Centre Européen de la Colonne Vertébrale

Clinique du Parc - Lyon (France)    Module 1

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Thème du module 1 : La colonne torse

La DETORSION est le principe fondamental de l'ARTbrace

La scoliose est une déviation tridimensionnelle du rachis ou colonne torse.

La base mathématique est la colonne torse c'est à dire une hélicoïde cerclée à cercle générateur horizontal selon le mathématicien Robert Ferréol.

Nous allons décrire successivement le plan de fonction du rachis et les 3 plans anatomiques de référence

Le plan de fonction initial des vertébrés est le plan frontal.  Le passage du milieu aquatique au milieu terrestre et la bipédie modifient le plan de fonction qui devient sagittal.

Les 3 plans de référence anatomique sont: le plan frontal, le plan sagittal et le plan horizontal (ou plan transversaire). Bien que le mouvement s’effectue dans l’espace, par convention, la mobilité du rachis est décrite dans ces 3 plans anatomiques de référence.


Le mouvement dans le plan frontal est la somme de tous les mouvements intervertébraux au niveau lombaire, thoracique et cervical

Le mouvement dans le plan sagittal est la somme de tous les mouvements intervertébraux au niveau lombaire, thoracique et cervical

 

 

Le mouvement dans le plan horizontal est la somme de tous les mouvements intervertébraux au niveau lombaire, thoracique et cervical

Nous allons décrire successivement le plan de fonction du rachis et les 3 plans anatomiques de référence

Il n’y a que deux mouvements possibles le long d’un axe : la TRANSLATION et la ROTATION. Il y a donc deux degrés de liberté le long d’un axe.

Translation et rotation par exemple le long de l’axe vertical

Le mouvement entre deux vertèbres s’effectue selon 3 axes : 2 horizontaux; transversal (joignant les apophyses transverses) et sagittal (dans l’axe de l’apophyse épineuse) et 1 vertical (dans l’axe de la moelle), Le mouvement intervertébral comporte donc 6 degrés de liberté à chacun des 17 niveaux thoraciques et lombaires.

Le mouvement dans le plan frontal est obtenu par rotation sur l’axe sagittal et translation le long de l’axe transversal

Si la colonne était droite, on aurait un seul plan frontal, compte tenu des déviations dans le plan frontal et dans le plan sagittal, tous les mouvements intervertébraux s’effectuent dans des plans différents

Dans le plan sagittal, en dehors du dos plat, le rachis n’est pas rectiligne. Nous avons des courbures physiologiques: une lordose lombaire et une cyphose thoracique. La rotation autour des axes sagittaux (bleu) s’effectue dans de multiples plans  Cette structure de plans superposés assure une excellente stabilité dans le plan de fonction sagittal. Le moulage régional vise à restituer les courbures du plan sagittal.

e mouvement de rotation autour de l’axe sagittal se situera dans l’un des 17 plans précédents.

Le mouvement de translation autour de l’axe transversaire se situera dans l’un des 17 plans précédents.

Le mouvement dans le plan sagittal est la combinaison d’une rotation autourde l’axe transversal et d’une translation le long de l’axe sagittal.

Si le dos n’est pas plat, nous aurons 17 plans de translation le long de l’axe sagittal  constituant une sorte de livre ouvert

LLe mouvement de translation le long de l’axe sagittal se situera dans l’un des 17 plans précédents.

LLe mouvement de rotation autour de l’axe transversaire se situera dans l’un des 17 plans précédents. L’ensemble constituant une structure souple et résistante à la fois

Le mouvement de rotation autour de l’axe transversaire se situera également dans 17 plans différents

Le mouvement le long de l’axe vertical est caractéristique de la colonne torse

La torsion est la résultante de la compression le long de l’axe vertical par la gravité et des différentes rotations autour de l’axe vertical

Le mouvement le long de l’axe vertical est fondamental en appareillage, car il détermine la rotation intervertébrale et la détorsion géométrique par translation le long de cet axe. En effet, la somme des rotations intervertébrales constitue la torsion.

La compression axiale facilite la déformation de la colonne vertébrale en provoquant un effet de flambage

La rotation le long de l’axe vertical s’effectue dans 17 plans horizontaux superposés. Si l’axe vertical était rectiligne, le superposition de ces plans évoquerait un mille feuille

En réalité dans la scoliose, l’axe vertical est une hélicoïde cerclée à cercle générateur horizontal.

Le cercle générateur étant horizontal, le plan de superposition des 3 moulages sera également horizontal.

Compte tenu de la multiplicité des plans, les corrections par système 3 points n’agissent que dans un nombre limité de plans. C’est pourquoi le nouveau corset lyonnais ARTbrace réalise une détorsion globale.

La détorsion globale est la somme de toutes les rotations segmentaires que l’on peut mesurer avec EOS

Nous passons de la géométrie plane à la géométrie des solides. La détorsion nécessite deux points fixes aux deux extrémités de la courbure et un mouvement de dévrillage intermédiaire.

L’elongation axiale a toujours été un éléments important du traitement orthopédique conservateur des scolioses. Le point fixe est quasiment toujours le bassin. Dans l’ancien corset lyonnais, l’élongation axiale est obtenue par des appuis sous axillaires réglables le long du mât postérieur. Dans le Boston et le Chêneau, c’est la partie inférieure du rachis qui favorise l’extension (effet noyau de cerise) Dans l’ARTbrace, c’est l’application précise au niveau sous axillaire et le réglage de la sangle à crémaillère au niveau thoraco-lombaire qui provoque une sorte d’extrusion (effet tube mayonnaise)

La prise sous axillaire est identique au porter d’un enfant. La haute rigidité du polycarbonate assure à elle seule cette prise sans nécessité d’utiliser la fermeture antérieur par scratch qui n’est là que pour stabiliser le corset.

Cette élongation s'effectue en maintenant la cyphose thoracique et la lordose physiologique

Le premier mécanisme de détorsion est la détorsion géométrique, c’est-à-dire une élongation par translation le long de l’axe vertical en sens inverse de la compression-flambage.


Le serrage sous la poitrine est indispensable. La fermeture à crémaillère permet un réglage très précis. Plus le corset est serré, plus l’enfant va grandir et la région sous axillaire sera dégagée.

Le second mécanisme est la détorsion mécanique qui s’effectue par l’ensemble de la surface externe du thorax. Le corset va corriger la déformation thoracique et l’asymétrie du pli de la taille, mais surtout déplacer les volumes. 
Les faces du solide obtenues dans les plans de coupe sont appelées bases du tronc, et la distance entre les deux plans de coupe est la hauteur du tronc.
Les faces latérales de ce solide ne sont pas nécessairement planes, mais sont des paraboloïdes hyperboliques.

Dans la scoliose, ce n’est pas seulement, l’axe vertébral qui est dévié et déformé, mais le bassin, le pli de la taille, la cage thoracique et la ceinture scapulaire. La chirurgie agit uniquement sur l’axe vertébral, le traitement conservateur agit sur l’ensemble du tronc.

Le serrage à la base de la cage thoracique a également un effet modelant en limitant l'aplatissement antéro-postérieur du thorax fréquent dans les scolioses dysplasiques.

Cet effet avait déjà été décrit par Jacques Chêneau

Manuel Rigo insiste également sur la dérotation qu'il obtient par des retouches très spécifiques du positif

Dans l'ARTbrace, la détorsion mécanique s’effectue par l’ensemble de la surface du tronc grâce à l’asymétrie de la surface externe.

Le design est également simplifié, il n’y a que deux types de corset correspondant à une courbure unique en C ou à une double courbure en S. Aux deux types de scoliose correspondra un moulage spécifique, C'est le moulage régional en 3 étapes qui va générer la forme définitive de l'orthèse, c'est à dire que c'est le corset qui s'adapte à l'enfant en fonction de ses possibilités correctrices et non l'enfant qui doit s'adapter aux classifications aussi sophistiquées soient-elles.

Imaginons une courbure unique thoraco-lombaire.

Le bassin est bloqué par la clef de 13

La tête du boulon est stabilisée au niveau de la ceinture scapulaire

La pince réglable de plombier au niveau de la charnière thoraco-lombaire effectue la détorsion.

 

Un autre concept est celui des mouvements couplés. Un mouvement dans le plan, frontal et dans le plan sagittal provoque automatiquement un mouvement de rotation dans le plan horizontal. La difficulté est que le sens de rotation dépend de la position du rachis dans le plan sagittal.

Le premier à en avoir établi les principes est Harrisson Fryette dans le cadre des manipulations vertébrales. Si le rachis est plat, l'inflexion latérale provoque une rotation identique à celle d'une scoliose structurale.

Ce principe rejoint certains travaux expérimentaux chez le rat.

De même lors des bending sréalisés avant la chirurgie, nous constatons souvent une aggravation de la scoliose.

Ici accentuation de la rotation au niveau thoracique

Par contre, si le bending correcteur s'effectue en cyphose thoracique, la rotation s'effectue en sens inverse de la scoliose, comme dans les scolioses paradoxales avec épineuses du côté de la convexité

Dans l'exemple du GTB (corset en détorsion lombaire), c'est à dire réalisé en lordose, la rotation est améliorée dans le plupart des cas.

La torsion peut être définie comme la moyenne de toutes les rotations segmentaires

Il est à noter que du fait de la haute rigidité du polycarbonate, le seul mouvement possible entre l'armature métallique et le plastique est un cisaillement et une détorsion.

EOS permet de mesurer toutes les rotations segmentaires et ainsi de calculer la torsion globale du rachis et donc l'efficacité du corset

Dans cet exemple nous voyons bien le déplacement des volumes et la restitution d’une cage thoracique physiologique

Dans ce cas, la courbure est plus courte avec même inversion lombaire.

Il existe également des contre exemples et parfois nous apprenons plus de nos échecs que de nos succès.

Dans cet exemple, le premier corset en rouge a été réalisé pendant une période de vacances par un applicateur non suffisamment formé. Le déplacement des volumes était quasiment nul. Il a été refait par l'applicateur titulaire de l'ARTbrace  (en vert). La différence est évidente.

De même dans le plan sagittal et même si la lordose reste insuffisante, l'index de Grivas est nettement amélioré, traduisant un meilleur modelage de la gibbosité.

En conclusion, le passage de la géométrie plane à la géométrie volumique constitue une voie nouvelle dans le traitement des scolioses.


QCM d'évaluation

1 - La colonne torse est :

    A - Une spirale

    B - Une hélicoïde à cercle générateur horizontal

    C - Une hélicoïde à cercle générateur vertical

    D - Une hélicoïde à cercle générateur perpendiculaire à l'hélice centrale

 

2 - Dans l'ARTbrace, le Bassin est :

    A - stabilisé unilatéralement comme dans le corset de Chêneau

    B - bloqué sur toute sa superficie y compris en avant  comme dans l'ancien corset lyonnais

    C - stabilisé en arrière et latéralement comme dans une clef (l'abdomen est libre)

    D - stabilisé bilatéralement au niveau des 2 trochanters

 

Suite : Module 2 : Le plan sagittal fixe


Auteur : Dr Jean Claude de Mauroy (Médecine Orthopédique)

Cette page a été mise à jour pour la dernière fois le : 14 juin 2015

Conflit d’intérêts : Le Dr Jean Claude de Mauroy est co-inventeur de l'ARTbrace


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  Le site a été mis à jour pour la dernière fois le : 6 juillet 2017
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