
articulaires homolatérales (supérieure et inférieure)
d'une même vertèbre. C'est le "cou du chien" des
-18-
radiologues ('collier de Lachapelle' ou encore 'terrier's neck' des anglo-saxons).
L'orientation des apophyses articulaires est parasagi ttale, et ses facettes sont en forme de demi lune. Cette orientation parasagittale diminue aux niveaux L4-L5 et L5-S1, où une orientation plus frontale est de règle.
a b
Vue craniàle Vue latérale Figure 1,1,1
Vertèbre lombaire
/ corps vertébral; 2 pédicule; 3 isthme; 4 lame; S apophyse épineuse;
6 apophyse transverse; 7 apophyse articulaire; S plateau vertébral
B. Le disque intervertébral
Le disque intervertébral joint deux corps vertébraux. Ce complexe fibro-cartilagineux, déformable, comporte
1/ un noyau pulpeux, 2/ un anneau fibreux,
unissant les plateaux vertébraux sus- et sous-jacents.
Mécaniquement et histologiquement, le disque sain est une structure complexe.
Comme pour les autres tissus du système locomoteur, son rôle mécanique dicte sa composition histologique et biochimique.
Ce rôle mécanique est double :
1> le disque participe à l'amortissement des forces de compression axiale et résiste aux forces de cisai1lement
2) il permet et facilite la mobilité du couple de
■TimghaTiT>!=t. Le couple de Junghanns est l'unité fonctionnelle comprenant deux vertèbres adjacentes et leurs moyens d'union. Pour simplifier, cette terminologie sera utilisée systématiquement tout au long de notre travail.
Histologiquement, l'anneau fibreux comprend des lamelles circulaires hélicoïdales imbriquées les unes dans les autres. Ses fibres de collagène sont orientées à +/- 30° par rapport au plateau vertébral <Fig.
1.1.2); elles alternent avec une ouverture angulaire de 120° dans des couches adjacentes (White et Panjabi, 1978)’. En périphérie, ces fibres s'attachent quelques millimètres au dessus et en dessous des plateaux vertébraux (fibres de Sharpey). Là, elles se fondent avec le périoste. En avant et en arrière du corps
(1) Là bibliographie est en annexe à la fin du travail,
20
-vertébral les ligaments longitudinaux antérieur et postérieur les doublent. Les couches plus centrales s'insèrent sur le cartilage des plateaux vertébraux. Le rayon de la partie antérieure de l'anneau fibreux est plus grand que celui de la partie postérieure. Cette organisation s'explique par la location du nucléus, correspondant à l'emplacement de l'axe instantané de rotation' situé dans son 1/3 postérieur et non au centre du disque (Cossette et al., 1971).
Figure 1,1,2
Disque intervertébral (d'après ilhite et Panjabi)
Le noyau pulpeux se trouve donc en arrière du centre géométrique du disque. Des mucopolysacharides et des fibrilles de collagène composent ce dernier. Une zone de transition histologique constitue la limite entre l'anneau fibreux et le noyau pulpeux. Le noyau pulpeux, très hydrophile, contient 70 à 90% d'eau. Les deux structures, ayant la même composition chimique, l'anneau fibreux englobe le nucléus sans limite nette.
Par son hydrophylie, le nucléus induit un état de précontrainte du disque.
(') L'axe instantané de rotation d'un corps rigide en nouvenenl dans un plan, est l'axe
perpendiculaire au plan défini par le point du corps (ou une extension hypothétique de celui-
ci) qui ne présente aucun Mouvement, et passant par ce point, C'est le centre du «ouveMent
donné à l'instant donné,
La cuticule de certains vers (Harris et Crofton 1957, Clark et Cowey 1959, Coggeshall 1966) ressemble fort à celle de l'anneau fibreux humain. Cette ressemblance est non seulement anatomique, mais également fonctionnelle; les vers effectuant des contorsions qui exigent une mobilité de la cuticule dans tous les plans.
Le disque est solidement ancré au cartilage des plateaux vertébraux. Un grand nombre de cellules l'habite, mais sans élément vasculaire. L'apport nutritif du disque dépend intimement de la vascularisation de l'os vertébral, par l'intermédiaire de la plaque cartilagineuse.
C. Les ligaments (Fig. 1.1.3)
Le ligament longitudinal antérieur (1) s'étend sur les face antérieure et latérales de la colonne. Il est composé de fibres courtes, allant d'une vertèbre à l'autre, et de fibres longues recouvrant plusieurs segments vertébraux.
Le ligament _ _ _longitudinal postérieur (5) s'étend sur la face postérieure des corps vertébraux et s'élargit en regard des disques. Il est également composé de fibres courtes et longues.
Les ligaments_ _ j aunes (11) sont tendus entre les bords supérieur et inférieur de deux lames adjacentes.
En avant, ils adhèrent à la capsule des articulations
interapophysaires (14), et à l'arrière se prolongent
par le ligament interépineux.
-
22
-Les ligaments_ _ _ _ interépineux
apophyses épineuses des vertèbres, s'amenuisent entre L5 et SI.
<15) relient les Ces gros ligaments
Le ligament surépineux <16) est un long cordon fibreux sagittal fixé aux extrémités des apophyses épineuses et au bord postérieur des ligaments inter
épineux.
Les ligaments intertransversaires relient les apophyses transverses.
Les ligaments_ _ llio-lombaires <1.relient les apophyses transverses de L5 (et en une moindre mesure de L4) aux os iliaques.
f/ÿi/re 1,1,3
Ligaiaents vertébraux lombaires
!,2&3 ligament longitudinal antérieur; S ligament longitudinal postérieur;
8 anneau fibreux; 9 noyau pulpeux; HéI2 ligament jaune; 14 capsule articulaire;
18 ligament interépineux; 16 ligament surépineux; J. 283 ligaments ilio-lombaires
D. La vascularisation
La vascularisation rachidienne est faite de vaisseaux métamériques horizontaux cheminant sur le milieu des corps vertébraux et à l'aplomb des trous de conjugaison et des vaisseaux longitudinaux cheminant perpendiculairement aux précédents en les anastomosant.
Ces vaisseaux irriguent tant les structures ostéo
articulaires rachidiennes, que les structures nerveuses. Chez l'adulte il n'existe aucun vaisseau dans le disque intervertébral proprement dit (Louis 1982). Celui-ci se nourrit par osmose au travers des plaques cartilagineuses des plateaux vertébraux (Crock et Yoshizawa 1976),
E. L'innervation
Les nerfs rachidiens et la chaîne sympathique latérovertébrale innervent toutes les structures de la colonne.
Louis (1982) décrit trois groupes de rameaux nerveux :
le rameau dorsal des nerfs spinaux naît à la sortie des trous de conjugaison et se dirige entre les apophyses transverses vers les arcs postérieurs. Il se divise en un rameau médian (articulation interapophysaire, ligaments Jaunes, inter et surépineux) et un rameau latéral (ligaments intertransversaires et ilio-lombaires). Ces branches innervent également les muscles et la peau de la région.
le nerf méningé (ou nerf sinu-vertébral de
Luschka) est formé par la confluence de deux
branches, l'une naissant en dehors du trou de conjugal-
-24-
son, l'autre branche provenant de la chaîne sympathique. Ainsi formé, il entre dans le trou de conjugaison et innerve: la partie antérieure du canal vertébral, la dure-mère, le ligament longitudinal postérieur, l'anneau fibreux postérieur et la partie antérieure du ligament jaune.
Les rameaux_ _ _ ventrauîi__ de__ La__ chaîne__ sympathique
innervent le ligament longitudinal antérieur et l'anneau fibreux antérieur.
Bogduk (1983) divise la colonne en deux compartiments sous l'angle de la distribution nerveuse:
1'antérieur: comprenant les disques intervertébraux, les ligaments longitudinaux, la dure- mère ventrale et les muscles prévertébraux, et
le postérieur: comprenant les arcs, les articulations, les ligaments et les muscles postérieurs.
I. 1.3 MOBILITE
On distingue classiquement pour tout segment
rachidien dans un espace tri-dimensionnel, la flexion
et l'extension; les rotations ou torsions et enfin les
inclinaisons. White et Panjabi (1978) décrivent 6
mouvements séparés pour une unité fonctionnelle: des
rotations autour d'un axe et des translations le long
du même axe. Ces trois axes sont orthogonaux: l'axe
vertical, l'axe doso-ventral et l'axe latero-latéral.
Y
Figure 1,1,4
Mobilité d'une unité fonctionnelle (d'après Uhite et Panjabi)
Le mouvement global du rachis est la somme des mouvements unitaires de deux vertèbres voisines.
Deux éléments principaux forment le système articulaire intervertébral; le disque et les apophyses articulaires postérieures.
Le disque est un Joint souple. Son épaisseur conditionne en partie l'amplitude des déplacements. En effet, le comportement articulaire d'un couple de Junghanns dépend non seulement des degrés de liberté permis par sa configuration anatomique, mais également de la charge supportée. Lors d'un mouvement, le noyau se déplace vers la convexité de la courbure rachidienne. Simultanément, l'anneau est comprimé du côté de la concavité et mis sous tension du côté de la convexité de cette courbure.
Par leur orientation, les apophyses articulaires
postérieures imposent des mouvements dans les trois plans fommés par les axes définis ci-dessus.
L'orientation de ces apophyses varie selon le niveau
-26-
vertébral. Par exemple, dans la région lombaire, les facettes ont une forme curviplane. Elles se situent dans un plan parasagittal. Cette orientation diminue les mouvements de rotation. Toutefois, les facettes lombo-sacrées, situées dans un plan plus frontal, permettent de plus amples rotations axiales (Louis, 1982).
L'étude tridimensionnelle des mouvements rachidiens révèle que certains mouvements sont couplés à d'autres. Ces mouvements couplés résultent de l'association d'un mouvement suivant un axe donné et d'un deuxième mouvement suivant un axe différent.
Les mouvements du rachis ne s'effectuent jamais autour d'un seul et même axe. En fait, le centre du mouvement varie au cours du mouvement lui-même et décrit ainsi une aire de divers centres instantanés de rotation CWhite et PanJabi 1978); l'ensemble des centres de mouvement se situe sur une courbe. Pour l'ensemble des mouvements permis par une articulation, les diverses courbes s'inscrivent dans un espace tri
dimensionnel .
-
28
-A. TOMOGRAPHIE AXIALE CQltPUTERISEE
HT QRIEMTATIQM DES ARTICULATIONS
IMTERAPQPHYSAIRES LOMBAIRES
I.2.A.1 llfTRQDUCTIQg
L'incidence de l'obliquité des articulations interapophysaires sur le comportement mécanique de la colonne lombo-sacrée et sur la pathologie discale est fort peu connue. Nous avons donc entrepris une série de recherches sur ce sujet qui sont reprises dans la deuxième partie de ce travail. Pour mener à bien ces différents travaux utilisant la mesure de l'obliquité des articulations interapophysaires, il fallait choisir une méthode de mesure.
Beaucoup d'auteurs ont souligné l'orientation parfois asymétrique de ces articulations CPutti 1927, Brailsford 1929, Badgley 1941, Willis 1959, Farfan et Sullivan 1967) et selon certains (Farfan et Sullivan 1967, Cyron et Hutton 1980, Cerceuil et al. 1982, Kénési et Lesur 1985), cette asymétrie peut entraîner des mouvements anormaux conduisant à la défaillance du disque intervertébral (Farfan et Sullivan 1967, Farfan 1973, Noren et al. 1991).
Déjà en 1927, Putti mentionnait le 'tropisme articulaire' (asymétrie des facettes articulaires) comme cause de lombalgie et de sciatique.
D'autres auteurs (Ghormley 1933, Carrera et al. 1980) ont décrit des douleurs dues à de l'arthrose à ce niveau.
Selon certains (Eisensteln et Parry 1987), ces douleurs apparaissent également sans signe radiologique de dégénérescence articulaire.
L'étude de ces articulations a été rendue plus fiable
par l'apparition de la tomographie axiale computérisée
(Van Schaik et al. 1984 et 1985, Kénési et Lesur 1985,
Ahmed et al. 1990, Hàgg et Wallner 1990).
-30-
Les coupes axiales procurent une définition fine des structures osseuses et des tissus mous et facilitent ainsi la mesure de l'orientation des articulations inter- apophysaires.
1.2.A.2. EUX
Le but de notre étude est d'établir la fiabilité des mesures de l'orientation des articulations inter- apophysaires lombaires effectuées sur CT-scan, et de définir l'asymétrie de ces facettes articulaires.
A cette fin, nous avons déterminé
1> les erreurs de mesure entre deux lectures effectueés par le même observateur (intraobservateur),
2) les erreurs de mesure lorsque les observateurs diffèrent (interobservateur>,
3> les erreurs de mesure lorsque deux CT-scans sont effectués à différentes dates (interexamen),
4) les erreurs de mesure liées à la topographie de la tranche de CT-scan par rapport à l'articulation interapophysaire.
En effet, les CT-scans permettront de déterminer
ultérieurement les orientations articulaires.
1.2.A.3. HATERIEL ET METHODES
a. MIEEIEL
Trois groupes de colonnes lombaires sont analysés:
- un groupe constitué de volontaires, - un groupe de patients lombalgiques, - une série de pièces cadavériques.
1) Erreur de mesure intra- et interobservateur
Huit volontaires de sexe masculin âgés de 19 à 31 ans (moyenne 27 ans) ont participé à ce travail. Aucun sujet n'avait d'antécédent de lombalgie et l'examen clinique (inspection, mobilisation active, palpation et percussion) révélait une colonne normale dans chaque cas. Sur ces sujets, nous avons effectué des CT-scans aux niveaux L3-L4 et L4-L5. L'obliquité des 32 articulations interapophysaires a été mesurée à deux occasions par trois examinateurs indépendants et les résultats ont été comparés.
2) Erreur de mesure interexamen
Nous avons mesuré l'obliquité des articulations
interapophysaires chez huit patients lombalgiques ayant
subi une tomographie axiale computérisée à deux dates
différentes dans le cadre d'une mise au point clinique. Au
total 18 paires d'articulations provenant de niveaux L3-
L4, L4-L5 et L5-S1 ont été mesurées et leurs résultats,
aux deux dates, ont été comparés.
-32-
3) Erreur de mesure topograplilque
Enfin quatre colonnes lombaires -prélevées sur des cadavres d'individus âgés de moins de 36 ans (voir chapitre 3)- ont été évaluées. Pour chaque pièce anatomique un niveau intervertébral a été choisi au hasard.
J3. METHODES
1) Tous les CT-scans utilisés pour nos travaux sont effectués par le même technicien, sur le même appareil (G.E. 8.800 Milwaukee). Les sections (d'une épaisseur de 5 mm) sont effectuées au niveau du et parallèle au plateau vertébral supérieur de la vertèbre inférieure formant le couple vertébral de Junghanns étudié (Fig.
I.2.A.1). Pour la série de pièces cadavériques, les
CT-scans sont effectués en sections de 1,5 mm
d'épaisseur. Des coupes adjacentes sur toute la
hauteur des articulations Interapophysaires sont
effectuées, fournissant ainsi de 4 à 8 images par
articulation.
Figure 1,2. à, /
Niveau des coupes de CT
) Les mesures des obliquités articulaires sont obtenues
selon la méthode décrite par Cyron et Hutton (1980)
sur piece anatomique. Une ligne tangentielle au bord
postérieur de l'anneau fibreux est tracée. Deux autres
lignes 'interapophysaires' joignent le milieu de
-34-
1'espace interarticulaire à chaque extrémité des articulations. Ces trois lignes fournissent les angles «i et a
.2(Fig. 1.2. A. 2). Les angles sont mesurés avec le même goniomètre semi-circulaire transparent.
Toutes les mesures sont effectuées en aveugle c.a.d.
sans que l'observateur ne sache de quel sujet ou de quelle pièce anatomique il s'agit.
Figure
LT ! ligne tangentielle au bord postérieur de l'anneau fibreux U ît L2 ; lignes interapophysaires
Oh è
02! obliquités articulaires
(d'après Cyron et Mut ton, 1380)
1.2.A.4. RESULTATS
1) Erx£.u.r.de . mesure .lutxAz .et. ■iJijbLer..cLl;?.s.e.r.3Z3jLaüi'
Les mesures des obliquités articulaires faites à deux reprises <et à quelques jours d'intervalle) par trois examinateurs (Tableau 1.2. A. 1 ), révèlent une déviation standard de la moyenne des différences entre les deux lectures de 4,36° pour le premier, 1,78° pour le second et 3,25° pour le troisième.
Il n'existe pas de différence significative (test de Student par paire, p>0.05) entre les deux lectures effectuées par le premier examinateur, et entre les deux lectures effectuées par le second examinateur. Par contre, une différence -quoique minime- pour le troisième examinateur, se remarque. Les résultats des deux lectures pour chaque examinateur (Figs. 1.2.A.3, 4 & 5) illustrent leur corrélation.
Obliquité articulaire (en degrés) FreMiére mesure
B0 r 75 • 70 •
SS - ,
G0 ■
55 - * , * ,
50 ■ * ♦
^*5 -
40 ' ■ * ^ 35 •
30 • 25 •
20 1---1---1---1---1---1---1---'---'---'---'---'---'
stnSinisi/iiSinSinSinS (ucytnriT^-ininuiuJNNŒ
Obliquité articulaire (en degrés) Deuxième mesure
Figure 1,2, F, 3
Corrélation entre les deux mesures effectuées par le premier observateur
(]) Les tableaux sont regroupés en annexe à la fin du travail,
-36-
Qbliquité articulaire (en degrés) Première mesure
80 r 75 • 70 •
65
60 55 50 A5
40
35 30 25
20 J---1---1---1--- 1---1---1---1---1--- 1---1---1---r SinoinSinsinQmoinO wftinoiv'rinintoiflNr'.®
Obliquité articulaire (en degrés) Deuxième mesure
Figure 1,2, P, 4
Corrélation entre les deux mesures effectuées par le deuxième observateur Obliquité articulaire (en degrés)
Première mesure
80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20
Obliquité articulaire (en degrés) Deuxième mesure
Figure 1,2, P, S
Corrélation entre les deux mesures effectuées par le troisième observateur
Une analyse de variance, ne soulige pas de différence entre les trois examinateurs, ni pour les premières, ni pour les secondes lectures (test de Student par paires, p>0.05).
2) Erreur de mesure Interexamen
Les mesures d'obliquité articulaire provenant de 36 articulations ayant subi un CT-scan à deux reprises sont indiquées au Tableau 1.2.A.2 La déviation standard de la moyenne des différences des mesures aux deux dates est de 5.82°, sans différence significative entre les deux séries de mesures (test de Student par paire, P>0.05)[Fig.
I. 2. A. 6] .
Obliquité articulairê (sn degrés)
90 r
80 -
70 •
G0 •
aj
U
t- a
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20 • ^
10 •
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SQQQSOqqqq
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Obliquité articulaire (en degrés)
Figure 1,2,0,6
Corrélation entre les mesures effectuées aux différentes dates
-38-
3) Erreur de mesure topographique
L'obliquité articulaire mesurée à intervalles adjacents de 1,5 mm sur huit articulations différentes est rapportée au Tableau 1.2.A.3, tout comme la moyenne, la déviation standard et les coefficients de variation pour chacune de ces articulations. La moyenne des coefficients de variation est de 11.43 %.
1.2.A.5. Discus^ioy
a) But
Le but de cette étude visait à établir la fiabilité des mesures de l'orientation des articulations interapophysaires et définir l'asymétrie de ces facettes articulaires.
Tout au long de nos travaux, nous avons dû tenir compte de l'obliquité des articulations interapophysaires des couples de Junghanns que nous étudions. Certains auteurs <Van Schaik et al. 1984, Kénési et Lesur 1985, Van Schaik et al. 1985, Hàgg et Wallner 1990) ont utilisé la tomographie axiale computérisée pour mesurer l'obliquité de ces articulations. Toutefois, à notre connaissance, ces auteurs n'ont pas vérifié l'exactitude de leur méthodes.
Ceci restait donc à faire.
Certains auteurs attribuent à une asymétrie des articulations interapophysaires une Importance clinique.
Farfan et Sullivan <1967) ont trouvé une forte corrélation
entre la présence d'orientation asymétrique des
articulations interapophysaires et l'existence de
pathologie discale au même niveau. De plus, il existerait
une corrélation entre le côté d'une hernie discale, et le côté présentant une facette moins parasagittale.
Se basant sur une série de 200 radiographies, Farfan
<1973) rapporte une incidence de 23% présentant une asymétrie articulaire à chacun des trois niveaux lombaires inférieurs.
Kénési et Lesur (1985) ont publié une étude détaillée concernant l'asymétrie des articulations postérieures aux niveaux L4-L5 et L5-S1. Ils utilisaient la moyenne de cinq mesures effectuées à 3 mm d'intervalle pour déterminer l'obliquité articulaire, mais sans donner de détails concernant la variation des mesures au sein d'une même articulation. Ils conclurent qu'en général le rachis lombo-sacré présente une asymétrie des facettes articulaires en faveur d'une 'sagittalisation' à droite.
Ils rapportent aussi une incidence plus élevée de hernies discales du côté de l'articulation la moins parasagittale.
Ahmed et al. <1990) font également la moyenne d'une série de mesures effectuées sur des CT-scans contigus de 2mm d'épaisseur. Aucun de ces auteurs ne mentionne cependant les variations des mesures au sein d'une même articulation. Cerceuil et al. <1982) mentionnent l'asymétrie facettaire et étudient ses conséquences, mais sans quantifier le degré d'asymétrie cliniquement significatif. En fait tous ces auteurs sont vagues quant à la différence d'obliquité (exprimée en degrés) nécessaire selon eux pour parler d'asymétrie facettaire.
Cyron et Hutton <1980) rapportent des asymétries facettaires allant de 2° à 17° dans une série de 23 articulations mesurées sur pièce anatomique. Ils pensent qu'une asymétrie peut mener à une instabilité lombaire.
Plus récemment, Hàgg et Wallner (1990) doutent de l'importance clinique accordée au tropisme articulaire.
Ils présentent des résultats indiquant que 50% des cas ont
une asymétrie des facettes articulaires. De plus ils ont
étudié les erreurs de mesure de l'obliquité facettaire.
-40-
Pour un même observateur c'était 1.5°, et pour deux observateurs différents, les résultats étaient statis
tiquement différents.
Devant tant d'imprécision, nous pensions donc devoir déterminer l'asymétrie facettaire.
Méthodes
Nous avons choisi la méthode de Cyron et Hutton (1980). Elle permet de déterminer indépendamment l'obliquité des articulations interapophysaires gauches et droites par rapport à la ligne de repère <LT>. Cette dernière, tangentielle au bord postérieur de l'anneau fibreux, est en principe parallèle au diamètre latéro- latéral des deux vertèbres considérées.
Déjà en 1959, Willis utilisait un repère similaire au niveau des corps vertébraux.
Farfan et al. (1972) et Kénési et Lesur (1985) ont employé d'autres lignes de référence (Fig. 1.2.A.7) pour éviter les difficultés survenant en cas de disque asymétrique ou fort bombé. Ils ont identifié les deux extrémités de l'interface articulaire et les ont rejointes par une ligne droite. Ensuite, le plan sagittal passant à travers le centre du canal vertébral était identifié. L'angle formé par ces deux traits représente l'obliquité facettaire. Cependant les variations anatomiques rendent une telle méthode imprécise.
Van Schaik et al. (1985) mesurent uniquement l'angle
formé par les deux articulations interapophysaires. Ils
déterminent l'angle articulaire interfacettaire transverse
(TIFA) et l'angle interlaminaire transverse (TILA). Le
TIFA est formé par les tangentielles aux extrémités
antéro-médiales et postéro-latérales des facettes articu-
laires supérieures (Fig. 1.2.A.8.a). Le TILA est formé par les droites passant par le centre de la Jonction spinolaminaire et par le centre des portions les plus étroites des lames (Fig. 1.2.A.8.b). Ils ne différencient donc pas les obliquités gauches et droites.
Figure 1, 2, A, 7
Obliquité fecettaire selon Kénési et Lesur
rf ; obliquité facettaire
a angle articulaire interfacettaire transverse cr (TlFâ)
b angle interlaainaire transverse 2 (TlLâ)
Figure I,2,f\,8
Obliquité facettaire selon Van Schaik et al.
H ) Résultats
En déterminant l'erreur de mesure intra- et inter
observateur, nous avons pu établir que la méthode utilisée est fiable car reproductible. Nous l'avons donc utilisée tout au long de ce travail.
Notre série de patients ayant subi deux CT du rachis lombaire, ne montre pas de différence significative dans les obliquités articulaires mesurées aux différentes dates. Ceci indique qu'un CT-scan lombaire standard fournit une mesure adéquate de l'obliquité articulaire.
Pourtant les coupes obtenues aux deux dates ne sont pas nécessairement réalisées exactement au même endroit, ni au même angle tube-patient. Nos résultats s'ajoutent donc à ceux de Greenough et Fraser <1989). Ils ont trouvé que des inclinaisons de scanner (du tube lui-même) de moins de 15° par rapport aux plateaux vertébraux n'affectaient pas la mesure des orientations des articulations interapophysaires.
La série de huit articulations aux coupes adjacentes de 1,5 mm d'une extrémité à l'autre, présentait quelques variations. Rien n'indiquait que les valeurs obtenues des coupes situées aux extrémités des articulations étaient moins 'représentatives' pour cette articulation. Il ne semblait pas non plus y avoir de changement graduel de l'obliquité d'une extrémité de l'articulation à l'autre.
La moyenne des coefficients de variation était de 11%,
indiquant qu'aucune conclusion ne peut être tirée d'une
asymétrie facettaire de quelques degrés seulement. Ce
travail nous permet de jeter le doute sur la valeur des
publications basées sur des mesures d'asymétrie facettaire
de quelques degrés seulement (Cyron et Hutton 1980).
Ces observations montrent également qu'il est aléatoire de fonder le diagnostic d'asymétrie facettaire uniquement sur des radiographies de face. Dès que les articulations lombaires se projettent différemment, les cliniciens parlent volontiers de signe de Putti ou de tropisme articulaire. En fait, si la projection des tissus osseux de la colonne lombaire n'est pas strictement de face, les articulations interapophysaires gauche et droite ne seront pas symétriques .
1.2.A.6. CQHCLUSIQgS
La méthode de Cyron et Hutton convient pour la poursuite de nos travaux. Les mesures de l'obliquité des articulations interapophysaires lombaires sur tomographies axiales computérisées sont correctes et reproductibles
- pour un même observateur - pour différents observateurs - pour différentes observations
Une certaine variation de mesure existe cependant au
sein d'une même articulation. Le diagnostic d'asymétrie
facettaire nécessite une différence d'au moins 11% entre
les mesures d'obliquité des articulations gauches et
droites. Nous devrons en tenir compte.
-44-
B. IJTERFRETATIQir BABIOLOGIOTB DE LA RQIATIQB
VERTEBRALE LOMBAIRE
I.2.B.1 lyTRQDVÇHQW.
La colonne vertébrale ne présente de courbures physiologiques que dans le plan sagittal.
Tout déplacement dans le plan frontal est couplé à un mouvement dans le plan transversal et vice versa. Ce couplage provient de la structure tri-dimensionnelle formée, à chaque niveau, par le disque et les articulations interapophysaires.
Si une colonne présente une courbure frontale scoliotique, les vertèbres participant à cette courbure subissent également une certaine rotation axiale (dans le plan transversal). Le côté "convexe" de ces vertèbres correspond à la convexité de la courbure scoliotique (Fig.
I. 2. B.1) .
En cinématique, la plupart des études radiologiques du rachis se rapportent aux mouvements dans le plan sagittal ou frontal (de Marneffe 1958, Macrae et Vright 1969, Pennal et al. 1972, Dimnet et al. 1978, Cosentino et al. 1982, Portek et al. 1983, Keessen et al. 1984, Pearcy 1985, Pearcy et al. 1985, Saraste et al. 1985, Yoshioka et al. 1990). Dans ces plans, l'analyse des contours vertébraux est relativement aisée.
L'étude radiologique de la rotation vertébrale
apparaît bien plus complexe. Dans la région thoracique, la
mesure de la composante rotatoire des scolioses a mené au
développement des méthodes décrites Jusqu'à cette date.
46-
Figure 1,2, B, !
Pédicule 'convexe' et pédicule 'concave'.
1.2.B.2 REVUE DES METHODES EXISTANTES
En 1948, sur des vues antéro-postérieures, Cobb décrivait une technique standard pour mesurer graduellement la rotation basée sur la position des épineuses par rapport au corps vertébral (Fig. 1.2.B.2).
Il n'a pas corrélé ces gradations avec les véritables
degrés de rotation. La méthode a été abandonnée vu les
distorsions des épineuses dans les scolioses et les
différences de longeur des ces apophyses.
Figure 1,2, B, 2
Méthode de Cobb ; positions de l‘épineuse de (B) à (D) correspondant à 1 ‘accroissement de la rotation
En 1958, M
ogsuggéra l'utilisation des halos' pédiculaires. Avec Nash et Moe en 1969, un premier effort corrélait le déplacement des halos pédiculaires avec une rotation quantifiée. Ils trouvaient une bonne corrélation numérique entre le pourcentage de déplacement et le degré de rotation <Fig. 1.2.B.3).
<’ Le "halo pédiculaire" est l'image que donne le pédicule
sur un cliché radiographique de face.)
-48-
Figurë 1,2, B, S
Hëthûde Nash ët Moë ; / dë déplacëmënt pédiculairë = dëgré dë rotation vërtébral.
Aucune de ces méthodes n'est entièrement satisfaisante. Elles décrivent la position des points de repère par rapport au corps vertébral. Mais, le contour vertébral radiographique ne reste pas constant pendant les mouvements rotatoires. Les mesures sont donc imprécises.
De plus, le contour des pédicules perd de sa définition avec l'augmentation de la rotation.
Metha <1973) a alors changé de point de repère à
différents stades de la rotation : jusqu'à 30° le pédicule
du côté de la convexité de la courbure, ensuite l'apophyse
transverse du même côté, et au delà de 70°, le corps
vertébral.
Benson et al. (1976) ont revu avec un esprit critique la technique proposée par Nash et Moe et ont trouvé
"improbable la mesure précise de la rotation sur radiographie antéro-postérieure". Ils ont montré à quel point le degré de déplacement des halos pédiculaires peut varier pour une rotation donnée, quand une angulation dans le plan frontal ou sagittal est ajoutée.
En 1984, Drerup montre que la mesure des rotations vertébrales sur radiographie antéro-postérieure peut être indépendante d'une inclinaison latérale ou antéro
postérieure. D'après lui la rotation vertébrale peut être déterminée avec une précision d'à peu près 5°.
La radiographie biplanaire <2 clichés) et la stéréo- radiographie <2 expositions sur un cliché) abordent ce problème de la rotation vertébrale (Brown et al. 1976, Matteri et al. 1976, Frymoyer et al. 1979, Portek et al.
1983, Pearcy et Tibrewal 1984). Ces techniques offrent l'avantage d'être plus précises. Mais elles exigent plus d'irradiation et souvent un appareillage encombrant ainsi qu'une assistance computérisée complexe.
Certains se sont basés sur la trigonométrie (Fait et
Janovec 1970, Benson et al. 1976, Coetsier et al. 1977,
Drerup 1984). En 1970, Fait et Janovec construisent un
modèle de rotation vertébrale. Ils considèrent le corps
vertébral idéal comme un rectangle à l'arrière, avec un
demi-cercle à l'avant et placent les pédicules en ligne
avec le bord latéral du corps vertébral (Fig. 1.2.B.4). La
rotation est caractérisée par le facteur f (f=a/b, 'a' est
la distance entre le bord de la vertèbre et la partie
latérale du pédicule convexe et 'b' est le diamètre
vertébral sur une radiographie de face).
-50-
(U (2)
HûdèlSi coupe sagittàle Vertèbre vue de face Figure 1,2, B, 4
Modèle de Fait et Janovec ; Je de/»i-cercJe représente Je corps vertébral, les tangentieJJes au demi-cercle, formant les branches courtes du rectangle, représentent les pédicules,
a - distance entre la projection du bord externe du pédicule convexe tel, et le bord de la vertèbre, b = diamètre vertébral, et = rotation vertébrale, S = angle central
Benson et al. (1976), calculent la rotation vertébrale au moyen d'une équation, qui comprend la distance entre le bord interne du halo pédiculaire convexe et le bord latéral du corps vertébral de la vertèbre non tournée, ainsi que la longeur des pédicules (Fig. 1.2.B.5).
Cliniquement, ces distances ne sont pas connues.
P Po L Modèle de Benson et si, ; - = — + - tg $
B Bo B
(Po) est là distance entre le bord interne du pédicule convexe et le bord de la vertèbre, et (Bo) le diamètre vertébral avant la rotation, (P) est la distance entre le bord interne du pédicule convexe et le bord de la vertèbre, et (B) le diamètre
vertébral après une rotation $, L est la distance corps-pédicule,
-52-
Coetsier et al. (1977) tiennent compte du contour du corps vertébral ainsi que des bords internes des deux balos pédiculaires au lieu d'un seul. Ils conçoivent un instrument de mesure permettant la lecture de l'angle de rotation directement sur les radiographies antéro
postérieures [le Ghent Scoliosis Rotation Measuring Device
<Fig. 1.2.B.6)3. Cet instrument transparent s'applique sur la radiographie de face de la vertèbre dont il faut déterminer le degré de rotation. La base <AB) de l'instrument doit être parallèle au bord inférieur de cette vertèbre. Les bords externes de l'instrument croisent les bords externes de la vertèbre à mi-hauteur de celle-ci. Ensuite le bras CO (mobile autour de C) est tourné jusqu'à effleurer le bord interne des pédicules.
Les valeurs X et Y sont déterminées sur l'échelle le long
de la base de l'instrument. La différence entre X et Y
donne le nombre de degrés de rotation de la vertèbre.
(b) points dà repéré (ci technique de aesure
J'angle de rotation est X-Y
Figure 1,2, B, 6
Shent Scoliosis Rotation heasuring Device
-54-
Perdriolle et Vidal (1981) ont développé un instrument de mesure similaire, le 'torsiomètre ' , utilisant le contour du corps vertébral et le milieu du halo du pédicule convexe. Cet instrument transparent, s'applique, sur une radiographie de face, au niveau de la vertèbre concernée. Les bords externes de l'instrument croisent l'intersection des bords externes de la vertèbre à mi- hauteur, et la parallèle au bord inférieur de la vertèbre.
A la base de l'instrument, le degré de rotation est ensuite indiqué sur l'échelle (Fig. 1.2.B.7).
Figuré 1,2, B. 7
Torsioeiètre de Perdrioîle et Vidal et application sur une radiographie (a.)
photo du torsiomètre
(P.)
points de repère
REPERES
Ce J
technique de mesure
J'angle de rotation est donné par la
ligne pesant par le milieu du halo
pédiculaire convexe
La valeur clinique d'une mesure précise et correcte de la rotation vertébrale à partir d'une radiographie de face est indiscutable. Peu coûteuse, elle demande peu d'irradiation, mais dépend grandement de la précision des repères radiologiques.
Dans un effort d'identification radiologique exact des points de repère, Christenson <1977) visualise les structures vertébrales à l'aide de fils marqueurs radio- opaques. Malheureusement son étude ne permet pas de déterminer le détail du pédicule projeté sur les radiographies de face.
Plus récemment, Van Schaik et al. (1989), ont déterminé, à l'aide de marqueurs radio-opaques, la correspondance radiologique des structures anatomiques des apophyses épineuses.
Quoi qu'il en soit, les variations anatomiques entre individus rendent difficile, la détermination des repères
(Stokes et al. 1980).
I . 2. B. 3 BUT
Le but de notre étude est
1/ de comparer les diverses techniques de mesure de rotation vertébrale au niveau lombaire,
2/ de choisir celle qui sera employée dans les chapitres suivants de cette recherche et,
2/ de déterminer quelle partie du pédicule lombaire est
nettement repérable sur une radiographie de face.
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1.2.B.4 MATERIEL ET METHODES.
A Matériel
Six vertèbres cadavériques humaines sèches ont été utilisées. Elles ne présentaient aucune anomalie structurelle, ni macroscopiquement, ni radio-logiquement : une vertèbre L3, trois vertèbres L4 et une vertèbre L5.
Toutes les radiographies ont été effectuées par le même technicien.
B Méthodes.
Les vertèbres ont été individuellement montées sur un statif en plexiglas permettant la rotation autour d'un axe vertical passant à l'endroit où le nucléus pulpeux se fond avec l'anneau fibreux postérieur <Fig. 1.2.B.8).
Figure 1,2,8,8
Vertèbre montée sur statif rotatoire
a) Une radiographie est prise dans le plan sagittal ainsi qu'une série de 13 radiographies dans le plan frontal en rotation gauche et droite allant de 0° à 30° par
intervalles de 5°.
b) Sur ces séries de radiographies, le degré de rotation est évalué selon les cinq méthodes décrites plus haut;
la méthode de décalage des halos pédiculaires de Nash et Moe <1969) ainsi que son adaptation par Drerup
<1984), la méthode des rapports des halos pédiculaires selon Fait et Janovec <1970) et enfin en utilisant le 'Ghent Scoliosis Rotation Measuring Device' <Coetsier et al. 1977) et le torsiomètre de Perdriolle et Vidal
<1981).
c) Le degré de rotation a également été déterminé selon une méthode, que nous avons développée personnellement à partir d'un modèle vertébral théorique.
Description de notre méthode de mesure
Notre modèle vertébral est illustré par la Fig.
1.2.B.9a. P représente la partie postérieure du pédicule,
A la partie antérieure du pédicule, et PA la longeur du
pédicule. Cette distance peut être déterminée sur une
radiographie de profil. Quoique ceci soit théoriquement
incorrect, l'erreur de mesure de cette distance est
minimale pour de petites amplitudes de rotation.
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Lorsque la vertèbre n' a pas tourné autour de son axe vertical, les points P et A sont superposés dans le plan frontal (Fig. 1.2.B.9b). Au contraire, lors d'une rotation (Fig. 1.2.B.9c), les parties postérieures et antérieures des pédicules (P et A) se projettent séparément en P' et A' .
FA Dans le triangle PAF, sinoc = — ,
PA
or, FA = P'A', nous pouvons déterminer sina
P' A’
a. = arc sin--- PA
P' A'
--- et donc PA
L'angle de rotation ex se calcule donc aisément à partir des mesures des segments de droites P'A' et PA.
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