ÉVALUATION DES TRANSLATIONS GLÉNOHUMÉRALES 3D SOUS EOSMC

ÉVALUATION DES TRANSLATIONS GLÉNOHUMÉRALES 3D SOUS EOSMC

L’épaule

L’épaule est l’articulation la plus mobile du corps humain. En effet, elle permet d’effectuer des mouvements du bras d’une grande amplitude (plus de 180o) dans les trois plans anatomiques: plan sagittal (flexion/extension), plan frontal (abduction/adduction) et transverse (rotation interne/externe) (Tableau 1.1). L’épaule est en fait composée de 3 articulations et d’un espace de glissement : l’articulation gléno-humérale, l’articulation acromio-claviculaire, l’articulation sterno-claviculaire et le plan de glissement scapulothoracique (Figure 1.1, Figure 1.2). L’amplitude de mouvement de l’épaule est assurée par la combinaison de mouvements du plan de glissement scapulo-thoracique et de l’articulation gléno-humérale. Ce rythme scapulo-huméral, généralement estimé à 2:1 pour un mouvement d’abduction du bras (Mandalidis et al., 1999; Poppen et Walker, 1976), est nécessaire à l’atteinte des pleines amplitudes de mouvement de l’épaule. Par exemple, pour une abduction du bras de 180o, l’articulation gléno-humérale serait responsable de 120o et le plan de glissement scapulo-thoracique, de 60o. Des études plus récentes démontrent toutefois que différents facteurs comme l’angle d’élévation du bras et certaines pathologies pourraient influer sur la valeur exacte du ratio (de Groot et Brand, 2001; de Groot, Valstar et Arwert, 1998b; Fayad et al., 2008; Hallström et Kärrholm, 2009; Roren et al., 2012). Le rôle de la clavicule et de ses articulations est principalement de stabiliser et de guider la scapula durant son glissement sur le thorax, notamment en l’empêchant d’être tirée vers l’avant sous l’action de certains muscles de l’épaule. Le présent travail s’intéresse principalement à l’articulation gléno-humérale.

Mobilité et stabilité

La mobilité de l’épaule est assurée par le mouvement combiné de la scapula et de l’humérus, mais la plus grande partie du mouvement de l’épaule est assurée par l’articulation glénohumérale. La grande mobilité de l’articulation gléno-humérale résulte de la géométrie de ses surfaces articulaires. En effet, la glène est peu profonde, ce qui permet à la tête humérale d’y effectuer des rotations de grande amplitude sans interférence. Cependant, cette grande mobilité a inévitablement un coût : l’instabilité. En effet, la glène, qui est peu profonde, ne suffit pas à maintenir la tête humérale en place. Afin de préserver la fonctionnalité de l’articulation, plusieurs mécanismes passifs et actifs sont nécessaires afin de maintenir sa stabilité. Les principaux mécanismes passifs sont la congruence des surfaces articulaires, le bourrelet glénoïdien, la capsule ainsi que les ligaments capsulaires et une pression négative qui serait présente dans la capsule (Itoi et al., 1993; Veeger et van der Helm, 2007).

La stabilisation active de la tête humérale sur la glène est principalement assurée par les muscles de la coiffe des rotateurs. L’action combinée de ces muscles aide à maintenir la tête humérale centrée sur la glène durant les mouvements de l’articulation. Bien que le rôle principal du deltoïde soit l’abduction, la flexion et l’extension du bras, certaines études tendent à démontrer qu’il pourrait également avoir une influence sur la stabilité de l’humérus, tant par la force appliquée à son insertion sur l’humérus, qui sera plutôt déstabilisatrice que par le contact du muscle avec la tête humérale, qui sera plutôt stabilisateur (Billuart et al., 2006). Le dysfonctionnement de certains stabilisateurs actifs et passifs de la tête humérale peut mener à des problèmes d’instabilité. Par exemple, la rupture de tendons de la coiffe des rotateurs peuvent mener à un décentrage de la tête humérale sur la glène, ce qui peut éventuellement mener à un syndrome d’accrochage. Un dommage ou une laxité extrême de certains stabilisateurs passifs, tels que les ligaments ou le labrum, peuvent mener à une grande instabilité causant des dislocations fréquentes de l’articulation gléno-humérale. Différentes pathologies menant à de tels problèmes seront présentés plus en détail à la prochaine section (1.2.1). Il est important de souligner ici que le terme « instabilité » semble avoir différentes significations selon le contexte dans lequel il est utilisé. En effet, d’un point de vue clinique, l’instabilité de l’articulation gléno-humérale réfère généralement à sa facilité de « dislocation » et serait généralement causée par une défaillance de certains stabilisateurs passifs de l’articulation. D’un point de vue « biomécanique », l’instabilité de l’articulation réfère parfois plutôt à des translations excessives de la tête humérale sur la glène durant le mouvement du bras. Comme ce travail s’intéresse aux translations gléno-humérales (GH) de toutes les amplitudes, les termes « translation GH » et « décentrage articulaire » seront utilisé afin d’éviter toute confusion possible avec l’instabilité telle que définie en clinique.

Pathologies et épidémiologie

Les problèmes de douleur et de perte de fonction de l’épaule sont très fréquents. En effet, en 1993, le bureau américain des statistiques du travail estimait que les douleurs à l’épaule étaient la deuxième cause de consultation clinique, après les douleurs au dos (Patry et al., 1998). Une méta-analyse portant sur les problèmes de douleur à l’épaule publiée par Dinnes en 2003 suggère que la prévalence des problèmes de douleurs à l’épaule ayant mené à une consultation serait de 16% au Royaume-Uni (Dinnes et al., 2003). Cependant, cette même étude suggère aussi que seulement environ 50% des gens atteints de problèmes d’épaule consulteraient un médecin. La prévalence réelle des problèmes d’épaule pourrait donc atteindre 30% au Royaume-Uni. Les coûts engendrés par de tels problèmes étaient estimés à 7 G$ aux États-Unis en 2000 (Meislin, Sperling et Stitik, 2006). Au Québec, la Commission de la santé et de la sécurité au travail du Québec (CSST) rapporte que, pour les années 2003 à 2006, les lésions à l’épaule représentaient 39% des 32549 lésions inflammatoires dues à un travail répétitif ou à un traumatisme. Les lésions à l’épaule ont requis en moyenne 75,4 jours d’absence du travail et 4533$ en indemnités de remplacement du revenu (IRR) par travailleur. En comparaison, les lésions au membre inférieur représentaient moins de 10% des lésions rapportées et ont requis en moyenne 39,5 jours d’absence et des IRR de 2439$ par travailleur. Ces chiffres démontrent donc bien que les pathologies, souvent chroniques, de l’épaule, sont très fréquentes et impliquent des coûts sociaux très importants (CSST, 2007).

Les problèmes de douleur et de perte de fonction de l’épaule peuvent avoir plusieurs causes : blessures traumatiques, arthrite, bursites, tendinites, ruptures de tendons de la coiffe des rotateurs (parfois appelées simplement ruptures de la coiffe des rotateurs), syndrome d’accrochage, etc. Toutefois, jusqu’à 70% des problèmes de douleur et de perte de fonction de l’épaule impliqueraient des lésions de la coiffe des rotateurs (Dinnes et al., 2003). L’incidence des lésions des tendons de la coiffe augmente avec l’âge et elles sont souvent associées à une dégénérescence des tendons plutôt qu’à une déchirure traumatique. Certaines études suggèrent que des ruptures de la coiffe des rotateurs seraient présentes dans 20% d’individus n’ayant aucun symptôme à l’épaule (Moosmayer et al., 2009; Sher et al., 1995). Les ruptures de tendons de la coiffe des rotateurs peuvent se présenter sous différentes formes ou gravités. Les ruptures peuvent toucher un ou plusieurs tendons et une partie de l’épaisseur du tendon (rupture partielle) ou toute l’épaisseur du tendon (rupture transfixiante). Ces ruptures peuvent être classifiées selon leur forme, leur dimension et le nombre de tendons touchés, selon le système de classification qui est utilisé (Cofield, 1985; Davidson et Burkhart, 2010; Gerber, Fuchs et Hodler, 2000; Harryman et al., 1991; Morag et al., 2006).

Les ruptures de grandes dimensions sont souvent caractérisées comme étant « massives ». Cependant, il ne semble pas y avoir de consensus sur la définition exacte d’une rupture massive. Par exemple, certains la définissent comme une déchirure mesurant plus de 5 cm dans le plan frontal ou sagittal et incluant au moins les tendons du supra et de l’infra-épineux (Cofield, 1985), alors que d’autres la définissent plutôt comme un détachement complet de deux tendons ou plus (Gerber, Fuchs et Hodler, 2000; Harryman et al., 1991). Peu importe la définition exacte de la rupture massive, il est accepté dans le milieu clinique que les déchirures importantes de la coiffe des rotateurs sont souvent associées à de la faiblesse et de la douleur à l’épaule. Les ruptures massives de la coiffe des rotateurs sont souvent accompagnées d’involution graisseuse et de rétraction des muscles de la coiffe et sont généralement difficiles à réparer, tout en étant peu influencées par les traitements conservateurs. Il est également accepté que celles-ci sont parfois associées à une ascension de la tête humérale sur la glène, visible sur radiographies. Des ruptures de la coiffe des rotateurs peuvent également être associées à un stade avancé de syndrome d’accrochage. Le syndrome d’accrochage consiste en un conflit entre les muscles de la coiffe des rotateurs et l’acromion, causé par une faiblesse ou des changements dégénératifs à la coiffe des rotateurs, une dégénérescence de l’articulation acromioclaviculaire, des translations GH, des particularités au niveau de la morphologie de l’acromion (Bigliani et Levine, 1997). Ceci peut causer un pincement de la coiffe des rotateurs entre l’humérus et l’acromion, causant ainsi une douleur durant l’élévation du bras et pouvant mener à une dégénérescence des tendons.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 CADRE THÉORIQUE
1.1 L’épaule
1.1.1 L’articulation gléno-humérale
1.1.1.1 Les os
1.1.1.2 Les muscles
1.1.1.3 Les autres tissus mous
1.1.1.4 Mobilité et stabilité
1.2 Contexte clinique
1.2.1 Pathologies et épidémiologie
1.2.2 Diagnostic
1.2.3 Traitement
1.2.3.1 Suivi et évaluation de la fonction
CHAPITRE 2 PROBLÉMATIQUE, HYPOTHÈSES ET OBJECTIFS
CHAPITRE 3 REVUE DE LITTÉRATURE – TRANSLATIONS GLÉNO-HUMÉRALES
3.1 Marqueurs externes
3.2 Radiographie et fluoroscopie
3.3 Model-based X-ray
3.4 Imagerie par résonance magnétique (IRM)
3.5 Échographie
3.6 Discussion
CHAPITRE 4 SITUATION DE LA THÈSE ET OBJECTIFS SPÉCIFIQUES
4.1 Choix méthodologiques et situation de la thèse
4.2 Synthèse et objectifs spécifiques
CHAPITRE 5 TRAVAIL PERSONNEL – FAISABILITÉ DE LA MÉTHODE PRÉLIMINAIRE
5.1 Introduction
5.2 Méthode
5.2.1 Sujets
5.2.2 Acquisition des images
5.2.3 Analyse des images – localisation des repères anatomiques.
5.2.4 Systèmes d’axes
5.2.4.1 Scapula
5.2.4.2 Humérus
5.2.4.3 Thorax
5.2.5 Analyse des données – Répétabilité de l’identification des repères anatomiques de l’épaule.
5.2.6 Analyse des données – Translations de la TH
5.2.7 Translations de la tête humérale en présence de ruptures de la coiffe des rotateurs
5.3 Résultats
5.3.1 Répétabilité des repères anatomiques – système d’axes global d’EOS
5.3.2 Position de la tête humérale dans le système d’axes local de la scapula
5.3.3 Translations de la tête humérale
5.3.4 Translations de la tête humérale en présence de ruptures de la coiffe des rotateurs
5.4 Discussion / Conclusion intermédiaire
CHAPITRE 6 TRAVAIL PERSONNEL – RECONSTRUCTION DE LA SCAPULA
6.1 Introduction
6.2 Reconstruction
6.3 Méthode
6.3.1 Modèle paramétré générique
6.3.2 Modèle déformable
6.3.3 Reconstruction
6.3.4 Validation – Scapulas sèches
6.4 Résultats
6.5 Discussion intermédiaire
6.6 Inférences
6.6.1 Méthode
6.6.2 Résultats
6.6.3 Discussion intermédiaire
CHAPITRE 7 TRAVAIL PERSONNEL – VALIDATION DE LA MÉTHODE
7.1 Introduction
7.2 Méthodologie
7.2.1 Méthode d’évaluation des translations gléno-humérales
7.2.1.1 Acquisition des images
7.2.1.2 Analyse des images
7.2.1.3 Description du mouvement
7.2.2 Validation1
7.2.2.1 Précision
7.2.2.2 Répétabilité
7.2.2.3 Translations GH vs fonction de l’épaule
7.3 Résultats
7.3.1 Validation
7.3.1.1 Précision
7.3.1.2 Répétabilité
7.3.1.3 Translations GH vs fonction de l’épaule : Résultats préliminaires chez 10 patients
7.4 Discussion intermédiaire
7.4.1 Méthode pour l’évaluation des translations GH
7.4.2 Validation
7.4.3 Translations GH vs fonction de l’épaule
CHAPITRE 8 RÉSULTATS SUPPLÉMENTAIRES – TRANSLATIONS GH CHEZ DES PATIENTS AVEC RUPTURE DE LA COIFFE DES ROTATEURS
8.1 Introduction
8.2 Méthode
8.2.1 Sujets
8.2.2 Évaluation / Diagnostic de la coiffe des rotateurs
8.2.3 Évaluation des translations GH
8.2.4 Évaluation de la fonction
8.3 Résultats
8.4 Discussion intermédiaire
CONCLUSION GÉNÉRALE
ANNEXE I COMMUNICATIONS ET PUBLICATIONS
LISTE DE RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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