Anomalie morphologique versus anomalie de distribution des vertèbres lombaires.

T. SOMON (1), D. NGUES (1), D. WEINSTEIN (1),

A. CHEVROT (1-2), D. RECOULES (3) ¹ Service de radiologie - Hôpital Jacques Monod – Le Havre – France

² Service de radiologie – Hôpital Cochin – Paris - France ³ Service de chirurgie du rachis - Hôpital Jacques Monod – Le Havre – France

Objectifs

• Evaluer les anomalies morphologiques (variante anatomique) versus anomalies de distribution (véritable malformation) du rachis lombo-sacré.

• Tenter de démontrer que ce sont les groupes musculaires dorso-lombo-sacrés qui déterminent une éventuelle anomalie de distribution rachidienne.

Introduction

• Les anomalies lombo-sacrées sont très fréquentes et de reconnaissance parfois difficile.

• Les métamères vertébraux sont musculo-

squelettiques. A chaque vertèbre correspond un groupe musculaire.

• Sur les principes d’une première étude présentée aux JFR 2010, nous comparons les données musculaires recueillies antérieurement aux données quantitatives et morphologiques des vertèbres dorso-lombo-sacrées.

Données phylogéniques sur le rachis

• Si le nombre de vertèbre cervicales est constant quel que soit l’espèce, de grandes variations sont retrouvés à l’étage thoracique et surtout lombaire.

• Les singes primitifs (macaque, gibbon) ont 7 à 8 vertèbres lombaires. La mobilité de la colonne vertébrale entre le thorax et le sacrum est importante.

• Chez les grand singes (gorille, chimpanzé), la station debout nécessite rigidité donc un bassin large et un nombre de vertèbres libres réduit à 3 ou 4.

• La colonne de l’Homo Sapiens est placé entre ces 2 formes perdant une vertèbre sacrée au profit d’une vertèbre lombaire par rapport au gorille.

Embryogénèse

• La segmentation vetébrale est sous la dépendance de gènes dits « d’ensemble ».

• Les gènes « hox »encodent des facteurs de transcription essentiels à la configuration antéro-postérieure de l’axe corporel de l’animal.

• Un léger retard dans l ’ expression entraine une transposition caudale du sacrum.

Repères musculaires

• 3 muscles ont été analysés et utilisés dans cette étude :

– L’origine du psoas dont la naissance se réalise sur le disque T12 – L1.

– Les rapports entre le groupe musculaire médial (le Multifidus) et le groupe musculaire latéral composé de 2 muscles (le Longiscimus et l’Ilio-costalis pars lomborum).

RAPPEL Anatomique des muscles postérieurs du rachis

Anatomie

• Les muscles postérieurs lombaire sont au nombre de 3 :

– Le muscle médial :

• le multifidus

– Le groupe latéral composé de 2 muscles

• Le longissimus

• L’iliocostalis

Anatomie – Groupe médial Le multifidus (en rouge)

• Chaque vertèbre donne insertion à 5 fascicules du Multifidus.

• Chaque fascicule s ’ épanouit en éventail pour s ’ insérer sur les vertèbres sous-jacentes.

• En coupe coronale : il s’épanouie de haut en bas tel un « sapin de noël ».

• En coupe axiale, le Multifidus occupe la gouttière spino lamaire jusqu ’ au tubercule mamillaire augmentant de taille de L1 à S1.

Anatomie – Groupe latéral Le Longissimus et l’iliocostalis (en bleu)

• Le Longissimus et l’Iliocostalis

sont chacun composés de 5 faisceaux provenant du processus transverse de chaque vertèbre lombaire et se terminant à la partie interne de l’EIPS.

• Le corps musculaire est au maximum dans la région lombaire moyenne et décroit pour s ’ insérer sur la crête iliaque et l ’ Epine Iliaque Postéro-Supérieur (EIPS).

Il existe, en fonction du niveau vertébral, une inversion de volume entre le Multifidus et le groupe Longissimus/Iliocostalis

Rappel sur les principes de mesure des muscles postérieurs

• Nous avons effectué, sur une coupe horizontale du niveau vertébral à étudier, un rapport de surface entre le groupe médial (multifidus en rouge) et l’ensemble du groupe musculaire postérieur (multifidus + Longissimus + Iliocostalis en gris).

• La coupe horizontale détermine, en fonction d’un niveau rachidien osseux, la réelle surface musculaire qui lui est propre.

• Ce rapport en % a été calculé à partir de données récupérées sur les coupes natives du scanner avec le système de mesure surface du PACS Carestream (Philips-Neederland).

Fig 2

Données recueillies JFR 2010 Rapport des surfaces de ces

Multifidus / Multifidus + Longissimus + iliocostalis

Disque Colonne normal Lombalisation Sacralisation

1er disque libre Normalement L5-S1

Moyenne : 95 % (80 à 100 %)

Moyenne : 95 % (80 à 100 %)

Moyenne : 64 % (43 à 81 %)

2ème disque libre Normalement L4-L5

Moyenne : 51 % (43 à 66 %)

Moyenne : 62 % (51 à 72 %)

Moyenne : 37 % (33 à 42 %)

3ème disque libre Normalement L3-L4

Moyenne : 34 % (27 à 39 %)

Moyenne : 39 % (31 à 43%)

Moyenne : 20 % (15 à 26 %)

Disque immobile Normalement S1-S2

100 %

100 % 100 %

Identification du nombre de vertèbre

• Compte des vertèbres : il a été réalisé sur le scanner et/ou les clichés standards du rachis cervico-dorso-lombaire en possession du patient.

• Aspect morphologique : les anomalies

morphologiques des corps vertébraux ont été notées.

• Cette analyse a été réalisée de manière conjointe entre 2 médecins présentant une expertise en pathologie rachidienne.

Matériel et méthode

• A partir de 52 patients présentant des anomalies morphologiques et/ou de distribution malformation de la charnière lombo-sacrée ont bénéficié : – D’un compte de vertébres cervico-dorso-lombaires,

– D’une étude de la morphologie du rachis dorso-lombo-sacrée

– D’une évaluation des insertions musculaires antérieure (Psoas) disque T12-L1 et postérieures (multifidus, longissimus et iliocostalis) sur le segment L3-L4. C’est sur l’étage L3-L4 que l’éventail des mesures est le plus étroit. Toute valeur en dehors de l’intervalle 27 à 39 %, signe une anomalie transitionnelle.

Résultats

• Cette étude a permis de distinguer 2 groupes de patients : – des patients présentant des anomalies

morphologiques des vertèbres dorso-lombaires avec une distribution du nombre vertèbre et des insertions musculaires normale (N = 11)

– un second groupe présentant des anomalies morphologiques des vertèbres accompagnées d ’ un nombre de vertèbres et des insertions musculaires anormales (N = 41).

Anomalie morphologique

Le premier groupe (N = 11) présentant Uniquement une anomalie morphologique des

vertèbres

+

Un nombre de vertèbres normal et une insertion musculaire (psoas + groupe postérieur) normale.

Anomalie de distribution

un second groupe (N = 41) présentant Anomalies morphologiques des vertèbres

+

Anomalie du nombre de vertèbres et de l’insertion musculaire (psoas + groupe postérieur)

Exemple Groupe I N = 11

Analyse des données osseuses

• Analyse osseuse F + P –7 vertèbres cervicales –12 vertèbres dorsales –5 vertèbres lombaires libres –S 1 est en position haute (5 vertèbres

sacrées) –Ligne innominée croise le sacrum et en

arrière du premier disque libre (profil)

Groupe I - Exemple N = 11

• coupe horizontale pratiqué sur le disque L3-L4 : – Rapport en surface Multifidus/ Multifidus +

Longissimus + iliocostalis • 36 % sur le 3ème disque libre : L3 – L4

• Naissance du Psoas

– Attache du Psoas se situe entre T12 – L1. Anomalie morphologique (variante

anatomique) du sacrum.

Analyse des données musculaires

Groupe II N = 41 Exemple

Analyse des données osseuses

• Analyse osseuse F + P –7 vertèbres cervicales

(apophysomégalie C7) –12 vertèbres dorsales –5 vertèbres lombaires libres – Sacrum : 1 vertèbre transitionnelle

(avec articulations transverso-sacrées) –Ligne innominée croise légèrement en

arrière du premier disque libre (profil)

Groupe II- Exemple

• coupe horizontale pratiqué sur le disque L3-L4 : – Rapport en surface Multifidus/ Multifidus +

Longissimus + iliocostalis • 41 % sur le 3ème disque libre : L3 – L4 (64 % sur l’avant dernier disque libre : L4 – L5) (95 % sur le dernier étage libre : L5 – S1)

• Naissance du Psoas – Attache du Psoas se situe en (L1-L2).

Anomalie de distribution rachidienne

Analyse des données musculaires

Discussion

• Nous démontrons que le patern musculaire permet de différencier : – une anomalie morphologique ( groupe I) dans notre

exemple touchant le sacrum avec un nombre de vertèbre normal, un psoas normalement inséré et les rapports musculaires postérieurs dans la norme.

– une anomalie de distribution (groupe II) dans notre

exemple où il existe une vertèbre transitionnelle, une anomalie d’attache du Psoas et un rapport des muscles postérieurs anormal.

Conclusion

L ’ étude du psoas et des muscles spinaux permet de différencier les anomalies transitionnelles lombo-sacrées dites de distribution des anomalies morphologiques simples.