UE11 PARCOURS Neurophysiologie ED n 4.2 17/04/2019 Martine Gavaret : M.GAVARET@chsainte-anne.fr RT : Servane Le Bret RL : Marion Lacombe Pathologies et chirurgies du rachis Plan : I. Les déformations de la colonne vertébrale II. III. IV. La chirurgie Les risques neurologiques Le monitoring A. Les Potentiels Evoqués Somesthésiques B. Les Potentiels Evoqués Moteurs C. L Onde D D. Le test des vis pédiculaires E. Les Potentiels Evoqués Mixtes Neurogènes 1
La colonne vertébrale est composée de différentes vertèbres : 7 cervicales, 12 thoraciques, 5 lombaires, 5 sacrées et 4 coccygiennes soudées entre elles. Elles sont constituées d un corps, de pédicules et de lames qui délimitent le canal vertébral dans lequel passe la moelle épinière, d un processus épineux, et d apophyses transverses. Un rachis normal de face est rectiligne ; de profil il présente 4 courbures physiologiques : une lordose cervicale, une cyphose thoracique, une lordose lombaire et une cyphose sacrale. Elles se modifient au cours de la croissance (cf. cours d anat d UE 13 de notre très cher Professeur Bargy) et sont définitives à 15 ans chez les femmes, à 20 ans chez les hommes. Il existe deux sortes de déviations cérébrales : les scolioses et les cyphoses. I. Les déformations de la colonne vertébrale Une scoliose idiopathique (= sans étiologie trouvée) est une déformation tridimensionnelle de la colonne pas complétement réductible qui peut donner une inflexion dans le plan frontal, une perte des courbures physiologiques et une rotation sur le plan horizontal. Si cette dernière survient au niveau thoracique on aura une gibbosité (=une bosse) car lors de la rotation de la vertèbre, les côtes vont suivre le mouvement. Pour voir le mauvais alignement des vertèbres ou une petite gibbosité, on demande au patient de se pencher en avant les pieds joints. Dans les cas les plus graves, on peut repérer une asymétrie au niveau des épaules et des plis de l abdomen et parfois des gibbosités. Les scolioses idiopathiques sont plus fréquentes chez les filles sans raison connue. Elles sont essentiellement thoraciques ou lombaires, et peuvent être thoraco-lombaires. Sans que l on sache pourquoi, elle est de préférence à convexité thoracique droite et lombaire gauche. En plus de problèmes esthétiques, un patient ayant une scoliose avec une gibbosité présente des troubles de l équilibre et de la dynamique, et peut avoir un rachis douloureux (avec l âge des scolioses dégénératives avec arthrose peuvent se rajouter à une scoliose idiopathique). Dans les cas les plus extrêmes de rotation thoracique, on peut avoir des complications respiratoires sévères (jusqu à agénésie d un poumon chez un nouveau-né). (Dans les pays développés, c est la médecine scolaire qui joue un rôle important dans la détection des scolioses idiopathiques.) 2
Sur les radios d une scoliose, on va mesurer l angle de Cobb. Il se mesure sur une radio de face et c est l'angle formé à partir de l'intersection de deux droites tangentielles l'une au plateau supérieur de la vertèbre limite supérieure, l'autre au plateau inférieur de la vertèbre limite inférieure. On repère donc les vertèbres qui forment les limites caudale et crâniale de la courbure anormale, on trace des droites et on mesure l angle. Cet angle permet de catégoriser le degré de gravité de la scoliose et est très surveillé au cours des années chez les patients ayant une scoliose. Une aggravation massive et rapide peut se produire en période péripubertaire, on doit donc surveiller régulièrement les enfants dans cette classe d âge. On peut classer les étiologies des scolioses en 4 catégories : (les exemples ne sont pas à connaitre) Scoliose secondaire congénitale : malformations vertébrales à la naissance o Hémi-vertèbres, vertèbres en ailes de papillon Scoliose secondaire à une anomalie neurologique o Malformations médullaires, myoneuropathie, spina bifida, paralysie cérébrale, atrophie des muscles paravertébraux Scoliose secondaire faisant partie d un syndrome o Marfan, Prader-Willi, anomalies chromosomiques, CHARGE, phénylcétonurie Scoliose secondaire à une dystrophie osseuse o Neurofibromatoses de type 1, achondroplasie Autres étiologies o Spondylodiscites, tumeur, fracture, scoliose post-thoracotomie, cyphose de Scheuermann Une cyphose correspond à une exagération de la convexité de la région dorsale. Une cyphose et une scoliose peuvent être associée et donner une cypho-scoliose. Les risques neurologiques peropératoire sont plus importants pour les cyphoses que pour les scolioses lors d une chirurgie. Les scolioses sont responsables d une gibbosité et parfois même d une translation du tronc ayant des conséquences esthétiques, douloureuses, d équilibre statique et dynamique, et des complications respiratoires dans les formes sévères. II. La chirurgie L objectif de la chirurgie est de fixer et de réduire la déformation rachidienne dans les trois plans de l espace afin de stopper l évolution des courbures. Quand opère-t-on? Cette décision repose sur des critères cliniques et radiologiques : lorsque l angle de Cobb thoracique est supérieur à 40, ou le lombaire est supérieur à 35. Avant cela, les patients dont on connaissait la scoliose, étaient bien évidemment surveillés et des dispositifs orthopédiques leur avaient été proposés comme des corsets, qu ils devaient portés toute la 3
journée ou seulement la nuit. Mais parfois ces dispositifs sont inefficaces ou inaccessibles (jeunes enfants). La chirurgie est une arthrodèse vertébrale et consiste à implanter deux tiges de titane qui prennent appui sur le rachis que l on étire et fixe à l aide de vis pédiculaires ou de crochets tenant les lames. Ces tiges en titane pouvant casser, une greffe osseuse est pratiquée : au cours de la chirurgie, on coupe les épineuses thoraciques (elles peuvent gêner la chirurgie et ne servent pas à grand-chose dans la vie de tous les jours), on les broie et on place contre les tiges, ainsi de l os va se refaire sur les tiges. Le but de la chirurgie est de restituer une cyphose thoracique et une lordose lombaire physiologiques sans occasionner des dommages collatéraux comme une paraplégie. III. Les risques neurologiques La traction exercée sur la moelle pour corriger la déformation peut être à l origine d une paraplégie. Les complications neurologiques sont donc une préoccupation majeure et peuvent être des atteintes de la queue de cheval, des racines ou des complications médullaires. Ces dernières sont les plus graves. Elles ont trois origines : Compression médullaire ou nerveuse directe provoquée par le matériel d ostéosynthèse (voir image ci-contre la vis pédiculaire ici entre dans le canal vertébral) Etirement médullaire ou des racines à cause des mouvements de correction Ischémie médullaire engendrée par l étirement de la moelle 4
IV. Le monitoring Les rapports anatomiques Les risques neurologiques des chirurgies du rachis (scolioses/cyphoses) sont nombreux et peuvent se présenter sous la forme d atteintes médullaires, d atteintes de la queue de cheval ou encore d atteinte des racines. Le monitoring comporte une surveillance subcontinue des fonctions sensitivo-motrices médullaires et permet de diminuer l incidence de ces complications neurologiques, en avertissant le chirurgien du moment précis de la modification et en établissant un niveau lésionnel. Avant le monitoring, on effectuait des tests de réveil : on réveille le patient au milieu de l intervention, quand il atteint un niveau de conscience suffisant on lui demande de serrer les mains et de bouger les pieds. Ce test était dit positif si les mains bougeaient mais pas les pieds : signe de paraplégie. Néanmoins ce test n est possible que sur certains patients, les plus petits ne peuvent pas le supporter, et les adultes peuvent essayer de bouger alors que leur dos est ouvert, ou s extuber, c est un test approximatif et il n y a pas de monitoring continu. Le monitoring devient alors une obligation. Son absence en cas de chirurgie de déviation vertébrale constitue une perte de chance. A. Les PES : potentiels évoqués somesthésiques Ces potentiels explorent les voies lemniscales de la proprioception dans les cordons postérieurs médullaires. On stimule le nerf tibial postérieur au niveau de la cheville. Le signal remonte le long de S1, continue jusqu au cordons médullaires postérieurs, fait chemin jusqu à l encéphale en décussant pour atteindre la face interne du sillon central, où le signal sera recueilli par une électrode. Deux 5
électrodes de contrôle sont utilisées pour diminuer le risque d artefacts : une au creux du genou, et une fronto-polaire. Le critère d alerte est la diminution des amplitudes de plus de 50%. Néanmoins ces potentiels peuvent être altérés par le geste chirurgical (mécanique, ou ischémie locale), l hypotension systémique (en cas d hypovolémie, d hémorragie ou de chute importante de l hématocrite), l anesthésie (elle demande un produit particulier, certains gaz peuvent perturber le signal), et l hypothermie (à 35 ou en dessous le signal est modifié). Ces PES présentent des limites : Ils ne testent que les cordons postérieurs : quelques patients se sont réveillés avec une paraplégie motrice post-opératoire (sd artère spinale antérieure) alors que les PES étaient conservés Les potentiels ont une sensibilité aux produits anesthésiques : privilégier propofol en continu Le temps d acquisition est long > 1mn Mais aussi des avantages : L étude de Nuwer de 1995 a montré une sensibilité pour la détection complications neurologiques post-opératoire de 92% et une spécificité de 98% La simplicité de mise en œuvre est un point sympathique L absence de contre-indication est charmante Ils rendent le monitoring moelle cervicale possible Il y a une possibilité de couplage aux autres techniques de monitoring B. Les PEM : potentiels évoqués moteurs Dans cette technique, on stimule le cortex pour enregistrer une réponse périphérique. On place des électrodes dans le cuir chevelu (en C3 et C4 sur le schéma) et d autres au niveau des éminences thénar et hypothénar, des vastes internes, des jambiers antérieurs et des muscles pédieux. 6
Trois enregistrements sont possibles : 1- On a un signal au niveau des mains et des pieds = normalement tout va bien et tout ira bien au réveil ; 2- On a aucun signal, ni mains, ni pieds = c est probablement un facteur général comme la température qui vient influencer le signal ; 3- On a un signal au niveau des mains, mais pas au niveau des pieds = c est un signe d atteinte de moelle ou de racine. Le critère d alerte utilisé ici est la diminution des amplitudes de plus de 65%. Cette technique a des limites : Le signal est aboli en cas d utilisation de curare pour l anesthésie Sensible à l anesthésie : pas d anesthésie gazeuse Elle a des avantages : Elle est spécifique des voies motrices Elle ne nécessite pas de moyennage Rappelons que la moelle a deux afférences artérielles différentes : le tiers postérieur de la moelle contenant les cordons postérieurs testés dans les PES est vascularisé par des artères spinales postérieures, tandis que les deux tiers antérieurs testés par les PEM sont vascularisés par l artère d Adam Kevitz. Ainsi des ischémies peuvent survenir dans des territoires non testés par la méthode utilisée et on peut ainsi voir des paraplégies au réveil sans avoir eu d alerte de potentiels évoqués. C. Les ondes D (directes) On stimule ici le cortex moteur en C3 ou C4 comme pour les PEM, mais l enregistrement se fait cette fois au niveau d une électrode médullaire épidurale mobile le long de la moelle. Cette technique est spécifique des voies motrices et permet la détermination d un niveau lésionnel. 7
Ce monitoring est surtout utilisé pour les chirurgies s attaquant à une tumeur médullaire : si on a l onde D de la moelle en dessous de la tumeur qu on a opérée, c est un facteur pronostique positif pour la marche : le sujet marche en post-opératoire. D. Les vis pédiculaires Lors d une effraction des vis pédiculaires dans le canal médullaire, si on les stimule électriquement, on va voir des mouvements chez le patient, alors qu en temps normal, la vis n étant que dans l os, elle ne touche pas les nerfs et même lorsqu elle conduit un courant électrique, ce courant ne peut pas induire de mouvement. On stimule donc la vis et on voit si on enregistre l activité d un muscle en réponse. E. Les PEMN : potentiels évoqués mixtes neurogènes On stimule directement la moelle avec une électrode épidurale et on recueille la réponse des nerfs des membres inférieurs (creux polités et cheville). C est l activation des voies motrices ET des voies sensitives. En effet au niveau de la moelle on stimule directement le nerf moteur qui reçoit le signal qui poursuit son chemin dans le sens moteur habituel. Mais on stimule également le nerf sensitif, vu l emplacement de la stimulation on va enregistrer un signal de sens inverse au sens sensitif habituel. 8
Cette technique est critiquée car elle n est pas «pure» (elle stimule sensitif et moteur). De plus lors d opérations alors que les PENM étaient peu changés ou inchangés, on a vu des paraplégies au réveil. Mais elle est intéressante : lors d infirmité motrice cérébrale, ou d hypoxie cérébrale sévère à la naissance par exemple, on ne voit pas de PES et de PEM à cause d altérations très importantes du cortex et de la substance blanche. Ainsi cette méthode permet de court-circuiter le cerveau et donc de monitorer ces patients particuliers, quels que soient leur âge. Toutes ces techniques sont complémentaires : on peut utiliser uniquement les PEM, ou alors PES et PEM quand on veut tout suivre. On adapte la technique en fonction du type de chirurgie, des structures à risque, de l âge du patient, de ses pathologies particulières 9
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Fiche récapitulative I. Les déformation de la colonne vertébrale Scoliose = déformation tridimensionnelle de la colonne pas complétement réductible qui peut donner une inflexion dans le plan frontal, une perte des courbures physiologiques et une rotation sur le plan horizontal (-> rotation à l origine de gibbosité). Angle de Cobb = sur radio de face, angle formé par le plateau sup de la vertèbre limite sup et le plateau inf de la vertèbre limite inf -> permet de caractériser la gravité d une scoliose : si angle thoracique est supérieur à 40, ou le lombaire est supérieur à 35 alors c est un critère radiologique pour la chirurgie. Cyphose = exagération de la convexité de la région dorsale (thoracique généralement). Une cyphose et une scoliose peuvent être associée -> cypho-scoliose. Il existe 4 étiologies de scoliose en dehors de la scoliose idiopathique : scoliose secondaire à une anomalie congénitale/neurologique/syndromique/ dystrophie osseuse/ autre étiologie II. La chirurgie La chirurgie est une arthrodèse vertébrale et consiste à implanter deux tiges de titane qui prennent appui sur le rachis que l on étire et fixe à l aide de vis pédiculaires ou de crochets tenant les lames. III. Les risques neurologiques La traction exercée sur la moelle pour corriger la déformation peut être à l origine d une paraplégie. Les complications peuvent être des atteintes de la queue de cheval/ des racines/ de la moelle. Les complications médullaires ont trois origines : Compression médullaire ou nerveuse directe/ Étirement médullaire ou des racines/ Ischémie médullaire. IV. Le Monitoring Il permet de détecter les dysfonctionnements des voies motrices et sensitives en temps réel et essayer ainsi de corriger l acte qui a été délétère. Actuellement obligatoire car sinon perte de chance pour le patient. Plusieurs techniques de monitoring peuvent être utilisées : PES/PEM/ ondes D/ Tests des vis pédiculaires/ PEMN de façon complémentaire en fonction du type de chirurgie, des structures à risques, de l âge du patient. Voici un tableau récapitulatif de ces différentes techniques : 11
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