Mémoire Le complexe de l'épaule Étude anatomique descriptive et incidences bio-mécaniques Ann. K/né,llnir., A. BERTHE 1978, J, 499-'21 * Deux points sont à retenir de ce travail exhaustif: la disposition des muscles de la ceinture scapulaire en nappes dont on peut suivre la continuité grâce à la direction des fibres, et la position de l'apophyse coracoïde ((clé de voûte )) sur laquelle prennent appui des muscles importants de la stabilité scapulaire et de la mobilité humérale. Cet article sort délibéremment des sentiers battus en allant plus loin que les classiques et ennuyeux - rappels qui ne sont qu'un mélange de phrases empruntées à d'autres publications. L'auteur aborde le complexe de l'épaule avec un œil neuf, et s'est astreint à rechercher lui-même ce dont il nousfait part. INTRODUCTION Le membre supérieur est entièrement programmé vers la fonction de préhension distale. On peut le comparer à une grue articulée. Cette grue va se déployer dans la trajectoire voulue, une fois l'ajustement obtenu, la pince distale va pouvoir effectuer son travail de préhension. Il faut alors que toutes les structures proximales soient stabilisées et ce, à coût énergétique réduit. Le complexe de l'épaule axé vers la mobilité doit donc être stabilisé de façon importante, les structures assurants cette fonction seront décrites grâce aux vues de dissection. Certains points forts de ce complexe pourront être mis en évidence, expliquant lors des traumatismes, les modifications de mécanique et d'usure des structures . • M.C.M.K .. enseignant à l'école de kinésithérapie de Nice. Exercice libéral :20. rue de Jussieu, F 06000 Nice. 499 A) Précisions Anatomiques et cinésiologiques sur les articulations du complexe 1) Articulation Sterno-Costo-Claviculaire (SCC) Seul point de contact articulaire (os-os) avec le thorax, la SCC possède une très grande stabilité, expliquant la rareté des luxations. Les tigures 1, à 5, résument les caractéristiques de cette articulation. La stabilisation active de l'articulation est assurée par des muscles au contact: Sterno-mastoïdien et Sterno-occipital (tig. 34), et des muscles à distance: sous-clavier (tig. 6), cléïdo-mastoïdien et cléïdo-occipital, et grand pectoral (faisceaux claviculaires) (tig. 34); enfin, trapèze supérieur et deltoïde antérieur (tig. 33). 2) Articulation Acromio-claviculaire (AC) Les surfaces éliptoïdes manquent de coaptation. Les mouvements articulaires (tig. 7), ne sont pas aussi analytiques. La forme ovalaire du thorax empêche cette mobilité, il y aura association de mouvement selon trois degrés de liberté entraînant « sonnette» en dehors, antépulsion, adduction, et « sonnette» en dedans, rétropulsion, abduction. Les moyens d'union décrits par les figures 8 et 9 réduisent la mobilité d'antépulsion pour le trapézoïde, d'élévation et de rétroplusion pour le conoïde et le coraco-claviculaire interne. Les moyens actifs sont: a. - au contact: le deltoïde antérieur et le deltoïde moyen, avec le trapèze supérieur. Ces muscles sont réunis entre eux par une chappe Muscle sous - clavier FIG. 1. - Articulation sterno-costo-claviculaire luxée. On voit le tendon costo-claviculaire pivot de cette articulation. Le calque de la photo permet de mettre en évidence la terminaison du muscle sous-clavier. qui vient renforcer le ligament costo-claviculaire. Le tendon terminal est infériorisé. cette disposition anatomique répond aux contraintes anti-élévation de la clavicule. 500 aponévrotique dont l'intégrité prime dans les luxations acromioclaviculaires (fig. 8, fig. 33), b. - à distance: les muscles stabilisateurs de l'omoplate et de la clavicule. Deux muscles semblent assurer cette stabilisation active, le petit pectoral et le caraco-brachial par la continuité des ligaments coracoclaviculaires. Leurs actions seront précisées dans le paragraphe B, II. Haut Bas FIG. 2. - Extrémité sternale de la clavicule. A noter la présence d'une protubérance qui va empêcher le mouvement de s'effectuer de manière analytique, il va produire une rotation automatique de la clavicule. FIG. 3. - Vue antérieure, grand pectoral claviculaire récliné. Les instruments montrent le ligament costo-claviculaire,la première côte. Extrém ité acromiale FIG.4. - L'axe du mouvement se situe dans le ligament costo-claviculaire. On peut comparer au point de vue mécanique l'ensemble à un levier interappui, Les mouvements de l'extrémité acromiale étant inverses de ceux de l'extrémité stern ale. Seul le mouvement d'abaissement sort de ce cadre, du fait de la structure élastique du ligament. 501 Haut Elévation Î 8 à 10 cm RétropuI5io~/"-\ Arr. 1 , 1 . O El'evation U Sion AnlEip l' Rotation interne , ( Av. \.._../Antépulsion '-J . Rétrapulsian AbQiSSemen~"'I/('\ Rotation ,{ l ", o externe , Abaissement Bas 5à6cm FIG.5. - Schéma récapitulatif des mouvements selon son long axe est de 3D' environ. de l'extrémité acromiale de la clavicule. La rotation 100 environ de mobilite FIG. 6. - Muscle sous-clavier, son rôle de coaptation de la sec est le plus important. Il absorbe les contraintes verticales exercées surla sec (17J. 502 FIG.7. - Principaux mouvements de l'articulation A C. FIG.8. - Moyens d'union de l'articulation AC à distance, les instruments visualisent le ligament trapézoide (en OH), le conoide (au centre) le coraco-claviculaire interne (en 00). FIG. 9. - Apophyse coracoide : point de confluent Iigamentaire, On voit en OH le ligament coracoacromial. On voit aussi les plans de glissements du muscle sus-épineux avec le ligament cora coacromial, 503 3) Articulation scapulo-humérale (15) (18) (9) (2) Enarthrose, la surface glénoïde entre dans la classification de surface ovoïde (13). Le centre de mobilité articulaire se situe sur une courbure d'enroulement. Il se produit donc un mouvement de glissement et de roulement associé excepté au début et à la fin du mouvement. Ce mouvement diadochal oblige à une troisième composante de mobilité qui est la rotation associée. On peut dire qu'à tout mouvement de flexion et abduction, va s'associer une rotation externe. L'extension sera associée à une adduction et une rotation interne. Les moyens d'union passifs, ligaments caraco-huméral et gléno-huméraux ont été largement décrits, nous verrons leurs importances dans un paragraphe à la fin de ce chapitre. Les moyens d'union actifs représentés par les muscles peuvent être classés en intrinsèques et extrinsèques. Nous nous attacherons qu'aux seuls intrinsèques: sus-épineux, sous-épineux, petit rond, sous-scapulaire (fig. 10, 11, 12). FI G. 10. - Vue anatomique du muscle sous-scapulaire. le grand pectoral est en place. 504 Le muscle deltoide antérieur a été récliné, FIG. 11. - Vue supérieure du sus-épineux. Une partie de la clavicule a été réséquée. On voit le passage du tendon sous le ligament coraco-acromial. FIG. 12. - Vue supérieure du sus-épineux. L'acromion 8 été réséqué. Reprenons les études effectuées (7) (4) (11) (12). Les études électromyographiques ont montré une activité des muscles intrinsèques lors des mouvements articulaires par exemple pour le sus-épineux: abduction = activité importante à 10°, croissance avec un maximum entre 90 et 100° qui correspond à la « close-packed-position}) décrite par Mac Connail et Basmajian (13). 505 Flexion = progression sommet vers 70, 800 puis décroissance. Extension = valeur minimale vers 200, augmentation jusqu'à 500• Rotation externe = augmentation en ligne brisée jusqu'à 500• Rotation interne = sommet à 100, décroissance régulière jusqu'à 600• Le sous-épineux Abduction = montée linéaire jusqu'à la limite articulaire. Flexion = sommet vers 550, plateau jusqu'à 900• Extension = minimum à 100, augmentation jusqu'à 500, puis sommet. Rotation externe = augmentation régulière, valeur minimale à 100 maximale à 500• Rotation interne = valeur constante de 10 à 500• Ainsi mis en place les structures articulaires et musculaires, il convient de faire quelques remarques dont certaines sont inspirées par l'étude de la pathologie (19) (1). Rapports de l'humérus avec les structures péri-articulaires: le mouvement d'abduction a été décrit mais le plan de ce mouvement doit être précisé (14) (21). Le plan frontal strict ne représente pas le plan normal de mouvement. En effet dans le plan frontal se produisent des tensions ligamentaires (gléno-huméral) qu'il faut prendre en compte lors des luxations antéro-internes de la tête (23). Toujours dans ce plan frontal (fig. 15, 16) le trochiter se trouve sous l'acromion alors qu'il en est libéré par le placement dans un plan physiologique (300 de flexion en moyenne, mais adaptation particulière selon la morphologie du sujet). Dans ce plan le trochiter est surmonté par le ligament coraco-acromial avec lequel il a des rapports étroits. Il existe en effet (fig. 17) une bourse de glissement qui sert d'articulation entre la face supérieure du sus-épineux (fig. 13, 14) avec la face inférieure du ligament (fig. 9). Lors du mouvement dans le plan frontal, le trochiter n'entre pas en contact avec l'acromion. En effet le muscle sus-épineux produit une action immédiatement importante entraînant après le roulement, le glissement de la tête dans la glène. Cette action permet une descente du trochiter (fig. 18, 19). De plus la rotation externe qui s'associe va postérioriser le trochiter (21). Lors des ruptures de la coiffe des rotateurs, nous pouvons observer quelques réactions coroborant ces concepts théoriques. Le tendon du susépineux se rompt à environ 1 centimètre de son insertion distale (3) (16). Le sus-épineux ne pouvant produire le glissement, la tête monte et il se forme une néo-articulation avec l'acromion (fig.20). Le reliquat distal de tendon terminal, appelé « bourrelet de Hoseley», forme un obstacle ne pouvant passer sous le ligament coraco-acromial. Dès que ce bourrelet cicatriciel est passé par une manœuvre de décoaptation sous le ligament, le mouvement d'abduction peut se poursuivre car la tête est alors stabilisée par les autres intrinsèques: long biceps et la longue portion du triceps. Ce surmenage explique les ruptures associées du long biceps (20), la rétraction et la tonicité importante du triceps à la palpation. 506 FIG. 13. - Tendon terminal du sus-épineux. On voit le tendon du biceps. Structure ligam entaire pour le passage sous le lig.coraco· acromial Tendon terminal FIG. 14. - Schéma de la terminaison du muscle sus-épineux. 507 FIG. 15. - Radiographie, /'acromion. bras en abduction dans le plan frontal. FIG. 16. - Radiographie montrant le dégagement alors une détente capsulo-ligamentaire antérieure. 508 du trochiter Le trochiter se projette dans le plan physiologique. sous " existe FIG. 17. - Bourse de glissement située entre la face supérieure du sus-épineux et la face inférieure du ligament coraco-acromial. FIG. 18. - Le trochiter semble toucher /'acromion, le sus-épineux n'ayant pas produit le maximum de son action de glissement. 509 FIG. 19. - Le sus-épineux a produit le glissement permettant FIG.20. - Lésions de rupture voute acromiale et le trochiter. 510 du muscle sus-épineux, l'effacement du trochiter. on voit la néo-articulation formée par la B) Mouvements globaux du complexe Après les possibilités articulaires des trois vraies articulations du complexe, il convient d'analyser les mouvements de l'omoplate sur le gril costal, ses stabilisateurs, et ceux de la clavicule. 1) Mouvements de l'omoplate et sa stabilisation: Les mouvements de l'omoplate habituellement décrits (9) sont la translation horizontale, la translation verticale et le mouvement de « sonnette », la pointe de l'omoplate tournant vers l'intérie.ur ou l'extérieur. Ces mouvements analytiques ne peuvent exister à cause de la forme ovalaire du thorax et des possibilités de l'Acromio-claviculaire. Les mouvements peuvent se classer en deux catégories: a. - Translation horizontale en DH, abaissement, sonnette en DH. b. - Translation horizontale en DD, élévation, sonnette en DD. La mobilité de l'omoplate sur le thorax permet d'orienter le plan de l'omoplate dans l'axe du mouvement. Une fois ce positionnement obtenu, une stabilisation va permettre la fixation solide de l'omoplate sur le thorax. L'étude anatomique permet d'isoler deux types de stabilisation: a. Une postérieure produite par, grand dorsal, rhomboïde, angulaire' et grand dentelé. b. Une antérieure par les muscles petit pectoral et coraco-brachial. 1) Stabilisation postérieure de l'omoplate: . Un plan superficiel (fig. 21) montre le trapèze inférieur et moyen. Si nous réclinons le trapèze nous voyons (fig. 22) le rhomboïde orienté en haut et en dedans. Si nous remontons vers le haut, il existe une continuité des fibres entre rhomboïde inférieur, supérieur et angulaire de l'omoplate (fig. 23) . . Si nous descendons nous voyons une réunion (fig.24) par un plan aponévrotique entre rhomboïde et grand dorsal. " existe également une continuité des fibres vues à la dissection entre rhomboïde et grand dentelé (fig.25). De cette étude anatomique nous pouvons tirer quelques conclusions: une nappe musculaire contribue à plaquer le bord spinal de l'omoplate contre le thorax. Les études pratiquées par Limbourg et Zintzen (12) suivant des notions différentes de pentes de courbe montrent une contraction importante de rhomboïde lors des mo"uvements de l'épaule, la contraction pouvant être dans le sens concentrique ou exentrique (abduction, flexion) (fig. 26). Si nous reprenons les mouvements globaux de l'omoplate nous voyons que ces mouvements mettent en tension passivement une partie de cette nappe musculaire, tandis que l'autre participe au mouvement. 2°) Stabilisation antérieure de l'omoplate: S'insérant sur l'apophyse coracoïde, deux muscles assurant cette 511 FIG.21. - Vue postérieure de l'omoplate trapèze se croisant avec celles du rhomboïde FIG.22. en haut. 512 Vue postérieure de l'omoplate après ouverture. On note l'orientation et grand dorsal (supérieur). après soulèvement des fibres du du trapèze, le rhomboïde est oblique FIG. 23. - FIG.24. - Vue postérieure, Schéma du plan postérieur la pince montre de stabilisation la continuité de l'omoplate. des fibres entre rhomboïde et grand dorsal supérieur. 513 Avant Bard spinal de l'omoplate Rhomboïde FIG. 25. - Schéma d'une coupe transversale du plan postérieur. Continuité des fibres du grand dentelé et du rhomboide. FIG. 26. - La nappe musculaire formée par grand dentelé et rhomboide tend à plaquer en permanence le bord spinal de l'omoplate contre la face postérieure du thorax. Ces musc/es sont synergiques. stabilisation. Le petit pectoral tendu jusqu'aux 30, 40, 60 côtes en dedans, le cora co-brachial jusqu'au 1/3 supérieur et interne de l'humérus (6) (6). Ce dernier situé en dessous le court biceps est réuni à ce dernier (tig. 27). Lors de la contraction du biceps, il se forme un plan interne rappelant en arrière le tendon bicipital. La configuration géométrique permet de tirer quelques conclusions mécaniques. Les deux muscles font penser à une figure architecturale appellée voûte. Les colonnes latérales sont représentées par les deux muscles, la clef de voûte ou voussoir par la coracoïde (tig. 28). La stabilité de cette coupole est fonction de l'angle (tig. 29, 30). Dans le plan sagittal, l'obliquité de ces muscles en bas et en avant oblige à penser à l'enroulement antérieur du moignon de l'épaule par bascule de l'omoplate (tig. 31). Il) Stabilisation de la clavicule: La clavicule est stabilisée par trois groupes de muscles antagonistes et synergiques (tig. 32, 33, 34, 35). 1) Sous-clavier, sterno-mastoïdien et occipital. 2) Cléïdo-mastoïdien et occipital avec les faisceaux claviculaires du grand pectoral. " 3) Trapèze supérieur et deltoïde antérieur. Les études électro-myographiques montrent pour le grand pectoral (12) une très nette activité lors du mouvement d'antépulsion et de 514 - Anatomie du muscle caraco-branchial. A noter les relations de continuité entre court biceps et braéhii (BB) et caraco-brachial (C-B). FIG.27. - a. - Insertion du petit pectoral et du caraco-brachial sur la rrclé de voûte ii coracoidienne: a. Projection dans le plan frontal; b. L'obliquité des colonnes latérales est un facteur de stabilité de l'ensemble. FIG.28. 515 FIG.29. - Mouvement d'adduction. L'angle de la coupole augmente, la stabilité diminue. FIG.30. - Mouvement d'adduction: l'angle de la coupole diminue, le voussoir perd son efficacité. A noter le tendon du long biceps, et sa poulie de réflexion assurant la coaptation g/éno-humérale, et la rotation interne par sa projection dans un quadrant antérieur de la téte humérale. 516 45' / // / / / / <. Omoplate Plan sag i tla 1 FI G. 31. - Projection dans le plan sagittal. L'orientation des fibres en bas et en avant produit une bascule de l'omoplate vers l'avant. Trapèze FIG.32. - supérieur Schéma représentant la stabilisation de la clavicule. 517 FIG.33. - Chappe trapézo-deltaidienne. Cette importance dans les luxations acromio-claviculaires continuité (8). aponévrotique prend FIG.34. - Vue anatomique des muscles stabilisateurs de la clavicule. Les faisceaux pectoral peuvent être différenciés des faisceaux sternaux par un tissu aponévrotique. 518 toute son du grand Cleïdo mastoïdien occipital Grand ,/ ,/,/,( faisceaux pectoral claviculaires) FIG.35. - Schéma d'insertion du c1eido-occipital, avec le grand pectoral. Leurs insertions montrent les composants du mouvement, antépulsion rotation interne et vice-versa. sa stabilisation. Lors de l'extension une activité à 100 de base diminuant progressivement. Pour le cora co-brachial et le petit pectoral, le seul auteur qui se soit intéressé à leur comportement électromyographique est Guillot (6) qui note une activité du coraco-brachial lors de "antépulsion de l'humérus et une activité du petit pectoral lors de l'antépulsion de la ceinture scapulaire. Leur travail synchrone semble confirmer ce que nous avançions quant à l'influence de ces deux muscles sur les mouvements conjugués ceinture scapulaire-humérus: nombre de mouvements usuels entraînent un avancement simultané de la ceinture scapulaire et de l'humérus qui se fléchit (prendre un objet sur une étagère, saisir un outil placé devant soi sur une table). Apartir de la clé de voûte coracoïde, l'activité df' ces deux muscles se comprend aisément. C) Récapitulation générale Ayant vu toutes les possibilités articulaires et musculaires nous pouvons donner comme synthèse que les mouvements du complexe de l'épaule peuvent se classer en deux grandes catégories de mobilités (10) (25). 519 1) Mouvement de: flexion, rotation externe, adduction ou abduction qui fait intervenir: . a. Clavicule: rétropulsion, rotation externe, abaissement. b. Omoplate: élévation de l'acromion, rotation pointe de l'omoplate en OH, abaissement, translation en OH. c. Humérus: antépulsion ou flexion, rotation externe, le degré d'abduction pouvant rester variable. 2) Mouvement de: extension, rotation interne, adduction ou abduction, a. Clavicule: antépulsion, rotation interne, élévation. b. Omoplate: translation en 00, élévation, sonnette en 00. c. Humérus: extension, rotation interne, degré adduction variable. Conclusion générale Le membre supérieur n'a pas un plan strict de mouvement, il existe un ensemble de composants se répartissant dans toutes les articulations du MS, Pour ce qui est du complexe de l'épaule, toutes les articulations prennent en charge une partie du mouvement, permettant une orientation de tous les segments dans la direction voulue. Cela réalise aussi une économie articulaire. Le complexe de l'épaule est constitué de points forts de stabilisations: articulaire avec la sterno-costo-claviculaire, et musculaire avec un point fort antérieur et postérieur, l'articulation gléno-humérale étant stabilisée (11) par les intrinsèques ou courts rotateurs, Le mouvement analytique vue de manière didactique doit être remplaçé par un mouvement qui fait intervenir les trois degrés de liberté articulaire. Cette vue globale permet de saisir l'anatomie fonctionnelle. Toute structure articulaire, mûsculo-aponévrotique et ligamentaire a sa raison d'être, on voit alors que des: muscles négligés par les exercices habituels prennent une importance égale à celle de muscles plus prisés des enseignants et des rééducateurs. Bibliographie 1. CAILLENS J.-P., ALLIEU Y. - Les déficits du moignon de l'épaule. Ann. Méd. Ph ys., 1971, 14, 127-143. 2. CAILLENS J.-P. - GREGOIRE M.-C. - La rééducation de l'épaule. Monographies de l'École de cadres de Bois-Larris, 1975, Masson. édit .• Paris. 3. 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L'auteur tient à exprimer ses remerciements les plus sincères à Monsieur le Professeur RICHELME qui l'a accueilli au Laboratoire d'Anatomie de I·U.E.R.de Médecine de Nice, lui a permis de réaliser les dissections et l'a guidé de ses conseils. 521