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Introduction Le thorax est la partie supérieure du tronc. Il est situé entre le cou en haut et la région abdominale en bas, avec lesquels il communique. Il est séparé de la cavité abdominale par le muscle diaphragme thoraco-abdominal. Sa paroi est ostéo-musculaire: - les formations ostéo-cartilagineuses constituent un exosquelette de protection du contenu thoracique. - les muscles et les articulations permettent la mobilisation de ce squelette, indispensable à la respiration. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE - dans la région médiane, le médiastin, se trouvent ceux du système cardio-vasculaire. - dans les régions latérales, les régions pleuro-pulmonaires, se trouvent ceux du système respiratoire. Pr. MONTAUDON Le thorax contient les organes principaux de deux grands systèmes: 1 STERNUM ARC COSTAL CARTILAGE COSTAL COTE 15 à 20 cm 25 cm VERTEBRE THORACIQUE 30 cm VUE CAUDALE REGION CERVICALE FOSSE SUPRA-CLAVICULAIRE VUE VENTRALE OUVERTURE SUPERIEURE DU THORAX REGION AXILLAIRE DIAPHRAGME REGION ABDOMINALE VUE VENTRALE T6 ARCS COSTAUX STERNUM RACHIS THORACIQUE CYPHOSE THORACIQUE VUE MEDIALE VRT EN VUES VENTRALE ET DORSALE: TDM ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON La paroi thoracique Le thorax a la forme d'un cylindre irrégulier d'une trentaine de centimètres de hauteur qui devient conique vers le haut. En coupe horizontale, la cavité thoracique est réniforme en raison de la saillie du rachis thoracique. Sa largeur maximale moyenne est de 25 cm pour un diamètre antéro-postérieur de 15 à 20 cm (entre le sternum et le rachis). Il communique en haut avec la région cervicale par l'ouverture supérieure du thorax et en bas avec la région thoraco-abdominale de la cavité abdominale par l'ouverture inférieure du thorax. Cette dernière est fermée par le diaphragme thoraco-abdominal. Elle est formée de douze anneaux métamériques plus ou moins complets, associant une vertèbre thoracique, un arc costal et une sternèbre. L'empilement des vertèbres en arrière et des sternèbres en avant forme deux colonnes rigides, l'une postérieure, le rachis thoracique, l'autre antérieure, le sternum, reliées par les arcs costaux. Les arcs costaux ne s’ossifient jamais complètement. Leur partie postérieure, osseuse, est la côte; leur partie antérieure, cartilagineuse, constitue le cartilage costal. Embryologiquement, ils correspondent à l’expansion du tubercule antérieur des processus transverses cervicaux. I - le rachis thoracique Il existe douze vertèbres thoraciques dont le volume augmente de haut en bas. Le rachis thoracique, formé par l'empilement des vertèbres et des disques intervertébraux, est concave vers l'avant dans le plan sagittal. Cette courbure est appelée cyphose thoracique, la vertèbre T6 en est la clé-de-voûte. A - ostéologie ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE la cage thoracique Pr. MONTAUDON La paroi thoracique comprend la cage thoracique, exosquelette ostéo-cartilagineux de protection, et des structures musculaires intrinsèques et extrinsèques en grande partie destinées à la mobilisation de ce squelette et en particulier à la respiration. 1 - le corps vertébral Il est cylindrique, légèrement aplati transversalement. Ses faces supérieure et inférieure présentent une zone criblée entourée d’un bourrelet marginal, épaississement osseux lié au poids et plus marqué sur les vertèbres inférieures. Chaque face latérale possède à la partie postérieure deux fossettes costales, supérieure et inférieure, qui répondent à la tête costale. Celle-ci s’articule donc avec deux corps vertébraux adjacents. Quatre vertèbres thoraciques font exception: - T1 possède en haut une fossette costale complète qui répond totalement à la première côte et en bas une fossette inférieure pour la deuxième côte. - T10 ne possède qu’une fossette costale supérieure. - T11 et T12 possèdent une seule fossette, complète, pour la côte correspondante. 3 CORPS VERTEBRAL BOURRELET MARGINAL SURFACE CRIBLEE FOSSETTE COSTALE SUPERIEURE ARC VERTEBRAL FORAMEN VERTEBRAL PEDICULE LAME PROCESSUS ARTICULAIRE SUPERIEUR PROCESSUS TRANSVERSE FOSSETTE COSTALE TRANSVERSAIRE PROCESSUS EPINEUX VUE CRANIALE VUE LATERALE PROCESSUS ARTICULAIRE SUPERIEUR INCISURE VERTEBRALE SUPERIEURE FOSSETTE COSTALE TRANSVERSAIRE FOSSETTE COSTALE SUPERIEURE PEDICULE CORPS VERTEBRAL PROCESSUS TRANSVERSE INCISURE VERTEBRALE INFERIEURE FOSSETTE COSTALE INFERIEURE PROCESSUS ARTICULAIRE INFERIEUR PROCESSUS EPINEUX FORAMEN INTER-VERTEBRAL DISQUE INTER-VERTEBRAL VUE LATERALE COUPE HORIZONTALE ANNEAU FIBREUX NOYAU PULPEUX L. LONGITUDINAL POSTERIEUR HERNIE DISCALE RACINE ANTERIEURE DU NERF SPINAL ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE HERNIES INTRA-SPONGIEUSES Pr. MONTAUDON 2 - l’arc vertébral Avec la face postérieure du corps, il délimite le foramen vertébral, circulaire, qui contient la moelle épinière et ses enveloppes méningées. Le foramen vertébral est limité: - en avant, par la face postérieure du corps vertébral, - latéralement, par les pédicules, obliques en haut, en arrière et en dehors: . leur partie supérieure constitue l’incisure vertébrale supérieure, leur partie inférieure, plus accentuée, forme l’incisure vertébrale inférieure. . les incisures vertébrales supérieure et inférieure de deux vertèbres contiguës limitent le foramen inter-vertébral par lequel émerge le nerf spinal. - en arrière, par les lames, obliques en bas et en arrière, dont la réunion forme le processus épineux. Le processus épineux est très oblique en bas et en arrière: son extrémité unituberculée se projette à la hauteur du corps de la vertèbre sous-jacente. Les processus articulaires supérieurs, situés à l’union des lames, des pédicules et des processus transverses, sont orientés en arrière. Ils s’articulent avec les processus articulaires inférieurs de la vertèbre sus-jacente, dirigés vers l'avant. Le sillon vertébral est l’angle formé par les faces postérieure du processus transverse et latérale du processus épineux. Il contient les muscles extenseurs du rachis. B - arthrologie Les vertèbres adjacentes sont articulées les unes aux autres, ce qui confère au rachis thoracique un rôle protecteur de la moelle épinière, un rôle statique d'amortissement des contraintes liées au poids du corps, et un rôle dynamique, limité en raison de la présence des côtes et du sternum: flexion - extension, inclinaisons latérales et rotations. 1 - articulations des corps vertébraux Ce sont des symphyses semi-mobiles dont les surfaces articulaires sont la face inférieure de la vertèbre sus-jacente et la face supérieure de la vertèbre sous-jacente. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Les processus transverses sont obliques en dehors et en arrière; leur extrémité antérieure présente une surface articulaire, la fossette costale transversaire, dirigée en haut, en dehors et en avant (hormis celle de T11 et T12). Elle répond au tubercule costal. Pr. MONTAUDON 3 - les processus vertébraux La concavité des surfaces articulaires est légèrement atténuée par la présence d’une fine couche de cartilage hyalin centrale. Les moyens d’union sont: - le disque inter-vertébral, fibro-cartilage qui occupe l'intervalle compris entre deux corps vertébraux et qui a la forme d’une lentille biconvexe. Il est formé de deux parties: l'anneau fibreux en périphérie, constitué de fibres denses, concentriques et résistantes, et le noyau pulpeux un peu en arrière du centre formé par des fibres moins serrées autour d'une cavité ovalaire contenant une gelée incompressible, inextensible, déformable et très hygromatique. . une dorsalgie est une douleur liée à la souffrance du disque inter-vertébral, innervé par de petits rameaux sensitifs. . chez l’enfant, le disque est plus résistant que les faces des vertèbres et peut les déformer: ce sont les hernies intra-spongieuses de la maladie de Scheuermann, dont les séquelles sont souvent visibles sur les radiographies rachidiennes des adultes. 5 L. LONGITUDINAL ANTERIEUR FORAMEN INTERVERTEBRAL ET SON OPERCULE FIBREUX CAPSULE L. JAUNE L. INTER-EPINEUX L. SUPRA-EPINEUX DISQUE INTERVERTEBRAL L. LONGITUDINAL POSTERIEUR VUE LATERALE L. LONGITUDINAL ANTERIEUR L. JAUNE L. INTER-EPINEUX L. LONGITUDINAL POSTERIEUR L. SUPRA-EPINEUX VUE CRANIO-DORSO-LATERALE L. LONGITUDINAL ANTERIEUR PEDICULE SECTIONNE DISQUE INTER-VERTEBRAL L. LONGITUDINAL POSTERIEUR VUE VENTRALE VUE DORSALE PEDICULES SECTIONNES ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON - les ligaments longitudinaux antérieur et postérieur: . le ligament antérieur est une longue bande fibreuse insérée sur la partie antérieure des corps vertébraux et qui n’adhère pas aux disques inter-vertébraux. . le ligament postérieur est appliqué contre la face postérieure des corps et des disques, adhérant à ces derniers et aux bords des faces supérieures et inférieures des vertèbres. 2 - articulations zygapophysaires Ce sont des articulations synoviales planes qui unissent les processus articulaires supérieurs et inférieurs des vertèbres contiguës. Les surfaces des processus articulaires supérieurs sont orientées en arrière, celles des processus articulaires inférieurs en avant. Les moyens d’union sont une capsule articulaire résistante avec une membrane fibreuse et une membrane synoviale, et des fibres issues des ligaments jaunes. - en arrière, les ligaments jaunes d’une même vertèbre fusionnent sur la ligne médiane; en avant ils renforcent la capsule des articulations zygapophysaires. - l'association des lames et des ligaments jaunes ferme en arrière le foramen vertébral. - la résistance du ligament jaune est perceptible lors des ponctions lombales de liquide cérébro-spinal. 4 - union des processus épineux Les ligaments inter-épineux sont tendus entre les processus épineux (bord inférieur d’un processus épineux au bord supérieur du suivant) et forment des cloisons verticales médianes en contact avec le ligament jaune en avant et le ligament supra-épineux en arrière. Le ligament supra-épineux est tendu entre les sommets des processus épineux. 5 - union des processus transverses Leur sommet est uni par les ligaments inter-transversaires. II - Le sternum ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Les lames, imbriquées les unes dans les autres, sont réunies par les ligaments jaunes (riches en fibres élastiques qui leur donnent cette couleur). Ceux-ci, épais et très résistants, sont tendus entre les lames sus- et sous-jacentes: Pr. MONTAUDON 3 - union des lames Le sternum est un os plat, impair, médian et symétrique de la paroi antérieure de la cage thoracique. Il est allongé verticalement, long d’environ 18 centimètres, globalement oblique en bas et en avant et aplati dans le plan sagittal. Il est formé par la soudure des sternèbres qui s’organisent en trois pièces. A - le manubrium sternal Manubrium (lat.): manche, poignée. Il représente un tiers de la hauteur total de l'os. Son bord supérieur présente trois incisures: l’incisure jugulaire, médiane, concave en haut, et les incisures claviculaires latérales, articulaires avec l’extrémité médiale des clavicules. Sa face antérieure reçoit les muscles sterno-cléido-mastoïdiens et grand pectoraux. Sa face postérieure donne insertion aux muscles sterno-hyoïdiens et sterno-thyroïdiens. 7 7 VRAIES COTES MANUBRIUM VUE VENTRALE CORPS 7EME COTE VUE LATERALE CARTILAGE COMMUN PR. XIPHOIDE 3 FAUSSES COTES 2 COTES FLOTTANTES VUE VENTRALE PECTUS EXCAVATUM THORAX EN CARENE INCISURE JUGULAIRE M. STERNOCLEIDOMASTOIDIEN M. STERNOHYOIDIEN 1ERE COTE M. STERNOTHYROIDIEN M. GRAND PECTORAL 2EME COTE L. STERNO-PERICARDIQUE SUPERIEUR 3EME COTE 4EME COTE M. TRANSVERSE DU THORAX 5EME COTE 6EME COTE L. STERNO-PERICARDIQUE INFERIEUR 7/8/9/10EMES COTES M. DROIT DE L'ABDOMEN L. COSTO-XIPHOIDIEN DIAPHRAGME VUE VENTRALE ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE VUE DORSALE Pr. MONTAUDON B - le corps sternal L’union entre le manubrium et le corps réalise un angle à sinus postérieur, l’angle sternal. Sa face antérieure, légèrement concave de haut en bas et convexe transversalement, présente trois ou quatre crêtes transversales, vestiges de la soudure des sternèbres, avec en dehors l’insertion du grand pectoral. Sa face postérieure, médiastinale, est lisse, concave en arrière dans les plans sagittal et horizontal. Dans ses deux tiers inférieurs s’insèrent les muscles transverses du thorax. Ses bords latéraux sont très épais, irréguliers et crénelés par les sept incisures costales orientées en arrière et en dehors, et articulaires avec les sept premiers cartilages costaux: - la première est sur le bord du manubrium, sous l’incisure claviculaire. - la deuxième se situe en regard de l’angle sternal. - la quatrième à la moitié du corps. Sa face antérieure reçoit les muscles droits de l’abdomen. Sa face postérieure reçoit les insertions sternales du diaphragme. D - remarques Des anomalies embryologiques peuvent entraîner une fissure médiane qui sépare deux hémi-sternums, six sternèbres séparées par des symphyses ou un pectus excavatus avec un sternum très convexe vers l’arrière. Les ponctions de moelle osseuse sont réalisées dans le manubrium, riche en moelle rouge hématopoïétique. En arrière de celui-ci se trouve l'aorte ascendante avec un risque de ponction aortique chez les sujets ostéoporotiques. Les fractures sternales sont rares, le plus souvent par traumatisme direct. L’abord du médiastin, en particulier du cœur, nécessite l’ouverture de la cage thoracique par une sternotomie médiane: section verticale du sternum sur toute sa hauteur, suture par fils métalliques. III - les arcs costaux ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Xiphoiedes (gr.): en forme d'épée. Il est long de 3 à 4 cm, très variable dans sa forme. Son extrémité peut être triangulaire, ovalaire, rectangulaire, parfois bifide mais toujours cartilagineuse. Pr. MONTAUDON C - le processus xiphoïde Costa (lat.): flanc. Les dix premiers arcs costaux sont osseux dans leur partie postérieure et cartilagineux dans leur partie antérieure; la longueur du cartilage costal augmente de la 1ère à la 10ème côte. Les 11ème et 12ème arcs costaux sont incomplets, dépourvus de cartilage costal. Les côtes sont des os plats, en forme d’arcs, aplatis de dehors en dedans. Il existe douze paires de côtes: - les sept premières, les vraies côtes, sont unies au sternum par un cartilage propre. - les trois suivantes, les fausses côtes, sont reliées au sternum par l'intermédiaire d’un cartilage commun. - les 11ème et 12ème côtes sont appelées asternales et ne sont pas articulées au sternum. Elles sont également dites flottantes car leur tubercule ne s'articule pas avec le processus transverse des vertèbres. La longueur des côtes augmente de la 1ère à la 7ème puis diminue de la 7ème à la 12ème. Leur 9 VUE VENTRALE COURBURE D'AXE FACETTES COSTALES VUE MEDIALE COURBURE DES BORDS PLAN HORIZONTAL TUBERCULE COSTAL VUE CAUDALE COURBURE D'ENROULEMENT CARTILAGE COSTAL ANGLE ANTERIEUR VUE VENTRALE CORPS TETE PVN. DU MB. SUPERIEUR COL ANGLE POSTERIEUR VUE CRANIALE M. SUB-CLAVIER COUPE SAGITTALE V. SUB-CLAVIERE A. SUB-CLAVIERE CAVITE PLEURALE M. SCALENE ANTERIEUR M. DENTELE ANTERIEUR PEDICULE VASCULONERVEUX INTERCOSTAL M. INTERCOSTAL EXTERNE M. SCALENE MOYEN PONCTION PLEURALE FASCIA ENDOTHORACIQUE M. ELEVATEUR DES COTES L. COSTO-TRANSVERSAIRE M. LONGISSIMUS DU THORAX M. DENTELE POSTERIEUR M. DENTELE ANTERIEUR M. ILIOCOSTAL DU THORAX VUE LATERALE M. OBLIQUE EXTERNE M. PETIT PECTORAL M. GRAND PECTORAL M. GRAND DORSAL ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE M. INTERCOSTAL EXTERNE Pr. MONTAUDON axe général est oblique en bas et en avant, elles divergent d'arrière en avant et présentent trois courbures: - la courbure selon l’axe correspond à la torsion de la côte. La face latérale de son segment postérieur est orientée en bas et en arrière; celle du segment latéral, en dehors; et celle du segment antérieur, en haut et en avant. - la courbure d’enroulement autour du poumon donne à la côte sa forme concave en dedans. Cette courbure diminue progressivement de la 1ère à la 12ème côte. - la courbure des bords donne à la côte l’aspect d’un S avec une extrémité postérieure relevée et une extrémité antérieure plongeante. Chaque côte présente: - une tête articulée avec les disques intervertébraux et les fossettes costales des vertèbres. - un corps, en arc de cercle, qui présente: . une face inférieure concave en bas qui forme le sillon costal parcouru par le pédicule vasculo-nerveux intercostal: - l’anesthésie du nerf peut se faire par injection d’anesthésiant sous la côte. - lors d’une ponction pleurale, l'aiguille est introduite au ras du bord supérieur de la côte sous-jacente afin de ne pas blesser ce pédicule. . trois portions inégales et de directions différentes: - postérieure: courte, oblique en bas, en dehors et en avant jusqu’à l’angle postérieur, - moyenne: entre les angles postérieur et antérieur, oblique en bas et en avant, - antérieure: de l’angle antérieur à l’extrémité cartilagineuse, oblique en avant, en dedans et en bas. La 1ère côte est particulière, presque horizontale, très courte, large et aplatie dans le plan frontal. Sa courbure est très marquée. Sa tête comporte une seule facette articulaire, complète, pour T1. Sa face supérieure présente: - en avant les insertions du muscle sub-clavier, le tubercule du muscle scalène antérieur avec, de part et d’autre, deux sillons: en dedans, celui de la veine sub-clavière et en dehors, celui de l’artère sub-clavière. En dehors de celle-ci passent les faisceaux du plexus brachial. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE - un tubercule costal, articulaire avec l’extrémité du processus transverse de la vertèbre sous-jacente. Pr. MONTAUDON - un col, plus étroit, aplati dans le plan sagittal. - à la partie moyenne les insertions des muscles scalène moyen et dentelé antérieur. - en arrière les insertions du muscle élévateur des côtes. La 1ère côte et la clavicule limite la fente costo-claviculaire par laquelle le pédicule vasculo-nerveux du membre thoracique passe. Lors de l’abduction de l’épaule, cette zone de passage se rétrécit, ce qui peut entraîner un syndrome du défilé costo-claviculaire (ou de la traversée thoraco-brachiale) qui associe des troubles vasculaires et nerveux liés à la compression du pédicule du membre thoracique. L’angle costo-xiphoïdien est plus ou moins ouvert selon la morphologie du sujet: très aigu chez le longiligne, plus obtus chez le bréviligne. Sa valeur moyenne est de 70°. La face médiale des arcs costaux est tapissée par le fascia endothoracique auquel adhère le feuillet pariétal de la plèvre. Son feuillet viscéral recouvre le poumon. L’espace compris entre ses deux feuillets est la cavité pleurale, normalement virtuelle. Les espaces intercostaux sont occupés par les muscles intercostaux. 11 VUE LATERALE L. COSTO-TRANSVERSAIRE SUPERIEUR L. INTRAARTICULAIRE DE LA TETE COSTALE L. RADIE DE LA TETE COSTALE L. COSTOLAMELLAIRE VUE DORSALE L. COSTO-TRANSVERSAIRE LATERAL L. COSTO-TRANSVERSAIRE SUPERIEUR L. COSTO-VERTEBRAL POSTERIEUR L. INTRA-ARTICULAIRE DE LA TETE COSTALE L. COSTO-LAMELLAIRE L. COSTO-TRANSVERSAIRE VUE CRANIALE L. RADIE DE LA TETE COSTALE L. INTRAARTICULAIRE DE LA TETE COSTALE VUE DORSALE L. COSTOTRANSVERSAIRE L. COSTOTRANSVERSAIRE LATERAL SYMPHYSE SYNOVIALE PLANE SYNCHONDROSE SYNCHONDROSE SYNOVIALE PLANE ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON IV - arthrologie des arcs costaux Les articulations des arcs costaux avec le rachis thoracique en arrière et le sternum en avant permettent la mobilisation, nécessaire à la respiration, des côtes et du sternum. A - les articulations costo-vertébrales 1 - les articulations de la tête costale Ce sont des articulations synoviales planes qui unissent les têtes costales à la partie latérale des corps vertébraux. Elles sont dites doubles car les deux facettes de la tête costale s’articulent avec les fossettes des corps vertébraux sus- et sous-jacents. Elles sont stabilisées par une capsule, avec une membrane fibreuse et une membrane synoviale, et des ligaments costo-vertébraux: - intra-articulaire de la tête costale, qui s’insère sur le disque intervertébral et sépare les deux cavités articulaires, La tête des 1ère, 11ème et 12ème côtes s’articule avec un seul corps vertébral, sans ligament intra-articulaire. 2 - les articulations costo-transversaires Ce sont des articulations synoviales trochoïdes qui unissent le tubercule costal à la fossette costale transversaire. Elles n’existent pas pour la 11ème et la 12ème côtes. Elles sont stabilisées par une capsule et les ligaments: - costo-transversaire latéral, solide, tendu entre le tubercule costal et l’apex du processus transverse, - costo-transversaire supérieur, entre le col de la côte et le bord inférieur du processus transverse de la vertèbre sus-jacente, - costo-transversaire, entre la face postérieure du col de la côte et la face antérieure du processus transverse, - costo-lamellaire, entre la face postérieure du col de la côte et la lame de la vertèbre correspondante. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE - antérieur ou ligament radié de la tête costale, entre la partie antérieure de la tête costale et la face latérale des vertèbres sus- et sous-jacentes et du disque intervertébral, Pr. MONTAUDON - postérieur, entre le col de la côte et la face postérieure du corps vertèbral sus-jacent, B - les articulations sterno-costales Les articulations chondro-costales sont des synchondroses. Les articulations chondro-sternales sont des synoviales planes stabilisées par une capsule, un ligament sterno-costal intra-articulaire et des ligaments sterno-costaux radiés antérieur et postérieur. Les ligaments sterno-costaux radiés antérieurs réalisent en mêlant leurs fibres la membrane sternale qui donne insertion au muscle grand pectoral. Les articulations inter-chondrales unissent les 7ème, 8ème, 9ème et 10ème cartilages costaux par des surfaces planes maintenues par des ligaments chondroïdes. C - les articulations particulières L'articulation manubrio-sternale est une symphyse et la xipho-sternale une synchondrose. 13 # OUVERTURE SUPERIEURE DU THORAX * * * * OUVERTURE INFERIEURE DU THORAX CONTUSION PULMONAIRE GAUCHE (*) ET PNEUMOTHORAX (#) LORS D’UN TRAUMATISME THORACIQUE VUES VENTRALES REGION THORACO-ABDOMINALE EXPIRATION INSPIRATION SUPERPOSITION DES ARCS COSTAUX ANTERIEURS SUR UNE RECONSTRUCTION FRONTALE D’UN SCANNER THORACIQUE ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON V - les ouvertures du thorax A - l'ouverture supérieure Elle est limitée en arrière par le corps vertébral de T1, latéralement par la 1ère côte droite et la 1ère côte gauche et en avant par l'incisure jugulaire du sternum. Elle est étroite, en forme de cœur de carte à jouer, oblique en bas et en avant de telle sorte que l'incisure jugulaire est en regard du corps vertébral de T2. Elle fait communiquer la cavité thoracique avec la région cervicale et les fosses supra-claviculaires. Elle circonscrit les apex pulmonaires recouverts de leur dôme pleural et livre passage à des éléments aérien (trachée), digestif (œsophage), vasculaires (tronc artériel brachio-céphalique, artères carotide commune et sub-clavière gauches, veines brachio-céphaliques) et nerveux (nerfs phréniques, vagues, chaînes sympathiques). VI - anomalies Des anomalies embryologiques peuvent entraîner l'existence d'une côte cervicale, articulée avec le processus transverse de C7, ou l'agénésie de la 12ème côte. Les traumatismes de la cage thoracique peuvent s'accompagner de lésions viscérales, pulmonaires ou cardiaques. Les muscles de la respiration Dans ce chapitre sont abordés les muscles qui interviennent au cours de la respiration; les muscles de la paroi thoracique sont exposés ailleurs. Les muscles de la respiration comprennent des muscles intrinsèques, qui s'insèrent entièrement sur la cage thoracique, et des muscles extrinsèques qui se fixent en partie seulement sur le squelette thoracique. On distingue des muscles inspirateurs et des muscles expirateurs, un muscle principal et des muscles accessoires. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Plus large que la précédente, elle est limitée en arrière par le corps vertébral de T12, latéralement par les 12èmes côtes droite et gauche, et en avant par le processus xiphoïde du sternum. Elle est oblique en haut et en avant, fermée par le diaphragme et traversée par des éléments digestif (œsophage), vasculaires (aorte, veine cave inférieure, veines lombales ascendantes) et nerveux (nerfs vagues, chaîne sympathique et ses branches). Pr. MONTAUDON B - l'ouverture inférieure I - le diaphragme Diaphragme (gr.): cloison, séparation. Le diaphragme est un muscle digastrique strié dont la contraction est à la fois volontaire et automatique: c’est le muscle inspirateur principal. Il est large et plat et forme une vaste voûte transversale séparant la cavité thoracique de la cavité abdominale. Il est fixé sur le pourtour de l’ouverture inférieure du thorax et le rachis lombal. Ses deux coupoles remontent très haut dans le thorax: en expiration, la droite atteint le 4ème espace intercostal antérieur et la gauche le 5ème; en inspiration, la droite descend au niveau du 6ème espace intercostal antérieur et la gauche du 7ème. La région située sous les coupoles diaphragmatiques mais à l’intérieur des côtes est la région thoraco-abdominale. 15 4 CAVITE PERICARDIQUE PRIMITIVE 6 5 6 3 2 5 7 SEPTUM TRANSVERSUM 1 CAVITE PERITONEALE PRIMITIVE COUPES HORIZONTALES 1: AORTE 2: OESOPHAGE 4 3: VEINE CAVE INFERIEURE VUE LATERALE 8 4: SEPTUM TRANSVERSUM 8 5 5: MB. PLEURO-PERITONEALE 3 6: CANAL PERICARDO-PERITONEAL 5 2 7 1 7: MESO-OESOPHAGE POSTERIEUR 8: PAROI THORACIQUE VUE VENTRALE 1: PILIERS DU DIAPHRAGME 2: PILIERS ACCESSOIRES 3: L. ARQUE MEDIAL 4: L. ARQUE LATERAL 5: ARCADES COSTALES 8 6: L. ARQUE MEDIAN 7: HIATUS AORTIQUE 6 8: HIATUS OESOPHAGIEN 7 3 3 4 5 2 2 1 4 1 ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE 5 Pr. MONTAUDON A - organogenèse Le diaphragme dérive de 4 éléments qui fusionnent: - le septum transversum est une masse mésoblastique qui apparaît à la 3ème semaine de développement et unit les parois ventrale et latérale de l'embryon à l’intestin primitif en regard des somites cervicaux supérieurs. Il divise le cœlome intra-embryonnaire en cavités péricardique et péritonéale primitives, qui communiquent en arrière par les canaux péricardo-péritonéaux. Il forme le centre phrénique. - parallèlement, des replis mésodermiques issus de la paroi latérale du corps se développent de chaque côté pour former dans le plan transversal les membranes pleuro-péritonéales. Entre la 5ème et la 7ème semaine, les membranes pleuro-péritonéales s’accroissent d’arrière en avant et fusionnent avec le septum transversum pour séparer les cavités péritonéale et pleuro-péricardique. Elles forment la zone intermédiaire des parties latérales du diaphragme. Apparu dans la région cervicale, le diaphragme atteint sa situation normale en regard de L2 à la 6ème semaine. B - insertions périphériques 1 - partie lombale: insertions postérieures Les insertions postérieures constituent les piliers qui donnent naissance à de gros faisceaux musculaires: - les piliers s’insèrent sur la face antérieure du rachis lombal, en position para-médiane, près des faces supérieure et inférieure des corps vertébraux et sur les disques adjacents: . sur L1, L2 et L3 pour le pilier droit, . sur L1 et L2 pour le pilier gauche, . les fibres de ces deux piliers s’entrecroisent à la face antérieure des vertèbres. - les piliers accessoires s’insèrent sur la paroi latérale des corps vertébraux et des disques adjacents de L1 et L2 pour le droit, et de L1 pour le gauche: ces piliers accessoires sont formés par les fibres les plus latérales des piliers. - le ligament arqué médian est une arcade fibreuse formée par la fusion des deux piliers en regard de T12 et délimite le hiatus aortique: . les fibres musculaires issues du ligament arqué médian forment avec celui-ci un 8 et constituent le hiatus œsophagien au-dessus et en avant du hiatus aortique. . quelques fibres musculaires s’insèrent sur l’œsophage. . cette structure participe au maintien de l’œsophage et donc à celui de l’estomac dans la cavité abdominale: sa déhiscence est une cause possible des hernies hiatales et des reflux gastro-œsophagiens. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE - la paroi latérale des somites thoraciques T7 à T12 forme les parties périphériques, antérieure et latérales, du muscle. Pr. MONTAUDON - le méso-œsophage postérieur forme la partie médiale et postérieure du diaphragme, dont les piliers. 2 - partie costale: insertions latérales Les insertions latérales sont les arcades fibreuses lombo-costales: - le ligament arqué médial (arcade du psoas) est tendu entre le pilier accessoire et le sommet du processus costiforme de L1. . le ligament arqué latéral (arcade du carré des lombes) relie le sommet du processus costiforme de L1 à l’extrémité de la 12ème côte. 17 VUE DORSALE A. THORACIQUE INTERNE A. MUSCULO-PHRENIQUE A. EPIGASTRIQUE SUPERIEURE M. DIAPHRAGME M. TRANSVERSE 1 1: COUPOLE 1 2: CENTRE TENDINEUX 3: V. CAVE INFERIEURE 4: V. PHRENIQUE INFERIEURE 5: V. LOMBALE ASCENDANTE 9 8 6: AORTE 2 4 7: A. PHRENIQUE INFERIEURE 3 2 8: N. PHRENIQUE DROIT 26 9: N. PHRENIQUE GAUCHE 10: TRONC SYMPATHIQUE 16 11: CONDUIT THORACIQUE 7 25 12: N. GRAND SPLANCHNIQUE 15 13: N. PETIT SPLANCHNIQUE 6 14: TRONC VAGUE ANTERIEUR 15: TRONC VAGUE POSTERIEUR 14 12 24 13 16: OESOPHAGE 21 17: M. CARRE DES LOMBES 22 18: M. GRAND PSOAS 20 19: PILIER DU DIAPHRAGME 19 10 20: PILIER ACCESSOIRE 21: L. ARQUE MEDIAL 11 18 17 22: L. ARQUE LATERAL 23 5 19 23: ARCADE COSTALE 24: TRIANGLE LOMBO-COSTAL VUE VENTRALE 25: L. ARQUE MEDIAN 35 26 36 27 26: A. EPIGASTRIQUE SUPERIEURE 27: A. INTERCOSTALE ANTERIEURE 29 34 28: A. INTERCOSTALE POSTERIEURE 32 9 15 16 31 14 6 11 3 29: FOLIOLE ANTERIEURE 8 30: FOLIOLE DROITE 33 31: FOLIOLE GAUCHE 32: BANDELETTE INFERIEURE 30 33: BANDELETTE SUPERIEURE 34: PROJECTION DU PERICARDE 28 35: FENTE MEDIANE 24 36: TRIANGLE STERNO-COSTAL VUE CRANIALE ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON . les arcades costales (de Sénac) sont tendues entre l’extrémité de 2 côtes consécutives: 12ème à 11ème, 11ème à 10ème. . les insertions suivantes sont chondro-costales puis chondrales pour les 9ème, 8ème et 7ème côtes. Elles se font sur la face médiale, contre celles du transverse de l’abdomen. Les fibres musculaires issues de ces insertions forment les coupoles diaphragmatiques en se dirigeant vers le centre tendineux du diaphragme. Au-dessus du ligament arqué latéral se trouve le trigone lombal, zone dépourvue de fibres musculaires qui sépare la plèvre de la région rénale. 3 - partie sternale: insertions antérieures Deux languettes tendineuses s’insèrent à la face postérieure du processus xiphoïde: - l’interstice qui les sépare est la fente médiane du diaphragme (de Marfan). Elles se font sur le centre tendineux du diaphragme, zone fibreuse, brillante, blanc-nacrée (miroir de Van Helmont). En forme de trèfle, celui-ci est formé par deux faisceaux fibreux, les bandelettes semi-circulaires, qui constituent trois folioles: - la bandelette semi-circulaire supérieure est antéro-latérale droite et forme les folioles antérieure et droite. - la bandelette semi-circulaire inférieure est transversale, droite-gauche, et forme les folioles droite et gauche. - la foliole droite a donc une double épaisseur. - les deux bandelettes semi-circulaires sont séparées du côté droit par le foramen de la veine cave inférieure. D - orifices et interstices Le diaphragme laisse passer des éléments de la cavité thoracique vers la cavité abdominale et inversement. 1 - les orifices Dans le hiatus aortique, situé en regard de T12, entre les piliers et sous le ligament arqué médian, passent l’aorte et le conduit thoracique. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE C - insertions centrales Pr. MONTAUDON - leur bord latéral est séparé de la partie costale par le trigone sterno-costal (fente de Larrey). Le hiatus œsophagien, musculaire et extensible, laisse passer l’œsophage et les deux nerfs vagues. Il se trouve en regard de T10. Le foramen de la veine cave inférieure, rigide et inextensible, se projette en regard du disque T8-T9. Il est traversé par la veine cave inférieure. Le nerf phrénique droit s’y termine. Le nerf phrénique gauche passe de la région thoracique à la région abdominale entre la foliole antérieure et la foliole gauche, à la périphérie du centre tendineux du diaphragme. 2 - les interstices Entre les piliers et les piliers accessoires (ou à travers les piliers) passent les nerfs grand et petit splanchniques, la veine lombale ascendante. Entre les piliers et les fibres issues du ligament arqué médial passe la chaîne sympathique. Sous le ligament arqué médial passent le grand psoas et parfois le nerf petit splanchnique, 19 VUE VENTRALE VX PERICARDO-PHRENIQUES N. PHRENIQUE DROIT POUMON DROIT V. CAVE INFERIEURE DIAPHRAGME FOIE ESTOMAC N. PHRENIQUE VUE LATERALE PARALYSIE DIAPHRAGMATIQUE GAUCHE EN HAUT: INSPIRATION EN BAS: EXPIRATION MOBILITE NORMALE DE LA COUPOLE DROITE (FLECHES) IMMOBILITE DE LA COUPOLE GAUCHE (TETES DE FLECHE) ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON la chaîne sympathique et la veine lombale ascendante. Sous le ligament arqué latéral passent le muscle carré des lombes et le pédicule vasculonerveux subcostal. Les digitations costales suivantes sont traversées par les pédicules intercostaux correspondants. Le triangle sterno-costal est parcouru par l’artère épigastrique supérieure issue de l’artère thoracique interne et par un rameau du nerf phrénique. E - rapports La face supérieure du diaphragme supporte les viscères thoraciques: les poumons, enveloppés de la plèvre, et le cœur, entouré du péricarde. Celui-ci repose sur la foliole antérieure du centre tendineux à laquelle il adhère par les ligaments phrénico-péricardiques antérieur, droit et gauche. Lors de sa migration de la région cervicale vers la région lombale, le diaphragme attire avec lui son innervation principale et sa vascularisation. Son innervation est triple: 1 - les nerfs phréniques Phrenos (gr.): diaphragme. Ce sont des nerfs mixtes, branches du plexus cervical, formés à partir des rameaux antérieurs des nerfs cervicaux C3 à C5 (surtout C4). Chacun est destiné à la coupole homolatérale: une paralysie peut donc être unilatérale. Elle se traduit par une ascension et une immobilité de la coupole concernée. Le niveau médullaire du nerf phrénique explique la projection des douleurs péritonéales. L'irritation du péritoine à la face inférieure du diaphragme (par exemple lors d'une cholécystite ou d'une hépatite), innervé par le nerf phrénique, peut être projetée au niveau de l'épaule, territoire des nerfs somatiques issus des mêmes niveaux médullaires. Le hoquet est la contraction spasmodique du diaphragme. 2 - les nerfs intercostaux Les six derniers nerfs intercostaux donnent des rameaux sensitifs au diaphragme. 3 - le système sympathique ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE F - innervation Pr. MONTAUDON La face inférieure du diaphragme est en contact avec le foie situé sous la coupole droite et le centre tendineux, et le fundus gastrique et la rate situés sous la coupole gauche. La chaîne sympathique assure son innervation végétative et sa tonicité. G - vascularisation Les artères proviennent des artères phréniques supérieures, issues de l'aorte thoracique, thoraciques internes, phréniques inférieures, issues de l'aorte abdominale, péricardo-phréniques et musculo-phréniques, issues des artères sub-clavières par les thoraciques internes, et des 6 dernières intercostales. Les veines sont satellites des artères et rejoignent la veine cave inférieure ou les veines hépatiques (veines phréniques inférieures), les veines sub-clavières (veines péricardo-phréniques), le système azygos (veines intercostales). Les lymphatiques rejoignent les courants thoraciques et abdominaux. 21 INSPIRATION HERNIE HIATALE PAR GLISSEMENT HERNIE HIATALE PAR ROULEMENT VUES VENTRALES SCHEMATIQUES HERNIE COLIQUE VUE LATERALE * HERNIE DIAPHRAGMATIQUE CONGENITALE DE L’ESTOMAC CHEZ UN NOUVEAU-NE FLECHES: COUPOLE GAUCHE *: FUNDUS GASTRIQUE TDM THORACO-ABDOMINALE COUPE HORIZONTALE COUPE SAGITTALE PAR LA COUPOLE DROITE HERNIE DE BOCHDALEK AVEC PASSAGE DE LA GRAISSE SOUS-DIAPHRAGMARIQUE FLECHES: COUPOLE DROITE *: GRAISSE FOIE #: INTERRUPTION DU DIAPHRAGME * # FOIE * * * # ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON H - action Le diaphragme est le muscle inspirateur principal, il est très puissant. Il intervient activement dans tous les actes physiologiques où la pression abdominale augmente (miction, défécation, accouchement). Il participe à la continence œso-gastrique en s’opposant au reflux gastro-œsophagien. Il intervient dans le hoquet, le rire, le sanglot, le cri et le bâillement. I - pathologies Les hernies diaphragmatiques peuvent être congénitales ou acquises; habituellement unilatérales, elles peuvent contenir différents viscères abdominaux selon leur importance: - les hernies congénitales: - les hernies hiatales sont liées à une déhiscence de l’orifice œsophagien du diaphragme qui permet le passage dans la cavité thoracique d’une partie de l’estomac. On distingue les hernies par roulement lorsque la jonction œso-gastrique reste abdominale, des hernies par glissement lorsqu'elle passe au-dessus du diaphragme. Elles favorisent le reflux gastro-œsophagien. Les tétraplégies par section ou traumatisme médullaire sont viables si le niveau lésionnel se situe sous C4; au-dessus elles s’accompagnent d’une paralysie diaphragmatique. Les traumatismes thoraciques ou abdominaux peuvent entraîner une rupture diaphragmatique. J - exploration Le diaphragme est exploré par scanner, IRM ou scopie diaphragmatique. Une paralysie se traduit par une immobilité ou un mouvement paradoxal de la coupole homolatérale avec une ascension en inspiration et un abaissement en expiration. II - les muscles intrinsèques ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE . les hernies de Morgagni, liées à un développement musculaire insuffisant, se font par le triangle sterno-costal. Pr. MONTAUDON . les hernies postéro-latérales (de Bochdalek) résultent d'un défaut de fermeture de la membrane pleuro-péritonéale. Elles représentent 85% des hernies congénitales et sont en général gauches (85%). Elles peuvent s'accompagner d'une hypoplasie pulmonaire. A - les muscles intercostaux Ils comblent les onze espaces intercostaux en hauteur mais n’occupent pas la totalité de leur longueur: - le muscle intercostal externe est le plus périphérique: . oblique en bas et en avant, il s’insère sur la lèvre latérale du sillon costal et se termine sur la face latérale de la côte sous-jacente. . il s’étend du tubercule costal jusqu’au cartilage costal et se continue en avant par la membrane intercostale externe jusqu’au bord latéral du sternum. - le muscle intercostal interne est situé en dedans du précédent: . oblique en bas et en arrière, il s’insère sur la lèvre latérale du sillon costal et se termine sur le bord supérieur de la côte sous-jacente. . il s’étend du sternum jusqu’à l’angle postérieur des côtes et se prolonge en arrière par la membrane intercostale interne. 23 MB. INTERCOSTALE EXTERNE M. INTERCOSTAL EXTERNE M. INTERCOSTAL INTERNE M. INTERCOSTAL INTIME F. ENDOTHORACIQUE CAVITE PLEURALE PEDICULE VASCULONERVEUX INTERCOSTAL PONCTION PLEURALE FASCIA ENDOTHORACIQUE MB. INTERCOSTALE INTERNE COUPE FRONTALE VUE CRANIALE VUE DORSALE M. ELEVATEURS DES COTES F. LONG F. COURT VUE DORSALE M. TRANSVERSE DU THORAX VUE VENTRALE OS HYOIDE CARTILAGE THYROIDE M. STERNO-THYROIDIEN M. STERNO-HYOIDIEN ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON - le muscle intercostal intime est le plus médial, peu développé et parfois absent: . oblique en bas et en arrière, il va de la lèvre médiale du sillon costal au bord supérieur de la côte sous-jacente. . il occupe la partie de l’espace intercostal située entre l’angle postérieur et l’angle antérieur des côtes. . sa face profonde est tapissée par le fascia endothoracique. Le pédicule vasculo-nerveux intercostal se situe à la partie supérieure de l’espace, entre les muscles intercostaux interne et intime, dans le sillon costal: il est constitué d’une artère intercostale, de ses deux veines satellites et du nerf intercostal situé sous les vaisseaux et qui envoie des rameaux aux muscles de l’espace qu’il parcourt. Ce sont des petits muscles, obliques en bas et en dehors, qui occupent la partie postérieure des espaces intercostaux. Ils sont tendus du sommet des processus transverses de C7 à T11 au bord supérieur de la côte sous-jacente (faisceau court) et de la suivante (faisceau long), en dehors de la tubérosité costale. Innervés par les rameaux postérieurs des nerfs spinaux thoraciques, ils sont inspirateurs accessoires. C - les muscles sub-costaux Ils se fixent sur la face médiale des côtes. Ils sont innervés par les rameaux postérieurs des nerfs spinaux thoraciques et sont abaisseurs des côtes, expirateurs accessoires. D - le muscle transverse du thorax Il s’étend en éventail entre la face postérieure du sternum et du processus xiphoïde et le bord inférieur des cartilages costaux 2 à 6. Il est innervé par le nerf intercostal et est abaisseur des côtes, donc expirateur accessoire. III - les muscles extrinsèques ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE B - les muscles élévateurs des côtes Pr. MONTAUDON Les muscles intercostaux protègent le contenu du thorax en comblant les espaces interosseux et en solidarisant les côtes. Ce sont des muscles accessoires de la respiration: l'externe est élévateur des côtes et donc inspirateur, l'interne et l'intime sont abaisseurs des côtes et donc expirateurs. A - les muscles du cou 1 - les muscles infra-hyoïdiens Ils sont innervés par l’anse cervicale issue du nerf glosso-pharyngien (IX) et participent accessoirement à l’inspiration en élevant le sternum. Le muscle sterno-hyoïdien s’insère sur la face postérieure du bord inférieur du corps de l’os hyoïde et se termine sur la face postérieure du manubrium sternal, sur l’extrémité médiale de la clavicule et sur le bord supérieur du 1er cartilage costal. Le muscle sterno-thyroïdien naît de la ligne oblique du cartilage thyroïde et se termine sur la face postérieure du manubrium sternal et du 1er cartilage costal. 25 M. SCALENE MOYEN M. SCALENE ANTERIEUR M. SCALENE POSTERIEUR PLEXUS BRACHIAL A. SUB-CLAVIERE VUE VENTRALES M. STERNO-CLEIDOMASTOIDIEN C. CLAVICULAIRE C. STERNAL M. SUB-CLAVIER M. PETIT PECTORAL M. DENTELE ANTERIEUR VUE CAUDALE VUE VENTRALES M. GRAND PECTORAL C. CLAVICULAIRE C. STERNOCHONDRO-COSTAL C. ABDOMINAL M. DROIT DE L'ABDOMEN ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON 2 - le muscle sterno-cléido-mastoïdien Il s'insère sur le pourtour du processus mastoïde de l’os temporal et la moitié latérale de la ligne nucale supérieure et se termine sur la face antérieure du manubrium sternal (chef sternal) et le tiers médial de la face supérieure de la clavicule (chef claviculaire). Innervé par le nerf accessoire (XI) et par des rameaux issus du plexus cervical, il est inspirateur accessoire. Innervés par des rameaux issus des plexus cervical et brachial, ils sont inspirateurs accessoires. B - les muscles de la paroi thoracique Ces muscles ont une insertion proximale sur la cage thoracique et participent à la mobilisation des côtes. 1 - le muscle sub-clavier Tendu entre la face inférieure de la clavicule d'une part et la 1ère côte et son cartilage d'autre part, il est innervé par le nerf sub-clavier issu du plexus brachial (C5-C6). Il élève la 1ère côte lorsque le point fixe est claviculaire, il est donc inspirateur accessoire. 2 - le muscle petit pectoral Pectoralis (lat.): de la poitrine. Il s'insère sur la face médiale de la partie horizontale du processus coracoïde et se termine sur la face antérieure et le bord supérieur des 3ème, 4ème et 5ème côtes. Innervé par le nerf pectoral médial (C7-T1), il est inspirateur accessoire lorsqu'il élève les côtes. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Scalenus (lat.), skalênos (gr.): boiteux, inégal. Ils sont tendus du rachis cervical aux deux premières côtes: - le scalène antérieur naît des tubercules antérieurs des processus transverses des vertèbres cervicales 3 à 6 et se termine sur le tubercule du scalène antérieur de la 1ère côte. - le scalène moyen s’insère sur les tubercules postérieurs des processus transverses des vertèbres cervicales 2 à 7 et se termine sur la 1ère côte, en arrière et en dehors du scalène antérieur. - le scalène postérieur naît des tubercules postérieurs des processus transverses des vertèbres cervicales 4 à 6 et se termine sur le bord supérieur de la 2ème et parfois de la 3ème côtes. Pr. MONTAUDON 3 - les muscles scalènes 3 - le muscle grand pectoral Il s'insère par un large tendon sur le versant latéral de la lèvre latérale du sillon inter-tuberculaire de l'humérus jusqu’à la tubérosité deltoïdienne. Il se termine par trois chefs sur les 2/3 médiaux du bord antérieur de la clavicule, la partie adjacente de sa face supérieure et la face antérieure des deux premiers cartilages costaux (chef claviculaire), sur la partie antéro-latérale du manubrium et du corps du sternum, les cartilages costaux de la 1ère à la 6ème côte (chef sterno-chondro-costal) et sur le feuillet antérieur de la gaine du muscle droit de l’abdomen (chef abdominal). Il est innervé par le nerf pectoral latéral (C5-T1) et est inspirateur accessoire. 4 - le muscle dentelé antérieur Il se fixe sur la face antérieure du bord spinal de la scapula et se termine par plusieurs digi- 27 C6 VUE DORSALE M. DENTELE POSTERO-SUPERIEUR T3 APONEVROSE INTERMEDIAIRE DES DENTELES T11 M. DENTELE POSTERO-INFERIEUR VUE DORSALE N. THORACO-DORSAL L3 M. GRAND DORSAL VUE VENTRALE FASCIA LOMBO-SACRAL M. CARRE DES LOMBES VUES LATERALES M. DROIT DE L'ABDOMEN GAINE DU M. DROIT DE L'ABDOMEN M. OBLIQUE EXTERNE M. GRAND DORSAL M. OBLIQUE INTERNE M. TRANSVERSE ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON tations sur la face latérale des côtes 1 à 10. Innervé par le nerf thoracique long (respiratoire de Charles Bell, C5-C7), il est inspirateur accessoire. 5 - les muscles dentelés postérieurs Le supérieur est tendu du sommet des processus épineux de C6 à T3 à l'angle postérieur des côtes 2 à 5. L'inférieur est tendu du sommet des processus épineux de T11 à L3 à l'angle postérieur des côtes 9 à 12. Ils sont innervés par les branches postérieures des nerfs intercostaux. Le supérieur est inspirateur accessoire, l'inférieur est expirateur accessoire. Il se termine sur la lèvre médiale du sillon inter-tuberculaire de l’humérus. Innervé par le nerf thoraco-dorsal (C6-C8), il intervient lors de l’expiration forcée et de la toux. C - les muscles de l'abdomen Les muscles de l'abdomen qui s'insèrent sur la cage thoracique sont abaisseurs des côtes ou du sternum et participent à l'expiration. 1 - le muscle carré des lombes C'est un muscle large, plat et rectangulaire, tendu du tiers postérieur de la lèvre médiale de la crête iliaque, du ligament iliolombal et des processus costiformes de L1 à L5 au bord inférieur de la 12ème côte. Innervé par le nerf sub-costal et des branches collatérales courtes du plexus lombal, il abaisse la 12ème côte et est donc expirateur. 2 - le muscle oblique externe de l’abdomen Muscle large, il se fixe sur la moitié antérieure de la lèvre latérale de la crête iliaque, sur le bord antérieur de l’os coxal jusqu’à l’épine iliaque antéro-supérieure, sur le ligament fémoral et le pecten du pubis. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Large et plat, il s'insère par l’intermédiaire du fascia thoraco-lombal sur la crête sacrale médiane, le sommet des processus épineux des vertèbres lombales et des dernières vertèbres thoraciques (T6 à T12), ainsi que sur le tiers postérieur de la lèvre latérale de la crête iliaque. Il présente parfois une insertion sur l'angle inférieur de la scapula. Pr. MONTAUDON 6 - le muscle grand dorsal Il se termine sur la face latérale et le bord inférieur des côtes 5 à 12 et des cartilages costaux correspondants. 3 - le muscle oblique interne de l’abdomen Muscle large, il s’insère sur les deux tiers antérieurs de la lèvre médiale de la crête iliaque, le tiers latéral du ligament inguinal et les processus épineux de L5 et S1 par l’intermédiaire du feuillet profond du fascia thoraco-lombal. Il se termine sur l’extrémité des quatre dernières côtes et sur les cartilages costaux correspondants, sur la gaine fibreuse du muscle droit de l’abdomen et le pecten du pubis. 4 - le muscle transverse de l’abdomen Il s'insère sur le fascia antérieur du droit de l'abdomen et se termine sur le sommet des cinq processus costiformes lombaux par l’intermédiaire du fascia dorsal du transverse, sur le fas- 29 VUE LATERALE VUE VENTRALE INSPIRATION EXPIRATION M. DROIT DE L'ABDOMEN FEUILLET ANTERIEUR DE LA GAINE DU DROIT FEUILLET POSTERIEUR DE LA GAINE DU DROIT INTERSECTION TENDINEUSE LIGNE BLANCHE LIGNE ARQUEE M. PYRAMIDAL VUES CRANIALES ELEVATION ELEVATION ELEVATION + ECARTEMENT ELEVATION ELEVATION + ECARTEMENT VUES VENTRALES ELEVATION VUE LATERALE ELEVATION ELEVATION + ECARTEMENT ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE ELASTICITE DES CARTILAGES Pr. MONTAUDON cia du carré des lombes et sur la face médiale des 5 dernières côtes et des cartilages costaux correspondants. 5 - le muscle droit de l'abdomen Rubané et vertical, il est tendu du bord supérieur du pubis à la face antérieure du processus xiphoïde, au 7ème cartilage costal et au bord inférieur des 6ème et 5ème cartilages costaux. 6 - innervation et action Ces muscles sont innervés par les six derniers nerfs intercostaux et les nerfs ilio-hypogastrique et ilio-inguinal. Ce sont de puissants muscles de l’expiration forcée car leur contraction augmente la pression intra-abdominale. Ceci est particulièrement évident lors des efforts de poussée abdominale des actes d’exonération (défécation, miction, accouchement). Seule l'anatomie fonctionnelle des articulations intervenant dans la respiration est décrite ci-dessous. Les mouvements respiratoires ont principalement lieu dans les articulations costo-vertébrales; les articulations sterno-costales ne sont le siège que de glissements d'amplitude très limitée. L'axe des mouvements est déterminé par celui des articulations costo-transversaires qui sont des trochoïdes et présentent donc un seul degré de liberté: - il est plutôt horizontal pour les articulations costo-transversaires supérieures et donc responsable d'un mouvement d'élévation des côtes qui entraîne une élévation du sternum. - à l'inverse, il est plutôt oblique en dehors et en arrière pour les articulations costotransversaires inférieures et génère un mouvement d'élévation des côtes et du sternum et d'écartement des côtes. La longueur des côtes permet à des mouvements de faible amplitude dans les articulations costo-vertébrales d'induire un déplacement relativement important du sternum. Les cartilages costaux ont un double rôle: - ils favorisent la mobilité des côtes par rapport au sternum. - leur élasticité participe à l'expiration: leur torsion lors de l'inspiration permet d'emmagasiner l'énergie des muscles inspirateurs qui est restituée en expiration, favorisant ainsi le retour à la position normale. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE I - mécanique articulaire Pr. MONTAUDON Anatomie fonctionnelle de la respiration Avec l'âge, la paroi thoracique devient plus rigide en raison de calcifications des cartilages ou de modifications articulaires, ce qui induit une diminution de la capacité pulmonaire et une perte de l'élasticité des cartilages costaux. La respiration est une succession d'ouvertures (élévation et écartement des côtes, élévation du sternum) et de fermetures du thorax (mouvement inverse). II - physiologie musculaire A - l'inspiration Les muscles inspirateurs élèvent les côtes et créent ainsi une augmentation des trois diamètres thoraciques. L'élévation des côtes provoque leur horizontalisation qui: 31 M. STERNO-CLEIDOMASTOIDIEN M. INSPIRATEURS MM. INFRA-HYOIDIENS MM. SCALENES DIAPHRAGME M. PETIT DENTELE POSTERIEUR ET SUPERIEUR M. DENTELE ANTERIEUR DIAPHRAGME MM. INTERCOSTAUX EXTERNES MM. ELEVATEURS DES COTES VUE VENTRALE M. EXPIRATEURS VUES DORSALES MM. INTERCOSTAUX INTERNES ET INTIMES VUE DORSALE M. GRAND DORSAL MM. OBLIQUES M. PETIT DENTELE POSTERIEUR ET INFERIEUR M. CARRE DES LOMBES M. TRANSVERSE DU THORAX M. DROIT DE L’ABDOMEN EXPIRATION RESPIRATION ABDOMINALE VUES LATERALES ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON RESPIRATION THORACIQUE - augmente le diamètre thoracique antéro-postérieur en projetant le sternum en avant, - élève et écarte le grill costal, ce qui augmente le diamètre thoracique transversal, - augmente le diamètre thoracique vertical par abaissement du diaphragme. Le diaphragme, en prenant appui sur la poulie viscérale abdominale, est le muscle principal de l'élévation des côtes. L’augmentation des trois diamètres thoraciques crée une augmentation du volume pulmonaire. Celle-ci est à l’origine d’une diminution de la pression intra-thoracique qui devient inférieure à la pression atmosphérique: l’air pénètre alors dans les voies respiratoires. - lors de la respiration thoracique (respiration d’effort), les muscles abdominaux se contractent et repoussent les viscères abdominaux, ce qui stabilise la poulie viscérale qui ne se laisse pas déplacer par le diaphragme. Celui-ci prend alors appui sur la poulie viscérale et tire sur ses insertions costales pour élever les côtes. Les muscles inspirateurs sont: - le diaphragme, - accessoirement: les scalènes, les intercostaux externes, le dentelé antérieur, les élévateurs des côtes, le sterno-cléido-mastoïdien, le petit dentelé postérieur et supérieur et les muscles infra-hyoïdiens. La contraction de ces muscles lors de difficultés à l’inspiration (corps étranger trachéal, broncho-pneumopathie obstructive, asthme) est à l’origine d’un tirage, c’est-à-dire d’une dépression des parties molles des espaces intercostaux et des fosses supra-claviculaires. B - l'expiration A l’inverse de l’inspiration, l’expiration est normalement passive, sans contraction musculaire: elle est liée à la relaxation du diaphragme qui revient à sa position de repos et à l'élasticité des cartilages costaux. La diminution du volume thoracique entraîne une augmentation de la pression intra-thoracique qui devient supérieure à la pression atmosphérique: l’air inspiré est chassé. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE - lors de la respiration abdominale (respiration de repos), les muscles de la paroi abdominale ne se contractent pas. La poulie abdominale se laisse abaisser par le diaphragme qui descend en arrondissant la paroi abdominale antérieure; les côtes s’élèvent peu et les diamètres sagittal et transversal du thorax augmentent peu: seul le diamètre vertical augmente. Pr. MONTAUDON La paroi abdominale intervient également dans la respiration, par sa capacité à se laisser distendre ou à résister à la pression des viscères liée à l’abaissement du diaphragme: L’expiration peut être active par contraction des muscles expirateurs, volontairement, lors de l’effort ou d’une crise d’asthme. Les muscles expirateurs sont le grand dorsal, le transverse du thorax, les intercostaux interne et intime, le petit dentelé postérieur et inférieur et tous les muscles de la paroi abdominale. Il faut noter que les alvéoles des bases pulmonaires sont moins distendues que celle des sommets et qu'elles sont mieux ventilées. III - le contrôle de la ventilation La ventilation est un acte involontaire réalisée par des muscles sous contrôle volontaire. Son rôle est de maintenir la PaO2, la PaCO2 et le pH constants, quels que soient les besoins (activité physique) et d'adapter la ventilation aux activités connexes (phonation, rire,...). Les besoins moyens en oxygène de l'organisme au repos sont de 200 ml; à l'effort ils peuvent atteindre 4 litres. L'adaptation de la ventilation aux besoins nécessite des effecteurs (les 33 2 1 3 4 6 7 1: SYSTEME LIMBIQUE 5 2: AIRE DE LA PHONATION 8 3: THALAMUS 9 4: HYPOTHALAMUS 10 5: SUBSTANCE RETICULAIRE ↑ CO2, ↑ pH, ↓ O2 6: CENTRE PNEUMOTAXIQUE 7: CENTRE APNEUSTIQUE 8: NN. AMBIGU ET PARA-AMBIGU IX 9: N. SOLITAIRE 10: CHEMORECEPTEURS CENTRAUX X 11: F. CORTICO-SPINAL 12: F. RETICULO-SPINAL 12 13: F. SPINO-RETICULO-THALAMIQUE ↓ O2, ↑ CO2, ↑ pH 11 13 IX, X X RECEPTEURS DE L’IRRITATION C1, XII C3-L2 MM. INSPIRATEURS MM. EXPIRATEURS PROPRIOCEPTEURS RECEPTEURS A L’ETIREMENT IX, X MM. PHARYNGO-LARYNGES RECEPTEURS ALVEOLAIRES ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON muscles respiratoires), des récepteurs et des centres nerveux. Le tronc cérébral assure la ventilation automatique et le cortex cérébral la ventilation volontaire. La ventilation dépend du système para-sympathique et le rôle du système sympathique chez l'homme est incertain, contrairement à d'autres espèces. A - les récepteurs 1 - les chémorécepteurs La détection de l'hypoxie est périphérique alors que celle de l'hypercapnie est centrale. 2 - les mécanorécepteurs Les récepteurs laryngotrachéaux et bronchiques sont sensibles aux particules inhalées, aux gaz irritants et aux sécrétions bronchiques. Leur stimulation provoque une toux et une constriction laryngée et bronchique. Parmi les récepteurs bronchiques, certains sont sensibles à l'étirement: leur stimulation en fin d'inspiration inhibe l'activité des muscles inspirateurs et stimule celle des expirateurs (réflexe d’Hering-Breuer). Les récepteurs alvéolaires sont sensibles à la pression du liquide interstitiel, leur stimulation induit une respiration superficielle. Les propriocepteurs thoraciques musculaires et articulaires permettent d'adapter la contraction des muscles inspirateurs à la charge par un réflexe médullaire myotatique. L'information issue des propriocepteurs est transmises aux centres supérieurs via la racine postérieure de la moelle spinale, les informations issues des autres récepteurs par le X. B - les centres nerveux Les centres nerveux sont étagés le long du système nerveux central, d'autant plus complexes qu'ils sont supérieurs. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Les récepteurs périphériques sont situés au niveau des glomus carotidiens et aortiques. Les premiers sont contre la partie initiale de la carotide interne et transmettent l'information via le IX (glossopharyngien), les seconds sont autour de la crosse aortique et transmettent l'information via le X (vague). Ces récepteurs sont surtout sensibles à la baisse de la PaO2. Les récepteurs centraux sont situés à la face antérieure de la moelle allongée, au voisinage de l'émergence des nerfs IX et X. Ils sont sensibles à la composition du liquide cérébro-spinal, en particulier à toute augmentation de sa PaCO2 ou de son pH. Pr. MONTAUDON Ils sont sensibles aux variations de PaO2, PaCO2 et pH et stimulent la ventilation. 1 - les centres médullaires Les motoneurones du nerf phrénique sont issus de la corne antérieure de la moelle aux étages C3 à C5, ceux des autres muscles respiratoires s'étendent de C3 à L2. Les fibres sensitives qui véhiculent l'information proprioceptive rejoignent la corne postérieure aux mêmes étages et permettent le réflexe myotatique. L'information sensitive est transmise aux étages supérieurs par les voies sensitives ascendantes. 2 - les centres du tronc cérébral Ils sont situés dans la formation réticulaire de la moelle allongée: - le noyau solitaire est le centre de l'automatisme inspiratoire. Il comprend des neurones exclusivement voués à l'inspiration qui se projettent sur les motoneurones du diaphragme et des autres muscles inspiratoires par le faisceau réticulo-spinal. Leur stimulation provoque l'inspiration. Lorsque la stimulation cesse débute l'expiration (phénomène passif). 35 ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE Pr. MONTAUDON Le noyau solitaire reçoit des informations sensitives issues des récepteurs décrits ci-dessus, il est le centre viscéro-sensitif du vague. - les noyaux ambigu et para-ambigu constituent le centre de l'automatisme expiratoire. Ils comprennent 70% de neurones dédiés à l'inspiration et 30% de neurones voués à l'expiration. Leurs neurones se projettent sur les motoneurones médullaires par le faisceau réticulo-spinal. Ils n'interviennent que lors de la respiration d'effort. Le noyau ambigu est le centre somato-moteur du nerf vague. . ces centres, constitués de neurones pacemakers à dépolarisation automatique, sont capables de générer un rythme respiratoire régulier alternant inspiration et expiration: le centre inspiratoire est activé par l'augmentation de la pression partielle en CO2 du sang. Il induit alors l'inspiration qui provoque une distension bronchique. Celle-ci stimule les terminaisons nerveuses pariétales et les fibres afférentes gagnent le noyau solitaire puis le noyau ambigu où elles stimulent le centre expiratoire. . ils régulent la profondeur de la respiration et la rupture entre les deux phases du cycle. - le noyau parabrachial, ou centre pneumotaxique, qui régule les précédents (pneumôn (gr.): poumon, et taxis (gr.): mise en ordre). Il inhibe le noyau solitaire et limite la durée de l'inspiration. Il module le rythme respiratoire, en assurant le passage de l'inspiration à l'expiration et inversement. Sa stimulation induit une augmentation de la fréquence respiratoire en raccourcissant l'inspiration. Son inhibition, par exemple lors du sommeil, ralentit la fréquence respiratoire. Il reçoit des efférences issues de l'hypothalamus. Ces centres sont connectés aux noyaux du IX, du X et du XII qui innervent les muscles pharyngo-laryngés, ce qui permet une synchronisation d'activité: expiration et phonation, inspiration et tonicité du pharynx, indispensable pour éviter le collapsus des voies aériennes induit par la pression intra-thoracique qui devient négative lors de l'inspiration. 3 - les centres supérieurs L'hypothalamus, centre végétatif ultime, module l'activité des centres sous-jacents en fonction d'informations végétatives: modifications du milieu intérieur (PaO2, PaCO2 et pH), température corporelle (la fièvre s'accompagne d'une polypnée), distension pulmonaire, tension artérielle (l'hypertension diminue la fréquence respiratoire et inversement). Le système limbique exerce également une influence via l'hypothalamus: certaines émotions (la peur, l'anxiété) ou douleurs induisent une modification du rythme respiratoire ou un bâillement. ANATOMIE DES SYSTÈMES CARDIO-VASCULAIRE ET RESPIRATOIRE - le centre apneustique: il active le noyau solitaire et induit une inspiration longue et profonde. Pr. MONTAUDON Dans la formation réticulaire pontique se trouvent: Le cortex peut imposer une régulation temporaire de la respiration dans les actes où celle-ci doit être modulée, comme la phonation durant laquelle la sensibilité des centres respiratoires à la pression partielle en CO2 décroît. Il peut imposer une apnée en retardant le point de rupture jusqu'au moment où la chute de la PaO2 et l'augmentation de la PaCO2 dépassent la volonté. Certains actes s'accompagnent d'un arrêt de la respiration (effort, défécation, vomissements) qui permet de maintenir une pression abdominale élevée et d'assurer la continence œsogastrique. En séméiologie, l'hyperpnée et l'hypopnée caractérisent la profondeur de la respiration, la tachypnée, la bradypnée et l'apnée caractérisent la fréquence respiratoire, la dyspnée est une sensation de difficulté respiratoire qui peut être une orthopnée quand elle nécessite la position verticale pour être supportable (nécessité de plusieurs oreillers pour dormir). 37
