Etude Cinématique De La Colonne Cervicale Dans Le Mouvement . - KINEDOC

MémoireEtude cinématiquede la colonne cervicaledans le mouvementde flexion-extensionAnn. Kinésithér., 1981,8,1-9G.-P, GONON',H, MESTDAGHDIMNET4, L.-P, FISCHER'2, G, DESCHAMPS3,J.L'étude de la mobilité rachidienne peut donner de précieuses indications quant à la pathologie, mais elle n'est jamais simple. A l'inversed'une étude purement clinique de la mobilité,Jorcément entachée d'erreursimportantes en dépit de son utilité, les auteurs nous présentent une évaluation objective à partir d'une analyse précise de radiographies successives. Ces mesures sont directement applicables à la kinésiologie aussibien qu'à lapathologie.Par une méthode cinématique fine il est possible de déterminer avecprécision le centre de rotation des vertèbres cervicales lors de la mobilité en plan sagittal.MATÉRIELET MÉTHODELe matériel d'étude fait appel à une série de 5 à 7 clichés dynamiques réalisés depuisl'extension maximum jusqu'à la flexion maximum de la tête.Selon les principes de la cinématiqued'étude utilise:1.sonval,2.3.4.articulaire précédemmentDr G.-P. Gonon, Pr agrege L.-P. Fischer, Chirurgie Orthopédique,F 69374 Lyon Cedex 2.Pr agrégé, 59000 Lille.Interne des Hôpitaux de Lyon.Laboratoire de Technologiedes Surfaces, Ecole Centrale de Lyon.décrits, la techniqueHôpitalE.-Herriot,placed'Ar-

1. Une acquisition automatiquedes coordonnéesOn substitue au solide osseux en déplacement une direction. Pour ce faire un calque des corps vertébraux est réalisé à partir de chaque cliché de profil. Chaque vertèbre est alors représentée par un rectangle délimité par:- une droite joignant les angles antérieur et postérieur du plateau inférieur repérables sans ambiguïté (Mestdagh),- une droite parallèle à la précédente et tangente au plateau supérieur,- deux droites perpendiculaires aux précédentes et tangentes aux bords antérieuret postérieur du corps vertébral, coupant ces bords en un point donné fixe, quel quesoit le corps vertébral envisagé (fig. 1J.Les diagonales de ce rectangle permettent de définir le centre de ce rectangle à leurintersection. On trace alors une droite parallèle à celle joignant les angles antérieur etpostérieur du plateau inférieur et passant par le centre du rectangle indéformable. Cettedroite représente la direction du corps vertébral. On choisit de part et d'autre du centre 0 du rectangle deux points A et B tels que OA OB. On fait ainsi correspondre l'image des corps vertébraux sur la radiographie et sur le calque pour tous les clichés de lasérie. On peut alors mesurer les coordonnées des points sur le calque. L'acquisition descoordonnées se fait de façon automatique grâce à un « digitiseur ».Le deuxième impératif de la technique est de choisir un repère fixe pour calculer lescentres instantanés de rotation (C.i.R.). Ceux-ci ont été calculés par rapport à C7considéré comme repère fixe en fonction des repères de verticalité et d'horizontalitédonnés par les bords du film radiographique.2.Un calculateur P.D.P. 11Calculateur travaillant à la limite des possibilités d'un ordinateur et capable: d'intégrer les coordonnées du repère fixe (C7) et de chaque vertèbre cervicale pour chaqueposition du mouvement, de vérifier la planéïté du mouvement {et de rejeter le cliché« non-plan »), de sortir en fonction de son programme des résultats:- géométriques:Courbe du taux d'activité cinématique absolue, c'est-à-dire variation angulaire dechaque vertèbre par rapport à la septième vertèbre cervicale; courbe du taux d'activitécinématique relative: variation angulaire de chaque vertèbre par rapport à la sous-jacente.Ces courbes ne sont pas forcément linéaires et l'on peut déterminer la variance résiduelle entre la courbe brute et la courbe lissée (droite d'ajustement), ce qui définitla variance absolue et la variance relative, qui représentent la régularité du mouvement.- cinématiques:Les C.I.R. absolus (fig. 2)Les centres instantanés de rotation absolus sont les centres de rotation de chaquevertèbre cervicale par rapport à la septième considérée comme fixe au cours du mouvement de flexion-extension. Ils sont représentés par un point ou plus exactement un rectangle définissant l'erreur sur le point.On obtient ainsi les C.i.R. de chaque vertèbre pour le passage d'une position àla position voisine. La trajectoire des C.i.R. absolus est variable et on peut engloberl'ensemble des C.i.R. dans un cercle de dispersion.Les C.I.R. relatifs (fig. 3JLes centres instantanés2de rotation relatifs représententles centres de chaque ver-

FIG. 1, - Prise de coordonnéespar unetangente au plateau supérieur, une tangente au plateau inférieur, et deux droites perpendiculaires aux précédentes.FIG. 2. - Le centre instantané de rotation dit ((absolu »: il s'agit du centre dechacune des vertèbres cervicales par rapport à la septième considérée comme fixe.FIG. 3. - Le centre instantané de rotation dit ((relatif »: il s'agit du centre derotation de chacune des vertèbres par rapport à la sous-jacente immédiate.tèbre par rapport à la sous-jacente entre deux positions successives du mouvement deflexion-extension.La trajectoire des C.I.R. relatifs est contenue dans un cercle deprogressivité.3. Des périphériques sur lesquels sortent les calculs- un télétype où s'inscrivent entrées, calculs et résultats,- une table traçante sur laquelle apparaissent les courbes qui peuvent être visualisées et photocopiées.PopulationCette étude a été réalisée sur 10 séries de clichés dynamiques:et cinq sujets pathologiques.cinq sujets normaux3

RÉSULTATS1) Sujets normauxLes courbes du taux d'activité cinématique absolu permettent de donner des valeurs moyennes de l'amplitude des mouvements des vertèbrescervicales par rapport à C7 fixe (fig. 4),C6/C7C5/C7C4/C7C3/C7C2/C7C1/C7Occipital/C78 17,5 25,5 32 36,5 42,5 45 Ces résultats corroborent parfaitement ceux de Mestdagh effectuéspar mesure angulaire selon la méthode de Colachis.Activités/C7Variance/C7CPage returnA111t111111ttttt111C3C6111C2Variance relativeActivités des disquesDBFIG. 4. -Résultats de l'étude géométrique chez le sujet normal:A. - courbe du taux d'activité cinématique absolue.B. C. D.4courbe du taux d'activité cinématique relative.courbe de la variance absolue.courbe de la variance relative.

Les courbes du taux d'activité cinématique relative donnent les valeurs moyennes suivantes:C3C2Tête -C4C6C5C1C716 Bakke1111 Mestdagh Etude8 15,5 18 3 19,5 4 6 18,5 14,5 9 16,5 19,5 5,5 personnelleLes chiffres obtenus sont plus faibles que ceux de Bakke ou de Mestdagh car ils représentent l'excursion angulaire dans le plan sagittal,mais ils confirment l'existence d'une charnière hypermobile en C4 - C5 - C6mise en évidence par Bakke, Kottke, Colachis et Mestdagh.La courbe de la variance absolue. C'est l'écart entre la courbe brute de l'activité cinématique absolue et la droite d'ajustement. Elle traduitl'harmonie du mouvement de la colonne cervicale au cours de la flexionextention. Dans tous les cas elle a l'aspect d'une courbe en cloche à sommet centré sur C3 - C2.La courbe de la variance relativeCette courbe représente pour chaque articulation intervertébrale cervicale l'écart entre la courbe brute et la courbe lissée. Les écarts sontpratiquement tous équivalents; il n'y a pas d'accident sur cette courbe.Elle traduit la régularité du mouvement et sa bonne répartition dans chaquedisque.Les C./.R. absolus (fig. 5)Dans tous les cas les centres instantanés de rotation de chaque Vertèbre par rapport à C7 se projettent sur une zone (cercle de dispersion)centrée sur C6 en position intermédiaire (plan de Francfort horizontal).Les C./.R. relatifs (fig. 6)Chez le sujet normal les centres instantanés de rotation de chaquevertèbre cervicale par rapport à la sous-jacente se regroupent dans uncercle de progressivité correspondant à la zone discale à sa partie moyenne et débordant sur le corps vertébral sous-jacent.2) Sujets pathologiquesL'exploitation rationnelle de clichés dynamiques en flexion-extensionest utile pour l'étude, voire le diagnostic de cas pathologiques (séquel5

Return pour nouvelle trajectoire[3-1 2 3 4 5 6 7[3-----.::age return[}----G-----[3-----[3-----8----G--8----Sujet normal:centresinstantanésde rotation absolusrC.I.R. de chaque vertèbre cervicale par rapport à C7 fixe).FIG. 5. -A. -TrajectoiredesC.I.R. ab- ---Gsolus.Cercle de dispersion desC.I.R. absolus se projetant sur C6en position intermédiaire.B. -page returnBSegment intervertébral1 2 3 4 5 6 7Return pour nouvelle trajectoire-.---.--Segment intervertébral--Stop côtés 23.920985.63621 point rejetéPage return4.8757-228631CentreBFIG. 6. - Sujet normal: centres instantanésbre cervicale par rapport à la sous-jacente).de rotationrelatifs rC.I.R. de chaqueTrajectoire des C.I.R. relatifs.Cercle de progressivité des C.I.R. relatifs se projetant sur la partie moyenneque et du corps vertébral sous-jacent.A. B. -vertè-du dis-les d'entorse cervicale ou de résultat fonctionnel d'arthrodèse cervicale). Nous nous bornerons ici à mentionner que l'étude géométrique précise les mobilités globale et segmentaire. Une anomalie localisée peut être« épongée)} par une adaptation par hypermobilité dans les articulationssus et sous-jacentes. Ces phénomènes sont mis en évidence sur les courbes des variances absolue et relative (fig. 7).6

CActivités/C7Variance/C7APage returnActivités des disquesVariance relativeDBFIG. 7. - Sujet masculin de 44 ans ayant une arthrodèse antérieure C6-C7 depuis deux anspour luxation C6-C7.A et B. - Pas d'activité cinématiqueCetD.-en C6-C7, activité globale faible.Hypermobilité des étages sus-jacents en particulier C4-C5.L'étude cinématique peut montrer un élargissement du cercle de dispersion des C.I.R. absolus traduisant une anomalie de déplacement d'uneou plusieurs vertèbres dans le mouvement considéré (fig. 8). Le cerclede progressivité regroupant les C.I.R. relatifs permet de localiser lesarticulations intervertébrales en dysfonctionnement (fig. 9). Le cercle deprogressivité est alors considérablement agrandi et les centres de rotationpeuvent être rejetés à l'infini. Leur position permet de prévoir le type d'hypersollicitation discale: traction-compression ou cisaillement (fig. 10).DISCUSSIONCette méthode est simple, réalisable chez le sujet vivant, répétitive. Elle est précise dans la marge d'erreur de lecture des points et dansles limites d'une parfaite planéité des mouvements. Cette marge d'erreurest très faible si le programme ne tient pas compte des clichés « non plan })et si les mesures sont répétées plusieurs fois pour chaque vertèbre, puismoyen nées.7

Return pour nouvelle trajectoire1 2 3 4 5 6 7Page returnBFIG. 8. - Même sujet que figure 7.A et B. - Les C./.R. absolus sont très dispersés comme en témoigne le cercle de dispersion très grand mais restant centré sur C6.Segment intervertébral1 2345 6 7Segment intervertébralStop- . --------- . - ------BPage returnCentre 12.9970-23.1829 côtés 137.1916215.74403 points rejetésFIG. 9. - A et B. -Les C.i.R. relatifs sont eux aussi très disperséscercle de progressivité. Les étages sollicités sont C5-C6 et C4-C5.8avec élargissementdu