LES TRAUMATISMES VERTEBRO- LES TRAUMATISMES VERTEBRO-MEDULLAIRES

La vascularisation

 La vascularisation artérielle La vascularisation de la moelle est assurée par les artères spinales antérieures (figure 3) qui formeront le tronc spinal médian antérieur et les artères spinales postérieures pour s’anastomoser aux artères spinales latérales. Ces dernières empruntent les trous de conjugaison pour remonter le long des racines rachidiennes jusqu’à la moelle. Ces artères spinales entrent par de nombreuses artérioles au sein de la moelle par les sillons antérieurs, postérieurs et latéraux. Cette vascularisation est segmentaire, et n’assure qu’un faible territoire de recouvrement entre les segments ; ceci rend la vascularisation de la moelle très fragile ou précaire par endroits. . Dans la région cervicale, la vascularisation est assurée par une artère spinale antérieure, des branches des artères cervicales ascendantes, et enfin de quelques banches directement issues des artères vertébrales. Pour la région dorsale, les artères grêles sont formées par des branches artérielles issues des artères radiculaires, branches des artères intercostales qui naissent directement de l’aorte. Le calibre de l’artère spinale antérieure est considérablement réduit dans la région thoracique. De plus, les artères radiculo-spinales sont plus rares au niveau thoracique ce qui rend la moelle épinière thoracique beaucoup plus fragile aux traumatismes. Au niveau de la région du cône médullaire terminal, l’artère spinale antérieure l’artère du renflement lombaire de Lazorthes ou artère d’Adamkiewicz (D8-L2) est une artère plus importante en diamètre qui naît d’un ou plusieurs rameaux radiculaires situés entre D8 et D12 ; elle a une forme particulière en épingle à cheveu très reconnaissable sur une angiographie médullaire. La vascularisation veineuse Le système veineux vertébral est constitué par un réseau périmédullaire dont les branches émissaires empruntent les racines puis se jettent dans les plexus veineux intra-rachidiens (Figure 4). Ces plexus forment de longues mailles veineuses dans les angles latéraux du canal vertébral devant et derrière les racines sur toute la hauteur du canal. Ils s’anastomosent richement à la face postérieure des corps vertébraux et lâchement devant les lames, laissant libres les espaces interlamaires et surtout les trois quarts médians des disques. Ces plexus reçoivent quelques veines postérieures des gouttières vertébrales et se déversent horizontalement vers les veines plexiformes des trous de conjugaison et les veines diploïques des corps vertébraux, et verticalement dans le sens de la circulation se fait vers la crosse de la veine azygos, véritable hile veineux du rachis. Ce système veineux vertébral correspond à un «système veineux anastomotique vertébro-pariétal. Il draine le sang de retour du contenu rachidien mais aussi celui de retour des parois du tronc et surtout, il constitue une voie de dérivation intercave qui collecte 8 à 10% du sang du contenu crânien, des membres et des viscères pelviens, abdominaux et thoraciques expliquant certaines relations pathologiques (embolies cancéreuses et septiques). 13 Figure 3: Vascularisation artérielle de la moelle 14 Figure 4: Vascularisation veineuse vertébrale et spinale 

PHYSIOLOGIE 

La colonne vertébrale doit concilier cinq fonctions principales. Elle joue un rôle de support statique du corps, sous la contrainte de la pesanteur et des sollicitations extérieures. Elle joue un rôle dynamique afin de satisfaire mobilité et orientation du corps dans l’espace. Elle assure la protection des éléments neuroméningés qu’elle abrite. Son rôle est également important dans l’hématopoïèse, et constitue une réserve minérale phosphocalcique. 

La statique vertébrale 

De C0 à C2, la stabilité est assurée par les structures ligamentaires de la jonction occipito-cervicale et dont les lésions sont génératrices de l’instabilité du rachis cervical supérieur. Par contre, de C3 à C7 et au niveau thoraco-lombaire, les éléments de stabilité sont organisés en colonnes. La protection du névraxe au cours d’une mobilisation ne peut être assurée que si le rachis est stable sur le plan osseux et disco-ligamentaire. 

La théorie des trois colonnes 

Les éléments de la stabilité osseuse sont le segment vertébral moyen de Roy-Camille, à savoir les structures péricanalaire: mur postérieur, pédicules et massifs articulaires (Roy Camille 1977). Pour Louis (figure 5), l’empilement dans l’espace des corps vertébraux et des massifs articulaires, avec leurs moyens d’union, forme un système de trois colonnes, une antérieure à visée statique et deux postérieures à visée dynamique, reliées entre elles par des ponts (pédicules et lames) ; les processus épineux et transversaires faisant office d’insertion aux haubans musculaires et ligamentaires. Denis (figure 6) a développé le concept de colonne moyenne visible, entre les corps vertébraux en avant et les massifs articulaires en arrière, sur une radiographie de profil. Toute lésion qui affecte cette colonne située entre le tiers postérieur du corps vertébral et les pédicules présente un risque de complication neurologique. La colonne vertébrale dans son ensemble est composée de trois colonnes : • la colonne antérieure comprend le ligament longitudinal antérieur et les deux tiers antérieurs des disques intervertébraux et des corps vertébraux ; • la colonne moyenne comprend le ligament longitudinal postérieur et le tiers postérieur des disques intervertébraux et des corps vertébraux ; • la colonne postérieure regroupe l’arc postérieur, les articulations zygapophysaires, les ligaments jaunes, les ligaments interépineux et les ligaments supra-épineux. Les forces appliquées sur le trépied vertébral sont uniquement les forces de compressions appliquées sur les colonnes antérieures et postérolatérales. La majeure partie de la charge repose sur la colonne antérieure. Le 16 rôle des trois colonnes mécaniquement porteuses trouve directement son application dans la chirurgie des traumatismes rachidiens ou la conservation voire la reconstruction solide des trois piliers doit être la règle sous peine de compromettre gravement la statique rachidienne. 

La transmission des forces au niveau du disque 

Le nucleus riche en eau est incompressible et peu déformable. Il a dans les conditions physiologiques de charges, la fonction essentielle de repartir les contraintes (rôle de répartition radiaire des forces aux lamelles concentrique de l’annulus fibrosus) plus que de supporter la charge. L’annulus fibrosus assure la fonction de supporter directement la charge, dont les lamelles vont être mise sou tension successivement du centre vers la périphérie. Les lamelles les plus internes vont se déformée considérablement, alors que celle disposées en périphérie de plus forte résistance se déforment peu. Pour des conditions de charge élevées, l’annulus fibrosus est capable de résister, alors que le nucléus tel un boulet de canon migre vers le corps vertébral à travers la fissure du plateau. Les propriétés de résistances du disque sont essentiellement celle de l’annulus. 

Les propriétés physiques des piliers osseux 

Le corps vertébral est constitué d’une corticale d’os compact, formant une coque contenant l’os spongieux, et représentant la masse principal du corps vertébral. L’os spongieux possède une architecture faite:  De travées obliques tendues d’une part entre les zygapophyses supérieures et inférieures et d’autres part les plateaux vertébraux inférieur et supérieur,  d’un système arciforme entre les deux processus transverses passant par les lames,  Et de travées verticales dans les colonnes porteuses des zygapohyses. Le système de travées obliques traversant les deux pédicules est le témoin de la synergie fonctionnelle entre les trois piliers de la colonne vertébrale. Il existe un épaississement de la corticale à la partie juxtadiscale du corps vertébral. Au niveau de l’arc on observe une grande importance des corticales médiales formant un arc de cercle bordant dorsalement le canal médullaire (moyen de protection du contenu). La corticale est épaisse et homogène au niveau des processus transverse et épineux. Cette structure vertébrale présente donc une zone antérieure fragile située entre deux faisceaux de travées oblique et une zone postérieure solide à forte densité d’os compact, expliquant en partie la fréquence et la prédominance des tassements sur la partie antérieure du corps vertébral lors des traumatismes. Des études biomécaniques de ces éléments montrent que l’os spongieux se comporte comme une structure déformable pour des contraintes physiologique en compression verticale et rigide pour des forces croissantes. 17 Figure 5: les trois colonnes de Louis. a : vue axiale d’une vertèbre cervicale. En jaune les colonnes en bleu les ponts, en rouge les haubans. b : vue globale Figure 6 : les trois colonnes de Denis. La colonne antérieure , la colonne moyenne la colonne postérieure . 

 La dynamique vertébrale 

La mobilité segmentaire

 Les zygapohyses ont un rôle de guide et de limitation des mouvements permettant de retenir trois types principaux de mouvements intervertébraux: la flexion-extension, l’inclinaison latérale, et la rotation. La flexion extension est assimilable à un mouvement de translation antérieure. Le mouvement d’inclinaison latérale est assimilable à une rotation autour d’un axe antéro-postérieur. L’obliquité des facettes articulaires dans le plan frontal, permet un mouvement de glissement en bas et en arrière de la facette articulaire sus jacente du côté de l’inclinaison, et en haut et en avant pour la zygapophyse supérieure du côté opposé à l’inclinaison. Au niveau lombaire les facettes articulaires sont orientées dans le plan sagittal, et l’inclinaison latérale se fait par bascule entre les rails verticaux des facettes supérieures. Les facettes articulaires s’inscrivent sur une courbe parabolique ouverte en arrière, avec un centre de l’axe rotation postérieure sur les processus épineux, ce qui entraine une réduction de l’amplitude du mouvement de rotation par le disque en avant. La morphologie des zygapophyses constitue un système anti-rotation. Les lésions traumatiques disco-ligamentaires en cisaillement sont plus fréquents au niveau cervical que lombaire non seulement par la plus grande mobilité de ce segment mais également de par cette limitation de la rotation au niveau lombaire.

 La stabilité horizontale Les butées articulaires

 Les zygapohyses constituent des butées lors de la flexion grâce à leur obliquité dans le plan frontal, elles limites le glissement horizontal (antélisthésis) lors de la flexion. En pathologie traumatique, la fracture de la pointe articulaire supérieure augmente l’instabilité horizontale des lésions disco-ligamentaires cervicales. En extension la pointe de l’articulaire inférieure va venir buter sur l’isthme vertébral. Les autres facteurs morphologiques vertébraux limitant l’amplitude segmentaire est influencé par : • La forme du corps vertébral : Au niveau cervical et lombaire, le corps quadrangulaire avec un grand diamètre transversal facilite la flexion extension et limite l’inclinaison latérale (lombaire). • La forme des plateaux vertébraux : principalement au niveau cervical ou l’existence des uncus donne un aspect concave au plateau supérieur dans le plan frontal. Le plateau inférieur possède également une concavité dans le plan sagittal. Ces conformations articulaires favorisent les mouvements de flexion-extension et d’inclinaison latérale. • La hauteur du disque relative à celle du corps vertébral est déterminante. 19 Au niveau cervical et lombaire, le rapport est de 1/3, au niveau thoracique il est de 1/6è. Plus le rapport est élevé plus l’amplitude des mouvements segmentaires sera importante. • La longueur et l’obliquité des processus épineux interviennent, notamment au niveau de la colonne thoracique où les mouvements d’extension sont limités par un phénomène de butée. • Enfin l’environnement vertébral influence la mobilité segmentaire, notamment à l’étage thoracique, les articulations costo-vertébrales limitent l’inclinaison latérale et la rotation axiale. La rigidité de la colonne thoracique créée par la présence du gril costal limite également les mouvements de flexion extension. L’appareil capsulo-ligamentaire Il assure avec les éléments articulaires la stabilité horizontale du segment mobile en jouant un rôle de frein passif, grâce à leur disposition longitudinale et leur travail s’effectue principalement en tension. Chaque structure ligamentaire a une capacité élevée de déformation pour les mouvements physiologiques permettant une mobilité aisée mais par contre une résistance accrue à la déformation lorsque les amplitudes physiologiques tendent à être dépassées, protégeant ainsi le contenu canalaire. Les ligaments les plus résistants sont le ligament longitudinal dorsal et le ligament jaune (également le ligament intertransversaire thoracique), qui contribue à la formation du canal vertébral. On peut distinguer un ensemble fonctionnel antérieur, longitudinal et continu qui parait consolider la colonne antérieure en formant une gaine ligamentaire. Le ligament longitudinal ventral a une action de contrôle des mouvements d’extension, partagée avec la partie ventrale de l’annulus fibrosus du disque. Le ligament longitudinales dorsales forme une bande médiane épaisse, donne des expansions latérales sur le disque et protège la moelle de protrusions discales éventuelles. Il existe un deuxième ensemble fonctionnel, tendu d’une vertèbre à l’autre qui assure la cohésion du segment mobile. Les ligaments intertransversaires notamment au niveau thoracique, sont mis en tension lors des mouvements d’inclinaison latérale. Le ligament jaune, aux fibres longitudinales interlamellaires postérieures, est le seul ligament qui se rapproche des caractéristiques d’un corps élastique lors du relâchement. Il est très résistant et son rôle de frein lors des mouvements de flexion est couplé au phénomène des butées des zygapophyses. Sa richesse en élastine lui confère un moment de rappel en fin de flexion, permettant une économie musculaire. Le ligament jaune est en état de tension permanente en position neutre et se relâche lors de l’extension. Les ligaments inter et sus-épineux sont les plus postérieurs et joue un rôle dans les mouvements de flexion. A ce système ligamentaire, on peut associer le rôle de freins passifs des parties ventrales et dorsales de l’annulus 20 fibrosus du disque lors des mouvements de flexion-extension. Lors des mouvements de rotation, l’ensemble des moyens d’union intervertébrale participent au rôle de freins. Notamment, les fibres collagènes, de l’annulus fibrosus limitent cette rotation. Par ce rôle de freins passif, l’appareil ligamentaire contribue à la stabilité horizontale, également il offre une résistance à la mise en charge du disque, et le protège des contraintes excessives montre que lors de l’ablation des éléments postérieurs, une flexion de 15° entraine une rupture discale.