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Myologie (figure 2 et 3)
Le fémur est le lieu d’insertion des principaux muscles de la cuisse qui se répartissent en trois loges musculaires :
• Loge antérieure (muscles extenseurs) : muscles sartorius et quadriceps ;
• Loge médiale (muscles adducteurs) : muscles pectinée et gracile ;
• Loge postérieure (muscles ischio-jambiers) : muscles biceps fémoral, semi-membraneux, semi-tendineux.
Vascularisation et innervation (figure 4)
L’artère fémorale qui vascularise la cuisse passe sous l’arcade du grand adducteur et devient artère poplitée. Tandis qu’au même endroit la veine poplitée devient fémorale qui draine la cuisse. Le Nerf sciatique (L4 à S3) passe en arrière du fémur en regard de la ligne âpre et se divise en nerf tibial en dedans et en nerf fibulaire commun en dehors.
La vascularisation de la tête fémorale est dominée par l’artère circonflexe postérieure qui est une branche de l’artère fémorale.
Figure 4 : Vascularisation artérielle de la cuisse (vue antérieure)
Anatomie et biomécanique de la hanche I.2.1. Anatomie de la hanche
Surfaces articulaires (figure 5)
La hanche est une articulation qui met en présence deux surfaces de forme sphérique : le cotyle et la tête fémorale.
Le cotyle est situé à la face externe de l’os coxal et a la forme d’une sphère creuse. Il comporte deux parties. Le croissant articulaire qui occupe la plus grande partie et se termine par deux cornes antérieure et postérieure reliées par le ligament transverse de l’acétabulum. L’arrière fond inscrit dans le croissant est en retrait par rapport à la surface articulaire. Il est tapissé par la synoviale qui se continue sur le ligament rond. Le cotyle est entouré d’une saillie osseuse surtout en haut qu’on appelle le sourcil cotyloïdien.
La tête du fémur a la forme d’une sphère pleine de même calibre que la sphère creuse du cotyle. Elle est encroutée de cartilage et présente à son pôle inférieur une fossette (fovéa capitis) où s’attache le ligament rond. La tête du fémur est située à l’extrémité du col fémoral. Celui-ci forme un tronc de cône aplati qui s’élargit en dehors vers la région trochantérienne. Le bord inférieur du col du fémur est renforcé et constitué à sa partie basse de l’éperon de Merkel.
La région trochantérienne est constituée de deux parties : Le grand trochanter, le plus volumineux, dépasse le niveau du bord supérieur du col fémoral. C’est sur lui que s’attachent les muscles petit et moyen fessiers qui sont très importants dans la mécanique de la hanche. Le petit trochanter est une petite saillie arrondie située près du bord inférieur du col un peu en arrière de lui. Le tendon du psoas s’y attache.
Moyens d’unions (figure 5)
Les deux parties articulaires sont réunies par une capsule articulaire, véritable manchon renforcé par des ligaments. La face interne est tapissée de synoviale.
Le ligament rond est situé à l’intérieur de l’articulation. Il s’attache sur la fossette du ligament rond et sur l’arrière fond par un prolongement sur le ligament transverse de l’acétabulum.
Biomécanique de la hanche (Figure 6)
Le groupe musculaire des abducteurs (petit et moyen fessiers) mérite une attention particulière. Ils s’attachent sur la face externe de l’aile iliaque et sur le grand trochanter. Quand ils prennent leur appui fixe sur le bassin, ils sont abducteurs. Ils écartent le membre. Mais quand ils prennent leur point fixe sur le fémur, ils sont stabilisateurs du bassin. Ils empêchent la bascule du bassin, du côté opposé à l’appui lors de la marche monopodale.
Tout se passe comme si la hanche était le centre d’une balance (Pauwels). Le couteau serait au niveau de l’appui de la hanche avec un plateau chargé du poids du corps. L’équilibre s’établit de l’autre côté par une force de réaction proportionnelle au rapport des bras de leviers en présence. Cette force d’équilibration est développée par le moyen fessier. Si le moyen fessier est trop faible, le sujet a le choix entre deux solutions. Soit transférer une petite partie du poids du corps sur une canne tenue dans la main opposée. Soit diminuer le moment de la force issue du centre de gravité en rapprochant la verticale issue du centre de gravité de la hanche porteuse (inclinaison des épaules et le haut du corps vers la hanche porteuse) : c’est la boiterie de Duchesne de Boulogne qui se traduit par un signe de Trendelenburg.
Mf : Moyen fessier
P : Poids
l : Longueur bras de levier
R : Force en contrebalance
Figure 6 : La Balance de Pauwels
Anatomie et biomécanique du genou
Anatomie du genou
L’articulation du genou unit le fémur, le tibia et la patella. C’est une articulation synoviale. Les surfaces articulaires sont au nombre de 5 :
• La surface articulaire de la patella. Elle est située à la face postérieure de la patella ;
• La surface articulaire antérieure du fémur. Elle située sur la face antérieure de l’épiphyse distale du fémur, elle s’articule avec la patella ;
• Les surfaces articulaires des condyles fémoraux qui s’articulent avec le tibia ;
• Les surfaces articulaires tibiales supérieures médiale et latérale, elles sont situées sur la face supérieure des condyles tibiaux ;
• Les ménisques articulaires : ils sont au nombre des deux, médial (en forme d’un C très ouvert) et latéral (en forme d’un C presque fermé). Ils assurent la congruence des surfaces articulaires des condyles fémoraux et tibiaux.
1. Condyle fémoral
2. Patella
3. Ménisques
4. Plateaux tibiaux
Biomécanique du genou
Maquet a montré qu’en position debout, en appui monopodal, il y avait une distribution égale de la pression sur les surfaces portantes articulaires et que le genou en charge supporte à peu près deux fois le poids du corps [42].
Les éléments musculaires permettent la stabilisation active du genou :
• Le quadriceps est un extenseur du genou. : C’est un muscle antigravitaire et sa contraction est nécessaire à la stabilisation du genou lors de l’appui monopodal dès que le genou est fléchi. La force exercée par le quadriceps est transmise par le ligament patellaire.
• Les ischio-jambiers sont des muscles fléchisseurs du genou.
Une contraction systématique des muscles antagonistes s’effectue lors de l’activité des muscles agonistes. Ainsi une activité (modérée mais systématique) des ischio-jambiers est toujours observée lors du travail actif du quadriceps pendant l’extension du genou. Ces contractions semblent nécessaires pour maintenir une répartition homogène des pressions sur les cartilages fémoro-tibiaux.
ANATOMIE ET BIOMECANIQUE AVEC UNE PROTHESE
Anatomie de la prothèse totale de la hanche (figure 8)
Le principe moderne de l’arthroplastie totale de la hanche a été mis en place en 1962 par Sir John Charnley. Il comportait alors une tige cimentée et une tête fémorale de diamètre 22,2 mm (Low friction arthroplasty) ; un couple de frottement tête-cotyle en métal-polyéthylène ; avec un cotyle également cimenté. A l’heure actuelle, les combinaisons ont évolué et sont nombreuses. Les choix du chirurgien au moment où il décide de l’implantation sont fonction:
• Du dessin prothétique :
Diamètre de la tête fémorale ;
Modularité ;
Tige à dessin anatomique ou droite ;
Longueur du col ;
• Des matériaux utilisés (Couple de frottement) (figure 9) ;
• Du mode de fixation à l’os ;
Fixation cimentée (cotyle et tige) ;
Fixation non cimentée (cotyle vissée et effet press-fit, avec Hydroxyapatite).
Anatomie de la prothèse totale du genou
Une prothèse du genou est un implant articulaire interne qui remplace les surfaces articulaires tibiale, fémorale et patellaire du genou.
Une prothèse du genou est constituée de deux pièces métalliques. L’une qui couvre toute la surface articulaire du tibia proximal et l’autre qui couvre la surface articulaire du fémur distal. Elles sont appliquées par le chirurgien sur l’extrémité osseuse du tibia et du fémur. Une pièce en plastique dur (polyéthylène) est intercalée entre les deux pièces. Il existe aussi une pièce en polyéthylène pour le remplacement du cartilage rotulien.
Les prothèses totales de genou se divisent en deux grands types :
• Les prothèses à glissement qui ne remplacent que les surfaces articulaires et conservent au moins la fonction des ligaments latéraux sans que les pièces tibiales et fémorales ne soient unies ;
• Les prothèses à charnières qui unissent le composant fémoral et tibial par une charnière.
Biomécanique du fémur avec une prothèse [19]
Le fémur est un os résistant aux traumatismes en raison de son épaisseur, de sa conformation anatomique avec ses courbures qui lui confèrent une élasticité et une résistance remarquables, ainsi que sa couverture musculaire.
L’insertion d’un composant fémoral diminue la résistance normale du fémur. Sur un os normal, il existe des contraintes maximales au niveau de la partie proximale du fémur qui décroissent progressivement en descendant vers la zone médiane du fût fémoral.-
Après insertion d’une PTH, les contraintes se modifient, et deviennent maximales en bout de queue. La PTH est soumise à un mouvement de bascule entraînant une très forte augmentation des contraintes sur le mur interne du moignon de col.
L’insertion d’une PTG affaiblit la résistance aux stress en flexion et en torsion du fémur.
FRACTURE FEMORALE PERIPROTHETIQUE DE HANCHE ET DE GENOU
Épidémiologie
Dans le monde, le nombre de fractures péri-prothétiques a augmenté proportionnellement à l’augmentation de la population vieillissante et au nombre croissant de prothèses réalisées. Leur incidence globale aurait varié entre 0,1% et 6% de toutes les arthroplasties totales de la hanche [10]. La prévalence de ces fractures a augmentée régulièrement avec le temps alors que l’incidence est légèrement décroissante, probablement en rapport avec l’amélioration des implants et des techniques chirurgicales. La morbi-mortalité est importante car elle survient le plus souvent dans un contexte gériatrique [06 ; 10 ; 28].
Facteurs de risque
Ils peuvent être subdivisés en deux catégories : ceux liés au patient et ceux liés à la prothèse et à sa technique d’implantation.
Les facteurs de risque liés au patient
Ils sont l’âge, le sexe féminin, la qualité osseuse (ostéoporose), la présence d’une arthropathie inflammatoire (arthrite rhumatoïde), d’un trouble du métabolisme osseux (maladie de Paget), la drépanocytose ou encore le nombre et l’étendue des interventions chirurgicales antérieures [40].
Les facteurs de risque liés à l’implant
Ils proviennent de la différence de rigidité entre l’os et l’implant. L’os natif est remodelé selon la loi de Wolff par rapport aux stress qu’il subit. Un os qui subit un stress élevé a plutôt tendance à se renforcer, tandis qu’un os qui subit peu de stress a plutôt tendance à s’affaiblir. En présence d’une prothèse, qui est bien plus rigide que l’os qui l’entoure, ce stress (agissant par exemple au niveau du fémur proximal lors de la marche) est surtout absorbé par la prothèse (la tige fémorale). Seulement une petite partie est transmise à l’os [29] et provoque une résorption osseuse. Elle peut être plus ou moins sévère en fonction du design et de la rigidité de l’implant (les implants les plus massifs étant aussi souvent les plus rigides).
La zone de transition entre un segment très rigide (os plus implant) et un segment moins rigide (os natif) est une zone à risque de fracture. Elle donne naissance à des stress risers [19]. Ils sont accrus si l’implant est mal positionné, par exemple, tige fémorale d’une PTH posée en varus, ou encore notching (encoche) [71] de la corticale fémorale antérieure lors de l’implantation du carter fémoral d’une PTG. Il peut s’agir d’un segment d’os natif court situé entre deux segments rigides (typiquement entre une tige de PTH et une tige de PTG).
L’usure qui se manifeste au fil du temps au niveau des surfaces de frottement de la prothèse provoque la formation de débris microscopiques de polyéthylène. Ces débris attirent des macrophages qui viennent les phagocyter et qui déclenchent une réaction inflammatoire au niveau articulaire, avec production d’enzymes attaquant l’interface entre l’os et l’implant, ce qui conduit finalement au descellement aseptique de l’implant et à une ostéolyse locale avec affaiblissement de l’os au niveau de cet interface [67] (Maladie du polyéthylène).
Anatomopathologie
Mécanismes
Il existe deux sortes de mécanisme des fractures : mécanisme directe et mécanisme indirecte.
Lors du mécanisme direct, l’agent traumatisant doué d’une certaine énergie cinétique vient frapper l’os qui cède au point d’impact.
Dans le mécanisme indirect, l’énergie traumatisante impose à l’os déterminé sa rupture à distance du point d’application des forces.
On distingue 4 variétés de contrainte qui déterminent les fractures : La compression axiale ; l’élongation ; la flexion ; la torsion.
Il faut également mentionner les fractures de fatigue survenant par des contraintes mineures, sous le seuil de la résistance osseuse mais cyclique et régulière dite aussi fracture de fantassin ; et les fractures pathologiques dites aussi spontanées en cas de maladies dystrophiques du squelette, tumeurs osseuses et ostéoporose osseuse.
Lésions et classifications
Classification de Vancouver des fractures fémorales sur PTH
La Classification de Vancouver est la plus utilisée et a fait preuve de sa pertinence et da reproductibilité [43 ; 61]. Celle-ci comprend trois types principaux selon la localisation de la fracture:
• Le type A quand le trait de fracture siège au niveau des trochanters (AL pour le petit, AG pour le grand ;
• Le type B quand la fracture est autour de la tige fémorale ou juste à son extrémité ;
Le groupe B comprend trois sous-groupes selon que :
B1 la tige est encore stable ;
B2 la tige est descellée ;
B3 il s’associe une perte osseuse.
Cette dernière différence est assez subjective car l’ostéolyse est progressive. La société française de Chirurgie Orthopédique (SOFCOT) a proposé une modification de cette classification en appliquant ces critères secondaires aux groupes A et C, car le descellement et l’ostéolyse peuvent préexister au traumatisme [08].
• Le type C quand la fracture siège à distance de la tige, au-delà de son, extrémité.
Classification de Rorabeck des fractures fémorales sur PTG
Les classifications des fractures périprothétiques autour du genou se sont révélées assez inhomogènes dans la littérature. Elles séparaient le fémur du tibia et ne tenaient pas compte de la patella. Concernant les fractures fémorales, la classification la plus utilisée, bien que limitée aux seules fractures supracondyliennes a longtemps été celle de Rorabeck [64]. Elle comprend trois types selon le déplacement de la fracture et l’état de la prothèse :
• Type I : Fracture non déplacée et PTG intacte ;
• Type II : Fracture déplacée et PTG intacte ;
• Type III : Prothèse descellée ou instable qu’elle soit déplacé ou non.
Table des matières
INTRODUCTION
GENERALITES
I. ANATOMIE BIOMECANIQUE
I.1. Anatomie du fémur
I.2. Anatomie et biomécanique de la hanche
I.3. Anatomie et biomécanique du genou
II. ANATOMIE ET BIOMECANIQUE AVEC PROTHESE
II.1. Anatomie de la prothèse totale de la hanche
II.2. Anatomie de la prothèse totale du genou
II.3. Biomécanique du fémur avec prothèse
III. FRACTURES FEMORALES PERIPROTHETIQUES DE HANCHE ET DE GENOU
III.1. Épidémiologie
III.2. Facteurs de risque
III.3. Anatomopathologie
III.4. Traitement
NOTRE ETUDE
I. PATIENTS ET METHODES
I.1.Patients
I.2. Méthodes
II. RESULTATS
II.1. Facteurs de risque
II.2. Formes anatomopathologiques
II.3 Aspects thérapeutiques
II.4. Données post opératoires
II.5. Évaluation
II.6. Complications
III DISCUSSION
III.1. Aspects épidémiologiques
III.2. Facteurs de risque
III.3. Aspects anatomopathologiques…
III.4. Aspects thérapeutiques
III.5. Données post-opératoires
III.6. Résultats fonctionnels
III.7. Complications
CONCLUSION
REFERENCES
ANNEXES
