UNIVERSITE DE NANTES FACULTE DE MEDECINE MASTER I SCIENCES BIOLOGIQUES ET MEDICALES UNITE D ENSEIGNEMENT OPTIONNEL

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1 UNIVERSITE DE NANTES FACULTE DE MEDECINE MASTER I SCIENCES BIOLOGIQUES ET MEDICALES UNITE D ENSEIGNEMENT OPTIONNEL MEMOIRE REALISE dans le cadre du CERTIFICAT d ANATOMIE, d IMAGERIE et de MORPHOGENESE UNIVERSITE DE NANTES Le Quadriceps Par BERLIVET Thibaud LABORATOIRE D ANATOMIE DE LA FACULTE DE MEDECINE DE NANTES Président du jury : Vice-Président : Enseignants : Pr. J.M. ROGEZ Pr. R. ROBERT Pr. O. ARMSTRONG Pr. O. BARON Pr. G. BERRUT Pr. C. BEAUVILLAIN Pr. D. CROCHET Dr. H. DESAL Pr. B. DUPAS Dr E. FRAMPAS Dr A. HAMEL Dr O. HAMEL Pr. Y. HELOURY Pr A. KERSAINT-GILLY Pr. J. LE BORGNE Dr M.D. LECLAIR Pr. P.A. LEHUR Pr. O. RODAT Laboratoire : S. LAGIER et Y. BLIN - Collaboration Technique 1

2 REMERCIEMENTS A nos maîtres d anatomie, messieurs les Professeurs Armstrong, A.Hamel, O.Hamel, Leborgne, Robert et Rogez pour nous avoir transmis le goût de l anatomie au travers de leur enseignement. A Monsieur le Docteur A.Hamel pour son aide, sa disponibilité et ses conseils. A l ensemble des enseignants de ce master pour leur cours dispensés. A Messieurs Y.Blin et S.Lagier pour leur compétence technique, leur aide et leur disponibilité, sans qui ce travail n aurait pas été possible. A l ensemble de mes camarades de travail avec qui j ai eu le plaisir et la fierté de travailler à leur côté. 2

3 Sommaire I/ Introduction II/ Rappels embryologiques et anatomiques A Embryologie B Anatomie 1) Forme et situation 2) Insertions et trajet 3) Innervation 4) Vascularisation 5) Rapports III/ Conduite et résultat des dissections A- Méthodes et voies d abord 1) Méthodes 2) Voies d abord B- Forme, situation et rapports C- Insertions D- Vascularisation E- Innervation IV/ Fonction et exploration clinique A- Fonction B- Exploration clinique V/ Atteinte du quadriceps dans l infirmité motrice cérébrale A- L infirmité motrice cérébrale 1) Définition 2) Causes 3) Conséquences cliniques B- Traitement VI/ Conclusion Références 3

4 I/Introduction Le muscle quadriceps (quadriceps femoris) se situe à la face antérieure de la cuisse, c est le muscle le plus puissant du corps humain. Le quadriceps sert à maintenir le corps en position debout en empêchant le genou de se plier, il est extenseur de cette articulation. Le quadriceps participe également à la marche durant laquelle il va se relacher au moment de la phase oscillante pour permettre au genou de se plier afin d obtenir le passage du pas et l avancée du membre inférieur. Lors de certaines pathologies comme l Infirmité Motrice Cérébrale, les personnes sont atteintes d une diplégie spastique qui a pour conséquence une hypertonie permanente du quadriceps ce qui limite la flexion de genou et entraîne des troubles de la marche. Après une étude anatomique et topographique du Quadriceps nous étudierons ensuite son rôle lors de la marche et ses conséquences pathologiques chez les diplégiques spastiques. 4

5 II/Rappels embryologiques et anatomiques A Embryologie La première ébauche de membre apparaît au 32 ème jour, les membres portent alors le nom de palette antérieure et postérieure. Rapidement trois segments vont s individualiser, de la racine du membre à l extrémité apparaissent le stylopode (futur bras ou cuisse), le zeugopode (futur avant bras ou jambe) et l autopode (future main ou pied). L autopode se développe plus vite que les deux autres segments et le membre supérieur se modèle plus rapidement que le membre inférieur. En effet au 37 ème jour, le membre supérieur possède déjà trois segments tandis que le membre inférieur est toujours à l état de palette. L individuation des doigts est plus précoce que celle des orteils (respectivement au 41 ème et 47 ème jours). Les muscles sont issus, comme le squelette, du feuillet mésoblastique. Du 20e au 35 ème jour se déroule la métamérisation somitique dans le sens crânio-caudal. Les somites sont des condensations de cellules mésoblastiques. Les somites vont se différencier de la superficie à la profondeur en dermatome, myotome et sclérotome. On obtient ainsi 42 à 44 paires de somites à la fin de la 5 ème semaine. Du sclérotome vont migrer les cellules à l origine des ébauches vertébrales, tandis que les masses musculaires du membre inférieur vont être issues des cellules du myotome des métamères L2 à S3 (2 ème lombaire au 3 ème sacré). Le Quadriceps Fémoral aura pour origine L1-L2-L3. La différenciation in situ des centres de chondrification séparent les masses musculaires en : - Une masse myogène ventrale qui donne les muscles fléchisseurs et adducteurs du membre inférieur - et une masse myogène dorsale qui donne les muscles extenseurs et abducteurs du membre inférieur. Ainsi le muscle quadriceps fémoral provient du mésenchyme entourant l ébauche du fémur. Le quadriceps sera considéré comme complètement ébauché au stade 12 millimètres. 5

6 B Anatomie 1) Forme et situation Le muscle quadriceps se situe à la face antérieure de la cuisse, il constitue le deuxième muscle de la loge antérieure avec le muscle Sartorius. Le quadriceps est un muscle long et fusiforme formé par quatre chefs musculaires disposés en plusieurs plans : le muscle droit fémoral (rectus femoris) est le plus superficiel, puis le muscle vaste médial (ou interne) et vaste latéral (ou externe), puis le muscle vaste intermédiaire. Les muscles vastes sont mono-articulaires et s insèrent sur le fémur et la patella. Le muscle droit fémoral est bi-articulaire, il relie la hanche (os coxal) au genou (patella). 2) Insertions et trajet a) Droit fémoral Chef antérieur et superficiel qui descend verticalement de l os coxal jusqu à la patella. Il s agit donc d un muscle bi-articulaire. Son insertion proximale est constituée de trois tendons : - tendon direct sur l épine iliaque antéro-inférieure. - tendon réfléchi sur le sillon supra-acétabulaire (ou gouttière sus acétabulaire). - tendon récurrent sur la ligne intertrochantérique et/ou sur la face antérieure du grand trochanter. Le Droit Fémoral vient ensuite s insérer par son tendon distal à la base de la patella. 6

7 b) Vaste latéral Chef latéral qui s insère sur le bord antérieur et inférieur du grand trochanter ainsi que sur la partie supérieure de la lèvre latérale de la ligne âpre. Il se dirige ensuite de façon oblique vers le bas et le dedans pour venir se terminer par un tendon à la partie latérale de la patella. c) Vaste médial Chef médial qui s insère sur la ligne spirale (prolongement de la lèvre médiale à la face antérieur du fémur) et sur la lèvre médiale de la ligne âpre. Ses fibres se recourbent autour de la diaphyse fémorale et se dirigent vers le bas et le dehors pour venir s insérer par un tendon à la partie médiale de la patella. A noter que ses fibres descendent plus bas que celle du vaste latéral. d) Vaste intermédiaire Chef profond qui s insère sur les deux tiers supérieurs des faces antérieure et latérale du fémur. Il descend verticalement entre les vastes latéral et médial et vient se terminer par un tendon sur la base de la patella. Insertions des quatre chefs du quadriceps e) Insertion inférieure du Quadriceps inspiré de Libersa Les tendons des quatre chefs musculaires viennent tous s insérer sur la patella pour ensuite fusionner entre eux et constituer le tendon quadricipital ou «ligament patellaire» qui s étend de la patella jusqu à la tubérosité ventrale du tibia. Le ligament patellaire fait environ 3 centimètres de large pour 1 centimètre d épaisseur. En réalité la fusion des tendons n est qu apparente et le tendon quadricipital peut être divisé en 3 plans tendineux superposés. - 7

8 - Un plan tendineux superficiel constitué par le tendon du Droit fémoral qui s insère sur la base et la face antérieure de la patella puis se prolonge jusqu à la tubérosité antérieure du tibia. - Un plan tendineux moyen constitué par les tendons des vastes latéral et médial qui s unissent en une lame tendineuse unique qui s attache à la base de la patella en arrière du muscle droit fémoral. De plus, chacun des muscles vastes émet une expansion antérieure comprenant deux sortes de fibres ; des fibres qui descendent de part et d autre de la patella et du ligament patellaire, et des fibres qui descendent obliquement en avant du tendon du muscle droit et de la patella où elles s entrecroisent pour se terminer sur les condyles latéral et médial du tibia. - Un plan tendineux profond constitué par le large tendon du vaste intermédiaire qui se fixe sur toute la largeur de la base de la patella, en arrière de l insertion des vastes. Haut Dedans Entrecroisement des vastes Expansions verticales des vastes Ligament patellaire 3) Innervation L innervation du muscle Quadriceps s effectue grâce au nerf du Quadriceps qui provient directement du nerf fémoral. Le nerf fémoral constitue la plus grosse branche terminale du plexus lombaire. Il est formé par la réunion des branches postérieures des 2 ème, 3 ème et 4 ème racines lombaires. Le nerf fémoral chemine au bord latéral du muscle psoas puis passe sous le ligament inguinal, son trajet fémoral est bref, il se divise rapidement en quatre branches terminales : 8

9 - Le nerf musculo cutané externe - Le nerf quadriceps - Le nerf saphène interne - Le nerf musculo cutané interne Le nerf du muscle quadriceps va se diviser en quatre branches destinées aux quatre chefs. a) Nerf du muscle droit fémoral Nerf oblique en bas et en dehors, il aborde le muscle en haut et par sa face profonde. Il se divise aussitôt en trois rameaux : - Rameau récurrent qui remonte vers les insertions supérieures - Rameau moyen qui pénètre aussitôt dans le corps charnu - Rameau inférieur qui s enfonce dans la partie moyenne du muscle b) Nerf du muscle vaste latéral Se dirige en bas et en dehors, croise la face profonde du muscle droit, donne un rameau pour la partie externe du vaste intermédiaire puis se divise en deux branches principales qui pénètrent dans le bord antérieur du muscle vaste latéral, l une dans sa partie supérieure et l autre dans sa partie moyenne. c) Nerf du muscle vaste médial Situé en dehors du nerf saphène, il va descendre en étant accolé à ce dernier. Arrivé au sommet du trigone fémoral de Scarpa, il se sépare du nerf saphène et va s appliquer sur la face interne du muscle vaste médial. Tout au long de son trajet, le nerf abandonne des rameaux au muscle vaste médial puis se perd dans la partie inférieure du muscle. Il donne également un rameau au muscle vaste intermédiaire. d) Nerf du muscle vaste intermédiaire Pénètre très haut dans le muscle vaste intermédiaire par sa face antérieure. Deux autres rameaux sont donnés par les nerfs des muscles vastes médial et latéral. 4) Vascularisation - La vascularisation artérielle se fait essentiellement par l artère du quadriceps qui est une branche de l artère fémorale profonde. L artère du quadriceps naît donc de la fémorale profonde, soit tout près de son origine, soit directement, soit par un tronc commun avec l artère circonflexe latérale de la cuisse. Parfois elle provient directement de l artère fémorale superficielle. Peu après son origine elle se divise en plusieurs branches qui se distribuent aux quatre portions du muscle quadriceps. Par ailleurs l artère circonflexe latérale de la cuisse va souvent donner une branche pour le muscle droit fémoral. - La vascularisation veineuse se fait par des veines satellites des artères et dépendantes de la veine fémorale. - La vascularisation lymphatique s effectue essentiellement vers les ganglions inguinaux. 9

10 5) Rapports Le muscle quadriceps fémoral est situé dans la loge antérieure de la cuisse avec le muscle sartorius. La loge antérieure est délimitée par : - En avant : l aponévrose fémorale - En arrière : la face antérieure du fémur - En arrière et en dehors : la cloison intermusculaire latérale Le quadriceps quand à lui a pour rapports : - En avant : le muscle sartorius (oblique de haut en bas et de dehors en dedans) - En dehors : le muscle tenseur du fascia lata, le fascia lata et la bandelette de Maissiat. De plus le quadriceps répond aux muscles de la loge postérieure. - En dedans : le muscle sartorius qui après avoir croisé en avant le droit fémoral devient ensuite médial par rapport au vaste médial, le nerf fémoral, l artère fémorale et la veine fémorale. De plus le quadriceps répond aux muscles de la loge des adducteurs. - En arrière : la face antérieure du fémur, la loge postérieure latéralement et la loge des adducteurs médialement. 10

11 1) Méthodes III/ Conduite et résultat des dissections A- Méthodes et voies d abord L étude a porté sur deux dissections sur deux sujets différents. Les sujets étaient positionnés en décubitus dorsal la majeure partie du temps. Parfois les sujets ont été mis en décubitus ventral pour l étude des rapports postérieurs. Par ailleurs l usage d un billot était nécessaire par endroit afin de mettre le sujet dans des positions intermédiaires entre le décubitus dorsal et latéral pour mieux mettre en évidence certains éléments (insertion proximale du droit fémoral). Enfin pour mieux étirer la masse musculaire le genou était par moment mis en flexion. Description des sujets : - Sujet masculin de 60 ans et 7 mois, côté droit, sujet frais puis formolé - Sujet masculin de 61 ans et 11 mois, côté gauche, sujet frais 2) Voies d abord Une voie d abord générale a été réalisée sur les deux sujets pour l étude du muscle quadriceps et de la région antérieure de la cuisse. Deux autres voies d abord sont venues compléter l étude afin de mettre en évidence l insertion proximale du muscle droit fémoral ainsi que les insertions distales des quatre chefs pour l étude du ligament patellaire. a) Voie d abord systématique - Une première incision est réalisée entre l épine iliaque antéro-supérieure et la symphyse pubienne. - Une deuxième incision verticale selon une ligne médio-inguinale jusqu au bord supérieur de la patella. - Une troisième incision perpendiculaire à la deuxième et passant à l endroit où cette dernière s est terminée, c'est-à-dire à quelques centimètres au dessus de la patella. Les lambeaux de peau sont ensuite réclinés de part et d autre de la cuisse en réalisant un clivage entre la peau et la graisse sous-cutanée. Durant cette manœuvre il faut faire attention à ne pas léser certains éléments superficiels notamment le paquet vasculo-nerveux dans le triangle de Scarpa à la partie interne de la cuisse et plus particulièrement la grande veine saphène qui parcourt toute la région médiale de la cuisse au sein de la graisse sous-cutanée (donc très superficielle) pour venir s aboucher dans la veine fémorale à la partie interne du triangle de Scarpa. b) Voies d abord secondaires - Pour le genou, une première incision est réalisée, celle-ci va être le prolongement de la ligne verticale descendante médio-inguinale jusqu à la partie inférieure de la tubérosité antérieure du tibia. Une deuxième incision perpendiculaire à cette dernière est ensuite réalisée. La peau est ensuite réclinée et clivée laissant apparaître les éléments tendineux. 11

12 - Pour l insertion proximale du droit fémoral, une incision est réalisée pour prolonger latéralement et postérieurement l incision passant par l épine iliaque antéro-supérieure. Une deuxième incision dans le sens crânio-caudal vient croiser perpendiculairement la première incision pour permettre de récliner le lambeau de peau afin de découvrir la région glutéale et l articulation coxo-fémorale. 12

13 B- Forme, situation et rapports Haut Fig 1 : Vue d ensemble de la région antérieure de la cuisse Dehors 13

14 Ligament inguinal Nerf fémoral Muscle tenseur du fascia lata Veine fémorale Artère fémorale commune Muscle sartorius Muscle long adducteur Muscle droit fémoral Grande veine saphène Muscle gracile Muscle vaste latéral Muscle vaste médial Cette photo donne une vue d ensemble de la région antérieure de la cuisse. On y voit que les muscles quadriceps et sartorius donnent le relief à toute la partie antérieure de la cuisse. Le trajet oblique du sartorius qui est un rapport antéro-latéral du quadriceps dans sa partie haute puis antéro-médial dans sa partie basse, est parfaitement mis évidence sur cette photo. Le muscle sartorius s étend en effet de l épine iliaque antéro supérieure jusqu à la face médiale du condyle tibial médial (sur la «patte d oie»). A ce stade de dissection on peut observer les trois chefs les plus superficiels du quadriceps, à savoir le droit fémoral, le vaste médial et le vaste latéral. Le vaste intermédiaire se trouve lui en arrière du muscle droit fémoral et nécessite la résection de ce dernier pour être visible. Cette photo réalisée sur sujet frais permet de bien différencier les masses musculaires entre elles et donc de voir les autres rapports musculaires tels que le muscle tenseur du fascia lata (rapport latéral), le muscle gracile et le muscle long adducteur (rapports médiaux). De plus on distingue assez nettement l orientation des fibres musculaires de chaque muscle. Enfin cette dissection permet de mettre en valeur le repère anatomique qu est le triangle de Scarpa. Ce triangle est délimité latéralement et inférieurement par le sartorius, médialement par le long adducteur et à sa face supérieure par le ligament inguinal. Il est le siège de passage d éléments vasculo-nerveux que l on va revoir plus en détail. La dissection a été réalisée de façon a conserver la grande veine saphène dont on peut ici observer son trajet à la face médiale de la cuisse jusqu à son abouchement dans la veine fémorale au niveau du triangle de Scarpa. 14

15 Fig 2 : Vue de face de la cuisse, mise en évidence du vaste intermédiaire Haut Dehors Muscle vaste intermédiaire Muscle vaste latéral Muscle vaste médial Tendon distal du vaste intermédiaire Tendon distal du vaste latéral Après avoir réséqué le muscle droit fémoral et légèrement réclinés les vastes médial et latéral, on aperçoit le muscle vaste intermédiaire qui est le chef le plus profond du quadriceps. On peut également noter au passage la présence sur cette photo des insertions distales des muscles vastes sur la patella. 15

16 Fig 3 : Eléments vasculo-nerveux du triangle de Scarpa Haut Dedans Veine fémorale Nerf fémoral Artère fémorale commune Grande veine saphène Ici après avoir retiré la graisse présente autour des vaisseaux on peut observer de façon plus nette les éléments vasculo-nerveux du triangle de Scarpa. Du dedans vers le dehors on distingue successivement la veine fémorale, puis l artère fémorale commune et enfin le nerf fémoral qui se divise très tôt après son passage sous le ligament inguinal. 16

17 Avant C- Insertions Fig 4 : Insertion proximale du droit fémoral Bas Tendon direct Tendon réfléchi Tendon récurrent Muscle droit fémoral Ci-dessus la dissection a permis de mettre en évidence l insertion proximale du muscle droit fémoral qui se compose de trois tendons. Pour cela il a été nécessaire de réséquer au préalable les muscles glutéaux (gluteus minimus, medius et maximus) et le tractus ilio-tibial pour dégager les tendons réfléchi et récurrent, ainsi que les muscles sartorius et iliaque pour dégager le tendon direct. Le droit fémoral s insère en proximal par trois tendons, un tendon direct sur l épine iliaque antéroinférieure, un tendon réfléchi sur le sillon supra acétabulaire et un tendon récurrent sur la ligne intertrochantérique. Ici on retrouve bien ces trois tendons. Il est cependant intéressant de noter que certains auteurs comme Rouvière considèrent que l insertion du droit fémoral ne se fait que par les tendons direct et réfléchi, le troisième n étant pas décrit. 17

18 Fig 5 : Insertion distale du quadriceps Haut Dehors Tendon distal du vaste intermédiaire Tendon distal du droit fémoral Tendon distal du vaste latéral Patella La figure 5 montre l insertion distale du quadriceps. Les tendons des quatre chefs vont tous s insérer sur la patella et s unir en un tendon commun. Ici on voit bien que la patella est totalement recouverte par les fibres tendineuses. 18

19 Fig 6 : Ligament patellaire Haut Dehors Muscle droit fémoral Muscle vaste latéral Muscle vaste médial Patella Expansion tendineuse du vaste médial Ligament Patellaire Sur la figure 6, la dissection a été prolongée jusqu au niveau de la tubérosité antérieure du tibia de façon à mettre en évidence le ligament patellaire. Les tendons distaux des quatre chefs du quadriceps se rejoignent au niveau de la patella puis fusionnent entre eux de façon partielle pour émettre un 19

20 prolongement tendineux de la patella jusqu à la tubérosité antérieure du tibia, constituant ainsi le ligament patellaire. De plus les vastes latéral et médial émettent des expansions tendineuses verticales le long du ligament patellaire jusque sur les condyles tibiaux, ainsi que des fibres obliques qui viennent croiser en avant le ligament patellaire, et se terminer sur le condyle tibial controlatéral. Sur la photo ci-dessus on aperçoit bien l expansion verticale du vaste médial. Dedans D- Vascularisation Bas Fig 7 : Vascularisation artérielle et veineuse Droit fémoral Branches artérielles du droit fémoral Rameau nerveux à destination des vastes latéral et intermédiaire Artère fémorale superficielle Vaste médial Vaste intermédiaire Réseau artérioveineux du vaste latéral Vaste latéral La vascularisation artérielle du quadriceps s effectue à partir de l artère du quadriceps issue de l artère fémorale profonde. Sur le sujet présent on remarque cependant quelques modifications. L artère quadriceps va prendre en charge essentiellement le muscle vaste latéral et le muscle vaste intermédiaire, tandis que le muscle droit fémoral va recevoir des branches issues directement de l artère fémorale commune, de même que le muscle vaste médial va recevoir des branches de l artère fémorale profonde et de l artère fémorale superficielle. A ce stade de la dissection, le corps musculaire du droit fémoral a été sectionné de façon a laisser apparaître les éléments vasculo-nerveux sous jacents et le vaste intermédiaire. 20

21 Cependant la partie supérieure du muscle est conservée pour étudier les afférences nerveuses et artérielles du droit fémoral. Ici on se rend vite compte que la différenciation entre les différents éléments est assez complexe, les veines étant collées aux artères. A titre générale, les veines sont satellites des artères et sont tributaires de la veine fémorale profonde. Pour la suite des travaux, par soucis de clarté le réseau veineux sera retiré. Dedans Bas Fig 8 : Vascularisation artérielle Artère fémorale superficielle Branches artérielles du vaste latéral Branche artérielle du Droit fémoral 21

22 Fig 8 on retrouve la même région de la cuisse, cependant le réseau veineux a été entièrement retiré. On distingue à présent mieux les branches artérielles des rameaux nerveux. Haut Fig 9 : Vascularisation du vaste médial Dedans Artère fémorale commune Artère fémorale superficielle Artère fémorale profonde Branches artérielles du vaste médial Vaste intermédiaire Vaste latéral Vaste médial 22

23 Sur la figure 9, l artère fémorale superficielle a été sectionnée à sa naissance, c'est-à-dire à l endroit où l artère fémorale commune se divise en fémorale profonde et superficielle. L artère fémorale superficielle est ensuite étirée à l aide de pinces sur le côté afin d étendre les branches artérielles destinées au muscle vaste médial et de laisser apparaître l artère fémorale profonde. Dehors Haut Fig 10 : Division artère fémorale commune Artère fémorale superficielle Artère fémorale commune Artère du quadriceps Artère fémorale profonde Muscle court adducteur On accède ici à un stade plus profond, le muscle long adducteur a été réséqué laissant apparaître le court adducteur et surtout la distribution de l artère fémorale profonde. On aperçoit notamment l artère du quadriceps qui naît de l artère fémorale profonde. L artère fémorale superficielle se prolonge elle dans le canal des adducteurs (canal de Hunter), durant son trajet elle donnera des branches pour le muscle vaste médial avant de plonger ensuite vers la fosse poplitée où elle se prolongera par l artère poplitée. 23

24 Dedans Bas Fig 11 : Réseau artérielle de la cuisse Légende : 1- Artère circonflexe médiale de la cuisse 2- Artère fémorale commune 3- Artère circonflexe latérale de la cuisse 4- Branche artérielle du droit fémoral 5- Branches artérielles du vaste intermédiaire 6- Artère fémorale profonde 7- Artère fémorale superficielle 8- Branches artérielles du vaste médial 9- Branches artérielles du vaste latéral Sur la figure 11, le réseau artériel a été extrait tout en conservant sa cohésion de façon a avoir une vue d ensemble des différentes branches. De plus cela permettra une meilleure lisibilité pour l étude du réseau nerveux. 24

25 Concernant la division des différentes branches de l artère fémorale profonde, on observe ici une configuration de type IV selon G.D. Williams qui est la plus fréquente et retrouvée dans 54,2% des cas. Dans ce type de configuration, l artère circonflexe latérale et l artère du quadriceps naissent par un tronc commun à la face latérale de l artère fémorale profonde tandis que l artère circonflexe médiale naît à sa face médiale. 25

26 E- Innervation Haut Dedans Fig 12 : Innervation du Vaste médial et division du nerf fémoral Nerf fémoral Nerf du droit fémoral Nerf du vaste intermédiaire Nerf du quadriceps Nerf du vaste médial Nerf saphène Nerf du vaste latéral Rameau nerveux pour le vaste intermédiaire Rameaux nerveux pour le vaste médial 26

27 Le nerf fémoral se divise rapidement dès son entrée dans le trigone de Scarpa et va donner le nerf quadriceps qui lui-même se divise en quatre nerfs chacun destinés à un chef du quadriceps. Sur la figure 12, on observe le nerf du vaste médial qui descend à la partie médiale de la cuisse le long du nerf saphène et abandonne tout au long de son trajet des rameaux nerveux pour le vaste médial ainsi qu un rameau nerveux pour le vaste intermédiaire. Dehors Haut Fig 13 : Innervation du droit fémoral Nerf du droit fémoral Rameaux nerveux du droit fémoral Nerf du vaste intermédiaire Nerf du vaste latéral Nerf du vaste médial Le muscle droit fémoral reçoit d ordinaire trois rameaux nerveux qui sont visibles sur la figure 13. Chez les diplégiques spastiques, le quadriceps va se comporter de façon anormale. L atteinte touche en fait exclusivement le muscle droit fémoral dont l hypertonie va avoir des retentissements sur la marche. La spasticité est due à une lésion des voies pyramidales causant une perte du contrôle supra-spinal de la motricité. Le fait que le droit fémoral soit le seul atteint dans cette pathologie laisse supposer que son innervation s effectue de façon indépendante par rapport aux autres chefs du quadriceps. 27

28 Dehors Fig 14 : Innervation du vaste latéral Haut Rameaux nerveux du vaste latéral Nerf du vaste latéral Rameau pour le vaste intermédiaire Le nerf du muscle vaste latéral va se diviser en une branche supérieure et une branche inférieure qui vont donner de nombreux rameaux pour le muscle vaste latéral. Avant sa division le nerf donne également un rameau pour le vaste intermédiaire. Le muscle vaste intermédiaire reçoit donc son rameau issu du nerf quadriceps, plus deux autres rameaux nerveux, l un provenant du vaste médial et l autre du vaste latéral. 28

29 IV/ Fonction et Exploration clinique A- Fonction Le muscle quadriceps a pour fonction principale l extension de la jambe sur la cuisse. Chacun des quatre chefs apporte sa contribution à cette action. - Muscle droit fémoral : c est un muscle bi-articulaire qui va avoir deux fonctions, une action de flexion de hanche ainsi qu une participation à l extension du genou. Il représente à lui seul un cinquième de la force totale du muscle quadriceps, mais est incapable d assurer seul l extension complète du genou. - Muscles vastes : sont tous trois de puissants extenseurs de la jambe sur la cuisse. Ils sont particulièrement sollicités lors des mouvements d accroupissement et de relèvement. Action du quadriceps dans la posture et rôle dans la marche - Dans la station érigée : le quadriceps n a pas de rôle actif, cependant dès que la jambe est légèrement fléchie sur la cuisse, il se contracte et permet un maintien de l équilibre. Il a donc un rôle actif important dans le maintien de certaines positions. - Marche : elle correspond à la translation du centre de gravité dans l espace, entraînant le déplacement du corps, par activité alternée des membres inférieurs, assurant à la fois le maintien de l équilibre et la propulsion. Le cycle de la marche débute par le contact initial du talon avec le sol, et se termine lors du second contact avec le sol de ce même talon. Ce cycle se compose de deux grandes phases, une phase d appui qui représente 60% du cycle et une phase dite oscillante qui représente les 40% restants. 29

30 Mise en charge : cette phase représente les dix premiers pourcents du cycle et comprend le contact initial (0 à 3%) et la réponse à l appui (3 à 10%). Durant la réponse à l appui, le quadriceps se contracte de façon excentrique pour contrôler et ralentir la flexion du genou, tandis que dans le même temps les muscles ischio-jambiers exercent une contraction concentrique brève pour verrouiller le genou. Cette contraction simultanée des muscles agonistes et antagonistes permet d assurer une bonne stabilité du genou pour préparer le transfert du poids. Phase pré-oscillante : cette phase se déroule du cinquantième au soixantième pourcentage du cycle de marche. Elle a pour rôle le contrôle de la fin de l appui et la préparation à la phase oscillante, c'est-à-dire l avancée du pas. Lors de cette phase le muscle droit fémoral exerce une contraction concentrique dans son rôle de fléchisseur de hanche, ainsi qu une contraction excentrique pour contrôler la flexion du genou. Fin de la phase oscillante : cette phase correspond aux treize derniers pourcents du cycle. Le quadriceps se contracte de manière concentrique pour étendre le genou et ainsi préparer l appui. 30

31 B- Exploration clinique Lors de l examen clinique, le médecin peut apprécier la force musculaire du quadriceps en faisant effectuer au patient une extension de jambe contre résistance. Pour cela le patient est en position assise, le médecin stabilise le genou du patient d une main et place l autre main sur la face ventrale de la jambe puis demande à ce dernier de relever sa jambe malgré la pression effectué par le médecin. Cette manœuvre simple permet d évaluer la motricité du muscle. Ce «testing moteur» est coté sur une échelle de 0 à 5. 0= absence de contraction 1= contraction palpable ou visible 2= mouvement actif sans pesanteur 3= mouvement actif contre pesanteur 4= mouvement actif contre résistance 5= mouvement actif contre une forte résistance Le clinicien recherchera également la présence du réflexe patellaire dans lequel le quadriceps est impliqué. En effet ce réflexe ostéo-tendineux correspond à la contraction brusque du quadriceps avec pour conséquence l extension de la jambe sur la cuisse, induit par la percussion du tendon quadricipital (ou ligament patellaire). Il renseigne sur l état de la moelle et plus particulièrement sur la quatrième racine lombaire qui est la racine impliquée dans le réflexe patellaire. 31

32 V/ Atteinte du quadriceps dans l infirmité motrice cérébrale A- L infirmité motrice cérébrale 1) Définition L infirmité motrice cérébrale (IMC) est liée à une lésion du cerveau survenue dans la période anténatale ou périnatale. Elle constitue un trouble moteur non progressif secondaire à un défaut ou une lésion sur un cerveau en maturation. Ces lésions ont pour conséquence majeure une atteinte motrice qui entraîne des troubles de la posture et du mouvement. 2) Causes Les lésions ne sont pas héréditaires et surviennent soit en anténatal soit en postnatal. - causes anténatales : un accident vasculaire cérébral, une malformation cérébrale, une prématurité, une souffrance néonatale - causes postnatales : une infection (séquelles de méningite, encéphalopathie liée au virus du SIDA), un traumatisme, un traitement de tumeur (secondaire à intervention chirurgicale ou chimiothérapie), une maladie métabolique. 3) Conséquences cliniques Il existe différents tableaux cliniques d IMC en fonction de la topographie des déficiences motrices. Le plus fréquent est la diplégie spastique aussi appelée maladie de Little. Tout le corps est atteint mais les membres inférieurs sont plus touchés que les membres supérieurs. Au niveau du membre inférieur, lors de la station debout l atteinte se caractérise par une adduction et rotation interne des cuisses, une flexion des genoux et des hanches, des pieds en équin (le talon ne touche donc pas le sol), ce qui entraîne bien évidemment des troubles de la marche. Les premiers signes sont repérés soit vers l âge de neuf mois (l enfant ne s assied pas seul et perd l équilibre quand il est assis), soit plus tard lorsque l enfant commence à se mettre debout (marche sur la pointe des pieds). Les muscles bi-articulaires (comme le droit fémoral) sont très importants dans la marche car ils permettent de transmettre l énergie d une articulation à une autre. Dans l IMC, ce sont ces muscles qui vont être atteints en priorité. Au niveau du quadriceps l atteinte entraîne une hypertonie du muscle droit fémoral qui va avoir plusieurs conséquences : - De part son action de fléchisseur de hanche, l hypertonie du muscle participe à la démarche dite en triple flexion (flexion de hanche, flexion de genou et flexion plantaire). - Au niveau du genou, l activité anormale du droit fémoral va retentir pendant la phase oscillante du cycle de la marche, phase durant laquelle l hypertonie du muscle va limiter la flexion du genou et ainsi gêner le passage du pas. 32

33 B- Traitement Au niveau du Droit fémoral : On effectue une désinsertion du droit fémoral de la patella pour ensuite le transférer à la face interne du vaste interne où il va être suturé au muscle gracile. Cette intervention a pour but de permettre la flexion du genou pendant la phase oscillante. Le muscle droit fémoral va alors perdre son action d extenseur du genou mais gardera son action de fléchisseur de hanche par le biais de son insertion proximale conservée. De manière générale : - Nombreuses interventions orthopédiques de façon à réduire certaines attitudes vicieuses (tourner le fémur vers l extérieur, remettre le pied dans l axe de la cheville, allongement des ischio-jambiers et des triceps suraux ) - Rééducation par des attelles de maintien nocturne qui ne traitent pas vraiment l hypertonie mais plutôt ses conséquences. - La neurotomie ou la neuroclasie qui ont pour but d écraser le nerf moteur. - L injection de toxine botulique pour réduire là aussi la spasticité. - La rhizotomie sélective qui permet de sectionner un certain nombre de contingents moteurs au niveau des nerfs et dont l action est définitive. Son risque, en dehors de la non réversibilité, est d affaiblir de façon trop importante le muscle. Dans cette méthode, le choix du patient est essentiel, l indication idéale est : 1. Spasticité isolée 2. Bon contrôle du tronc 3. Bonne force musculaire 4. Bon contrôle moteur sélectif 5. Absence de rétraction 6. Motivation et bonne coopération de l enfant. La rhizotomie permet d améliorer l amplitude des mouvements articulaires, améliore la vitesse de déplacement et la longueur du pas et diminue le coût énergétique lors de la marche. 33

34 VI/ Conclusion L étude de ce sujet a permis de mettre en évidence ce vaste muscle qu est le quadriceps ainsi que ses éléments qui le composent et l entourent. L étude a eu ici pour but d aborder dans un premier temps l anatomie descriptive puis fonctionnel du quadriceps pour ensuite mieux comprendre les pathologies qui en résultent. La description anatomique de la région antérieure de la cuisse et l étude fonctionnelle de la marche sont importantes afin de réaliser les mécanismes des atteintes survenant chez les personnes présentant une infirmité motrice cérébrale dont les retentissements sur la marche sont un facteur handicapant. Dans ce mémoire, une attention a été portée sur l innervation des quatre chefs. Dans l infirmité motrice cérébrale le muscle droit fémoral se comporte différemment et indépendamment des autres chefs, ce qui laisserait supposer que son innervation se fait à part. Après avoir étudié durant ce travail la distribution des différents rameaux nerveux dans la région de la cuisse, il pourrait être intéressant de faire une étude portant sur l individualisation des fibres nerveuses du droit fémoral et de remonter jusqu à leur origine à la sortie de la moelle. Cela permettrait peut être d améliorer la précision des techniques par rhizotomie. 34

35 REFERENCES - 1 : C. Libersa, «Schémas de travaux pratiques d Anatomie», fascicule 4 : le membre inférieur - 2 : Frank F. Netter, «Atlas d anatomie humaine» 3 ème édition - 3 : H. Rouvière et A. Delmas, Anatomie Humaine TOME 3 «membres» - 4 : G. Pradal, Embryologie Humaine Elémentaire, «l individu de sa naissance à sa mise au monde» : P. Kamina, «Précis d Anatomie Clinique» TOME 1-6 : J. W. Rohen, C. Yokochi, E. Lütjen-Drecoll, Anatomie Humaine, «Atlas photographique d anatomie systématique et topographique» - 7 : A. Hamel, cours MSBM Nantes 2009, «La marche» - 8 : Pr G. F. Penneçot, Infirmité motrice d origine cérébrale, orthopédie pédiatrique (Paris VII), : Dr V. Leroy-Malherbe, Déficiences motrices et handicaps, Aspects sociaux, psychologiques, médicaux, techniques et législatifs, troubles associés, Paris : Association des paralysés de France, 1996, p