Rappel mathématique : La COLONNE TORSE
On désigne par hélicoïde toute surface globalement invariante par l’ensemble des
vissages autour d’un axe fixe dont le vecteur est dans un rapport de proportion
fixé avec l’angle.
Plus précisément, si l’axe est dirigé par le vecteur unitaire
 , il
existe un réel h, appelé pas réduit de l’hélicoïde, tel que tout vissage d’angle
et de vecteur de translation
 laisse
globalement invariant l’hélicoïde. Le pas (tout court) de l'hélicoïde est alors
le réel 2h.
Lorsque h est égal à zéro, on obtient comme cas limite les surfaces de
révolution.
Lorsque h est positif, l’hélicoïde est dit dextre, et senestre dans le cas
contraire.
Le mouvement hélicoïdal d’une courbe (appelée génératrice, ou profil) autour
d’une droite fixe engendre un hélicoïde.
Les sections d’un hélicoïde par des demi-plans bordés par l’axe de révolution,
appelées méridiennes, en sont des génératrices particulières.
Les hélicoïdes cerclés, dont le serpentin, la vis de Saint-Gilles et la colonne
torse en sont des exemples.
Les hélicoïdes cerclés sont les hélicoïdes engendré par le mouvement hélicoïdal
d'un cercle.
On distingue trois positions remarquables du cercle générateur :
Document Robert Ferréol
Un mouvement hélicoïdal est un mouvement composé d’une rotation autour d’un axe
et d’une translation parallèle à
D
La colonne torse de l’autel de Saint Pierre de Rome reproduit les colonnes de
l’ancien temple de Salomon à Jérusalem.
Dans le colonne torse, le plan de section est horizontal
2.
Bases biomécaniques
Les mouvements fondamentaux sont de deux types Translation et Rotation.
1 – Translation
simple système 3 points
En fait ce mécanisme existe dans les dislocations rotatoires de l’adulte
d’origine discale, mais pas dans les scolioses de l’adolescence.
La dérotation consisterait à tourner la partie intermédiaire de la colonne sur
l’axe vertical.
Le mécanisme principal est une torsion sans doute par asymétrie de tension des
fascias durant la croissance.
2 – Rotation
La rotation s’effectue dur l'axe
En chaîne cinétique ouverte comme pour le rachis cervical, la rotation ne
provoque pas de scoliose.
Au niveau thoracique et lombaire, la rotation apicale est compensée au niveau
des ceintures pelvienne et scapulaire, ce qui va provoquer une torsion axiale.
C’est la gravité qui favorise la torsion et secondairement la rotation
intravertébrale.
3 – 6 Degrés de
Liberté
Ces deux mouvements fondamentaux s’effectuent dans 3 axes fondamentaux :
SAGITTAL, TRANSVERSAL et VERTICAL. Il existe donc au niveau du corps vertébral 6
degrés de liberté.
4 – Mouvements
élémentaires sur les 3 axes
Le corset de Milwaukee est typique d’une correction selon l’axe vertical.
Le mouvement dans le plan frontal résulte de l’association d’une translation
sur l’axe transversal et d’une rotation sur l’axe sagittal.
Le mouvement dans le plan sagittal résulte de l’association d’une
translation sur l’axe sagittal et d’une rotation sur l’axe transversal.
Mobilité globale du rachis dans le plan sagittal
Mobilité globale du rachis dans le plan frontal
Mobilité globale du rachis dans le plan horizontal
EQUILIBRE ISOSTATIQUE
Pour qu’une vertèbre s’appuie de manière stable sur la vertèbre sous-jacente, il
faut 3 zones de contact :
1 contact corporéal par le disque
2 contacts symétriques au niveau des articulaires postérieures.
Dans la scoliose en croissance, les déformations osseuses récupèrent
l’équilibre.
LES
MOUVEMENTS COUPLES DU RACHIS
La rotation est la conséquence des mouvements dans le plan frontal et dans le
plan sagittal.
Les principes du couplage ont été décrits par Harrison Fryette en 1954
Lorsqu'il n'existe pas de courbures dans le plan sagittal (rat quadrupède),
une inflexion latérale provoque une rotation telle qu'on la voit dans les
scolioses.
Lorsque l'on reproduit cette situation par un bending en décubitus dans une
scoliose, on constate souvent une correction frontale, mais une accentuation de
la rotation.
Ces mécanismes complexes dans la scoliose structurale dépendent de la
déformation du corps vertébral qui modifie l'équilibre isostatique.
Lorsque l'on couple l'inflexion latérale frontale avec une courbure
physiologique dans le plan sagittal, la rotation s'effectue en sens inverse et
va dans le sens de la correction de la scoliose.
Certaines orthèses qui corrigent le plan frontal en maintenant le rachis
sagittal en bonne position, corrigent automatiquement la rotation.
Dans ce cas traité par le nouveau corset lyonnais ARTbrace, la dérotation est
obtenue automatiquement par une correction frontale associée à un positionnement
physiologique du rachis dans la plan sagittal.
5 – Torsion (Torque)
Cette colonne que l’on trouve à Saint Pierre de Rome reproduit une colonne du
temple du roi Salomon sur laquelle le Christ avait l’habitude de s’appuyer.
La scoliose n’est pas uniquement une DEFORMATION TRIDIMENSIONNELLE, elle
présente le plus souvent les caractéristiques d’une COLONNE TORSE, c’est-à-dire
d’une hélicoïde cerclée. La surface externe est engendrée par le mouvement
hélicoïdal d'un cercle générateur horizontal, perpendiculaire à l’axe.
Une correction par des actions segmentaires parait très difficile à obtenir. Une
correction globale en détorsion semble la meilleure solution. Nous verrons
comment la réaliser grâce à l’étude des mouvements couplés.
- La scoliose idiopathique est une déformation tridimensionnelle c'est à dire
associant une déformation :
- dans le plan frontal : inflexion de l'angle de Cobb
- dans le plan horizontal : rotation du corps vertébral
- dans le plan sagittal : dos plat thoracique. Les corps vertébraux
sont proportionnellement plus longs que l'arc postérieur.
Ces déformations vont progressivement entrainer des déformations du corps
vertébral également dans les 3 plans de l'espace favorisant le cercle vicieux
évolutif de la scoliose en période de forte malléabilité du rachis : adolescence
ou ostéoporose de l'adulte.
Ce cercle vicieux a été bien décrit par Ian Stokes :
- la courbure vertébrale provoque une asymétrie de charge qui accentue le
différentiel de croissance entre concavité et convexité.
- Cette croissance asymétrique avec déformation structurale du corps
vertébral va dans le sens de l'accentuation de la courbure.
- Le traitement qu'il soit kinésithérapique, conservateur ou chirurgical devra
s'efforcer de tenir compte de cette déformation tridimensionnelle.
La correction dans le plan frontal d'une courbure unique est
relativement simple par un système 3 points à bras de levier satisfaisant.
Lorsqu'il existe plusieurs courbures, le bras de levier est trop court et
seul un système d'extension axiale entre les deux ceintures scapulaires et
pelviennes permet d'éviter l'hyperpression sur les corps vertébraux.
La correction dans le plan sagittal du dos plat thoracique est plus
complexe et repose sur la lordose du segment lombaire. La musculation est
antérieure.
La correction de la rotation nécessite un appui sur le versant interne
de la gibbosité (et non d'arrière en avant) et un contre appui thoracique
antérieur controlatéral au niveau des auvents chondro-costaux.
Imagerie 3D
(voir Radiologie EOS)
Auteur :
Jean Marc Ginoux (mathématicien) et Dr Jean Claude de Mauroy (Médecine Orthopédique)
Cette page a
été mise à jour pour la dernière fois le : 2 février 2014
"Conflit
d’intérêts : l’auteur n’a pas transmis de conflit d’intérêts concernant les
données diffusées publiées dans cette page"
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Centre
Européen de la Colonne Vertébrale
