Biomécanique appliquée à la traumatologie pédiatrique

B DOHIN

DESC de Chirurgie Pédiatrique

Session de Septembre 2010 - PARIS

Anatomie et mécanique : hétérogènes

Hétérogénéité mécanique au cours du temps

à la naissance : maquette cartilagineuse et os trabéculaire souples et plastiques à l’âge adulte: os rigide, indéformable

Hétérogénéité mécanique de la structure

Présence des cartilages de croissanceÉlasticité articulaire

Propriétés mécaniques du périoste 

Hétérogénéité mécanique

Structures en présence

OsCartilage conjugalCapsule et ligamentsPérioste

Module de Young

Caractéristique d’un matériauDéfini le niveau de charge supporté par le matériau pour

Sa capacité élastiqueSa capacité plastique Et son niveau de rupture

Courbe contrainte/déformation

Résistance des matériauxÉlasticité

Capacité à se déformer et à revenir à l’état initial 

Module de Young

Résistance des matériauxPlasticité

Capacité à absorber l’énergie en se déformant sans revenir à l’état initial 

Module de Young

Résistance des matériauxSeuil de rupture

Niveau de charge qui provoque la rupture du matériau

Module de Young

Enfant = traumatologie « évolutive »

Augmentation du poids avec l’âgeAugmentation de l’énergie du traumatisme avec la vitesse

≠

Caractéristiques de l’os au cours du temps

Temps

Élasticité et Plasticité

Rigidité et seuil de rupture

Capacité de l’os à se déformer

Pour absorber l’énergie« fracture en motte de beurre »

« déformation plastique »

Caractéristiques  des parties molles au cours du temps

Temps

Élasticité des ligaments et capsule

Résistance du périoste

Entorses  graves et luxations

Déplacement et instabilité

Pas de luxation chez le jeune enfant

Les éléments capsulaires absorbent l’énergie

Dissipation de l’énergieDans l’osDans le cartilage de croissance

Luxation => Décollement épiphysaire

Contraintes en flexion

L’os résiste mieux aux contraintes en compression qu’en flexion

Notion de « poutre composite »

Poutre  composite : Interface = point de faiblesse

Front d’ossification = interface

•Épiphyse

•Zone germinative•Cartilage sérié•Os trabéculaire

•Métaphyse

Décollement épiphysaireFront d’ossification = interface

Épiphyse  protégée temporairement

Hétérogénéité mécanique

Décollements épiphysairesDécollements épiphysaires

classification de Salter et Harris5 types de gravitécroissanteFonction du mécanismeValeur pronostique etthérapeutique 

Salter

ConclusionSpécificités mécaniques du système ostéo‐ligamentaire de l’enfantRéponses adaptées des structures anatomiques aux contraintes

Dissipation d’énergie du traumatisme

Modifications au cours du temps, des lésions anatomiques, en rapport avec 

Maturation des structures anatomiques : caractéristiques du matériauModifications des caractéristiques des traumatismes: énergie plus élevée

Pr Bruno DOHIN , MD, PhD

Faculté de Médecine Jacques Lisfranc,Université Claude Monet, Saint Etienne, France

Décollements épiphysaires

Classification de Salter et Harris

5 types de gravitécroissanteIntérêt pronostic et thérapeutique

RB Salter

Classification de Ogden

Ajoute deux types lésionnels:

VI: arrachement de la virole périchondraleVII: fragment purement épiphysaire

JA OgdenVI VII

Types de fracture‐décollementD.E. type I

pronostic bon …en principe

D.E. type IIpronostic            plus ou           moins grave…

Types de fracture‐décollement

D.E. type IIIarticulairepronostic lié àla surface articulaire

Types de fracture‐décollement

D.E. type IVpronostic très réservé lié à la qualité du traitement

Épiphysiodèse?

Types de fracture‐décollement

D.E. type Vécrasementpronostic grave

Types de fracture‐décollement

Pr Bruno DOHIN , MD, PhD

Faculté de Médecine Jacques Lisfranc,Université Claude Monet, Saint Etienne, France

Consolidation

CLAVICULE 21 jours

HUMERUSCol chirurgical sans déplacement 21 joursCol chirurgical avec déplacement 45 joursDiaphyse transversale 60 joursDiaphyse spiroïde 45 joursSupracondylienne sans déplacement 21 joursSupracondylienne avec déplacement 45 joursCondyle externe sans déplacement 21 joursCondyle externe avec déplacement 30 jours ( brochage )

AVANT-BRASSans déplacement 45 joursDeux os avec déplacement 90 joursUne diaphyse sans déplacement ( Montéggia ) 30 joursUne diaphyse avec déplacement 45 jours

COUDETête radiale non opérée 15 joursTête radiale opérée 21 joursOlécrane sans déplacement 21 jours

POIGNETRadius tassement 21 joursExtrémité inférieure du radius 30 joursScaphoïde 60 jours

METACARPIENS-PHALANGES 21 jours

Consolidation

FEMURCol cervico-trochantérienne 120 joursDiaphyse transversale 60 à 80

joursSupra-condylienne 45 jours

TIBIAExtrémité supérieure 45 joursDiaphyse isolée 60 joursDeux os jambe 60 à 80

joursPéroné isolé et calcaneum 30 jours

COUP DE PIEDDécollement épiphysaire inférieur 35 joursFissure épiphysaire 15 jours

METATARSIENS 21 jours

Épidémiologie

Activités de plein airDomestiquesScolairesCirculation

Circonstances des accidents

0

5

10

15

20

25

30

35

sports air dom. scol. circ.

Sports

ÉpidémiologieLocalisation des fractures

pied8%

clavicule7%

fémur4%

avant-bras36%

main18%

jambe16%

humérus11%

Épidémiologie

Accidents domestiques

69 % chez les moins de      2 ans45 % entre 3 et 5 ans

Accidents scolaires22 % chez les 3 à 5 ans15 % chez les 6 à 11 ans

Circonstances selon l ’âge

Accidents de sports47 % chez les adolescents30 % entre 6 et 11 ans

Piège diagnostique du jeune enfant:l’anatomie  doit être gardée àl’esprit Correspondanc

e RX / IRM

Remodelage

Remodelage fracturaire: d’une part par le remodelage in situ, d’autre part par la réorientation de la physe

Mécanisme de remodelage par croissance asymétrique au niveau de la physe

Remodelage

Deux ans de croissance résiduelleProximité de la physePlan principal de l ’articulation   de voisinageDéformation angulaire modérée

30° avant 10 ans

Exemple de remodelage 

Fracture de l ’extrémitésupérieure de l’humérus

Fracture de la diaphyse fémorale

Exemple de remodelage 

Conclusion

EpidémiologieTraumatologie  liée à l’âge et aux activités

DécollementsLésions au pronostic incertainTraitement codifié

Consolidation et remodelageConditions spécifiques à l’enfant

Merci