Le genouLe genouLe genouLe genou

Pour ceux qui l’ont appris et Pour ceux qui l’ont appris et voudraient l’avoir comprisvoudraient l’avoir compris

Robert BOINI, MCMK, février 2003Ecole de Kinésithérapie de Nancy

Ceci n’est pas un cours Ceci n’est pas un cours de cinésiologiede cinésiologie

Ceci n’est pas un cours Ceci n’est pas un cours de cinésiologiede cinésiologie

C’est une tentative visant à montrer C’est une tentative visant à montrer la logique de formes qui peuvent, la logique de formes qui peuvent,

par ailleurs, paraître curieusespar ailleurs, paraître curieuses

L’architecture de genou: des solutions pour remplir un cahier

des charges complexe• Plier beaucoup ( jusque assis talons)• Mais rester stable…• Avec des pièces très mobiles, donc peu emboîtées• Mais qui vont rester en contact permanent, bien centrées• Tout en permettant une adaptation en varus valgus• Mais sans avoir de laxité en varus valgus…• Avec une grande puissance musculaire• Mais sans user trop les cartilages…• Donc, la quadrature du cercle …

Venue de la hanche, une contrainte supplémentaire s’y ajoute

• Le col fémoral, indispensable pour donner du bras de levier au moyen fessier, entraîne une forme en crosse pour le fémur, et le valgus physiologique , et l ’angle Q du quadriceps

L ’axe du Membre Inférieur permet des adaptations ( ou des déformations ...)

• Vrai ou faux, varus et valgus déséquilibrent les contraintes sur le genou

• Le faux varus ou valgus, si fréquent, est toujours la somme d ’une flexion de genou et d’une rotation de hanche, compensée par une rotation inverse du tibia sous le fémur. Aux ennuis des vraies déformations s ’ajoutent donc la nocivité d ’une torsion interne au genou

Les pièces articulaires vont avoir un grand débattement

• Ceci implique du jeu dans la capsule articulaire dans le sens de la flexion extension pour ne pas restreindre l ’amplitude, ainsi que des espaces de glissement

Pour créer un axe de flexion extension avec des pièces mobiles sans emboîtement,

une solution existe

Ce sytème ressemble à l’ensemble ligaments collatéraux + ligaments croisés

Exemple : articulation des gouvernes sur une aile d’avion

Pour permettre des rotations, il faut créer un axe de rotation

• Première solution, un téton central rigide (possible, et d’ailleurs, utilisé dans certaines prothèses de genou )– Solution stable

conseillée si l ’axe de rotation est constant quelque soit la position de flexion extension

Pour permettre des rotations, il faut créer un axe de rotation

• Autre solution: deux ligaments qui se croisent au niveau de l’axe de rotation à créer– Solution a priori + fragile,

mais permettant de réutiliser une partie des ligaments déjà créés pour la flexion du genou

Pour contrôler glissements antéropostérieurs et écartement des surfaces, un moyen simple

• Des ligaments disposés en croix permettront de maîtriser ces deux problèmes simultanément. (des ligaments latéraux ne peuvent contrôler que l’écartement des surfaces, et seulement s’ils sont tendus eux mêmes!)

La forme des surfaces osseuses est conditionnée par des contraintes mécaniques• L’ hérédité livre une ébauche de fémur

et de tibia que la croissance et les efforts vont modeler

• La disposition des insertions fémorales et tibiale implique, selon Fick, que le bas du fémur sera une trochlée, ou bien

deux condyles

Le mouvement imposé par les croisés aux segments va

déterminer la courbure exacte des surfaces articulaires

• Un jeu de croisés, avec leurs longueurs, leur élasticité et leurs insertions spécifiques, détermine géométriquement un genou.

• => nécessité impérative d’une réparation strictement anatomique

L’implantation centrale des croisés entraîne la nécessité d’une échancrure où les loger

• Tandis que la face antérieure est façonnée par le frottement de la patella sur la partie antérieure du fémur

• Au total : une trochlée devant, et deux condyles derrière

Sur le plan fonctionnel, deux couples Ligt collat/ligt croisé

• Couple LLI et croisé antérieur

• Et réciproquement

couple LLE et croisé postérieur

LLI et croisé antérieur collaborent

• Quand le genou plie, le croisé antérieur freine le recul du condyle latéral sur le tibia

• Pendant que le LLI contrôle le recul du condyle médial sur le tibia

• Par sa puissance et son orientation et ses insertions capsulaires, le LLI bride

plus strictement ce condyle médial dans son recul

Ce bridage des mouvements du condyle médial retentit sur les formes des glènes tibiales

• Moins mobile, il creuse plus son empreinte sur le plateau tibial.

• D’où une asymétrie entre les surfaces tibiales médiales et latérales

L’asymétrie de parcours des deux condyles implique donc un mouvement de rotation automatique • Flexion rotation interne

tibia/fémur• Et rot° EXT EXTension

du genou

Ce qui joue sur le verrouillage du genou

• La rotation interne enroule en force les croisés ( flexion)

• La rotation externe enroule les collatéraux en fin d’extension: verrouille en fin d’extension

Le guidage des segments par ces couples croisés va entraîner la répartition du roulement-glissement lors du mouvement

• Au début de la flexion, du roulement– Pas de frottement, économise donc les cartilages lors

des phases d ’appui du M. Inf.

• En fin de flexion du glissement: point d’appui sur le tibia quasi constant– Nocif par le rabotage, mais heureusement

beaucoup plus occasionnel

• Entre temps, mélange des deux

Le jeu des croisés détermine les surfaces articulaires

• Et donc, leur non concordance…

• Un joint semi élastique est bienvenu pour tenter de rattraper cette discordance

• les ménisques, fixés sur le tibia, y pourvoiront

Le jeu des croisés détermine les mouvements articulaires

• Les condyles reculant pendant la flexion, les ménisques, coincés entre tibia et fémur, se déforment pour suivre le mouvement

• Un mouvement de rotation surajouté va soulager un des ménisques et aggraver la situation de l ’autre ... qui parfois n’y résistera pas (lésion méniscale)

Des facteurs actifs vont aider les ménisques à suivre

ces mouvements imposés

La disposition finale croisés/ligaments latéraux

est un compromis• Pour un guidage de flexion extension précis,

ces quatre ligaments devraient s’insérer presque au niveau de l ’axe de flexion extension (cf l’aile d’avion)

• La possibilité de rotation implique au contraire de les écarter du plan de

l’interligne articulaire

Pourquoi pas une trochlée comme le coude?

• Cette solution fémur + patella monobloc est stable mais ne permet pas de rotations sans casse, ni adaptation en varus/valgus

Pourquoi pas une trochlée comme le coude?

• Cela impliquerait que le point d’appui du tibia sur le fémur soit constant. Donc glissement articulaire constant, toujours en appui, donc usure précoce

assurée.

Toutes les formes achèvent ainsi de trouver leur

explication rationnelle• Une amplitude toute consacrée

à la flexion implique de décaler la surface fémorale vers l’arrière

• Une grande amplitude de mouvement implique peu de surface articulaire du tibia

• Le guidage du plateau tibial par les ligts croisés achève de libérer les derniers degrés en fin de la flexion

Ces formes amènent des conséquences

• Les ligament latéraux sont détendus par la flexion, puisque le rayon des condyles diminue vers l’arrière

• Les ménisques n’assurent la congruence articulaire que lorsque le genou est proche de l’extension ( en flexion, les courbures sont trop

discordantes)( ‘’ les ménisques servent à marcher, et pas à

courir’’ E. Viel)

D’où la faiblesse de stabilité latérale du genou en flexion• Genou tendu, coques et ligaments latéraux

l’assurent• Genou fléchi, l’incongruence articulaire,

(que les ménisques ne compensent plus), et la détente des ligaments latéraux impliquent que seuls les facteurs actifs peuvent intervenir :quadriceps, ischios + patte d’oie

(pour contrôler la rotation associée à toute poussée latérale sur un genou plié)

Le sac capsulaire est très vaste• Si l’usure des surfaces peut être

localisée à une partie de ce complexe articulaire, inflammations, infections, hématomes vont léser tous les compartiments et espaces de glissement

• En cas d’épanchement, la tension intérieure de ce sac empêche toute progression d’amplitudes articulaires

contrairement à un gonflement des parties molles => diagnostic différentiel ++

L’angle Q crée une force tirant la patella en dehors

• Si le genou est ~ tendu, la patella risque de se luxer en dehors ( facteurs favorisants: laxité des retinaculum patellaires, rotation ext du tibia/ fémur

• Pour éviter un déséquilibre chronique de l’appareil extenseur, une partie du vaste médial (vaste méd.oblique) est spécialisée dans le recentrage de la patella

Vaste Méd. Obl

La patella est indispensable pour augmenter le bras de levier du quadriceps

• En contrepartie, elle va être soumise à des contraintes considérables sur une surface réduite

L’aide fournie par la patellaau quadriceps est fortement diminuée dans les derniers degrés d’extension• (cf Lieb et Perry)( voir aussi courbe des centres

instantanés de rotation)• En conséquence, ce n’est pas la fonte sélective

(en volume…) du vaste médial qui est responsable de la perte précoce des derniers degrés d’extension active du genou, mais une faiblesse

globale du quadriceps