Anatomie de l’épaule

Anatomie de l’épaule

Anatomie Osseuse

L’épaule est constituée de trois os qui s’articulent entre eux : l’humérus, la scapula et la clavicule.

Humérus
L’humerus est l’os du bras. C’est un os long qui s’articule avec la scapula, en haut, le radius et l’ulna, en bas. Il présente une diaphyse et deux épiphyses, proximale et distale. L’épiphyse proximale est volumineuse, elle comprend le col chirurgical, la tête de l’humérus, le col anatomique, les tubercules majeur et mineur, et le sillon intertuberculaire. La tête de l’humérus correspond au tiers d’une sphère de 46,2 mm (37,1 mm – 56,9 mm) de diamètre13. Son centre est décalé médialement et en arrière par rapport à l’axe de la diaphyse. Son axe d’orientation forme :

– avec l’axe de la diaphyse, un angle de 130° en moyenne (angle cervico-diaphysaire (NSA))
– avec le grand axe de l’épiphyse distale, un angle ouvert médialement et en arrière de 20° (angle de rétroversion ou rétrotorsion, Figure 4).

Le tubercule majeur est une volumineuse saillie latérale qui donne insertion :
– sur sa face supérieure, au muscle supraspinatus
– sur sa face postérieure, aux muscles infraspinatus et teres minor
Le tubercule mineur est une petite saillie antérieure qui donne insertion :
– au muscle subscapularis

Scapula

La scapula (ou omoplate) est un os plat et dorsal de la ceinture scapulaire. Elle est formée d’un corps triangulaire prolongé latéralement par le col de la scapula et la glène et duquel se détachent l’épine de la scapula prolongée par l’acromion et le processus coracoïde.

Le corps est constitué de deux faces :
– une face antérieure costale excavée qui constitue la fosse subscapulaire. Elle donne insertion aux muscles subscapularis et serratus anterior.
– Une face postérieure ou dorsale divisée en deux fosses, supra-épineuse et infraépineuse, par l’épine de la scapula. A son bord médial, s’insèrent le levator scapulae et les rhomboïdes major et minor .

L’épine de la scapula (sur laquelle s’insère le trapèze) se détache du bord médial par une surface triangulaire, le trigone spinal et se prolonge latéralement par un volumineux processus projeté en avant, au-dessus de la cavité́ glénoïdale : l’acromion sur lequel s’insèrent le deltoïde et le trapèze La fosse supra-épineuse donne insertion au muscle supraspinatus et la fosse infra épineuse donne insertion aux muscles infraspinatus, teres minor et teres major. La glène correspond à la surface cavitaire cartilagineuse latérale de la scapula rentrant en articulation avec la tête de l’humérus pour former l’articulation gléno-humérale. La glène est dite piriforme dans la majorité des cas, c’est-à-dire en forme de poire. La glène est également décrite par des critères de mensurations, de rayons de courbure, de version et d’inclinaison La version glénoïdienne est définie par l’orientation de la glène dans le plan horizontal. Il est communément admis que la glène normale, par rapport au plan de la scapula, est rétroversée selon un angle de -2° à -8°. L’inclinaison glénoïdienne est définie par l’orientation de la glène dans le plan frontal. Il est communément admis que l’inclinaison physiologique est variable selon les individus (7° ± 5°).

Le processus coracoïde, en forme de doigt demi-fléchi, est orienté en avant et latéralement. Sur son apex s’insèrent les muscles coraco-brachial et le court chef du biceps brachial.

Clavicule
La clavicule est un os long et ventral de la ceinture scapulaire. Elle est tendue transversalement en arc-boutant entre le sternum et la scapula. Sur son tiers latéral s’insèrent le deltoïde en avant et le trapèze en arrière. Sur ses deux-tiers médiaux s’insèrent le pectoralis major et le sternocléido-mastoïdien près de l’extrémité sternale.

Anatomie Articulaire
L’épaule est une articulation complexe puisqu’elle comprend trois articulations (glénohumérale, acromio-claviculaire et sterno-claviculaires) et deux espaces de glissement ou syssarcoses (articulation sous-acromio-deltoïdienne et articulation scapulo-thoracique). Parmi celles-ci, l’articulation gléno-humérale contribue à 70% de la mobilité de l’épaule et l’articulation scapulo-thoracique contribue aux 30% restants .

Articulation gléno-humérale
L’articulation gléno-humérale est une articulation synoviale sphéroïde qui a la particularité d’être une articulation non contrainte ce qui lui permet d’être l’articulation la plus mobile du corps humain mais ce qui, en contrepartie, l’expose à des problématiques uniques. En effet, elle possède un centre de rotation mobile qui ne devient fixe que sous l’action coordonnée des muscles de la coiffe des rotateurs et sa stabilité dépend donc du bon fonctionnement des muscles qui l’entourent. Il s’agit d’une articulation à 3 degrés de liberté capable de 6 mouvements élémentaires dont les amplitudes se mesurent en degré :

– Abduction / Adduction
– Flexion / Extension
– Rotation externe / Rotation interne

Il est intéressant de noter que ces mouvements élémentaires gléno-huméraux se retrouvent rapidement limités par un conflit mécanique entre l’humérus et la scapula et qu’un glissement de la scapula sur le gril costal est nécessaire pour que les amplitudes des différents mouvements soient complètes .

Articulation scapulo-thoracique

La scapula participe aux mouvements de l’épaule par l’intermédiaire de deux espaces de glissement :
– la syssarcose serrato-scapulaire comprise entre le subscapularis et le serratus anterior
– la syssarcose serrato-thoracique entre le serratus anterior et la paroi thoracique. La scapula a trois degrés de liberté et six mouvements élémentaires dont le plus important est le mouvement de rotation externe / interne :
– Abduction / Adduction
– Élévation / Abaissement
– Rotation externe / Rotation interne ou sonnette externe/interne

Muscles gléno-huméraux

Les huit muscles gléno-huméraux sont le deltoïde, le supraspinatus, le subscapularis, l’infraspinatus, le teres minor, le pectoralis major, le latissimus dorsi, le teres major. Le deltoïde est un muscle épais constitué de trois faisceaux (antérieur, moyen et postérieur). Il s’insère sur le tiers latéral de la clavicule, sur l’acromion et sur l’épine de la scapula en proximal et se termine sur la tubérosité deltoïdienne de l’humérus. C’est un puissant abducteur de l’épaule. Le subscapularis, le supraspinatus, l’infraspinatus et le teres minor entourent l’articulation gléno-humérale en avant, en haut et en arrière et forme la coiffe des rotateurs .

Les tendons du supraspinatus, de l’infraspinatus et du teres minor s’attachent au tubercule majeur sous la forme d’une nappe tissulaire continue, tandis que le subscapularis est séparé du supraspinatus par une structure ligamentaire dite de l’intervalle des rotateurs, où se trouvent le tendon du biceps, le ligament gléno-huméral supérieur (en profondeur) et le ligament coracohuméral (en superficie). Le supraspinatus prend origine sur les deux tiers médiaux de la fosse supra-épineuse et se termine sur la facette supérieure du tubercule majeur de l’humérus.

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Table des matières

1. Introduction
1.1. Problématique
2. État de l’art
2.1. Anatomie de l’épaule
2.1.1. Anatomie Osseuse
2.1.1.1. Humérus
2.1.1.2. Scapula
2.1.1.3. Clavicule
2.1.2. Anatomie Articulaire
2.1.2.1. Articulation gléno-humérale
2.1.2.2. Articulation scapulo-thoracique
2.1.3. Anatomie Musculaire
2.1.3.1. Muscles gléno-huméraux
2.1.3.2. Muscles scapulo-thoraciques.
2.2. Pathologies adressées dans la thèse
2.2.1. Rupture de tendon de la coiffe des rotateurs.
2.2.2. Omarthrose excentrée ou cuff tear arthropathy (CTA)
2.2.3. Omarthrose centrée ou primary osteoarthritis (OA)
2.3. Prothèse inversée d’épaule
2.3.1. Inconvénients du dessin prothétique de Grammont
2.4. Évaluation de l’état des muscles de l’épaule
2.5. Évaluation des mobilités scapulo-thoraciques
2.5.1. Influence de la prothèse inversée sur les mobilités scapulo-thoraciques
2.5.2. Méthodes d’évaluation statiques
2.5.2.1. Niveau à bulle
2.5.2.2. Radiographies standard
2.5.2.3. Fluoroscopie
2.5.2.4. Scanner
2.5.3. Méthodes d’évaluation dynamiques
2.5.3.1. Fluoroscopie Biplan
2.5.3.2. Tracking optique
2.5.3.3. Tracking par MIMU
2.6. Problématiques non résolues qui justifient la thèse
3. Vers un modèle patient-spécifique : anatomie scapulo-humérale
3.1. Constitution d’une cohorte
3.1.1. Épaules saines
3.1.2. Épaules pathologiques
3.1.3. Description de la cohorte
3.1.4. Base de données de segmentations
3.1.4.1. Segmentation manuelle
3.1.4.2. Étude anatomique : le subscapularis minor existe-t-il vraiment ?
3.1.4.3. Segmentation semi-automatisée
3.1.4.4. Segmentation automatisée par statistical shape model
3.1.4.5. Segmentation automatisée par apprentissage machine
4. Évaluation 3D quantitative de l’atrophie et de l’infiltration graisseuse
4.1. Évaluation de l’atrophie
4.1.1. Méthodes décrites
4.1.2. Évaluation 3D quantitative de l’atrophie167
4.1.2.1. Méthode
4.1.2.2. Analyse statistique
4.1.2.3. Résultats
4.2. Évaluation de l’infiltration graisseuse185
4.2.1. Méthodes décrites
4.3. Évaluation 3D quantitative de l’infiltration graisseuses et création d’une mesure composite : la perte musculaire 3D (3D muscle loss – 3DML)
4.3.1. Méthode
4.3.2. Analyse statistique
4.3.3. Résultats
4.4. Effet de l’âge sur l’état musculaire
5. Vers un modèle biomécanique patient-spécifique : prise en compte de la cinétique scapulothoracique
5.1. Prise en compte de la position de la scapula dans la planification préopératoire
5.1.1. Méthode
5.1.1.1. Différentes configurations d’implants
5.1.2. Analyse Statistique
5.1.3. Résultats
5.1.3.1. Influence de la posture sur les amplitudes simulées
5.1.3.2. Influence de la configuration de l’implant sur les amplitudes simulées dans différents types de postures
5.2. Prise en compte de la position de la scapula sur les résultats cliniques
5.2.1. Méthode
5.2.2. Analyse Statistique
5.2.3. Résultats
5.2.4. Pistes d’amélioration du modèle biomécanique patient-spécifique
5.2.5. Fluoroscopie biplan
5.2.6. Tracking MIMU
5.2.7. Excursion des muscles
5.2.8. Vers une meilleure compréhension de la configuration idéale de prothèse inversée en fonction du nombre et de l’état des muscles résiduels
6. Conclusion

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