Nous abordons ce jour l'anatomie fonctionnelle de l'épaule et pour cela nous débutons par l'anatomie comparée, puis le concept de shoulder crane ou épaule grue en français. On enchaînera ensuite avec l'anatomie fonctionnelle de la coiffe des rotateurs, puis le concept de gantry ou le concept dit du portique, puis de la pseudo-articulation sous-acromiale. Enfin pour finir, on abordera le concept de labral housing et de l'inervation articulaire de l'épaule. Avant toute chose, il faut savoir que le développement des muscles de l'épaule au cours de l'évolution chez les mammifères provient de trois sources. Les muscles brachiumériques, comme par exemple le muscle du trapèze, les muscles axiaux, comme par exemple le rhomboïde ou le cératuste, et puis les muscles ventraux, comme par exemple le muscle pectoral.
Mais au cours de l'évolution de l'épaule, c'est avant tout l'évolution de la scapula et de l'humérus qui vont être au premier plan. Car comme vous allez le voir, l'évolution de la forme va suivre l'évolution de la fonction. C'est ainsi que la scapula va changer de forme au cours de l'évolution parce que les exigences fonctionnelles vont changer.
Le passage de la posture pronograde à la posture orthograde va induire de nouvelles exigences fonctionnelles pour le membre supérieur et notamment la capacité de préhension. Et donc ceci va s'accompagner de nombreuses évolutions comme par exemple la modification de l'index scapulaire avec une omoplate qui s'allonge plus qu'elle ne s'élargit. La modification également de l'orientation de la glène et la réorganisation des muscles autour de la scapula.
Mais on va aussi observer une augmentation progressive de la taille de l'épine de la scapula et de son acromion, qui vont refléter en fait l'importance croissante du muscle deltoïde. Alors comme vous pouvez le voir ici, ceci s'accompagne d'un déplacement interne de la gouttière du bicep au cours du développement. Et ceci est dû à la modification de la torsion de la diaphyse numérale, qui est nécessaire à la fonction de préhension.
Cette torsion est caractérisée par une rotation interne de la diaphyse et une rotation externe de la surface articulaire de la tête humérale. Elle en résulte ainsi une rotation interne de cette gouttière bicipitale. Et puis à ce mouvement de torsion s'ajoutera une migration distale de l'insertion du deltoïde, ce qui souligne le rôle important joué par le deltoïde chez les primates supérieurs.
Parce qu'en effet, le muscle deltoïde, c'est le muscle qui s'est le plus élargi au cours de l'évolution, augmentant ainsi la force de traction sur l'acromion. Et d'ailleurs, le ligament coraco-acromial a dû lui aussi évoluer pour pouvoir transférer la tension de l'acromion au processus coracoïde. Et finalement, l'anatomie de l'épaule, elle s'est adaptée à son changement de fonction exigé au cours de l'évolution.
Pour aboutir à une anatomie fonctionnelle complexe, nous allons comprendre à travers plusieurs concepts mécaniques, à commencer par celui du shoulder crane, qui signifie épaule grue en français, car l'image de la grue est parfaitement adaptée pour expliquer les mécanismes permettant l'élévation du bras au-dessus de la tête. Pour construire une grue stable, on a d'abord besoin d'une base pelvienne solide, stabilisée par des membres inférieurs de part et d'autre. Sur cette embase se dresse une grue stable, qui est en fait le squelette axial allant du pelvis jusqu'au crâne. On y installe ensuite la cage thoracique, qui est en réalité une...
plateforme surélevée à mi-hauteur de la tour et qui est fortement harnachée au rachis et ainsi permet de sécuriser la stabilité du membre supérieur situé au-dessus de cette plateforme. Puis on accroche la flèche au reste de la grue. Il s'agit de la clavicule qui s'articulera à cette grue via l'articulation sternoclaviculaire et qui va donc s'élever vers la partie postérieure de la tour grâce à l'action du muscle trapèze qui assurera un contrôle dynamique de la flèche et qui surtout va déclencher une cascade de suspensions, dans laquelle la scapula va jouer le rôle de poulie.
Parce que cette dernière est stratégiquement située entre deux complexes ligamentaires importants qui vont permettre d'adapter le pivotement de la scapula par rapport au scapular tracking et au positionnement de la tête humérale. Et en effet, les ligaments coraco-claviculaires s'insèrent à la base du processus coracoïde et suspendent la scapula à la clavicule. Et ces ligaments font donc...
partie du complexe suspenseur supérieur de l'épaule. Et la rupture de cet anneau suspenseur induira d'ailleurs une instabilité de l'articulation acromioclaviculaire. Il est d'ailleurs très intéressant de noter que le ligament conoïde est le ligament suspenseur de la scapula, car il s'attache à un tubercule proéminent situé à l'angle poster de la clavicule, si bien que lorsque la clavicule va faire une rotation, le ligament s'enroulera autour de la clavicule comme le tendon du biceps autour du radius proximal. Contre pour ce qui est du ligament trapézoïde, il s'agit du ligament assurant la latéralisation de la scapula. Sa fonction principale va être d'empêcher le déplacement médial de la scapula par rapport à la clavicule.
La scapula tourne ainsi autour de ces deux ligaments et la capsule articulaire acromioclaviculaire va limiter la translation antérieure et postérieure de la scapula. La scapula est donc une véritable poulie stratégiquement suspendue au milieu d'une cascade suspensive entre la clavicule et l'humérus qui pivote sur les ligaments coraco-claviculaires sous la flèche claviculaire latérale afin d'optimiser la fonction de l'épaule en changeant l'alignement. de la coiffe des rotateurs.
Pour être un peu plus complet sur les mouvements de la scapula, on est obligé d'aborder le rôle des muscles périscapulaires qui s'insèrent sur la scapula et qui participent à ce qu'on appelle le scapular tracking. Alors c'est un anglicisme mais c'est un anglicisme que tout le monde utilise. En français on pourrait dire la voie scapulaire.
En vérité, il s'agit de la zone de la cage thoracique sur laquelle la scapula va se déplacer. Et ces déplacements autour de l'équivalent de notre tour vertébrale sont rendus possibles par les multiples muscles périscapulaires qui sont puissants et qui s'étendent de cette tour vertébrale à la plateforme thoracique et qui vont permettre la rotation et la translation scapulaire le long de la cage thoracique. Et finalement, dans ce système suspensif, les muscles de la coiffe des rotateurs peuvent contrôler les mouvements de la tête humérale via le glénoïde tracking.
Dans ce concept de la grue, du shoulder crane, la scapula apparaît davantage comme un os sésamoïde finalement positionné entre les muscles périscapulaires qui contrôlent la scapula et la coiffe de rotateur qui contrôle la tête humérale. Et ce sont ces deux grands groupes musculaires qui vont travailler ensemble pour positionner dans l'espace cet humérus suspendu. Ce que vous devez donc retenir de cette cascade suspensive, c'est qu'elle va permettre la suspension de la tête humérale et du bras à la clavicule grâce au ligament coraco-claviculaire, puis...
à la tête humérale. Et finalement, ce sont ces éléments qui vont successivement être mis à contribution, les uns dépendant des autres, et qui vont définir la cascade suspensive de l'épaule. Mais il y a un élément absolument capital dans cette cascade dont on n'a pas parlé jusqu'à présent, c'est le ligament coraco-huméral, qui relie la tête humérale à la coracoïde.
Et comme on le voit sur cette image, le ligament coraco-huméral, il va s'insérer à la base du processus coracoïde, puis il passe à travers l'intervalle de la coiffe des rotateurs, Il renforce au passage le câble de la coiffe, puis va s'insérer avec le supraépineux et le subscapulaire sur les tubercules mineures et majeures. Et l'uigamon coracoïméral va avoir une large insertion, souvent d'ailleurs double au niveau de la coracoïde, et distalement une double insertion sur le tubercule majeur et le tubercule mineur. Et ceci va lui permettre de suspendre la tétumérale comme un ballon pourrait être suspendu au bout d'une corde.
Il va également renforcer la poulie du biceps, mais aussi le câble de la coiffe. Ainsi d'ailleurs que les insertions du tendon subscapulaire et du tendon supraépineux. Finalement, les deux composantes du ligament coraco-huméral équivaut à un lien à 4 barres qui va limiter les mouvements extrêmes de la circonduction de l'épaule.
Et comme la coiffe des rotateurs s'attache latéralement au ligament, cette coiffe peut ainsi avoir un contrôle actif de la rotation de la tête dans n'importe quel plan. Tandis que le ligament coraco-huméral et les ligaments, bien sûr, gléno-huméraux maintiennent le positionnement de la tête humérale. Et maintenant, donc, il est temps d'aborder l'anatomie fonctionnelle de cette coiffe des rotateurs.
En préambule, il est bon de rappeler que la coiffe des rotateurs inclut quatre muscles individualisables, qui sont le supraépineux, l'infraépineux, le petit rond et le muscle subscapulaire. Ils ont chacun des configurations différentes. Le sous-scapulaire, par exemple, est un muscle multipéné avec quatre chefs musculaires et notamment un...
tendon supérieur qui va être épais. Le muscle supraépineux, quant à lui, est un muscle bipéné avec un tendon unique, directement adjacent au point de suspension du ligament coraco-huméral comme on l'a vu précédemment. L'infraépineux est un muscle multipéné avec un chef oblique qui va avoir un effet dépresseur sur la tête humérale et un chef transversal qui va avoir une action de rotation externe de l'humérus. Il faut savoir que le chef supérieur du subscapulaire et le chef oblique de l'infraépineux vont se trouver au-dessus de l'équateur de la tête humérale.
Ils vont donc avoir une action principalement d'abduction de l'épaule. Néanmoins, il faut savoir qu'ils vont assurer également la rotation du bras lorsque ce dernier sera positionné le long du corps et ils contribueront à l'abduction lorsque le bras sera relevé. Les tendons inférieurs, eux, sont majoritairement des rotateurs de l'épaule. Les muscles de la coiffe des rotateurs proviennent tous de larges insertions sur le corps scapulaire. et il fusionne en une coiffe tendineuse commune comprenant cinq couches et qui s'insère sur les tuberosités de l'humérus proximal.
Finalement, il faut conceptualiser cette insertion humérale comme un tendon commun créé par un réseau de tendons et de structures ligamentaires entrelacées. Cela comprend alors le ligament coraco-huméral, les ligaments glénomuméraux et puis le câble de la coiffe des rotateurs. Ce câble de la coiffe des rotateurs n'est pas un concept, il est visualisable sous arthroscopie comme vous le voyez ici.
Il est visualisable comme un pont suspendu ligamentaire de 1 cm de large et qui enjambe et renforce la surface profonde de l'insertion de tendons. toute la coiffe allant du sous-scapulaire jusqu'au petit rond. Cependant, pour que ce tendon commun fonctionne de manière optimale, il faut que son action soit synchronisée à celle des muscles périscapulaires. Et c'est ainsi que, lors du mouvement d'abduction du bras, l'angle d'activité électrique maximale va varier pour chaque muscle, comme par exemple pour le supraépineux à 88°, le trapèze moyen, à 95°, le deltoïde moyen à 105°, le grand dentelé antérieur à 125° et enfin le trapèze inférieur à 140°. Il faut néanmoins noter que les différents muscles de la coiffe vont avoir un effet différent en fonction de la position de l'humérus.
Par exemple, le subscap supérieur peut soit avoir un effet d'abduction soit être... un rotateur interne comme on l'a vu précédemment. Mais il faut également avoir comme notion que les muscles de la coiffe peuvent travailler ensemble pour augmenter la puissance du mouvement.
Par exemple, le muscle supraépineux qui est le principal abducteur de l'épaule peut être potentialisé par le muscle subscapulaire supérieur et l'infraépineux. Et puis l'autre notion à avoir à l'esprit, c'est que les muscles de la coiffe peuvent également travailler ensemble pour changer la direction d'un mouvement. Par exemple, le muscle supraépineux va induire une abduction, mais l'entrée en action de l'infraépineux va entraîner une abduction, mais également une rotation externe de l'épaule. Et puis, il faudra retenir que chaque élément de la coiffe du rodateur et des muscles périscapulaires doivent travailler de manière synchrone pour obtenir un mouvement optimal d'abduction de l'épaule.
C'est ainsi qu'on comprend que l'abduction va être initiée par le supraépineux, tandis que le deltoïde centrera la tête de l'humérus et les muscles trapèzes et périscapulaires stabiliseront la scapula. Puis à mi-distance, la poursuite de l'abduction va nécessiter le recrutement du deltoïde antérieur, du deltoïde postérieur, de l'infraépineux supérieur, ainsi que du subscapulaire. Puis au-dessus de 135°, le trapèze inférieur fera pivoter la scapula afin de permettre la poursuite de l'abduction. tandis que le deltoïde et le tendon supraépineux stabiliseront l'articulation gléno-humérale. La contraction conjointe de ces différents groupes musculaires va entraîner des transferts de charge.
Dans ce jeu de transfert de charge, il y a une structure particulièrement importante qu'on appelle l'arc conceptualisé par Peter Hals comme le portique de l'épaule. Il s'agit en fait d'un cadre équivalent à une structure de soutien. Ce gantry, ce portique, ne s'est développé que chez les animaux bipèdes, car elle constitue l'une des modifications évolutives les plus importantes qui ont permis l'abduction du bras.
Ce portique crée en fait une pseudo-articulation entre l'arc coracoacromial et la coiffe des rotateurs. Il comporte différentes parties, chacune ayant sa propre fonction. Les piliers du portique correspondent à l'apophyse coracoïde et l'épine de la scapula, qui vont fournir un support en porte-à-faux à l'arc coracoacromial.
La surface supérieure, quant à elle, fournit une insertion étendue pour le muscle trapèze qui va permettre d'élever l'ensemble du portique et il apporte ainsi une contribution importante à la force d'abduction. La surface inférieure de l'arc coracoacromial est constituée de l'acromion osseux et du ligament coracoacromial. Ainsi, pour ce qui est de la surface latérale, on y retrouve l'insertion du deltoïde que l'on sait être un puissant abducteur de l'épaule, et le deltoïde va pouvoir comprimer l'espace sous-acromial de sorte que la coiffe des rotateurs vienne en butée sur l'arcade et ainsi potentialiser la fonction de la coiffe des rotateurs.
Il y a donc une certaine flexibilité dans l'arc coraco-acromial de sorte qu'il puisse s'adapter aux forces exercées sur lui lorsque le deltoïde se contracte. Il faut savoir donc que le ligament coraco-acromial est stratégiquement positionné pour être un pivot souple, malléable, pour la coiffe et la tête humérale et surtout pour pouvoir transférer les tensions du deltoïde vers la coracoïde. Ainsi, au cours de l'évolution, le développement du ligament acromioclaviculaire a permis de stabiliser la projection latérale de l'acromion et ainsi permettre d'augmenter le bras de levier et la force du deltoïde.
Et c'est sous cet acromion que se projette latéralement ce que l'on peut appeler la pseudo-articulation sous-acromiale. Il s'agit en fait de l'espace sous-acromial situé entre la coiffe et l'acromion. dans laquelle la bourse sous-acromiale crée une interface de friction minimale entre la coiffe des rotateurs et cet arc coraco-acromial.
Il faut savoir que lors de l'abduction de l'épaule entre 0 et 90°, le tendon supra-épineux mobilise l'articulation gléno-hémérale et va traverser cet espace sous-acromial. La distance est minimale entre l'acromion et l'humérus lorsque le bras est en rotation externe à 90°. Mais l'équipe de Gachien a montré que la distance était minimale entre le tendon supraépineux et l'acromion lorsque le bras était placé à 90° d'abduction et 45° de rotation interne.
Alors qu'il faut savoir qu'entre 135° et 180°, l'abduction est principalement un mouvement scapulotoracique, comme on a pu le voir, avec une translation minime de la coiffe des rotateurs, mais cette coiffe va alors reposer contre la face inférieure de l'arc coracoacromial. Ainsi, avec le vieillissement, le ligament acromio... claviculaire devient plus rigide. Il va donc exercer une plus grande force de résistance contre la coiffe et ainsi la prédisposer à des conflits, à une dégénérescence, voire même à une déchirure.
Et c'est ainsi que dans les déchirures massives de la coiffe des rotateurs, on peut observer une ascension de la tête humérale qui va venir combler cette pseudo-articulation sous-acromiale pour créer l'équivalent d'une grande articulation huméro-acromioglénoïdienne. C'est ce qu'on appelle classiquement une omarthrose excentrée. Néanmoins, il faut savoir qu'il peut aussi y avoir des conflits sous-acromion sans dégénérescence du ligament coraco-acromial. Ceci peut notamment s'expliquer par des mouvements répétés favorisant ces conflits avec la coiffe et aussi par des variations anatomiques de l'acromion qui peuvent contribuer à la diminution de l'espace sous-acromial.
Ici, vous voyez la classification de Bigliani qui est très couramment utilisée en pratique clinique et qui va décrire les différents types d'acromion allant de l'acromion plat à l'acromion encroché. Si on pourrait utiliser des tests dynamiques qui vont reproduire ce conflit, qui sont très connus, comme par exemple le test de Hawkins, qui doit provoquer une douleur à la partie antéro-latérale de l'acromion, ou encore le test de Nier, qui provoquera une douleur équivalente à la partie antéro-latérale de l'acromion, et qui signeront un conflit sous-acromial. Et bien sûr, plusieurs prises en charge sont possibles pour ces conflits sous-acromiaux. Ces prises en charge dépendront du terrain sur lequel surviennent ces conflits, ainsi que la présentation clinique et les lésions associées. Il est classique de réaliser des acromioplasties afin de lever le conflit sous-acromial et de décomprimer l'espace sous-acromial.
A cette procédure s'associera une bursectomie de la bourse sous-acromiale. Et maintenant nous allons redescendre d'un étage pour discuter d'éléments qui sont absolument essentiels à la stabilité de l'épaule et que nous allons aborder au travers du concept de labral housing. En fait, le complexe capsulolabral est un élément particulièrement important de la stabilité de l'épaule. Le labrum est décrit comme le cadran d'une horloge et donc autour de 6 heures, ce qui correspond au pôle distal du labrum, la structure du labrum est arrondie avec une surface qui est convexe et qui est conçue pour fournir un effet que l'on peut dire pare-choc. Il va augmenter la profondeur de la glénoïde jusqu'à 50%.
Ce labrum inférieur ainsi que le ligament gléno-huméral inférieur vont être des structures de compression fixe, stable nous dirons. destiné à assurer la stabilité gléno-humérale. En revanche, pour ce qui est du labrum supérieur, il présente une interface qui est mobile, avec une attache qui se fait à l'écart du bord articulaire de la glénoïde.
Il est concave, et donc de nature plus méniscale, et va épouser le contour de cette surface glénoïdienne. Ainsi, à 6 heures, le labrum est un élément fixe de compression. que pour ce qui est du labrum supérieur, les ligaments gléno-huméraux supérieurs et moyens vont exercer un contrôle passif. Tandis que le tendon du biceps semble exercer un contrôle actif sur le labrum supérieur. Et donc en fait, le labrum supérieur, avec ses attaches qu'on vient de citer, participe à l'augmentation de la tension lors des mouvements extrêmes de l'épaule.
Pour optimiser ce qu'on appelle ce fameux labral housing, et donc finalement optimiser la stabilité de l'épaule. Et à ça, on devra ajouter ... l'action de la coiffe des rotateurs et du deltoïde qui vont venir également comprimer la tête humérale sur la glaine inférieure et le labrum.
sur cette partie inférieure du labrum qui est dite statique et qui va donc jouer son fameux rôle de pare-choc pour assurer la stabilité de l'articulation. Nous allons terminer cette description de l'anatomie fonctionnelle de l'épaule par l'innervation articulaire. L'innervation articulaire de l'épaule est assurée principalement par quatre nerfs qui sont le nerf suprascapulaire, qui est le principal nerf de l'innervation articulaire de l'épaule car c'est celui qui va assurer la plus grande étendue d'innervation capsulaire ainsi que de la bourse sous-acromiale.
Ensuite, il y a le nerf pectoral latéral ainsi que le nerf subscapulaire ou le lower subscap et ensuite le nerf axillaire. Concernant la répartition des mécanos et des nociers récepteurs, nous savons que les plus fortes densités de mécanos récepteurs sont retrouvées au niveau des sites d'insertion des ligaments gléno-huméros. A noter, il retrouve une faible...
densité de mécanorécepteurs pour ce qui est de la capsule postérieure. Concernant les nociers récepteurs, les plus fortes densités sont retrouvées sans surprise au niveau de la bourse sous-acromiale. Concernant la capsule, on retrouvait de plus grandes densités de nociers récepteurs au niveau des bords latéraux et médiaux de la capsule postérieure ainsi qu'à la partie supérolatérale de la capsule antérieure. Et sur la base de ces travaux descriptifs de l'innervation articulaire de l'épaule, nous avions fait l'hypothèse de ce que nous avions appelé « the common innervation pattern » ou en français « l'innervation commune de l'épaule » .
Et ceci partait d'un constat assez simple que les zones de l'épaule habituellement lésées comme le tendon supraépineux, l'articulation glueno-humérale étaient innervées par les mêmes nerfs que les zones fortement nociceptives telles que la bourse sous-acromiale ou le chefflon du biceps. Le corollaire de tout ça, c'était l'introduction du concept de « nerve bridge » ou pont nerveux. L'idée était que les trois plus gros contributeurs à l'énervation articulaire de l'épaule, que sont le nerf suprascapulaire, le nerf axillaire et le nerf pectoral latéral, permettaient cette communication entre les zones lésées et les zones douloureuses. Pour réaliser ce travail, nous avons principalement utilisé deux ouvrages, à savoir l'Atlas de l'intomie fonctionnelle de l'épaule de Giovanni Giacomo, ainsi que le livre de Bain et son équipe à propos de l'anatomie normale et pathologique de l'épaule.