Vissage pédiculaire de la septième vertèbre cervicale (C7): Bases anatomiques et technique chirurgicale

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1 Vissage pédiculaire de la septième vertèbre cervicale (C7): Bases anatomiques et technique chirurgicale C. BARREY, F. COTTON, J. JUND, P. MERTENS ET G. PERRIN Introduction La septième vertèbre cervicale possède des caractères morphologiques propres émanant à la fois du rachis cervical inférieur et du rachis thoracique [19], ce qui avait amené Albrecht à parler de «vertèbre pseudo-cervicale» [16]. Ces particularités anatomiques, concernant à la fois la taille de pédicules et l épaisseur du massif articulaire, sont à l origine de spécificités en terme de technique chirurgicale [23]. Que ce soit dans le cadre de la pathologie traumatique, tumorale ou dégénérative, la fixation par voie postérieure de la septième vertèbre cervicale peut parfois être problématique. Le vissage articulaire n est pas recommandé au niveau de C7 en raison de la très faible épaisseur de ses massifs articulaires [5, 23] et, par conséquent, de la faible tenue mécanique des vis. Les techniques de laçage ou utilisant des crochets lamaires ne peuvent pas, le plus souvent, être utilisées du fait de la nécessité de réaliser une laminectomie et/ou de l atteinte de l arc postérieur (fracturé, par exemple). Enfin la mise en place de vis dans les pédicules peut paraître délicate [1, 2, 3, 4, 8, 11, 17]. Il nous est apparu intéressant de réaliser une étude dans le but d évaluer la faisabilité du vissage pédiculaire de C7. Pour cela, nous avons tout d abord réalisé une étude morphologique en tomodensitométrie avec principalement une analyse de la taille et de l orientation des pédicules de C7. Puis, dans un second temps, nous avons voulu savoir si la mise en place de vis pédiculaires guidée uniquement par les repères topographiques au niveau de la face dorsale de C7, c est-à-dire sans réaliser de lamino-foraminoplastie, permettait d assurer un vissage pédiculaire suffisamment sécurisant. 1

2 Matériel et méthodes L étude a été réalisée sur 18 rachis cervicaux humains adultes prélevés à partir de cadavres humains frais et non formolés (10 hommes, 8 femmes, âgés en moyenne de 76 ± 6,4 ans). Elle a porté sur un total de 36 pédicules de C7. Pour chaque paramètre, la moyenne et écart type (±) ont été précisés. Une tomodensitométrie hélicoïdale a été réalisée pour chaque pièce anatomique avec une acquisition en coupes jointives de 2 mm et un index de reconstruction de 0,8 mm. L ensemble des mesures a ensuite été effectué sur des reconstructions multiplanaires de 1 mm d épaisseur. Deux plans de coupe, l un transversal, l autre sagittal, ont été utilisés pour l ensemble des mesures linéaires et angulaires effectuées sur les pédicules. Chaque plan de coupe passait par la partie centrale du pédicule et par le point d entrée de la visée pédiculaire à la face postérieure du massif articulaire. Les mesures linéaires ont concerné: - la largeur et la hauteur du pédicule, mesurées au niveau de la partie la plus étroite du pédicule (figs.1a, 2a) ; - l épaisseur des corticales médiale, latérale, supérieure et inférieure (figs.1a, 2a) ; - la longueur de la visée pédiculaire, définie comme la distance séparant le point d entrée à la face postérieure du massif articulaire (fig.1a) de la limite postérieure de la corticale antérieure du corps vertébral. Les mesures angulaires ont concerné: - l angulation transversale de la visée pédiculaire par rapport à l axe sagittal médian (fig.1b) ; - l angulation sagittale de la visée pédiculaire par rapport au plan du plateau inférieur de C7 (fig. 2b) ; - l angle transversal du cône de sécurité de la visée pédiculaire calculé à partir du point d entrée de la visée et limité en dedans par le canal vertébral et en dehors par le foramen transversaire ou par la corticale latérale du pédicule, si celui-ci n existait pas (fig. 1b). 2

3 Nous avons également utilisé une coupe sagittale passant le milieu du massif articulaire afin d en mesurer l épaisseur antéro-postérieure (fig. 3). Nous avons ensuite réalisé, dans les mêmes conditions qu au bloc opératoire et après un abord postérieur classique du rachis cervical inférieur, un vissage pédiculaire de C7 bilatéral sur un total de 15 rachis cervicaux. Trois rachis avaient préalablement servi à la mise au point de la technique. Le point d entrée de la visée pédiculaire au niveau de la face postérieure du massif articulaire (fig. 4) a été défini par l intersection de deux lignes : la verticale passant par le milieu de l interligne articulaire C6-C7, et la ligne horizontale passant 1 mm sous le milieu du processus transverse. L orientation du vissage était de 35 vers le dedans dans le plan transversal. L orientation sagittale, plus difficile à reproduire, était de 5 vers le bas par rapport au plan du disque C7-T1. Le plan du disque C7-T1 a pu être repéré à l aide d un ciseau froid introduit au niveau de l espace intervertébral à la face antérieure du rachis cervical. Cette méthode a remplacé le repérage per-opératoire possible de ce plan par l utilisation d un amplificateur de brillance. Les vis utilisées avaient un diamètre de 3,5 mm et étaient en titane, afin de permettre une exploitation optimale de l imagerie après vissage. Sur la tomodensitométrie de contrôle, nous avons relevé les angulations effectives de la vis dans les deux plans sagittal et transversal, ainsi que la présence ou non de l effraction d une corticale du pédicule (Fig. 5). L effraction de la corticale a été classée «grade I» si elle n intéressait qu une partie de la vis et «grade II» si la totalité de la vis se trouvait en dehors du pédicule. L analyse statistique a été réalisée avec l aide du logiciel SPSS. Pour chaque mesure, la moyenne, l écart type et l intervalle de confiance ont été calculés. Les différences ont été considérées comme significatives si p < 0,05. 3

4 Résultats Etude morphologique (tableaux 1-3) Aucune anomalie anatomique particulière n a été retrouvée lors du prélèvement ou de l examen scannographique. Mesures linéaires La largeur du pédicule de C7 était en moyenne de 6 ± 1,2 mm, avec une valeur minimale de 4 mm et maximale de 8,6 mm. On trouvait une différence hautement significative (p<0,001) entre les hommes (6,7 ± 0,9 mm) et les femmes (5 ± 0,6 mm). Quatre pédicules avaient un diamètre inférieur à 4,5 mm (11% des cas). La hauteur était en moyenne de 5,8 ± 1,1 mm, avec une valeur minimale de 3,8 mm et maximale de 8 mm. Il existait également une différence significative (p=0,005) entre les hommes (6,3 mm) et les femmes (5,3 mm), mais celle-ci était moins marquée que pour la largeur. La longueur de vis pédiculaire était en moyenne de 29,3 ± 3,2 mm, aucune valeur n était inférieure à 24 mm et la valeur maximale était de 35 mm. L épaisseur de la corticale latérale mesurée à 0,4 ± 0,3 mm était significativement inférieure (p=0,001) à l épaisseur des autres corticales autour de 1,1 mm, comme il est classique de l observer au niveau du rachis cervical inférieur [12]. Mesures angulaires L orientation transversale du pédicule était de 33,4 ± 6.6 avec une valeur minimale de 22 et maximale de 46. Dans le plan sagittal, l orientation était de + 4,3 ± 4,5 avec une valeur maximale de +15 et minimale de -4. Pour ces deux valeurs aucune différence significative n a été trouvée entre les hommes et les femmes. Nous pouvons noter que la variabilité était plus importante pour l orientation transversale du pédicule (intervalle de confiance IC : [20,5-46,3]) que pour l orientation sagittale (IC : [- 4,5 13,1]). L angle transversal du cône de sécurité avait une valeur moyenne de 23,2 ± 7 et était significativement 4

5 (p=0,001) plus élevé chez les hommes (27,6 ± 6,2) que chez les femmes (19,4 ± 5,1). Plus le pédicule était large, plus l angle de sécurité était important, ce qui semblait logique a priori. Epaisseur antéro-postérieure du massif articulaire L épaisseur antéro-postérieure du massif articulaire était mesurée en moyenne à 9,1 ± 1,4 mm avec une valeur minimale à 6,5 mm et maximale à 12,5 mm, sans différence significative en fonction du sexe. Vissages pédiculaires (tableau 4) Les angulations des vis sur l imagerie de contrôle étaient de 33 ± 5,1 dans le plan transversal et de 1,45 ± 4,2 dans le plan sagittal (référence : plateau inférieur de C7). Ces valeurs étaient très proches des angles mesurés dans l étude morphologique. Nous trouvions 63,3% (19/30) de vis correctement placées, c està-dire sans aucune effraction corticale. Aucune effraction de grade II (lorsque la totalité de la vis se trouve en dehors du pédicule) ne fut déplorée (fig. 5). Les corticales les plus fréquemment franchies étaient la corticale médiale (5/30, soit 16,7%), puis la corticale latérale (4/30, soit 13,3%). Les corticales les moins franchies étaient les corticales inférieure (2/30, soit 6,7%) et supérieure (2/30, soit 6,7%) (tableau 4). Discussion Etude morphologique Les dimensions des pédicules de C7 trouvées dans notre étude sont légèrement inférieures aux données de la littérature (tableau 5). Ceci peut être lié au fait que nous nous sommes attachés à mesurer la largeur et la hauteur à la partie la plus étroite du pédicule. Quoi qu il en soit, l analyse morphométrique nous montre qu en C7 la taille des pédicules est compatible avec le vissage pédiculaire, puisque la largeur et la hauteur moyennes du pédicule se situent autour de 6 mm. Cette technique de vissage reste toujours possible pour les valeurs minimales, puisque la largeur et la hauteur minimales mesurées étaient respectivement de 4 et de 3,8 mm. Il apparaît néanmoins prudent d utiliser des vis de diamètre inférieur 5

6 (2,7 mm) pour des pédicules de petite taille (largeur < 4,5 mm), soit environ dans 10% des cas, d autant qu une étude biomécanique [9] n a montré aucune différence entre les deux diamètres de vis en terme de tenue. Nous préconisons une longueur de vis pédiculaire de 24 mm. Cela permet d assurer une prise osseuse suffisante, la longueur moyenne du pédicule étant autour de 15 mm [12], et de respecter la corticale antérieure du corps vertébral. Il est bien évident que cette valeur peut être adaptée aux données de la tomodensitométrie pré-opératoire. Une longueur théorique moyenne de 32 mm, comme le préconisent Jeanneret et al. [8], nous semble être excessive et aurait été responsable, sur notre échantillon, de plusieurs effractions de la face ventrale du corps vertébral. L angulation transversale est moins importante que celle relevée par Karaikovic et al. [12] et Ludwig et al. [17, 18], certainement parce que nous avons mesuré plus un angle de visée pédiculaire à partir d un point précis à la face postérieure du massif articulaire que la véritable orientation du pédicule lui-même. Notre méthode assure une meilleure reproductibilité puisqu il est facile de tracer un axe à partir de deux points suffisamment distants (milieu du pédicule et milieu de la facette). Nous préconisons donc une angulation autour de 30 à 35 dans le plan transversal à partir du point d entrée que nous avons précisément défini (fig. 4). L analyse de la tomodensitométrie pré-opératoire est cependant indispensable et permet d adapter la visée, car il existe une variabilité relativement importante concernant la valeur de cet angle. Dans le plan sagittal nos résultats sont quasiment identiques à ceux de Karaikovic et al. [12]. Certains auteurs [18, 23] ont choisi de mesurer l angle sagittal par rapport à la face postérieure du massif articulaire, ce qui rend les comparaisons difficiles. La face postérieure du massif articulaire nous était apparue d emblée comme un plan de référence non satisfaisant, étant donné que celle-ci n est pas véritablement rectiligne. Il est intéressant de noter que la variabilité de l angulation sagittale est moins importante que celle de l angulation transversale, comme l attestent la valeur des intervalles de confiance de l ordre de 17 et de 26 respectivement (tableau 3). La visée doit être inclinée vers le bas d environ 5 par rapport au plan du plateau inférieur de C7, ce qui nécessite un contrôle radiographique per-opératoire. 6

7 L angle transversal du cône de sécurité supérieur à 20 en moyenne nous paraît satisfaisant et semble autoriser une certaine marge d erreur. Il serait intéressant de mesurer cet angle aux autres niveaux du rachis cervical. Concernant l influence du sexe du sujet sur la morphologie des pédicules, nous avons noté que la taille des pédicules était significativement plus importante pour les hommes, alors que l orientation transversale et sagittale du pédicule était sensiblement la même pour les deux sexes. L absence de l artère vertébrale au niveau du foramen transversaire de C7 dans plus de 95% des cas [7], celle-ci pénétrant le plus souvent le canal transversaire en C6, est une donnée anatomique fondamentale, car elle réduit considérablement le risque de léser l artère vertébrale en cas de fausse-route de la vis pédiculaire. La présence d un foramen transverse en C7 ne signifie pas que l artère vertébrale pénètre le canal transversaire à ce niveau : sur un total de 26 rachis cervicaux, Jovanovic [10] notait la présence d un foramen transversaire en C7 sur toutes les pièces anatomiques, alors que l artère vertébrale pénétrait le canal transversaire à ce niveau dans un seul cas. Il n existait le plus souvent au niveau du foramen que des branches veineuses et artérielles accessoires ainsi que des filets nerveux. La réalisation pré-opératoire d une tomodensitométrie avec injection de produit de contraste permettrait de s assurer que l artère vertébrale ne pénètre pas le canal transversaire en C7. Technique chirurgicale La réalisation du vissage pédiculaire de C7 guidée uniquement par les repères anatomiques au niveau de l arc postérieur de la vertèbre nous paraît insuffisamment sécurisante, puisque seulement 63,3% des vis pédiculaires n ont entraîné aucune effraction de corticale. Aucune effraction de grade II n a été observée, mais nous savons qu une effraction même minime du pédicule peut être dangereuse. Néanmoins l utilisation de la radioscopie per-opératoire, utile en particulier pour préciser l axe sagittal de la visée pédiculaire, et la réalisation d une lamino-foraminoplastie doivent permettre d améliorer ces résultats, comme cela a déjà pu être étudié par ailleurs au niveau de l ensemble du rachis cervical 7

8 inférieur [1, 2, 18]. Dans le cadre d une étude comparative entre trois techniques chirurgicales de vissage pédiculaire cervical, Ludwig et al. [18] avaient pu montrer qu en C7 aucune effraction potentiellement dangereuse n était survenue, dès lors que l on avait réalisé une lamino-foraminoplastie La prédominance des effractions corticales dans le plan transversal est certainement à rattacher à la plus grande variabilité de l orientation du pédicule dans ce plan. Ceci incite d autant plus à réaliser une lamino-foraminoplastie aux dépens du bord supérieur de la lame de C7, afin de palper le bord médial du pédicule (fig. 6). Dans une série clinique de 42 vissages pédiculaire en C7 avec lamino-foraminotomie et palpation du pédicule, Albert et al. n ont rapporté aucune complication neurologique ou vasculaire [4]. Toujours dans le but de sécuriser au maximum la visée pédiculaire certaines équipes [1, 2, 13] ont décrit la possibilité au niveau du rachis cervical inférieur de réaliser un véritable forage du pédicule à partir du point d entrée de la vis avec mise à nu progressive du spongieux. C est la chirurgie assistée par ordinateur avec logiciel de navigation qui semble donner les meilleurs résultats en terme de sécurité [11]. Il faut cependant signaler que la plupart des études analysant le risque du vissage pédiculaire au niveau du rachis cervical en fonction de la technique utilisée portent sur l ensemble du rachis cervical inférieur y compris C7 et ne font le plus souvent pas état de leurs résultats en fonction du niveau vertébral (C3, C4, C5, C6 ou C7) [3, 11, 20]. La taille des pédicules de la septième vertèbre cervicale étant significativement supérieure à celle des niveaux sus-jacents, comme l ont déjà montré plusieurs études [6, 12, 18, 22, 23, 24], les taux d effractions pédiculaires en fonction de la technique utilisée deviennent difficilement comparables avec ceux de notre étude. Sur le plan biomécanique, le vissage pédiculaire a l avantage d offrir une prise osseuse d excellente qualité. Ceci est d autant plus important que l on se situe au niveau d une zone à fortes contraintes biomécaniques, entre rachis cervical mobile et rachis thoracique rigide, nécessitant une fixation de bonne qualité. Plusieurs 8

9 études biomécaniques comparatives [9, 14, 15] ont trouvé une supériorité biomécanique du vissage pédiculaire par rapport au vissage articulaire sur toute la hauteur du rachis cervical inférieur, y compris en C7. La force maximale d arrachement, principal paramètre mécanique d une vis, se situait autour de 650 N pour la vis pédiculaire contre 300 N environ pour la vis articulaire. Cette différence est d autant plus nette en C7 que le vissage articulaire y est particulièrement peu efficace. Il est certain que la faible épaisseur antéropostérieure du massif articulaire en C7, de l ordre de 9 mm, comme nous avons pu le confirmer dans notre étude, ne permet pas d assurer une longueur de prise osseuse suffisante pour la vis articulaire. Conclusion La taille compatible des pédicules, avec une largeur et une hauteur moyennes de 6 et de 5,8 mm respectivement, et l absence de l artère vertébrale au niveau du foramen transverse de C7 dans 95% des cas [7, 10] sont les deux données morphologiques fondamentales autorisant la visée pédiculaire au niveau de la septième vertèbre cervicale. Sur le plan biomécanique, le vissage pédiculaire assure une fixation solide en terme de tenue mécanique et nettement supérieure au vissage articulaire. En raison de ces considérations morphologiques et biomécaniques, le vissage pédiculaire apparaît en C7 comme une option particulièrement intéressante devant la nécessité d une fixation de cette vertèbre par voie postérieure. Cependant, il nous est apparu que les seules données morphologiques ne sont pas à elles seules suffisantes pour assurer un vissage pédiculaire en toute sécurité. La réalisation d une lamino-foraminoplastie est vivement conseillée, bien que non évaluée par notre étude. Remerciements Nous tenons particulièrement à remercier la société Scient x pour la collaboration apportée à cette étude. Légendes des tableaux et figures Tableau 1. Dimensions linéaires des pédicules de C7 : largeur, hauteur et longueur des vissages transpédiculaires (mm). Pour chaque paramètre linéaire sont indiqués la moyenne, la déviation standard et les extrêmes [ ] Tableau 2. Epaisseur des corticales médiale, latérale, supérieure et inférieure des pédicules (mm) Tableau 3. Dimensions angulaires des pédicules de C7 : angulations sagittale et transversale, angulation transversal dans la zone de sécurité du vissage transpédiculaire (degrés) 9

10 Tableau 4. Résultats concernant les vis pédiculaires dont la mise en place ne s appuyait que sur des repères postérieurs (% d effractions pédiculaires) Tableau 5. Revue de la littérature: comparaison de l anatomie quantitative des pédicules de C7. Pour chaque paramètre morphologique sont indiqués la moyenne, la déviation standard et les extrêmes [ ]. M, hommes ; F, femmes. * en millimètres; en degrés. Les angulations transversales et sagittales ne sont mentionnées que quand elles ont été calculées respectivement par rapport au plan sagittal médian et au plateau vertébral inférieur de C7 Fig. 1a, b. a Coupe scanner transversale passant par la partie centrale du pédicule. Les dimensions linéaires mesurées sont la largeur minimale du pédicule (1), l épaisseur des corticales médiale (2) et latérale (3), longueur du vissage transpédiculaire (4) entre le point d entrée à la face postérieure de la masse latérale à la limite postérieure de la corticale antérieure du corps vertébral d. b Coupe scanner transversale passant par la partie centrale du pédicule. Les dimensions angulaires mesurées sont l angulation transversale du pédicule par rapport au plan sagittal (5) et l angulation transversale de la zone de sécurité du vissage transpédiculaire (6) Fig. 2a, b. a Coupe scanner sagittale passant par la partie centrale du pédicule et le centre de la face postérieure de la masse latérale. Les dimensions linéaires mesurées sont la hauteur du pédicule (7), l épaisseur des corticales médiale (8) et latérale (9). b Coupe scanner sagittale passant par la partie centrale du pédicule et le centre de la face postérieure de la masse latérale. Les dimensions angulaires mesurées sont l angulation sagittal de pédicule par rapport au plateau inférieur de C7. L angulation est notée comme positive quand elle est dirigée en bas et en avant par rapport au plateau inférieur de C7 et comme négative quand elle est dirigée en haut et en avant Fig. 3. L épaisseur de la masse latérale de C7 (10) a aussi été mesurée sur les coupes sagittales. Dans ce cas, la masse latérale de C7 est manifestement plus fine que la masse latérale de C6 susjacente Fig. 4. Le point d entrée du visage transpédiculaire de C7 est situé précisément à l intersection de deux lignes : la ligne verticale passant par le milieu de l articulation zygapophysaire C6-C7 et la ligne horizontale passant juste (1 mm) sous le milieu du processus transverse de C7. Le vissage est dirigé médialement de et vers le bas de 5 par rapport au plateau inférieur de C7 Fig. 5. Vérification au scanner de l intégrité des deux pédicules et de l angulation des vis pédiculaires Fig. 6. La lamino-foraminotomie consiste en l ablation de la partie supérieure de la lame de C7 (à droite ici). Elle est très utile pour palper la corticale médiale (flèche) et la face supérieure du pédicule, et éventuellement corriger l angulation du vissage transpédiculaire, si nécessaire 10