QI3 - Anatomie et biomécanique lombaire - François Landry

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Anatomie et biomécanique de la région lombaire

François Landry, pht, FCAMPT

Colonne lombaire

Netter P. 142

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Vertèbre lombaire typique

L2 Épineuse horizontale

Les pédicules Sont gros

Les Z sont dans Le plan sagittal

Éléments antérieurs

•  Corps vertébral

•  Disque intervertébral

–  Noyau –  Anneaux fibreux –  Plaque carNlagineuse

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Anatomie lombaire

Éléments antérieurs •  Corps vertébral

– Le corps vertébral résiste aux forces longitudinales en MEC

Clinical Anotomy of the Lumbar spine, 3rd edition Bogduk, P.5

Corps vertébral

•  Le corps vertébral est une coquille d’os corNcal autour d’une cavité remplie d’os spongieux.

•  Grande capacité d’absorpNon dynamique.

Clinical Anotomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.7

Corps vertébral

•  Lamelles et canaux verNcaux et horizontaux (système de havers).

•  Légèreté et force avec un minimum de masse osseuse.

•  L’espace entre les lamelles est dédié au système sanguin (veine basi-‐vertébrale)


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Les trabécules sont orientées en fonction des lignes de force dans l’os


Noyau du disque

•  Masse semi-‐fluide de consistance de pâte à dents.

•  70 à 90% d’eau •  Masse sèche

–  Protéoglycans: 65% –  Collagène: 15 à 20% –  Fibres élasNques 10%

Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.15

Noyau du disque •  FoncNons

–  Fluidité •  FormaNon d’un segment mobile •  Permet la déformaNon sous compression

•  Transmet les forces dans toutes les direcNons

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Noyau du disque

•  Système de suspension hydraulique

•  Peut être déformé sous la pression mais non comprimé

•  La pression sera alors dispersée dans toutes les direcNons


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Anneau fibreux

•  10 à 20 feuilles de collagène arrangées en anneaux concentriques plus denses en antérieur et en latéral.

•  De 60 à 65 degrés / à la verNcale

•  DirecNon alterne d’une lamelle à l’autre.

•  40% des anneaux sont incomplets


Anneau fibreux

•  FoncNons –  Englober le noyau

–  Limiter ou contrôler le mouvement, agit comme un ligament

–  Absorber et redistribuer les forces de compression

Anneau fibreux

PorNon postéro-‐latérale : point faible –  Fibres annulaires amincies –  50 % des lamelles de cece secNon sont incomplètes

–  Facteurs prédisposants •  Lordose •  LLP •  PostériorisaNon du noyau •  Stress en rotaNon (arNculaNon Z)

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Plaques carNlagineuses

•  Une couche de carNlage d’environ 1 mm d’épaisseur qui recouvre le corps vertébral à l’intérieur de l’apophyse annulaire.

•  Les plaques sont acachées fortement au disque et faiblement au corps vertébral.



Plaques carNlagineuses

•  FoncNons

– Diffusion

– Ancrage pour l’anneau fibreux

– Zone de croissance

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VascularisaNon du disque •  Presque totalement avasculaire •  Seules les fibres externes reçoivent un apport des artères

métaphysaires

•  Le noyau est nourri par diffusion par une anastomose autour de l’anneau et par les vaisseaux sous la plaque carNlagineuse appartenant au corps vertébral (hypothèse d’effet de pompage)

Effets du mouvement sur le disque

•  Roulement antérieur

Ex: Flexion antérieure

PAGE 3-9



•  Torsion

–  Principal mécanisme de lésion du disque


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•  DistracNon

–  Augmente la tension dans toutes les fibres de collagène



•  Cisaillement

–  Tension sur les fibres qui sont orientées dans la direcNon du cisaillement


Effets du mouvement sur

le disque

•  Compression


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Mécanisme de transfert des charges dans

le disque


Éléments postérieurs

•  Pédicules •  Lames •  Processus

transverses •  Processus épineux


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Trou de conjugaison

Dimension verNcale 12-‐19 mm

Dimension transverse 7 mm Forme ovale

Antérieur Corps vertébral, LLP,

anneau fibreux Postérieur Pilier arNculaire et lames

des 2 vertèbres, ligament jaune, capsule art. Z

Supérieur et inférieur Pédicules


Trou de conjugaison •  Contenu

–  Nerf sinuvertébral –  Nerf rachidien –  Les 2: 35% –  Ganglion dorsal –  Artère et veines

rachidiennes –  Tissus adipeux,

conjoncNfs et lymphaNques

–  Manchon neural


L3

L2

L2

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Éléments centraux

•  Canal médullaire: forme triangulaire


L2 supérieur

Système Ligamentaire Vertébral

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Anneau fibreux


Ligament longitudinal antérieur

•  Fonc%on •  Résiste l’extension

de la colonne lombaire.

•  Assiste de façon mineure à limiter la translaNon antérieure et postérieure.


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Ligament longitudinal postérieur


Ligament longitudinal postérieur

•  Fonc%on •  Résiste la séparaNon de la parNe postérieure des corps vertébraux.

•  MulN-‐segmentaire – son acNon s’exerce sur plusieurs arNculaNons intervertébrales

•  Système veineux basi-‐vertébral

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Ligament jaune

Ligament jaune

Fonc%on •  Résiste la séparaNon des lames durant la flexion. •  Empêche la capsule antérieure des arNculaNons Z d’être coincée dans

la cavité arNculaire pendant le mouvement. •  À cause de son élasNcité (80% élasNne), ne coince pas dans le canal

rachidien et le trou de conjugaison durant l’extension, ce qui pourrait compromecre le contenu vasculaire et neural.

Interépineux et surépineux


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Interépineux et surépineux

Fonc%on •  Lien direct avec fascia thoraco-‐lombaire •  Résistance minime à la flexion

•  Relié au fascia thoraco-‐lombaire et abdominaux transverses

Ligament inter-transversaire

Ligaments mammillo-‐accessoires et transforaminaux

Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.52 Clinical Anatomy of the Lumbar spine,

3rd edition, Bogduk, P.53

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Ligament ilio-‐lombaire

•  Origine de l’apophyse transverse de L5, occasionnellement L4

•  S’insère sur la crête et la surface antéro-‐médiale de l’ilium.

•  Quelques fibres s’acachent au ligament antérieur de l’arNculaNon sacro-‐iliaque et au sacrum.

•  Jusqu’à 5 bandes


ArNculaNons zygo-‐apophysaires lombaires

•  Démontrent un changement d’orientaNon graduel de L1 à L5.

•  Surtout sagical à L1 allant vers une orientaNon plus coronale à S1.

•  L’angle entre la facece arNculaire supérieure et le plan médian augmente de L1 à S1.

•  La plus grande augmentaNon dans l’angle est entre L4 et L5

Articulation Z vue transverse

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Formes •  Composante coronale

1/3 antéro-‐médial –  Limite la translaNon

antérieure

•  Composante sagi8ale 2/3 postéro-‐latéral –  Limite la rotaNon

axiale

C

J


Tropisme •  L’asymétrie bilatérale de l’angle des faceces arNculaires est commune

•  Peut mecre plus de stress en torsion sur un côté du disque

•  Présent dans 25% des cas •  Augmente avec l’âge, ce qui suggère qu’il pourrait être secondaire au remodelage de l’os

•  Plus fréquent dans les niveaux lombaires bas

Capsule facecaire Capsule Postérieure •  Mince (1mm), mais étendue

•  Agit comme stabilisateur de l’arNculaNon

•  Quelques fibres du mulNfide s’y acachent

•  La capsule n’est pas aussi

raide en postérieur qu’en antérieur, et dépendrait du mulNfide pour lui donner une certaine rigidité


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Capsule facecaire Capsule Antérieure

•  Formée par le ligament jaune qui est plus élasNque et plus épais.

•  Il diminue donc la

probabilité de coincement de la capsule dans le canal vertébral évitant de compromecre les Nssus neurologiques


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Capsule facecaire

•  La capsule est assez lâche en supérieur et en inférieur au niveau des récessus supérieur/inférieur.

•  Les pôles supérieur et inférieur de la capsule ont de peNts trous qui permecent le passage de Nssus graisseux de l’intérieur de la capsule à l’espace extra-‐capsulaire


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Structures intra-‐arNculaires

•  Anneau de Nssu conjoncNf •  Coussin de Nssu adipeux •  Ménisque fibro-‐adipeux

Fonctions • Remplissent l’espace • Augmentent la surface de contact et transmettent de la charge • Protègent les surfaces articulaires lorsqu’elles deviennent exposées durant les mouvements de flexion et d’extension extrême Clinical Anatomy of the Lumbar spine,


Structures méniscoïdes

Coincement d’un Ménisque •  A: En flexion, la facece inférieure du Z-‐joint se déplace

vers le haut, amenant le ménisque avec elle. •  B. En allant ver l’extension, la facece inférieure retourne

à la posiNon neutre, mais le ménisque, plutôt que de retourner dans la cavité arNculaire, est impacté contre le bord du carNlage arNculaire et coince, formant une lésion prenant de l’espace sous la capsule.

•  La douleur est le résultat de la tension sur la capsule et l’extension est inhibée. La flexion passive du segment réduit l’impacNon et la rotaNon fait une ouverture de l’arNculaNon, encourageant le ménisque à retourner dans l’arNculaNon

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FoncNon des arNculaNons zygo-‐apophysaires

•  AnN-‐torque •  AnN-‐cisaillement

antérieur •  ProducNon de

mouvements combinés •  LimitaNon des

mouvements physiologiques


•  ConNnu

•  Angle des racines

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InnervaNon de la colonne lombaire

•  Rameau ventral: formera le plexus lombaire et le tronc lombo-‐sacré

–  Branches musculaires •  Innervent le psoas majeur, le psoas mineur, le carré de lombes

et le muscle inter-‐transverse latéral.

–  Branches squele@ques •  Des branches du rameau ventral et des rameaux gris

communicants innervent l’aspect postéro-‐latéral du disque par le nerf sinuvertébral.

•  Ligament longitudinal antérieur. •  Aspects latéral et antérieur de l’anneau. •  Périoste.

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InnervaNon de la colonne lombaire

Nerf sinuvertébral •  Formé de l’union d’une racine somaNque du

rameau ventral et d’une racine autonome des rameaux gris communicants.

–  L’aspect ventral du sac dural –  Le ligament longitudinal postérieur –  L’anneau fibreux –  Les vaisseaux sanguins

Veines basi-‐vertébrales et veines épidurales –  Branches transverses et descendantes –  Branche majeure ascendante Fonc%on: propriocepNve et sympathique

Rameau dorsal

Branche médiale Branche intermédiaire Multifide Longissimus lombaire Muscle interépineux Muscle inter-transversaire médial Ligament inter épineux Branche latérale Articualition Z Iliocostalis Ligament jaune Fascia thoraco-lombaire Inclusions intra-articulaires De L1 à L3 devient cutané

Nerfs sympathiques •  Les branches principales sont les rameaux

communicants qui sont envoyées aux rameaux lombaires ventraux.

•  Ils sont impliqués dans la formaNon du nerf sinuvertébral et l’innervaNon du disque lombaire.

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Innerva>on du disque

•  Des études récentes suggèrent que le Ners externe de l’anneau soit innervé.


InserNons musculaires

QL

Psoas

intertransversarii

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• intertransversarii

MFS

QL

MulNfides

Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.107 Clinical Anatomy of the Lumbar spine,


•  interspinales

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Longissimus thoracis

A ajouter à la P.3.35

Iliocostalis lumborum

Iliocostalis thoracis

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Longissimus thoracis

•  LaNssimus dorsi

Abdominaux

•  Fascia du rectus

abdominis

•  Obliquus externus abdominis

Grays anatomy 38th edition

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Abdominaux

Rectus abdominis

Obliquus internus abdominis

Gray’s anatomy 38 th edition

Abdominaux

Transversus abdominis

Gray’s anatomy 38th edition

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Fascia thoraco-‐lombaire

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Système artériel lombaire

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P.1

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SYSTEME ARTÉRIEL De la partie antérieure du corps vertébral 2 paires d’artères lombaires (La) originent de l’aorte pour vasculariser les vertèbres de L1 à L4 1 paire d’artères origine de l’artère sacrée moyenne pour L5 Elles voyagent en postérieur le long du corps sous le psoas pour former des branches

La branche antérieure du canal spinal (ascb) 2 branches postérieures du canal spinal (pscb)

Ces branches communiqueront aussi avec des branches radiculaires à chaque niveau La branche antérieure va nourrir le corps vertébral Les branches postérieures nourriront l’arrière de la vertèbre, des ligaments et des muscles

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P.1

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Veine basi-‐vertébrale

Ligament longitudianl postérieur

Biomécanique lombaire

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Biomécanique lombaire

•  Flexion / extension •  Flexion latérale •  RotaNon •  Incluant 3 translaNons

– Compression / distracNon – Antérieur / postérieur – Latéral

3 Degrés de liberté


•  PosiNon de congruence maximale –  Extension

•  Patron capsulaire – Égale limitaNon de flexion latérale et rotaNon l’extension sera aussi limitée mais la flexion sera complète

– Observable sur mouvements acNfs/ mouvements passifs intervertébraux

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Flexion lombaire

Flexion •  RotaNon sagicale antérieure

–  8 à 13 degrés par segment

•  TranslaNon antérieure –  1 à 2 mm par segment

•  AA totale 50 à 70 degrés


Facteurs limitants

•  Capsule arNculaNon Z 39 % •  Disque (anneau fibreux) 29 % •  Ligaments postérieurs 19 % •  Ligament jaune 13 % •  Fascia TL •  Muscles extenseurs


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Effet de la gravité en flexion


ArthrocinémaNque de flexion

•  Glissement cranial de l’arNculaNon Z (5-‐7mm)

•  Massifs arNculaires inférieurs glissent en crânial et antérieur

MyocinémaNque

•  Contrôle ecxentrique des extenseurs lombaires

•  Tension passive des Nssus conjoncNfs

•  Mise en tension acNve du fascia thoraco-‐lombaire

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Extension

•  RotaNon sagicale postérieure –  1 à 5 degrés par segment

•  PeNte translaNon postérieure –  1.1 à 1.7 mm

•  AA: 20-‐35 degrés

Facteurs limitants

•  Abutement des apophyses inférieures sur la lame de la sous-‐jacente qui devient porteuse de charge

•  Abutement des processus épineux


ArthrocinémaNque d’extension

•  Glissement caudal de l’arNculaNon Z •  Piliers arNculaires inférieurs glissent en inférieur et postérieur

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MyocinémaNque

•  ContracNon iniNale des extenseurs lombaires •  Contrôle eccentrique des abdominaux

Lordose lombaire •  Lordose normale

•  Fluage debout augmente la lordose = MEC sur faceces


Flexion latérale

•  Combinaison de FL et rotaNon

•  TranslaNon ipsilatérale •  AA: 15 à 30 degrés •  Lx sup: FL/rot opposée •  L4-‐5 : variable •  L5-‐S1: FL/rot ipsilatérale ??????

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ArthrocinémaNque

•  Z controlatéral: glissement supérieur de la facece arNculaire inférieure de la sus-‐jacente

•  Z ipsilatéral: glissement inférieur de la facece arNculaire inférieure de la sus-‐jacente

MyocinémaNque

•  QL •  Psoas •  Obliques •  Intertransversarii •  Iliocostalis

lumborum •  Gravité

Facteurs limitants

•  Musculature opposée •  Compression des faceces ipsilatérales •  ÉNrement des capsules controlatérales •  Disque anneau fibreux •  Ligament intertransverse controlatéral

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RotaNon •  RotaNon pure maximum de 3

degrés par segment

•  Ensuite, il y aura impact des faceces controlatérales = nouveau centre de rotaNon


Facteurs limitants

•  Disque (35-‐45%)

•  Éléments postérieurs (65%)

•  Musculaire: Surtout les abdominaux puis QL, psoas ipsi,intertransversarii ipsi, iliocostalis lumborum

Défaillance du disque en torsion


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Défaillance arNculaire en torsion

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P.2

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Compression axiale •  MEC par corps vertébral et disque

surtout •  Lordose prolongée = 16 % MEC par Z •  DiminuNon pathologique de la

hauteur discale = 70% par Z


Compression sur le disque

•  Transfert des charges équilibré

•  Fluage sur 24 heures = perte de 10% hauteur du disque i.e 1-‐2% grandeur corporelle totale

•  RécupéraNon: DD genoux fléchis et

supportés en élévaNon


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Défaillance en compression

•  Plaques carNlagineuses sont le point faible •  Nodules de Schmorl


Mouvements combinés en lombaire

Flexion latérale / RotaNon

AUTEUR FLEXION

NEUTRE

EXTENSION

MacConaill IPSI CONTRA

Farfan CONTRA

Kaltenborn IPSI IPSI

Evjenth IPSI IPSI ??

Fryette IPSI CONTRA IPSI

Grieve IPSI CONTRA

Pearcy L1-4 CONTRA L4/5 transition L5 IPSI

Vincenzio & Twomey

IPSI si global L1 & L3 IPSI L2 &L4 CONTRA L5 IPSI

CONTRA si global L1&L3 CONTRA L2 & L4 IPSI L5 IPSI

Panjabi 1989

Rotation haut ~ CONTRA bas ~ IPSI Flex lat CONTRA *pas de mention de L5/S1

Rotation haut ~ CONTRA bas ~ IPSI flex lat CONTRA

rotation inconstante Flex lat L1/2 IPSI L2-5 CONTRA

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Conclusions cliniques

•  FL/ RotaNon serait un mouvement simple autour d’un axe oblique

Notes de cours Tiré de Pelvic Girdle Lee

Conclusions cliniques

•  La biomécanique varie selon:

–  Posture –  Niveau segmentaire –  Recrutement musculaire –  Patrons mvts individuels –  Tropisme présent dans 23% populaNon

Conclusions cliniques (suite)

•  La pathomécanique peut aussi influencer cece combinaison

– Mécanisme de blessure – Hypomobilité vs hypermobilité – Tissu lésé: Disque, Z, ligament, muscle…

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Conclusion finale

•  Vu la variabilité individuelle

– Chaque paNent devra être évalué à chaque niveau et de chaque côté

– La rotaNon restera un facteur mineur dans l’évaluaNon des mouvements combinés de la colonne lombaire

Bon cours!

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QI3 - Anatomie et biomécanique lombaire - François Landry