Vissage pédiculaire de la septième vertèbre cervicale (C7): Bases

Vissage pédiculaire de la septième vertèbre
cervicale (C7): Bases anatomiques et
technique chirurgicale
C. BARREY, F. COTTON, J. JUND, P. MERTENS ET G. PERRIN
Introduction
La septième vertèbre cervicale possède des caractères morphologiques propres
émanant à la fois du rachis cervical inférieur et du rachis thoracique [19], ce qui
avait amené Albrecht à parler de « vertèbre pseudo-cervicale » [16]. Ces
particularités anatomiques, concernant à la fois la taille de pédicules et l’épaisseur
du massif articulaire, sont à l’origine de spécificités en terme de technique
chirurgicale [23].
Que ce soit dans le cadre de la pathologie traumatique, tumorale ou dégénérative,
la fixation par voie postérieure de la septième vertèbre cervicale peut parfois être
problématique. Le vissage articulaire n’est pas recommandé au niveau de C7 en
raison de la très faible épaisseur de ses massifs articulaires [5, 23] et, par
conséquent, de la faible tenue mécanique des vis. Les techniques de laçage ou
utilisant des crochets lamaires ne peuvent pas, le plus souvent, être utilisées du
fait de la nécessité de réaliser une laminectomie et/ou de l’atteinte de l’arc
postérieur (fracturé, par exemple). Enfin la mise en place de vis dans les pédicules
peut paraître délicate [1, 2, 3, 4, 8, 11, 17].
Il nous est apparu intéressant de réaliser une étude dans le but d’évaluer la
faisabilité du vissage pédiculaire de C7. Pour cela, nous avons tout d’abord réalisé
une étude morphologique en tomodensitométrie avec principalement une analyse
de la taille et de l’orientation des pédicules de C7. Puis, dans un second temps,
nous avons voulu savoir si la mise en place de vis pédiculaires guidée uniquement
par les repères topographiques au niveau de la face dorsale de C7, c’est-à-dire
sans réaliser de lamino-foraminoplastie, permettait d’assurer un vissage
pédiculaire suffisamment sécurisant.
1
Matériel et méthodes
L’étude a été réalisée sur 18 rachis cervicaux humains adultes prélevés à partir de
cadavres humains frais et non formolés (10 hommes, 8 femmes, âgés en moyenne
de 76 ± 6,4 ans). Elle a porté sur un total de 36 pédicules de C7. Pour chaque
paramètre, la moyenne et écart type (±) ont été précisés.
Une tomodensitométrie hélicoïdale a été réalisée pour chaque pièce anatomique
avec une acquisition en coupes jointives de 2 mm et un index de reconstruction de
0,8 mm. L’ensemble des mesures a ensuite été effectué sur des reconstructions
multiplanaires de 1 mm d’épaisseur. Deux plans de coupe, l’un transversal, l’autre
sagittal, ont été utilisés pour l’ensemble des mesures linéaires et angulaires
effectuées sur les pédicules. Chaque plan de coupe passait par la partie centrale du
pédicule et par le point d’entrée de la visée pédiculaire à la face postérieure du
massif articulaire.
Les mesures linéaires ont concerné:
-
la largeur et la hauteur du pédicule, mesurées au niveau de la partie la
plus étroite du pédicule (figs.1a, 2a) ;
-
l’épaisseur des corticales médiale, latérale, supérieure et
inférieure (figs.1a, 2a) ;
-
la longueur de la visée pédiculaire, définie comme la distance séparant
le point d’entrée à la face postérieure du massif articulaire (fig.1a) de la
limite postérieure de la corticale antérieure du corps vertébral.
Les mesures angulaires ont concerné:
-
l’angulation transversale de la visée pédiculaire par rapport à l’axe
sagittal médian (fig.1b) ;
-
l’angulation sagittale de la visée pédiculaire par rapport au plan du
plateau inférieur de C7 (fig. 2b) ;
-
l’angle transversal du cône de sécurité de la visée pédiculaire calculé à
partir du point d’entrée de la visée et limité en dedans par le canal
vertébral et en dehors par le foramen transversaire ou par la corticale
latérale du pédicule, si celui-ci n’existait pas (fig. 1b).
2
Nous avons également utilisé une coupe sagittale passant le milieu du massif
articulaire afin d’en mesurer l’épaisseur antéro-postérieure (fig. 3).
Nous avons ensuite réalisé, dans les mêmes conditions qu’au bloc opératoire et
après un abord postérieur classique du rachis cervical inférieur, un vissage
pédiculaire de C7 bilatéral sur un total de 15 rachis cervicaux. Trois rachis avaient
préalablement servi à la mise au point de la technique.
Le point d’entrée de la visée pédiculaire au niveau de la face postérieure du massif
articulaire (fig. 4) a été défini par l’intersection de deux lignes : la verticale
passant par le milieu de l’interligne articulaire C6-C7, et la ligne horizontale
passant 1 mm sous le milieu du processus transverse. L’orientation du vissage
était de 35° vers le dedans dans le plan transversal. L’orientation sagittale, plus
difficile à reproduire, était de 5° vers le bas par rapport au plan du disque C7-T1.
Le plan du disque C7-T1 a pu être repéré à l’aide d’un ciseau froid introduit au
niveau de l’espace intervertébral à la face antérieure du rachis cervical. Cette
méthode a remplacé le repérage per-opératoire possible de ce plan par l’utilisation
d’un amplificateur de brillance. Les vis utilisées avaient un diamètre de 3,5 mm et
étaient en titane, afin de permettre une exploitation optimale de l’imagerie après
vissage.
Sur la tomodensitométrie de contrôle, nous avons relevé les angulations effectives
de la vis dans les deux plans sagittal et transversal, ainsi que la présence ou non de
l’effraction d’une corticale du pédicule (Fig. 5). L’effraction de la corticale a été
classée « grade I » si elle n’intéressait qu’une partie de la vis et « grade II » si la
totalité de la vis se trouvait en dehors du pédicule.
L’analyse statistique a été réalisée avec l’aide du logiciel SPSS. Pour chaque
mesure, la moyenne, l’écart type et l’intervalle de confiance ont été calculés. Les
différences ont été considérées comme significatives si p < 0,05.
3
Résultats
Etude morphologique (tableaux 1-3)
Aucune anomalie anatomique particulière n’a été retrouvée lors du prélèvement
ou de l’examen scannographique.
Mesures linéaires
La largeur du pédicule de C7 était en moyenne de 6 ± 1,2 mm, avec une valeur
minimale de 4 mm et maximale de 8,6 mm. On trouvait une différence hautement
significative (p<0,001) entre les hommes (6,7 ± 0,9 mm) et les femmes (5 ± 0,6
mm). Quatre pédicules avaient un diamètre inférieur à 4,5 mm (11% des cas).
La hauteur était en moyenne de 5,8 ± 1,1 mm, avec une valeur minimale de 3,8
mm et maximale de 8 mm. Il existait également une différence significative
(p=0,005) entre les hommes (6,3 mm) et les femmes (5,3 mm), mais celle-ci était
moins marquée que pour la largeur.
La longueur de vis pédiculaire était en moyenne de 29,3 ± 3,2 mm, aucune valeur
n’était inférieure à 24 mm et la valeur maximale était de 35 mm.
L’épaisseur de la corticale latérale mesurée à 0,4 ± 0,3 mm était significativement
inférieure (p=0,001) à l’épaisseur des autres corticales autour de 1,1 mm, comme
il est classique de l’observer au niveau du rachis cervical inférieur [12].
Mesures angulaires
L’orientation transversale du pédicule était de 33,4° ± 6.6 avec une valeur
minimale de 22° et maximale de 46°. Dans le plan sagittal, l’orientation était de +
4,3° ± 4,5 avec une valeur maximale de +15° et minimale de -4°. Pour ces deux
valeurs aucune différence significative n’a été trouvée entre les hommes et les
femmes. Nous pouvons noter que la variabilité était plus importante pour
l’orientation transversale du pédicule (intervalle de confiance IC : [20,5 - 46,3])
que pour l’orientation sagittale (IC : [- 4,5 – 13,1]). L’angle transversal du cône de
sécurité avait une valeur moyenne de 23,2° ± 7 et était significativement
4
(p=0,001) plus élevé chez les hommes (27,6° ± 6,2) que chez les femmes (19,4° ±
5,1). Plus le pédicule était large, plus l’angle de sécurité était important, ce qui
semblait logique a priori.
Epaisseur antéro-postérieure du massif articulaire
L’épaisseur antéro-postérieure du massif articulaire était mesurée en moyenne à
9,1 ± 1,4 mm avec une valeur minimale à 6,5 mm et maximale à 12,5 mm, sans
différence significative en fonction du sexe.
Vissages pédiculaires (tableau 4)
Les angulations des vis sur l’imagerie de contrôle étaient de 33° ± 5,1 dans le plan
transversal et de 1,45° ± 4,2 dans le plan sagittal (référence : plateau inférieur de
C7). Ces valeurs étaient très proches des angles mesurés dans l’étude
morphologique. Nous trouvions 63,3% (19/30) de vis correctement placées, c’està-dire sans aucune effraction corticale. Aucune effraction de grade II (lorsque la
totalité de la vis se trouve en dehors du pédicule) ne fut déplorée (fig. 5). Les
corticales les plus fréquemment franchies étaient la corticale médiale (5/30, soit
16,7%), puis la corticale latérale (4/30, soit 13,3%). Les corticales les moins
franchies étaient les corticales inférieure (2/30, soit 6,7%) et supérieure (2/30, soit
6,7%) (tableau 4).
Discussion
Etude morphologique
Les dimensions des pédicules de C7 trouvées dans notre étude sont légèrement
inférieures aux données de la littérature (tableau 5). Ceci peut être lié au fait que
nous nous sommes attachés à mesurer la largeur et la hauteur à la partie la plus
étroite du pédicule. Quoi qu’il en soit, l’analyse morphométrique nous montre
qu’en C7 la taille des pédicules est compatible avec le vissage pédiculaire,
puisque la largeur et la hauteur moyennes du pédicule se situent autour de 6 mm.
Cette technique de vissage reste toujours possible pour les valeurs minimales,
puisque la largeur et la hauteur minimales mesurées étaient respectivement de 4 et
de 3,8 mm. Il apparaît néanmoins prudent d’utiliser des vis de diamètre inférieur
5
(2,7 mm) pour des pédicules de petite taille (largeur < 4,5 mm), soit environ dans
10% des cas, d’autant qu’une étude biomécanique [9] n’a montré aucune
différence entre les deux diamètres de vis en terme de tenue. Nous préconisons
une longueur de vis pédiculaire de 24 mm. Cela permet d’assurer une prise
osseuse suffisante, la longueur moyenne du pédicule étant autour de 15 mm [12],
et de respecter la corticale antérieure du corps vertébral. Il est bien évident que
cette valeur peut être adaptée aux données de la tomodensitométrie pré-opératoire.
Une longueur théorique moyenne de 32 mm, comme le préconisent Jeanneret et
al. [8], nous semble être excessive et aurait été responsable, sur notre échantillon,
de plusieurs effractions de la face ventrale du corps vertébral.
L’angulation transversale est moins importante que celle relevée par Karaikovic et
al. [12] et Ludwig et al. [17, 18], certainement parce que nous avons mesuré plus
un angle de visée pédiculaire à partir d’un point précis à la face postérieure du
massif articulaire que la véritable orientation du pédicule lui-même. Notre
méthode assure une meilleure reproductibilité puisqu’il est facile de tracer un axe
à partir de deux points suffisamment distants (milieu du pédicule et milieu de la
facette). Nous préconisons donc une angulation autour de 30° à 35° dans le plan
transversal à partir du point d’entrée que nous avons précisément défini (fig. 4).
L’analyse de la tomodensitométrie pré-opératoire est cependant indispensable et
permet d’adapter la visée, car il existe une variabilité relativement importante
concernant la valeur de cet angle.
Dans le plan sagittal nos résultats sont quasiment identiques à ceux de Karaikovic
et al. [12]. Certains auteurs [18, 23] ont choisi de mesurer l’angle sagittal par
rapport à la face postérieure du massif articulaire, ce qui rend les comparaisons
difficiles. La face postérieure du massif articulaire nous était apparue d’emblée
comme un plan de référence non satisfaisant, étant donné que celle-ci n’est pas
véritablement rectiligne. Il est intéressant de noter que la variabilité de
l’angulation sagittale est moins importante que celle de l’angulation transversale,
comme l’attestent la valeur des intervalles de confiance de l’ordre de 17° et de 26°
respectivement (tableau 3). La visée doit être inclinée vers le bas d’environ 5° par
rapport au plan du plateau inférieur de C7, ce qui nécessite un contrôle
radiographique per-opératoire.
6
L’angle transversal du cône de sécurité supérieur à 20° en moyenne nous paraît
satisfaisant et semble autoriser une certaine marge d’erreur. Il serait intéressant de
mesurer cet angle aux autres niveaux du rachis cervical.
Concernant l’influence du sexe du sujet sur la morphologie des pédicules, nous
avons noté que la taille des pédicules était significativement plus importante pour
les hommes, alors que l’orientation transversale et sagittale du pédicule était
sensiblement la même pour les deux sexes.
L’absence de l’artère vertébrale au niveau du foramen transversaire de C7 dans
plus de 95% des cas [7] , celle-ci pénétrant le plus souvent le canal transversaire
en C6, est une donnée anatomique fondamentale, car elle réduit considérablement
le risque de léser l’artère vertébrale en cas de fausse-route de la vis pédiculaire. La
présence d’un foramen transverse en C7 ne signifie pas que l’artère vertébrale
pénètre le canal transversaire à ce niveau : sur un total de 26 rachis cervicaux,
Jovanovic [10] notait la présence d’un foramen transversaire en C7 sur toutes les
pièces anatomiques, alors que l’artère vertébrale pénétrait le canal transversaire à
ce niveau dans un seul cas. Il n’existait le plus souvent au niveau du foramen que
des branches veineuses et artérielles accessoires ainsi que des filets nerveux. La
réalisation pré-opératoire d’une tomodensitométrie avec injection de produit de
contraste permettrait de s’assurer que l’artère vertébrale ne pénètre pas le canal
transversaire en C7.
Technique chirurgicale
La réalisation du vissage pédiculaire de C7 guidée uniquement par les repères
anatomiques au niveau de l’arc postérieur de la vertèbre nous paraît
insuffisamment sécurisante, puisque seulement 63,3% des vis pédiculaires n’ont
entraîné aucune effraction de corticale. Aucune effraction de grade II n’a été
observée, mais nous savons qu’une effraction même minime du pédicule peut être
dangereuse. Néanmoins l’utilisation de la radioscopie per-opératoire, utile en
particulier pour préciser l’axe sagittal de la visée pédiculaire, et la réalisation
d’une lamino-foraminoplastie doivent permettre d’améliorer ces résultats, comme
cela a déjà pu être étudié par ailleurs au niveau de l’ensemble du rachis cervical
7
inférieur [1, 2, 18]. Dans le cadre d’une étude comparative entre trois techniques
chirurgicales de vissage pédiculaire cervical, Ludwig et al. [18] avaient pu
montrer qu’en C7 aucune effraction potentiellement dangereuse n’était survenue,
dès lors que l’on avait réalisé une lamino-foraminoplastie
La prédominance des effractions corticales dans le plan transversal est
certainement à rattacher à la plus grande variabilité de l’orientation du pédicule
dans ce plan. Ceci incite d’autant plus à réaliser une lamino-foraminoplastie aux
dépens du bord supérieur de la lame de C7, afin de palper le bord médial du
pédicule (fig. 6). Dans une série clinique de 42 vissages pédiculaire en C7 avec
lamino-foraminotomie et palpation du pédicule, Albert et al. n’ont rapporté
aucune complication neurologique ou vasculaire [4].
Toujours dans le but de sécuriser au maximum la visée pédiculaire certaines
équipes [1, 2, 13] ont décrit la possibilité au niveau du rachis cervical inférieur de
réaliser un véritable forage du pédicule à partir du point d’entrée de la vis avec
mise à nu progressive du spongieux. C’est la chirurgie assistée par ordinateur avec
logiciel de navigation qui semble donner les meilleurs résultats en terme de
sécurité [11].
Il faut cependant signaler que la plupart des études analysant le risque du vissage
pédiculaire au niveau du rachis cervical en fonction de la technique utilisée
portent sur l’ensemble du rachis cervical inférieur y compris C7 et ne font le plus
souvent pas état de leurs résultats en fonction du niveau vertébral (C3, C4, C5, C6
ou C7) [3, 11, 20]. La taille des pédicules de la septième vertèbre cervicale étant
significativement supérieure à celle des niveaux sus-jacents, comme l’ont déjà
montré plusieurs études [6, 12, 18, 22, 23, 24], les taux d’effractions pédiculaires
en fonction de la technique utilisée deviennent difficilement comparables avec
ceux de notre étude.
Sur le plan biomécanique, le vissage pédiculaire a l’avantage d’offrir une prise
osseuse d’excellente qualité. Ceci est d’autant plus important que l’on se situe au
niveau d’une zone à fortes contraintes biomécaniques, entre rachis cervical mobile
et rachis thoracique rigide, nécessitant une fixation de bonne qualité. Plusieurs
8
études biomécaniques comparatives [9, 14, 15] ont trouvé une supériorité
biomécanique du vissage pédiculaire par rapport au vissage articulaire sur toute la
hauteur du rachis cervical inférieur, y compris en C7. La force maximale
d’arrachement, principal paramètre mécanique d’une vis, se situait autour de 650
N pour la vis pédiculaire contre 300 N environ pour la vis articulaire. Cette
différence est d’autant plus nette en C7 que le vissage articulaire y est
particulièrement peu efficace. Il est certain que la faible épaisseur antéropostérieure du massif articulaire en C7, de l’ordre de 9 mm, comme nous avons pu
le confirmer dans notre étude, ne permet pas d’assurer une longueur de prise
osseuse suffisante pour la vis articulaire.
Conclusion
La taille compatible des pédicules, avec une largeur et une hauteur moyennes de 6
et de 5,8 mm respectivement, et l’absence de l’artère vertébrale au niveau du
foramen transverse de C7 dans 95% des cas [7, 10] sont les deux données
morphologiques fondamentales autorisant la visée pédiculaire au niveau de la
septième vertèbre cervicale. Sur le plan biomécanique, le vissage pédiculaire
assure une fixation solide en terme de tenue mécanique et nettement supérieure au
vissage articulaire. En raison de ces considérations morphologiques et
biomécaniques, le vissage pédiculaire apparaît en C7 comme une option
particulièrement intéressante devant la nécessité d’une fixation de cette vertèbre
par voie postérieure. Cependant, il nous est apparu que les seules données
morphologiques ne sont pas à elles seules suffisantes pour assurer un vissage
pédiculaire en toute sécurité. La réalisation d’une lamino-foraminoplastie est
vivement conseillée, bien que non évaluée par notre étude.
Remerciements Nous tenons particulièrement à remercier la société Scient’x pour
la collaboration apportée à cette étude.
Légendes des tableaux et figures
Tableau 1. Dimensions linéaires des pédicules de C7 : largeur, hauteur et longueur des vissages
transpédiculaires (mm). Pour chaque paramètre linéaire sont indiqués la moyenne, la déviation
standard et les extrêmes [ ]
Tableau 2. Epaisseur des corticales médiale, latérale, supérieure et inférieure des pédicules (mm)
Tableau 3. Dimensions angulaires des pédicules de C7 : angulations sagittale et transversale,
angulation transversal dans la zone de sécurité du vissage transpédiculaire (degrés)
9
Tableau 4. Résultats concernant les vis pédiculaires dont la mise en place ne s’appuyait que sur
des repères postérieurs (% d’effractions pédiculaires)
Tableau 5. Revue de la littérature: comparaison de l’anatomie quantitative des pédicules de C7.
Pour chaque paramètre morphologique sont indiqués la moyenne, la déviation standard et les
extrêmes [ ]. M, hommes ; F, femmes. * en millimètres; ‡ en degrés. Les angulations transversales
et sagittales ne sont mentionnées que quand elles ont été calculées respectivement par rapport au
plan sagittal médian et au plateau vertébral inférieur de C7
Fig. 1a, b. a Coupe scanner transversale passant par la partie centrale du pédicule. Les dimensions
linéaires mesurées sont la largeur minimale du pédicule (1), l’épaisseur des corticales médiale (2)
et latérale (3), longueur du vissage transpédiculaire (4) entre le point d’entrée à la face postérieure
de la masse latérale à la limite postérieure de la corticale antérieure du corps vertébral d. b Coupe
scanner transversale passant par la partie centrale du pédicule. Les dimensions angulaires mesurées
sont l’angulation transversale du pédicule par rapport au plan sagittal (5) et l’angulation
transversale de la zone de sécurité du vissage transpédiculaire (6)
Fig. 2a, b. a Coupe scanner sagittale passant par la partie centrale du pédicule et le centre de la
face postérieure de la masse latérale. Les dimensions linéaires mesurées sont la hauteur du
pédicule (7), l’épaisseur des corticales médiale (8) et latérale (9). b Coupe scanner sagittale
passant par la partie centrale du pédicule et le centre de la face postérieure de la masse latérale. Les
dimensions angulaires mesurées sont l’angulation sagittal de pédicule par rapport au plateau
inférieur de C7. L’angulation est notée comme positive quand elle est dirigée en bas et en avant
par rapport au plateau inférieur de C7 et comme négative quand elle est dirigée en haut et en avant
Fig. 3. L’épaisseur de la masse latérale de C7 (10) a aussi été mesurée sur les coupes sagittales.
Dans ce cas, la masse latérale de C7 est manifestement plus fine que la masse latérale de C6 susjacente
Fig. 4. Le point d’entrée du visage transpédiculaire de C7 est situé précisément à l’intersection de
deux lignes : la ligne verticale passant par le milieu de l’articulation zygapophysaire C6-C7 et la
ligne horizontale passant juste (1 mm) sous le milieu du processus transverse de C7. Le vissage est
dirigé médialement de 30-35° et vers le bas de 5° par rapport au plateau inférieur de C7
Fig. 5. Vérification au scanner de l’intégrité des deux pédicules et de l’angulation des vis
pédiculaires
Fig. 6. La lamino-foraminotomie consiste en l’ablation de la partie supérieure de la lame de C7 (à
droite ici). Elle est très utile pour palper la corticale médiale (flèche) et la face supérieure du
pédicule, et éventuellement corriger l’angulation du vissage transpédiculaire, si nécessaire
10