BIOMECANIQUE DE LA CHARNIERE DORSO-LOMBAIRE

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La charpente osseuse de la charnière thoraco-lombaire [41]

Les vertèbres thoraciques

Au nombre de trois, elles s’articulent avec les côtes
 Caractères communs (figure 2)
– Le corps vertébral, presque cylindrique, présente à la partie postérieure de ses faces latérales les fossettes costales, supérieures et inférieures. Elles sont semi-lunaires et s’articulent chacune avec la moitié d’une tête costale.
– Les pédicules sont arrondis et horizontaux.
– Les lames sont minces, et de direction inféro-médiale.
– Le processus épineux est long et incliné en bas, faisant avec l’horizontale un angle de 60°.
– Les processus transverses longs, ont sur la face antérieure de leur extrémité libre une fossette costale, qui répond au tubercule costal.
-les processus articulaires supérieurs ont des surfaces articulaires planes orientées en haut, en arrière et latéralement. Les surfaces articulaires des processus articulaires inférieurs sont inversement orientées.
– Le foramen vertébral est quasi circulaire.
 Particularités des vertèbres thoraciques de la charnière dorso-lombaire :
– la dixième vertèbre thoracique (T10) ne présente sur le corps vertébral que deux fossettes costales supérieures ;
– les vertèbres thoraciques T11 et T12 n’ont que deux fossettes costales. Les processus transverses trapus de T11 et T12 sont dépourvus de fossette costale.

Les vertèbres lombaires

– Le corps vertébral, très volumineux, est réniforme à grand axe transversal.
– Les pédicules, très épais et sagittaux, sont implantés sur la moitié supérieure de l’arête postéro-latérale du corps.
– Les lames sont épaisses et hautes.
– Le processus épineux est épais, vertical, rectangulaire et horizontal avec un bord libre renflé.
– Les processus transverses (ou costiformes), longs et grêles, présentent près de leur origine le processus accessoire, relief d’insertion musculaire.
– Les processus articulaires sont épais et sagittaux.
Les surfaces articulaires supérieures, en forme de gouttières verticales, regardent en arrière et médialement.
Sur leur face latérale saille le processus mamillaire.
Les surfaces articulaires inférieures sont inversement conformées et orientées.
-Le foramen vertébral est un triangle équilatéral (voir figure 3).
 Particularités des vertèbres lombaires de la charnière dorso-lombaire
– La vertèbre lombaire L1 a un processus transverse peu développé.

Le système articulaire de la charnière dorso-lombaire

Les articulations intervertébrales [37]

Elle comprend deux types d’articulations : les symphyses entre les corps vertébraux et les articulations synoviales entre les processus articulaires. Une vertèbre type comporte six articulations avec les vertèbres adjacentes : deux symphyses et quatre articulations synoviales (2 inférieures et 2 supérieures). La symphyse est constituée d’une couche de cartilage hyalin sur chacun des corps vertébraux et d’un disque intervertébral (DIV) interposé entre les couches de cartilage. Le DIV se compose d’une partie périphérique dure, l’anneau fibreux, et d’une partie centrale molle, le nucleus pulposus.

Les ligaments

Les différentes parties des vertèbres sont unies entre elles, renforcées et maintenues par les ligaments suivants :
– le ligament longitudinal antérieur (LLA) est une bandelette assez épaisse et large qui chemine longitudinalement en avant des corps vertébraux et des disques intervertébraux, se fusionnant respectivement avec le périoste et l’anneau fibreux. -le ligament longitudinal postérieur (LLP) est à l’intérieur du canal vertébral, sur les faces postérieures des corps vertébraux et des disques intervertébraux.
– le ligament supra-épineux (LSE) : relie les extrémités des processus épineux, il est peu développé dans la région lombaire.
– le ligament inter épineux : est tendu entre les processus épineux adjacents ; il n’est peu développé que dans la région lombaire ;
– Les ligaments jaunes : relient les bords des lames des vertèbres voisines ; certaines fibres peuvent se prolonger sur la face antérieure de la lame.
– Les ligaments intertransversaires : sont insignifiants sauf dans la région lombaire où ils relient les processus transverses adjacents.
Tous ces ligaments sont représentés sur la figure 4.

Les haubans musculaires [93]

Les divers muscles qui s’insèrent sur le rachis dorso-lombaire en particulier et les muscles du tronc en général sont autant de haubans qui participent au maintien et à la dynamique du rachis. Si les muscles de la paroi antéro-latérale de l’abdomen représentent par l’intermédiaire de la pression abdominale les haubans fléchisseurs du rachis, ils ne peuvent nous intéresser au point de vue topographique et nous limiterons notre description aux trois groupes musculaires juxtavertébraux latéral, postérieur et antérieur (figures 5 et 6).

Les muscles juxtavertébraux latéraux et postérieurs

Le groupe latéral disposé dans le plan frontal des côtes et des apophyses costiformes comprend : les muscles intercostaux, le muscle carré des lombes, les muscles psoas et les petits muscles intertransversaires. Ce plan musculaire est doublé de fascia sur ses deux faces, fascia endo et exothoracique du côté intercostal, fascia iliaca devant le psoas, fascia de revêtement du carré des lombes en avant et aponévrose du muscle transverse en arrière. Ce plan musculaire subdivise topographiquement la région vertébrale dorso-lombaire en une région postérieure et une région antérieure.
La cloison est amincie au niveau des espaces intercostaux, mais fortement épaissie par la présence du psoas dans l’angle dièdre formé par les faces latérales des corps vertébraux lombaires et de leurs apophyses transverses au-dessous de la tête de la 12ème côte.
Signalons la présence à la face postérieure du carré des lombes du ligament lombo-costal de Henlé s’insérant entre les deux premières apophyses costiformes lombaires et la 12ème côte et servant de repère chirurgical pour ne pas effondrer le cul-de-sac pleural toujours situé au-dessus de son bord inférieur (figure5).
Le groupe musculaire postérieur (figures 6 et 7) est placé en arrière de l’aponévrose du transverse, des côtes et des apophyses costiformes. Il comprend :
– les muscles spinaux qui remplissent les gouttières vertébrales et débordent sur l’aponévrose du transverse,
– en arrière des muscles spinaux, le muscle petit dentelé postérieur et inférieur en haut, le petit oblique de l’abdomen en bas,
– le muscle grand dorsal et son aponévrose tendineuse d’attache, l’aponévrose lombaire, qui recouvrent tous les muscles précédents. S’il existe des espaces celluleux entre ces trois plans musculaires du groupe postérieur, leur situation frontale ne permet pas de les utiliser chirurgicalement. Etant donné l’insertion des muscles spinaux sur toute la surface postérieure du rachis, il s’ensuit que son abord chirurgical ne peut se réaliser que par la désinsertion complète de ces muscles jusqu’ à la base des apophyses transverses de façon à respecter leurs pédicules vasculo-nerveux situés contre la région isthmique des colonnes articulaires.

Le diaphragme [42]

Le groupe antérieur est représenté par un seul muscle, le diaphragme qui est un muscle large constituant une cloison étanche entre les cavités thoracique et abdominale (figure 8). Le diaphragme est formé d’une zone centrale tendineuse, le centre phrénique, et d’une zone périphérique charnue d’insertion.
 Le centre phrénique
C’est une aponévrose mince, résistante et d’aspect blanc nacré et brillant. Il a la forme d’un trèfle à trois folioles, ventrale, droite et gauche. À l’union des folioles ventrale et droite se trouve : le foramen de la veine cave inférieure, qui est cerné par deux faisceaux tendineux, les bandelettes semi-circulaires.
 Les insertions
Elles comprennent trois parties : sternale, costale et lombaire.

Rapports de la charnière dorso-lombaire

Le contenant

Les vertèbres, les disques et les ligaments délimitent plusieurs plusieurs canaux parmi lesquels : le canal rachidien qui entoure et protège la moelle spinale, le canal radiculaire qui entoure et protège la racine nerveuse [37].

Le contenu

 La moelle spinale
La moelle spinale, entourée des méninges est située au centre du canal vertébral dont elle suit les courbures. Elle se présente sous la forme d’un long cordon cylindrique de calibre variable du fait de la présence de deux renflements : l’un cervical, l’autre lombaire correspondant aux nerfs des membres supérieurs et inférieurs. Le renflement lombaire s’étend des segments spinaux de T10 à L1. La moelle est constituée d’un canal, le canal central entourée de la substance grise, elle-même cernée par la substance blanche qui forme la couche périphérique. La moelle épouse les courbures vertébrales et s’arrête le plus souvent à la hauteur du disque L1-L2. Au-dessous de la terminaison médullaire, les racines rachidiennes se groupent pour former la queue de cheval qui occupe ainsi le canal vertébral des vertèbres lombaires.
 Les vaisseaux
 Les vaisseaux collatéraux prévertébraux.
Il faut comprendre dans ces vaisseaux les trois derniers pédicules intercostaux et les deux premiers pédicules lombaires. Les artères pariétales aortiques naissent de la face postérieure de l’aorte à quelques millimètres à peine l’une de l’autre près de la ligne médiane aortique et de là présentent un trajet vers le trou de conjugaison correspondant.
 Les vaisseaux intrarachidiens
Les artères intrarachidiennes (figure 11) naissent à l’aplomb du trou de conjugaison, de l’artère pariétale, soit directement, soit par l’intermédiaire de la branche dorso-spinale. I1 s’agit pour la plupart d’entre elles d’artérioles destinées essentiellement aux éléments ostéo-fibro-méningés ainsi qu’aux racines. L’une de ces artérioles se trouve être l’artère d’Adamkiewicz ou artère du renflement lombaire de Lazorthes dont l’importance est capitale pour la vascularisation de la partie terminale de la moelle épinière (figure 10). Cette artère pénètre dans le canal entre les trous de conjugaison de D8 à S1. Des anastomoses entre les diverses branches artérielles du tronc des artères pariétales, radiculo-médullaires, dorso-spinales et pariétales périphériques peuvent se faire (figure 11).

BIOMECANIQUE DE LA CHARNIERE DORSO-LOMBAIRE [11]

La charnière thoraco-lombaire constitue une zone de transition d’une part sur le plan des courbures puisqu’elle se situe à la jonction entre la cyphose dorsale et la lordose lombaire. D’autre part et surtout, c’est une zone de transition sur le plan de la mobilité.
En effet, la colonne thoracique est relativement rigide avec une mobilité dans le plan sagittal de 2 à 6° pour les raisons suivantes : le rapport entre la hauteur des disques et la hauteur vertébrale est faible (1/6), la limitation des mouvements par les côtes est importante en particulier en flexion, en extension et en inclinaison latérale, la limitation en rotation est liée aux articulations inter-apophysaires postérieures qui sont placées dans le plan frontal, enfin les apophyses épineuses très obliques limitent l’extension.
Inversement, la colonne lombaire est très mobile, de l’ordre de 10 à 24° dans le plan sagittal grâce au rapport élevé de la hauteur des disques par rapport à la hauteur vertébrale (1/3). La flexion est peu limitée en raison du rapport élevé du diamètre vertébral antéro-postérieur par rapport au diamètre transversal ; par contre, l’orientation sagittale des articulations inter-apophysaires et leur point de rotation décalé vers l’arrière par rapport au centre de rotation du disque intervertébral limitent les mouvements en rotation.

Forces et contraintes

Chaque vertèbre est assimilée à un levier du premier genre, dit inter-appui où le nucléus joue le rôle de point d’appui. Lors de la flexion, les contraintes augmentent en raison de 2 phénomènes : le découvrement des facettes articulaires et l’augmentation du bras de levier gravitaire. Dans le sens crânio-caudal, le poids de la tête est transmis par deux piliers dans le plan frontal à l’axis. A ce niveau apparaît le trépied vertébral. Les forces appliquées sur le trépied vertébral, estimées par leur module, sont uniquement les forces de compression appliquées sur les colonnes antérieures et postéro-latérales (figure 15).
Le module des forces augmente de la région cervicale à la région lombaire.

Transmission et répartition des forces au sein du disque

Si l’on applique sur le disque une force de compression transmise par le plateau de la vertèbre sus-jacente au nucléus, on observe que celui-ci va jouer un rôle de répartition radiaire des forces aux lamelles concentriques de l’annulus. Le nucléus riche en eau est incompressible, et peu déformable. Il a dans les conditions physiologiques de charge la fonction essentielle de répartir ces contraintes plus que de supporter directement la charge. Cette fonction est assurée par l’annulus, dont les lamelles vont être mises en tension successivement du centre vers la périphérie. Les lamelles les plus internes vont se déformer considérablement, alors que celles disposées en périphérie de l’annulus, de plus forte résistance, se déforment peu (figure 16). Pour des conditions de charges élevées, l’annulus est capable de résister, alors que le nucléus « tel un boulet de canon » migre vers le corps vertébral à travers la fissure du plateau. Les propriétés de résistance du disque sont essentiellement celles de l’annulus.

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Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
I. RAPPELS
1. RAPPEL ANATOMIQUE
1.1. La charpente osseuse de la charnière thoraco-lombaire
1.2. Le système articulaire de la charnière dorso-lombaire
1.3. Les haubans musculaires
1.4. Rapports de la charnière dorso-lombaire
1.5. Anatomie fonctionnelle de la charnière dorso-lombaire
2. BIOMECANIQUE DE LA CHARNIERE DORSO-LOMBAIRE
2.1. Forces et contraintes
2.2. Transmission et répartition des forces au sein du disque
II. Etude clinique et paraclinique
1. Diagnostic
1.1. Interrogatoire
1.2. L’examen physique
1.3. Examens complémentaires
1.4. Les principales lésions
1.5. Classification des lésions
2. TRAITEMENT
2.1. Buts
2.2 Moyens
DEUXIEME PARTIE : NOTRE TRAVAIL
I. CADRE D’ETUDE
II. MATERIEL ET METHODE
1. Matériel
1.1. Supports utilisés
1.2. Critères d’inclusion
1.3. Critères de non inclusion
2. Méthode
2.1. Type et période d’étude
2.2. Paramètres étudiés
2.3. Les Critères d’évaluation
2.4. Saisie des données
III. RESULTATS
1. Données épidémiologiques
1.1. Répartition des patients selon la fréquence
1.2. Répartition des patient selon l’âge
1.3. Répartition des patients selon le sexe
1.4. Répartition selon la profession
2. Données diagnostiques
2.1. Le délai d’admission
2.2. Répartition des patients selon l’ancienneté du traumatisme
2.3. Répartition des patients selon les circonstances de survenue
2.4. Répartition des patients selon le lieu de survenue de l’accident
2.6. Répartition des patients selon les signes cliniques
2.7. La répartition selon les données de l’imagerie
3. Données thérapeutiques
3.1. La répartition des patients selon le type de traitement
3.2. La répartition selon le type de traitement orthopédique
3.3. La répartition selon le traitement chirurgical
3.4. Répartition des patients selon le degré de cyphose post-opératoire
3.5. La durée d’hospitalisation
4. Les données évolutives
4.1. Répartition des patients selon les résultats fonctionnels
4.2. L’évolution des patients selon les résultats anatomiques
4.3. La répartition des patients selon les complications
IV. DISCUSSION
1. Aspects épidémiologiques
2. Aspects cliniques
3. Données de l’imagerie
4. Aspects thérapeutiques
5. Aspects évolutifs
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS
REFERENCES
ANNEXES

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