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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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3
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)
Clinical Anotomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.7
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Les trabécules sont orientées en fonction des lignes de force dans l’os
Clinical Anotomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.10
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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.26
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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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.15
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.
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.17
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.3
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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.29
Effets du mouvement sur le disque
• Torsion
– Principal mécanisme de lésion du disque
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.30
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Effets du mouvement sur le disque
• DistracNon
– Augmente la tension dans toutes les fibres de collagène
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.28
Effets du mouvement sur le disque
• Cisaillement
– Tension sur les fibres qui sont orientées dans la direcNon du cisaillement
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.28
Effets du mouvement sur
le disque
• Compression
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.84
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Mécanisme de transfert des charges dans
le disque
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.26
Éléments postérieurs
• Pédicules • Lames • Processus
transverses • Processus épineux
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.3
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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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.60
Trou de conjugaison • Contenu
– Nerf sinuvertébral – Nerf rachidien – Les 2: 35% – Ganglion dorsal – Artère et veines
rachidiennes – Tissus adipeux,
conjoncNfs et lymphaNques
– Manchon neural
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.128
L3
L2
L2
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Éléments centraux
• Canal médullaire: forme triangulaire
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.59
L2 supérieur
Système Ligamentaire Vertébral
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Anneau fibreux
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.44
Ligament longitudinal antérieur
• Fonc%on • Résiste l’extension
de la colonne lombaire.
• Assiste de façon mineure à limiter la translaNon antérieure et postérieure.
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.45
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Ligament longitudinal postérieur
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.46
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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.45
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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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.49
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
Clin
ical A
nato
my o
f th
e Lum
bar s
pine
, 3
rd ed
ition
, Bog
duk,
P.3
4
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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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.37
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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.39
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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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.39
Clin
ical A
nato
my o
f th
e Lum
bar s
pine
, 3
rd ed
ition
, Bog
duk,
P.3
4
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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.39
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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,
3rd edition, Bogduk, P.40
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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.37
• 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.
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.142
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,
3rd edition, Bogduk, P.106
• 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
Clin
ical A
nato
my o
f th
e Lum
bar s
pine
, 3
rd ed
ition
, Bog
duk,
P.1
23
Système artériel lombaire
Clin
ical A
nato
my o
f th
e Lum
bar s
pine
, 3
rd ed
ition
, Bog
duk,
P.1
46
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
Clin
ical A
nato
my o
f th
e Lum
bar s
pine
, 3
rd ed
ition
, Bog
duk,
P.1
46
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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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.69
• 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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.88
Facteurs limitants
• Capsule arNculaNon Z 39 % • Disque (anneau fibreux) 29 % • Ligaments postérieurs 19 % • Ligament jaune 13 % • Fascia TL • Muscles extenseurs
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.88
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Effet de la gravité en flexion
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.88
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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.91
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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.57
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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.92
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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.91
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38
Défaillance arNculaire en torsion
Clin
ical A
nato
my o
f th
e Lum
bar s
pine
, 3
rd ed
ition
, Bog
duk,
P.2
03
Compression axiale • MEC par corps vertébral et disque
surtout • Lordose prolongée = 16 % MEC par Z • DiminuNon pathologique de la
hauteur discale = 70% par Z
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.84
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
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.26
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39
Défaillance en compression
• Plaques carNlagineuses sont le point faible • Nodules de Schmorl
Clinical Anatomy of the Lumbar spine, 3rd edition, Bogduk, P.210
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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40
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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