Etude sur un modèle musculaire personnalisé

Dans les deux parties précédentes, les caractéristiques musculaires des patients avec une scoliose lombaire et les relations avec l’alignement du rachis ont été explorées. Afin d’essayer de mieux comprendre les contraintes exercées sur le rachis, dans cette dernière étude, nous avons utilisé un modèle musculosquelettique personnalisé en combinant les données de la stéréoradiographie et de l’IRM musculaire. Ce travail a été réalisé en étroite collaboration avec l’équipe d’ingénieurs de l’Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak, tout particulièrement : M. Van den Abbeele, P. Sudres, C. Amabile et B. Moal. Dans la chirurgie de correction des scolioses de l’adulte, les complications mécaniques sont fréquentes (jusque 40% dans certaines séries) (15,59,182). La scoliose dégénérative est un processus multifactoriel lié à plusieurs phénomènes dégénératifs sur le disque, les muscles et les tissus mous, mais aussi le système nerveux. Lors d’un défaut de l’alignement rachidien, des mécanismes de compensation sont mis en jeu et le système musculaire est activé afin de maintenir une posture équilibrée avec un regard horizontal. Mais ceci est responsable d’une importante consommation d’énergie avec un système musculaire potentiellement altéré par les phénomènes dégénératifs. Par ailleurs, la chirurgie de correction des scolioses de l’adulte est associée à de fréquentes complications mécaniques (59,61,62). Afin d’analyser les forces exercées, plusieurs types de modèles musculaires ont été développés : modèles d’optimisation qui permettent de simplifier la formule, modèles EMG mais qui ne permettent pas une analyse des muscles profonds ou des modèles associant les deux. Néanmoins, il existe une grande variabilité interindividuelle en termes de morphologie, de caractéristiques de la déformation et de mise en jeu des mécanismes de compensation (154,177,183–186). Devant cette variabilité interindividuelle et pour mieux comprendre les forces et moments exercés, il semblait donc nécessaire d’avoir un modèle musculaire personnalisé, tel celui développé par Pomero, Vital et Skalli, qui a ensuite été réactualisé par Amabile (183).

Matériel et méthodes

Patients Dans cette étude prospective, menée entre 2016 et 2018, dans 3 centres, deux groupes de sujets ont été constitués à partir de cohortes d’études en cours. Un groupe de sujets asymptomatiques sans déformation de plus de plus de 60 ans issus du travail de master de C. Maillot (2017) et un groupe de patients de plus de 50 ans avec une déformation du rachis (angle de Cobb de plus de 20°, et/ou SVA de plus de 4 cm, et/ou version pelvienne de plus de 20°) issus de ce travail de thèse et de la thèse de B. Moal (2014) (132). Les critères d’exclusion comprenaient les patients avec un antécédent de chirurgie de la colonne vertébrale et les autres causes de scolioses (c.-à-d. neurologique, congénitale, traumatique, néoplasique). Analyse radiographique Tous les patients avaient des radiographies biplanaires du rachis entier, debout, avec le système EOS (EOS imaging, Paris, France). Les radiographies étaient réalisées selon le protocole standardisé décrit précédemment (figure 55). Dans le plan coronal, l’angle de Cobb de la courbure lombaire principale a été mesuré. L’alignement coronal global était mesuré avec la gîte coronale de T1 (GCT1). Dans le plan axial, la rotation axiale intervertébrale (RAI) était définie comme la rotation de la vertèbre supérieure par rapport à la vertèbre sous-jacente. Dans le plan sagittal, les paramètres rachidiens mesurés étaient la lordose L1S1, la cyphose T1T12, et les paramètres pelviens avec l’incidence pelvienne (IP), la version pelvienne (VP), et la pente sacrée (PS). L’alignement sagittal global était mesuré avec la gîte sagittale de T1 (GST1) (78).

Analyse IRM Tous les patients avaient une IRM de la vertèbre C7 jusqu’aux condyles fémoraux, selon le protocole DIXON 2 points et en utilisant la méthode DPSO présentés dans les études précédentes. Les muscles suivants ont été étudiés chez les patients : trapèze, rhomboïde, grand dorsal, les érecteurs du rachis (spinalis, longissimus et iliocostalis), droits abdominaux, psoas- iliaques, carrés des lombes, obliques (externes, internes et transverses), long et court biceps fémoral, semi-tendineux, semi-membraneux, quadriceps (vaste latéral, vaste médial, droit antérieur), sartorius, gracilis, tenseur du fascia lata, adducteurs et pectoraux (petit et grand). Afin d’être comparable aux deux populations asymptomatiques, le volume musculaire des patients a été calculé à partir de la vertèbre T12 et le volume relatif de chaque muscle par rapport au volume musculaire total a aussi été calculé. Ensuite, les enveloppes corporelles ont également été reconstruites à partir des images EOS et IRM (160). Puis, la fusion entre les images EOS debout et IRM en position couchée a été faite à partir de l’acquisition points de référence visibles sur les 2 images (figure 56) (179).