Analyse morphologique et biomécanique des articulations scapulo-humérale et scapulo-thoracique

Morphologic and biomechanical analysis of the scapulo-humeral and scapulo-thoracic joints

• Auteur / Autrice : Xavier Ohl
• Direction : Wafa Skalli, Olivier Gagey, Fabien Billuart
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomécanique et ingénierie pour la santé
• Date : Soutenance le 08/12/2014
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak
• Jury : Président / Présidente : Hervé Thomazeau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Wafa Skalli, Olivier Gagey, Fabien Billuart, Olivier Rémy-Néris, Nicola Hagemeister
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Hervé Thomazeau, Viviane Pasqui-Boutard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cinématique

Articulation scapulo-humérale

Biomécanique

Mots clés libres

Scapulo-Humérale

Scapulo-Thoracique

Morphologie

Biomécanique

Cinématique

Scapulo-Humeral

Scapulo-Thoracic

Morphologic

Biomechanical

Kinematic

Résumé

L'existence d'une lésion transfixiante de la coiffe des rotateurs est très fréquente dans la population générale avec une prévalence de près de 20%. Cette prévalence augmente avec l'âge tout comme l'existence de lésions asymptomatiques. Comment explique-t-on l'existence de lésions tendineuses qui ne provoquent pas de symptômes ?Le rôle essentiel de la coiffe des rotateurs est de center la tête humérale en face de la glène pour permettre une action optimale du deltoïde. Cette action de centrage est toujours possible en cas de lésion du supra-spinatus et l'épaule peut conserver une fonction satisfaisante à condition que l'équilibre soit conservé entre la coiffe antérieure (Sub-Scapularis) et la coiffe postérieure (Infra-Spinatus et Teres Minor). Comment expliquer alors que des lésions, même petites du supra-épineux peuvent-être à l'origine d'une impotence fonctionnelle de l'épaule ?Il existe une réelle dissociation anatomo-clinique des ruptures de la coiffe des rotateurs et l'expression clinique des lésions de la coiffe est multifactorielle et inconstante. Elle dépend de la taille de la lésion et de son évolutivité, de l'existence d'une bursite sous-acromiale et de l'existence d'une tendinopathie du long biceps.La comparaison de sujets symptomatiques et de sujets asymptomatiques présentant une rupture de coiffe a permis de pointer du doigt l'importance des muscles péri-scapulaires dans la compréhension du retentissement des lésions de coiffe des rotateurs. En effet, ces muscles péri-scapulaires ont pour fonction d'orienter la scapula et la glène lors des mouvements du bras. Lorsque ceux-ci sont altérés, les anomalies d'orientation de la scapula sont appelés dyskinésies scapulaires.Lors de précédents travaux, nous avons étudié la faisabilité d'étude pseudo-cinématique de la scapula par rapport au thorax lors d'un mouvement d'élévation du bras à l'aide de stéréoradiographies basse-dose EOS®. Cependant cette technique basée sur la localisation de points précis de la scapula sur les différentes vues radiographiques s'est montrée peu reproductible et difficile à utiliser en routine clinique.L'objectif de ce travail de Thèse était tout d'abord d'optimiser cette technique d'analyse prometteuse et peu-irradiante afin d'obtenir une analyse fonctionnelle quantitative fiable et reproductible de la scapula. Ensuite, nous avons souhaité utiliser cette technique in-vivo, sur une cohorte de sujets pour évaluer le comportement de la scapula dans différentes situations pathologiques.

Existence of a full thickness rotator cuff tear is really common in the general population with prevalence near 20%. This prevalence increases with age as the existence of asymptomatic cuff tear. How can we explain that tendinous injuries do not cause symptoms?The essential action of the rotator cuff is to center the humeral head in front of the glenoid cavity in order to enable a maximal action of the deltoid muscle. This centering action is still possible in case of supra-spinatus tendon tear and the shoulder can keep a satisfying function if equilibrium is conserved between the anterior cuff (Sub-scapularis muscle) and the posterior cuff (Infra-spinatus and Teres Minor muscles). How can we explain that supra-spinatus tears, even small, can induce functional impairment of the shoulder?There is a real dissociation between anatomy and clinic for the rotator cuff tears and the clinical expression of cuff tears is multifactorial and variable. It depends of the size of the tear and its evolution, of the existence of a sub-acromial bursitis and of the existence of a long head biceps tendinopathy.Comparison between symptomatic and asymptomatic subjects which present a rotator cuff tear permitted to show the importance of the periscapular muscles for the understanding of the rotator cuff tears. Indeed, the function of the periscapular muscles is to orientate the scapula and the glenoid during arm movements. When periscapular muscles are altered, there are anomalies in the scapular orientation which are called scapular dyskinesis.In previous works, we studied the feasibility of pseudo-kinematic studies of the scapula during arm elevation according to the thorax coordinate system derived from low-dose EOS® stereoradiographs. However, this method which was based on the location of specific scapular bony landmarks on each stereoradiographs, presented a low reproducibility and was difficult to use in clinical conditions.The aim of this Thesis was first to optimize this promising method In order to obtain a functional quantitative analysis of the scapula reliable and reproducible. Then, we would like to use this method in-vivo in order to assess the orientation of the scapula during arm elevation on pathologic subjects.