AK1987_14_9_443-451

Ann. Kinésithér., 1987, t. 14,
© Masson, Paris, 1987
nO
MISE AU POINT
9, pp. 443-451
Aspects particuliers de la. biomécanique de l'épaule
G. PIERRON (1), A. LEROY (2), J.c. CHANUSSOT (3).
(J) ECK Bois-Larris, F 60260 Lamorlaye,
(3) CMC Les Jockeys, F 60310 Chantilly.
(2) CPMK 12, rue du Val-d'Osne,
L 'étude minutieuse de l'anatomo-physiologie articulaire et musculaire est indispensable
à la compréhension et à la conception de gestes
techniques kinésithérapiques
parfaitement
adaptés à une entité locale ou régionale. La
physiologie du complexe de l'épaule doit donc
être non seulement abordée analytiquement,
unité par unité, et globalement, mais aussi au
travers des interactions existantes entre chacune des deux unités de base de cet ensemble.
Ainsi se dégagent des notions plus précises
concernant la physiologie de certains musc/ès
ou l'influence sur la mécanique articulaire de
la position respective des os en présence.
Les éléments de réflexion issus de cette
analyse sont transposés aux pathologies de la
coiffe des rotateurs et président à la proposition
d'une progression kinésithérapique.
Si anatomiquement le complexe de l'épaule
comprend cinq articulations, physiologiquement
Castaing (3), Fischer, Gonon et coll. (6), Kapandji (7) les regroupent en deux sous-ensembles
fonctionnels.
Le premier ou unité scapu10thoracique assure la mobilité du scapu1um et de
sa baguette clavicu1aire sur le thorax. Le
deuxième ou unité scapu10-huméra1e assure celle
de l'humérus par rapport à la glène. L'étude de
la physiologie de ces deux unités les aborde soit
analytiquement en décrivant leurs possibilités de
déplacement, et les actions des différents muscles
qui en assurent la stabilité et/ou la mobilité;
Tirés à part:
Lamorlaye.
G. PIERRON, ECK Bois-Larris,
B.P. 12, 60260
94410 St-Maurice,
soit en combinaison selon une chaîne cinétique
orientée essentiellement
vers deux fonctions
majeures à savoir: l'élévation du bras vers le
zénith, et son retour coude au corps.
L'élévation latérale (abduction) ou antérieure
(flexion) associe un mouvement d'ouverture de
l'angle omo-huméral et un déplacement à type
de sonnette externe de l'omoplate;
il y a
sommation des amplitudes articulaires des deux
unités afin d'obtenir un débattement angulaire
du membre supérieur par rapport au tronc de
grande importance. Le retour depuis le zénith
jusqu'au coude collé au corps s'effectue selon le
même schéma, réalisé par adduction ou extension, il associe une fermeture de l'angle omohuméral et une sonnette interne de l'omoplate.
Ceci débouche sur la notion de rythme scapu10huméral nécessitant une parfaite coordination
des muscles attribués à chacun des sousensembles. Cependant l'analyse de schémas
d'organisations différentes fait apparaître d'une
part des modifications possibles de la physiologie
des muscles po1yarticu1aires croisant les deux
sous-ensembles, et d'autre part l'importance de
positionnement
omoplate-humérus
en regard
des possibilités cinétiques de l'articulation glénohumérale. Ces éléments deviennent essentiels
lors du choix des gestes thérapeutiques à utiliser
devant les dysfonctions du complexe de l'épaule.
Analyse musculaire
Des muscles axio-scapu1aires donc monoarticulaires assurent la stabilité et/ou la mobilité
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~
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du scapulum. Sans entrer dans le détail de la chef antérieur, correspondant aux faisceaux
physiologie de chacun d'eux, nous ne retien- deux et trois de Fick. Le deltoïde postérieur peut
drons que le groupe responsable de la sonnette être alors considéré essentiellement comme un
externe: avec les trois faisceaux du trapèze et, extenseur et un abducteur horizontal alors que
le large et puissant grand dentelé; et le groupe la portion claviculaire du grand pectoral (porresponsable de la sonnette interne ne compre- tion mono articulaire) dissociable comme le
nant que trois petits muscles : les rhomboïdes, souligne J.V. Basmajian (1) du faisceau sternol'angulaire, et en avant le petit pectoral. Il est ·costal réalise la flexion et l'adduction horizontale
à remarquer l'importante disproportion existant avec la portion interne du faisceau antérieur du
entre ces deux groupes au bénéfice de la sonnette deltoïde.
L'appareil musculaire est enfin complété par
externe; ceci est paradoxal puisque la force
musculaire disponible pour l'écartement du bras deux grands muscles axio-huméraux donc polyaccompagnant la sonnette externe est nettement articulaires, à savoir le grand dorsal en arrière,
et la partie sterno-costale du grand pectoral en
plus faible que la force de rapprochement
avant. Ces muscles réalisent l'adduction et
accompagnant la sonnette interne.
Des muscles scapulo-huméraux eux aussi la rotation interne de la gléno-humérale;
monoarticulaires, assurent la stabilité et/ou la Sohier (15), Dolto (5), Samuel (13) leur attrimobilité de la gléno-humérale. Certains, courts, buent le rôle d'abaisseur actif de la tête humérale
périarticulaires ont un véritable rôle de ligament par rapport à la glène, de par leurs composantes
actif de cette articulation; ce sont les muscles de traction caudale de l'humérus. Castaing les
de la .coiffe essentiellement synergiques du considère comme des adducteurs de la glénodeltoïde lors des mouvements d'élévation (2). humérale et des muscles de la sonnette interne
D'autres plus longs ont une vocation plus du scapulum. Cependant une analyse plus fine
dynamique; il s'agit du grand rond comme de la mécanique conjointe de l'unité scapuloadducteur et, d'une vaste nappe musculaire thoracique d'une part, et gléno-humérale d'autre
circonférentielle constituée par les trois fais- part, permet de mieux cerner la physiologie de
ceaux du deltoïde dont, Comtet et Auffray (4) ces deux muscles pluriarticulaires. En effet lors
ont précisé l'activité des différentes portions (de de leur contraction, la composante verticale de
1 à 7 suivant Fick). Ces auteurs ont réalisé une leur force musculaire tend à déplacer la tête en
étude électromyographique de l'abduction dans caudale, celle-ci entraîne à son tour la glène
le plan frontal et de l'abduction dans le plan de scapulaire réalisant ainsi une bascule de l'omol'omoplate. Dans ce dernier cas (fig. 1) la plate en sonnette interne, ils sont donc à classer
mobilisation de l'humérus est assurée simultané- sans ambiguïté dans le groupe des muscles
ment par le chef moyen et la partie externe du réalisant la sonnette interne. La balance musculaire scapulaire retrouve ainsi un équilibrage
ABD anat
beaucoup plus satisfaisant sur le plan mécanique. D'autre part lorsque l'extrémité distale de
l'humérus se trouve fixée, la réalisation d'une
sonnette interne correspond à une ouverture de
l'angle omo-huméral donc à une abduction de
la gléno-humérale. Dans cette situation le grand.
pectoral (sterno-costal) et le grand dorsal peuvent donc être considérés comme de véritables
abducteurs de la gléno-humérale (9, 10).
La fixité de l'extrémité distale de l'humérus
peut être obtenue par deux procédés :
- passivement (fig. 2a-2b) le sujet, assis
latéralement
par rapport à une table, pose son
FIG. 1. - Répartition de la nappe musculaire autour de la
coude
sur
celle-ci,
la contraction de ces deux
gléno-humérale, en fonction de l'axe d'abduction anatomique ou
d'abduction physiologique.
muscles ne pouvant s'exprimer par un rappro-
--
Ann.
FIG. 2a-2b. - Action de sonnette interne et d'ouverture de l'angle
omo-huméral par la contraction des grands pectoral et dorsal
lorsque ~foude
est fixé passivement.
chement de l'humérus de l'axe du corps, se
traduit intégralement par une sonnette interne
et l'omoplate, réalisant l'ouverture de l'angle
omo-huméral;
- activement (fig. 3a-3b) le sujet réalise un
allongement de son membre supérieur vers le
FIG. 3a-3b. - Action de sonnette interne de l'omoplate et
d'abduction de la gléno-humérale, par contraction des grands
pectoral et dorsal, l'humérus étant fixé par contraction du
deltoïde.
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\
\
FIG. 4. - Système levier entre la résistance (R) et la composante
rotatoire du deltoïde (c-r), faisant office de point fixe, nécessite
la participation du grand pectoral et du grand dorsal afin d'éviter
un déplacement crânial de la tête humérale.
\
\
\
\
\
\
1
\ \
caudal ou vers le latéral; les deux muscles
précités réalisent l'abaissement du moignon de
l'épaule et la sonnette interne; l'humérus étant
maintenu par une contraction du deltoïde dont
l'insertion sur cet os est plus distale que celle
du grand pectoral et du grand dorsal. L'ouverture de l'angle omo-huméral est donc réalisée
par l'activité synergique des muscles de l'adduction-sonnette interne et de l'abduction. Il s'agit
d'une cocontraction répondant à un besoin de
force que l'on retrouve par exemple dans
l'exercice de la croix de fer aux anneaux. Cette
synergie agoniste possible entre le deltoïde, le
grand pectoral et le grand dorsal, a d'ailleurs
été retrouvée par René Corail et Revel (11, 12)
au cours de l'élévation du membre supérieur.
Dans ce cas (fig. 4) la contraction du grand
pectoral et dorsal est nécessaire afin d'éviter le
déplacement crânial de la tête humérale sous
l'action combinée de l'action du deltoïde et de
celle (systématiquement
négligée) de la résistance opposée au mouvement;
considérée de
cette façon la contraction
du deltoïde est
toujours subluxante pour la tête humérale. Cette
co-contraction
protégeant l'articulation
prend
toute son importance dans les rééducations des
path01Qgies de la coiffe.
Analyse articulaire
Au NIVEAU SCAPULO-THORACIQUE
Classiquement il est décrit trois types de
déplacement du scapulum sur le thorax, un
vertical correspondant à l'élévation et à l'abais-
\ \
.\
FIG. 5. - Mouvement
muscle petit-pectoral.
de bascule antérieure sous la dépence du
sement, un horizontal correspondant à l'abduction et à l'adduction et un rotatoire correspondant à la sonnette interne et à la sonnette
externe. Deux autres types de déplacement sont
peu décrits et présentent pourtant un intérêt
majeur dans la compréhension de la physiologie
du complexe de l'épaule, il s'agit:
- du mouvement de bascule postérieur ou
antérieur suivant un axe horizontal contenu dans
le plan de l'homoplate. La bascule antérieure est.
sous la dépendance de la contraction du petit
pectoral qui, attirant l'apophyse coracoïde vers
le bas (fig. 5), tend à décoller la pointe de
l'omoplate
du thorax. Ce mouvement
accompagne l'extension de la gléno-tumorale ou
sa rotation interne lorsque le bras s'approche de
l'horizontal.
Ceci explique l'impossibilité de
réaliser une élévation complète au zénith par
abduction anatomique en rotation interne. La
bascule postérieure,
essentiellement
sous la
dépendance du faisceau inférieur du trapèze,
accompagne la flexion de la gléno-humérale ou
sa rotation externe lorsque le bras est horizontal.
Fischer, Gonon et coll. (6) retrouvent ce déplacement dans les mouvements d'abduction et le
chiffrent à dix-sept degrés.
- du mouvement de bascule latérale ou
médiale suivant un axe vertical contenu dans le
plan de l'omoplate. Elles accompagnent
les
mouvements d'abduction
ou d'adduction
de
l'omoplate et sont imposées par la translation
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circonférencielle du scapulum sur la convexité Au NIVEAU DE LA GLÉNO-HUMÉRALE
du thorax. Lors de l'abduction Fischer, Gonon
et coll. 6 ont évalué cette bascule latérale à trente A) Rapport tête glène en fonction de la
degrés; cette frontalisation du scapulum le position du scapulum
replace donc dans le plan de l'humérus, ce point
En position spontanée l'épine de l'omoplate
est important à retenir (fig. 6).
est quasiment horizontale (Péninou, Dufour 8),
la glène regarde alors essentiellement vers le
dehors et légèrement vers le haut ou le bas (14).
A l'aide d'un modèle mécanique reproduisant
fidèlement les mouvements de la gléno-huméraIe, il est possible de remarquer que dans cette
position spontanée de l'omoplate la tête humérale est parfaitement centrée par rapport à la
glène (fig. 7a). Par contre l'élévation de l'angle
externe de l'omoplate par sonnette externe
entraîne non seulement une fermeture de l'angle
omo-huméral, c'est-à-dire une adduction de la
gléno-humérale mais aussi une remontée de la
tête par rapport à la glène (fig. 7b), la partie
inférieure de la tête est complètement située
au-dessus de la partie inférieure du bourrelet
glénoïdien. Cette adduction élévation explique
la nocivité de toute tentative de compensation
d'un manque d'abduction de la gléno-humérale
par une sonnette externe; cette _compensation
pourtant courante et observable, notamment
FIG. 6. - Mouvement de bascule latérale de l'omoplate accompagnant l'abduction du membre d'après Fischer, Gonon et coll.
dans les pathologies de la coiffe des rotateurs,
FIG. 7a. - L'omoplate en position fonctionnelle, la tête humérale est centrée par
rapport à la glène.
FIG. 7b. - L'omoplate
en sonnette
externe, la tête humérale est excentrée en
crâniale par rapport à la glène.
FIG. 7c. - L'omoplate
en sonnette interne, la tête glisse en caudal et libère
l'espace acromio-tubérositaire .
-
••
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rend quasiment impossible toute abduction de
gléno-humérale, la grosse tubérosité étant déjà
au contact de la voûte acromio-coracoïdienne.
Inversement l'abaissement de l'angle externe de
l'omoplate par sonnette interne entraîne non
seulement une ouverture de l'angle omo-huméral, c'est-à-dire une abduction de la glénohumérale, mais favorise de plus l'abaissement
passif de la tête humérale par dégagement en
dedans du bord inférieur du bourrelet glénoïdien
(fig. 7c). Cette observation est à rapprocher de
l'action du grand pectoral et du grand dorsal
qui, en réalisant l'abaissement et la sonnette
interne du scapulum, place l'articulation glénohumérale dans une position très favorable à
l'élargissement de l'espace acromio-tubérositaire.
B) Rapport tête-glène en fonction
position de l'humérus
if
de la
Sohier (15) est un des premiers auteurs à avoir
décrit des voies de passage permettant l'élévation
du bras vers le zénith. Il indique une voie
postéro-latérale correspondant à l'abduction
anatomique et nécessitant pour sa réalisation
une rotation externe de l'humérus; une voie
antérieure correspondant à la flexion et nécessitant, elle, une rotation interne de l'humérus. Cet
auteur justifie ces passages en fonction de la
position de la grosse tubérosité par rapport à
la voûte acromio-coracoïdienne. Cette tubérosité
se trouverait effacée en arrière par rotation
externe lors de l'abduction, et vers l'avant par
la rotation interne lors de la flexion. Cependant,
après étude sur modèle mécanique, il ne semble
pas que ces données soient parfaitement exactes,
et qu'il y ait confusion entre la cinétique de la
gléno-humérale et la cinétique de la scapulothoracique. Trois cas sont à étudier :
a. L'abduction anatomique.
L'omoplate étant maintenue en position spontanée, soit orientée de 30 à 40° par rapport à
un plan frontal, l'humérus est maintenu dans
le plan frontal: la gléno-humérale se trouve donc
en extension. Lors de l'élévation latérale de cet
os, dans le plan frontal, la rotation externe de
l'humérus (fig. 8a) entraîne un contact précoce
de la grosse tubérosité avec la partie toute
externe de l'acromion et limite de ce fait
l'amplitude d'abduction. Ceci est observable
cliniquement (fig. 8b), le sujet maintenant d'une
main le scapulum oblique par rapport au plan
frontal réalise une abduction accompagnée d'une
rotation externe et atteint rapidement l'amplitude maximale possible dans la gléno-humérale.
Inversement, la rotation interne (fig. Be) dégage
la grosse tubérosité vers l'avant en regard du
ligament acromio-coracoïdien et, du fait de
l'obliquité en avant et en dedans de ce dernier
permet une élévation légèrement supérieure.
Cliniquement, le sujet maintenant toujours son
scapulum réalise une abduction plus importante
lorsqu'elle est associée à une rotation interne
(fig. 8d).
L'impossibilité de réaliser une élévation
complète bras au zénith lorsque l'humérus est
placé en rotation interne est due au fait
mentionné ci-dessus, à savoir que la rotation
interne s'accompagne d'une bascule antérieure
du scapulum par traction du petit pectoral, et
que celle-ci interdit tout déplacement vers la
sonnette externe, puisque cette dernière doit
s'accompagner d'une bascule postérieure du
scapulum. En effet, il suffit de réaliser volontairement cette bascule postérieure pour permettre
la poursuite de l'élévation; il est à noter que la
bascule postérieure se traduit par une apparente
rotation externe de l'humérus.
b. Abduction physiologique
Lorsque l'élévation de l'humérus est réalisée
dans le plan du scapulum, c'est effectivement
la rotation externe qui dégage la grosse tubérosité vers l'arrière et permet d'obtenir une
amplitude maximale, alors que la rotation
interne, déportant la grosse tubérosité vers
l'avant en regard de la partie antérieure de
l'acromion et de la partie postérieure du
ligament acromio-coracoïdien, engendre une
butée précoce limitant l'amplitude (fig. 9a-9b).
C) Flexion
Lors de l'élévation antérieure de l'humérus,
et contrairement aux affirmations de Sohier,
c'est la rotation externe qui permet de dégager
la grosse tubérosité vers l'arrière et d'obtenir
l'amplitude la plus importante en flexion. Par
contre, la rotation interne amène la grosse
C
Ann. Kinésith ér., 1987,
FIG. 8
t.
14, n° 9
449
a
FIG. 8
c
FIG. 8c. - La rotation
interne de l'humérus dégage la grosse
et permet une abduction frontale plus
FIG. 8a. - Abduction frontale : la rotation externe humérale
entraîne un contact prématuré de la grosse tubérosité contre
l'acromion.
tubérosité vers l'avant
importante.
FIG.8b.
- Mise en évidence de la limitation d'abduction frontale
lorsque l'humérus est en rotation externe.
FIG. 8d .. - Cliniquement
l'abduction est plus
compagné d'une rotation interne humérale.
importante
ac-
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a
b
FIG. 9a-9b. - Abduction physiologique:
la rotation externe de l'humérus dégage bien la grosse tubérosité vers l'arrière et permet
le passage,. inversement la rotation interne provoque la butée du trochiter contre le bec acromial et le ligament acromio-coracoïdien.
a
b
FIG. lOa-lOb. - Au cours de la flexion:
la rotation externe de l'humérus efface le trochiter vers l'arrière et permet
la rotation interne met en contact prématurément
la grosse tubérosité et le ligament acromio-coracofdien.
tubérosité en contact avec la partie postérieure
du ligament acromio-coracoïdien et avec le bec
acromial (fig. IOa-10b) reproduisant ainsi le
signe d'« impingement syndrome» de Neer.
le passage;
Il est donc possible d'affirmer que l'élévation
de l'humérus par rapport à l'omoplate ne peut
s'effectuer que dans un plan oblique en avant
et en dehors, plaçant ainsi les deux os dans le
Ann. Kinésithér.,
prolongement l'un de l'autre; le déplacement
strictement frontal de l'humérus limite très vite
l'abduction de la gléno-humérale, et ce d'autant
plus qu'il est réalisé en rotation externe. L'abduction dite anatomique n'est en fait réalisable que
si le scapulum laissé libre se déplace en adduction
et en bascule externe, bascule chiffrée par Fischer
et Gonon à 30°. Cette frontalisation de l'omoplate la place alors dans le prolongement de
l'humérus conformément aux possibilités articulaires de la gléno-humérale. Ceci débouche
immédiatement sur des conséquences kinésithérapiques comme par exemple la nocivité d'une
immobilisation scapulaire stricte interdisant ces
mouvements de translation interne et de bascule
latérale lors d'une mobilisation passive de la
gléno-humérale dans un plan frontal.
Conclusion
Ces éléments de réflexion montrent l'importance de l'inter-action entre les deux sousensembles du complexe de l'épaule et, lors de
rééducation des pathologies de cette région, il
est donc impératif pour le thérapeute d'envisager
les combinaisons les plus judicieuses afin de
répondre le plus efficacement possible au cas
présent. La gléno-humérale n'étant qu'une partie
de l'épaule, sa physiologie ne doit pas être
confondue avec celle de ce complexe.
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