Soutenance mémoire
Vertèbres cervicales
La vertèbre cervicale type est constituée principalement d’un corps vertébral, de deux lames, d’un processus épineux et de deux processus transversaux, tel qu’illustré à la Figure 1.2. Elle possède aussi des facettes articulaires supérieures et inférieures, situées à chaque extrémité des piliers articulaires, telles que montrées à la Figure 1.3 Les facettes articulaires supérieures et inférieures permettent un contact avec la vertèbre sus-jacente et la vertèbre sous-jacente, respectivement. De plus, le corps vertébral est relié à celui de la vertèbre sus jacente par un disque intervertébral. Ensuite, on observe une grande ouverture au centre de la vertèbre, le foramen vertébral. La succession des foramens vertébraux des vertèbres forme un canal vertébral, qui entoure et protège la moelle épinière (Gray, 1918c; Marieb, 1998). L’Atlas, comme le suggère son nom, supporte le poids de la tête. Elle ne possède pas de corps vertébral, mais plutôt un arc antérieur, un arc postérieur et deux masses latérales unies par les arcs, tel que montré à la Figure 1.4.
Chacune des masses latérales possède deux facettes articulaires, une sur la face supérieure et une sur la face inférieure. Les facettes articulaires sur les faces supérieures et celles sur les faces inférieures assurent le contact de l’Atlas avec l’occiput et l’Axis, respectivement. De plus, l’absence du corps vertébral permet l’insertion d’une des structures osseuses de l’Axis, le processus odontoïde, dans l’Atlas. L’absence du corps a aussi comme conséquence qu’il n’y a pas de disque intervertébral entre l’occiput et l’Atlas et entre l’Atlas et l’Axis. Finalement, l’Atlas ne possède pas de processus épineux, lui conférant une meilleure liberté de mouvement, car les interférences entre l’Atlas et le crâne sont évitées (Gray, 1918c; Marieb, 1981). L’Axis, quant à lui, est aussi de forme particulière, tel que montré à la Figure 1.5 et Figure 1.6, dans différents plans. Cette vertèbre se distingue principalement par le processus odontoïde qui s’élève perpendiculairement par rapport au corps vertébral. Le processus odontoïde passe dans l’Atlas, conférant à l’Axis le rôle de pivot sur lequel l’Atlas peut tourner. Par ailleurs, la facette articulaire supérieure est très large permettant un bon contact avec l’Atlas. Ensuite, on retrouve sur la face inférieure de cette vertèbre la facette articulaire inférieure qui est oblique de manière à ce qu’elle soit en contact avec la vertèbre sous-jacente C3 (Gray, 1918c; Marieb, 1981).
Complexe ligamentaire
La structure du rachis cervical permet différents mouvements de la tête. Ces mouvements sont la flexion/extension, l’inclinaison latérale et la rotation axiale (Figure 1.7) (Kapandji, 1986). Ces mouvements sont stabilisés en partie par les ligaments qui l’entourent. Les principaux ligaments sont le ligament longitudinal antérieur et postérieur, tels que montrés à la Figure 1.8 (Laporte et Saillant, 1997). Ces ligaments longent verticalement, la partie antérieure et postérieure du corps vertébral des vertèbres. Le ligament longitudinal antérieur est attaché aux vertèbres et aux disques intervertébraux et il empêche l’hyperextension. Le ligament longitudinal postérieur, passant dans le canal vertébral, est seulement fixé aux disques intervertébraux et limite l’hyper-flexion. Ensuite, on retrouve les ligaments jaunes fixés sur la face antérieure des lames des vertèbres adjacentes. Ils permettent de limiter la flexion. Il y a aussi les ligaments interépineux et supraspinaux, qui permettent de limiter la flexion.
Ceux-ci sont fixés au bord des processus épineux des vertèbres adjacentes et aux extrémités des processus épineux des vertèbres, respectivement (Gray, 1918b; Marieb, 1998). Finalement, un dernier ligament est décrit, il s’agit du ligament transverse, tel que montré à la Figure 1.9. Celui-ci est fixé aux masses latérales de l’Atlas de sorte qu’il restreint le déplacement du processus odontoïde de l’Axis. Ainsi, le ligament transverse empêche l’obstruction du processus odontoïde dans le foramen (Gray, 1918a). Comme mentionnées précédemment, les vertèbres sont séparées entre elles par un disque intervertébral (Figure 1.8). Celui-ci est constitué d’un noyau gélatineux, appelé nucléus pulposus et d’un anneau fibreux. Grâce à sa constitution, le disque agit un peu comme un coussin, permettant d’amortir le déplacement brutal des vertèbres lors d’un choc. Le disque intervertébral facilite aussi grandement les différents mouvements du rachis cervical en s’aplatissant aux points de compression, permettant ainsi à la vertèbre de s’incliner (Marieb, 1998).
Biomécanique du rachis cervical
Les mouvements de la tête s’effectuent dans chacun des plans anatomiques. Ces plans anatomiques sont le plan sagittal, le plan frontal et le plan transverse. Ceux-ci sont accompagnés d’un système d’axe. Les axes X, Y et Z sont définis comme les axes perpendiculaires au plan frontal, au plan sagittal et au plan transverse, respectivement (Figure 1.10) (Academic, 2010). Chaque mouvement est décrit comme une rotation autour de ces axes. L’inclinaison latérale est une rotation autour de l’axe X, la flexion/extension est une rotation autour de l’axe Y et la rotation axiale est une rotation autour de l’axe Z. Chaque liaison mécanique entre les vertèbres adjacentes est responsable d’une partie de l’amplitude de ces mouvements. Cette section présente la liaison mécanique et l’amplitude des mouvements entre chaque vertèbre adjacente. La première combinaison de vertèbres adjacentes est celle entre l’Occiput et l’Atlas. Les facettes supérieures de l’Atlas s’articulent avec les condyles de l’occiput. Le type d’articulation entre l’Atlas et l’occiput est une articulation condylienne. Ce type d’articulation ne permet que la flexion et l’extension. Ce mouvement est possible parce que les facettes de l’atlas sont concaves alors que les condyles occipitaux sont convexes. Ainsi, les condyles de l’occiput roulent vers l’avant et vers l’arrière sur les facettes supérieures de l’Atlas (Figure 1.11).
La rotation et l’inclinaison latérale entre l’occiput et l’Atlas ne sont pas possibles en raison de la profondeur des facettes supérieures de l’Atlas, dans laquelle les condyles occipitaux reposent. Toutefois, les mouvements de l’inclinaison latérale et de la rotation axiale peuvent être produits artificiellement. Pour effectuer ces mouvements, les condyles de l’occiput doivent s’éloigner des facettes supérieures de l’Atlas, afin que l’occiput se sépare de l’Atlas (Figure 1.12) (Bogduk et Mercer, 2000) . L’amplitude de ces mouvements est présentée au Tableau 1.1. La deuxième liaison entre les vertèbres adjacentes est celle entre l’Atlas et l’Axis. Ces deux vertèbres interagissent entre elles par leurs facettes articulaires. Le roulement et le glissement des facettes articulaires inférieures de l’Atlas sur les facettes articulaires supérieures de l’Axis permettent la flexion/extension et l’inclinaison latérale entre ces deux vertèbres respectivement (Figure 1.13). L’Atlas interagit aussi avec l’odontoïde de l’Axis. L’articulation qui définit l’interaction entre l’Atlas et l’odontoïde de l’Axis est de type pivot. Une grande rotation entre l’Atlas et l’Axis résulte de ce type d’articulation (Figure 1.14) (Martini, Timmons et Tallitsch, 2011). Le Tableau 1.2 présente les valeurs moyennes des amplitudes de ces mouvements entre l’Atlas et l’axis (Swartz, Floyd et Cendoma, 2005).
Lésions au niveau des vertèbres cervicales supérieures
L’anatomie unique du rachis cervical supérieur donne lieu à des lésions qui diffèrent de celles décrites précédemment. Dans l’étude de Jackson, les lésions sont classées selon les régions du rachis cervical supérieur (Tableau 1.6). Ces régions sont l’occiput, l’Atlas et l’axis. Les lésions au niveau de l’occiput sont la dislocation occipito-cervicale, les fractures du condyle occipital et l’instabilité occipito-cervicale. Ensuite, les lésions au niveau de l’Atlas sont les fractures de l’Atlas, la rupture du ligament transverse et les déformations rotatoires atloïdo axoïdiennes. Les lésions à la région de l’Axis, quant à elles, sont les fractures de l’odontoïde et la spondylolisthésis traumatique (Jackson et al., 2002). Dans cette section, les lésions du rachis cervical supérieur qui sont associées à une instabilité sont présentées. Parmi les lésions au niveau de l’Occiput, la fracture du condyle de l’Occiput est une blessure qui peut être instable. Cette dernière est causée par un mécanisme en compression axiale. Il peut en résulter un déplacement de certains ligaments, rendant la blessure très instable. Ce type d’instabilité peut amener un déplacement occipital antérieur, postérieur ou vertical (Jackson et al., 2002).
Parmi les lésions au niveau de l’Atlas, les fractures de l’Atlas peuvent être sujettes à une instabilité. Ces fractures se caractérisent par la fragmentation de l’Atlas et l’étalement de ces fragments. Cet étalement agrandit l’espace disponible pour la moelle épinière. Pour cette raison, des lésions neurologiques y sont rarement associées. Par contre, ces blessures peuvent être instables si les fragments sont largement déplacés et que les ligaments assurant la stabilité sont atteints. La rupture du ligament transverse est une autre lésion au niveau de l’Atlas. La rupture complète de ce ligament, généralement causée par une hyper-flexion, peut engendrer des dommages neurologiques. En effet, si le ligament est complètement lésé, il ne peut plus retenir l’Odontoide de l’Axis. Celui-ci se retrouve libre de se déplacer vers le canal médullaire et risque de compresser la moelle épinière (Jackson et al., 2002). Ensuite, la fracture de l’odontoïde est une blessure au niveau de l’Axis qui peut causer des dommages neurologiques. L’incidence des dommages neurologiques survenant avec cette fracture est de 10 à 20 %. Cette fracture est engendrée par l’hyper-extension et la torsion (Timothy, Towns et Girn, 2004). Elle peut être classée selon trois types de fracture (Figure 1.17). Parmi ces trois types, le type II représente la fracture la plus courante et la moins stable. Cette dernière est très instable, car la séparation de l’odontoïde avec le reste de l’Axis ne bloque plus l’Atlas. Pour cette raison l’Atlas peut se déplacer librement vers la moelle épinière et venir la comprimer (Jackson et al., 2002).
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 REVUE DE LA LITTÉRATURE
1.1 Anatomie du rachis cervical
1.1.1 Vertèbres cervicales
1.1.2 Complexe ligamentaire
1.2 Biomécanique du rachis cervical
1.3 Traumatismes du rachis cervical
1.3.1 Lésions au niveau du rachis cervical inférieur
1.3.2 Lésions au niveau des vertèbres cervicales supérieures
1.4 Prise en charge
1.4.1 Manipulations préhospitalières et hospitalières
1.4.2 Collets cervicaux existants
1.4.2.1 Collets cervicaux préhospitaliers
1.4.2.2 Collets cervicaux de traitement
1.5 Efficacité des collets cervicaux
1.5.1 Rapidité d’installation
1.5.2 Stabilisation
1.5.2.1 Mouvements volontaires de sujets sains
1.5.2.2 Mouvements occasionnés par certaines manipulations paramédicales
1.5.2.3 Modèles cadavériques présentant des lésions cervicales
1.6 Complications cliniques des collets cervicaux
1.6.1 Développement de plaies de pression
1.6.2 Confort général
1.6.3 Pression intracrânienne
1.7 Résumé
CHAPITRE 2 PROBLÉMATIQUE ET BUT DE L’ÉTUDE
2.1 Problématique
2.2 Objectifs de l’étude
2.3 Approche méthodologique
CHAPITRE 3 CONCEPTION DE COLLET CERVICAL PRÉHOSPITALIER
3.1 Cahier des charges
3.1.1 Attributs et contraintes clients
3.1.1.1 Catégories clients
3.1.1.2 Attributs clients et leur priorisation
3.1.1.3 Contraintes
3.1.2 Spécifications techniques
3.1.3 Relations entre les spécifications techniques et les attributs
3.1.3.1 Relation entre les spécifications techniques et les attributs
3.1.3.2 Priorisation des spécifications techniques
3.1.3.3 Diagramme de Pareto
3.1.4 Relations entre les spécifications techniques
3.1.4.1 Synergie entre les spécifications techniques
3.1.4.2 Compromis entre les spécifications techniques
3.1.5 Barème d’évaluation
3.2 Recherche de solutions
3.2.1 Collet Confocciput
3.2.2 Collet Stabilisateur frontal
3.2.3 Collet Minimaliste
3.2.4 Collet Support mandibulaire
3.3 Choix de la solution finale
3.3.1 Méthode de Pugh
3.3.2 Analyse de la matrice de Pugh
3.4 Description de la solution finale
CHAPITRE 4 FABRICATION DU PROTOTYPE DE LA SOLUTION FINALE
4.1 Fabrication de la mentonnière
4.2 Découpage du Plastique
4.3 Présentation du prototype final du Collet Confocciput
4.4 Estimation des coûts
4.5 Respect des contraintes
CHAPITRE 5 MÉTHODE D’ÉVALUATION DU PROTOTYPE DU CONFOCCIPUT
5.1 Protocole expérimental
5.1.1 Sujets
5.1.2 Acquisition de la pression
5.1.3 Acquisition du mouvement de la tête
5.2 Traitement des résultats
CHAPITRE 6 RÉSULTATS
6.1 Temps d’installation, facilité d’installation et confort général
6.2 La pression de contact
6.3 Les amplitudes de mouvement
6.4 Évaluation des performances à l’aide du barème d’évaluation
6.5 Évaluation globale de la performance du Confocciput
CHAPITRE 7 DISCUSSION
7.1 Discussion concernant l’approche méthodologique de conception
7.2 Discussion des résultats expérimentaux
7.3 Limitations de l’étude
7.4 Critique de la solution
7.4.1 Les points forts du Confocciput
7.4.2 Les points à améliorer du Confocciput
7.5 Portée commerciale du Confocciput
CONCLUSION
ANNEXE I QUESTIONNAIRE
ANNEXE II QUESTIONNAIRE POUR ÉVALUER LA FACILITÉ ET LA RAPIDITÉ D’INSTALLATION
ANNEXE III QUESTIONNAIRE POUR ÉVALUER LE CONFORT GÉNÉRAL DES COLLETS CERVICAUX PRÉHOSPITALIERS
ANNEXE IV EXPLICATIONS RELATIVES AUX COMPROMIS ET AUX SYNERGIES
ANNEXE V CARACTÉRISTIQUES FAVORABLES ET DÉFAVORABLES AUX PERFORMANCES
ANNEXE VI SOLUTIONS PRÉLIMINAIRES DE COLLETS CERVICAUX PRÉHOSPITALIERS
ANNEXE VII MATRICE DE PUGH DES SOLUTIONS PRÉLIMINAIRES DE COLLETS CERVICAUX PRÉHOSPITALIERS
ANNEXE VIII MESURES ANTHROPOMÉTRIQUES
ANNEXE IX SPÉCIFICATIONS TECHNIQUES FLEXIFORCE
ANNEXE X COURBES DE CALIBRATIONS
LISTE DE RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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