Anatomie neuraxiale

Steven L. Orebaugh et Hillenn Cruz Eng

INTRODUCTION

La colonne vertébrale fait partie de l'axe du corps humain, s'étendant sur la ligne médiane de la base du crâne au bassin. Ses quatre fonctions principales sont la protection de la moelle épinière, le soutien de la tête, la fourniture d'un point d'attache pour les membres supérieurs et la transmission du poids du tronc aux membres inférieurs. Pertinente pour l'anesthésie régionale, la colonne vertébrale sert de repère à une grande variété de techniques d'anesthésie régionale. Il est donc important que l'anesthésiste puisse développer une image mentale tridimensionnelle des structures composant la colonne vertébrale.

CONSIDÉRATIONS ANATOMIQUES

La colonne vertébrale est composée de 33 vertèbres (7 cervicales, 12 thoraciques, 5 lombaires, 5 sacrées et 4 segments coccygiens) (Figure 1). Dans la période embryonnaire, la colonne vertébrale se courbe en forme de C, formant deux courbures primaires avec leur aspect convexe dirigé vers l'arrière. Ces courbures persistent à l'âge adulte comme les courbes thoraciques et sacrées. Les lordoses cervicale et lombaire sont des courbures secondaires qui se développent après la naissance par extension de la tête et des membres inférieurs en position debout. Les courbures secondaires sont convexes vers l'avant et augmentent la flexibilité de la colonne vertébrale.

FIGURE 1. La colonne vertébrale et les courbures de la colonne vertébrale adulte, vue latérale.

Vertébrés

Une vertèbre typique se compose d'un arc vertébral en arrière et d'un corps en avant. Cela est vrai pour toutes les vertèbres sauf C1. Deux pédicules apparaissent sur les faces postéro-latérales de chaque vertèbre et fusionnent avec les deux lames pour encercler le foramen vertébral1 (Figure 2A, Figure 2B). Ces structures forment le canal vertébral, qui contient la moelle épinière, les nerfs rachidiens et espace épidural. Des disques fibrocartilagineux contenant le nucleus pulposus, corps gélatineux avasculaire entouré des lamelles collagènes du ligament annulaire, rejoignent les corps vertébraux. Les apophyses transverses proviennent des lames et se projettent latéralement, tandis que l'apophyse épineuse se projette vers l'arrière à partir de l'union médiane des lames (Figure 2A, Figure 2B). L'apophyse épineuse est souvent bifide au niveau cervical et sert d'attache aux muscles et aux ligaments.
C1 (atlas), C2 (axis) et C7 (vertebra prominens) sont décrites comme des vertèbres cervicales atypiques en raison de leurs caractéristiques uniques.
C1 est un os en forme d'anneau qui n'a pas de corps ni d'apophyse épineuse.

FIGURE 2. Une vertèbre typique. A : Vue supérieure de la vertèbre L5. B : Vue postérieure de la vertèbre L5.

Il est formé de deux masses latérales à facettes qui se connectent en avant à un arc court et en arrière à un arc plus long et incurvé. L'arc antérieur s'articule avec les tanières, et l'arc postérieur a une rainure où passe l'artère vertébrale (Figures 3A). L'apophyse odontoïde (tanières) de C2 fait saillie vers le haut, d'où le nom d'axe (Figures 3B). Ensemble, l'atlas et l'axe forment l'axe de rotation de l'articulation atlanto-axiale.
Le C7 (vertebra prominens) a un long processus épineux non bifide qui sert de point de repère utile pour une variété de procédures d'anesthésie régionale (Figure 3C). L'apophyse transverse de C7 est volumineuse et n'a qu'un seul tubercule postérieur.

FIGURE 3. Les vertèbres atypiques. A : Vue supérieure de la vertèbre C1 (atlas). B : Vue supérieure de la vertèbre C2 (axe) avec un processus épineux bifide. C : Vue supérieure de la vertèbre C7 ; l'apophyse épineuse est non bifide.

Les espaces interlaminaires de la colonne vertébrale thoracique sont étroits et plus difficiles d'accès avec une aiguille en raison du chevauchement des lames. En revanche, les lames des cinq vertèbres lombaires ne se chevauchent pas. L'espace interlaminaire entre les vertèbres lombaires adjacentes est assez grand.

Les articulations des facettes vertébrales (zygapophysaires) articulent les éléments postérieurs des vertèbres adjacentes. La jonction de la lame et des pédicules donne naissance à des processus articulaires inférieurs et supérieurs (Figure 2A, Figure 2B). Le processus articulaire inférieur fait saillie caudalement et chevauche le processus articulaire supérieur de la vertèbre inférieure adjacente. Cet alignement est important à comprendre lors de l'exécution de procédures interventionnelles contre la douleur telles que les injections articulaires facettaires, les injections intra-articulaires de stéroïdes ou la dénervation par radiofréquence. Les surfaces articulaires du rachis cervical sont orientées à mi-chemin entre les plans axial et coronal. Cet alignement permet un grand degré de rotation, de flexion et d'extension mais peu de résistance aux forces de cisaillement vers l'arrière et vers l'avant. Les articulations facettaires de la région thoracique sont orientées dans un plan plus coronal, ce qui offre une meilleure protection contre les forces de cisaillement mais réduit la rotation, la flexion et l'extension.

Au niveau du rachis lombaire, les surfaces articulaires sont courbes, avec une orientation coronale de la partie antérieure et une partie postérieure orientée sagittalement. Les facettes thoraciques sont situées en avant des processus transverses, tandis que les facettes cervicales et lombaires sont situées en arrière de leurs processus transverses.

Cinq vertèbres sacrées fusionnent pour former le sacrum en forme de coin, qui relie la colonne vertébrale aux ailes iliaques du bassin4 (Figures 4A, 4B). Dans l'enfance, les vertèbres sacrées sont reliées par du cartilage, qui progresse vers la fusion osseuse après la puberté, avec seulement un reste étroit de disque sacré restant à l'âge adulte.

La fusion est généralement complète jusqu'au niveau S5, bien qu'il puisse y avoir une absence totale de toit osseux postérieur sur le canal vertébral sacré. Le hiatus sacré est une ouverture formée par la fusion postérieure incomplète de la cinquième vertèbre sacrée.
Il se trouve à l'apex du coccyx, qui est formé par l'union des quatre dernières vertèbres (Figure 4C). Ce hiatus permet un accès pratique à l'extrémité caudale de l'espace épidural, en particulier chez les enfants. Les cornes sacrées sont des proéminences osseuses de chaque côté du hiatus facilement palpables chez le jeune enfant et servant de repères pour un bloc épidural caudal. Pour plus d'informations, voir Anesthésie caudale.

FIGURE 4. Le sacrum et le coccyx. A : vue postérieure du sacrum ; le sacrum se courbe en avant à proximité de son extrémité rétrécie où il s'articule avec le coccyx. B : La base du sacrum est dirigée vers le haut et vers l'avant. C : Vue antérieure du coccyx.

Extrait du Compendium d'anesthésie régionale : animation de la colonne vertébrale.

Ligaments intervertébraux

La colonne vertébrale est stabilisée par une série de ligaments. Les ligaments longitudinaux antérieur et postérieur courent le long des surfaces antérieure et postérieure des corps vertébraux, respectivement, renforçant la colonne vertébrale. Le ligament supra-épineux, une bande épaisse qui longe les extrémités des apophyses épineuses, s'amincit dans la région lombaire (Figure 5).
Ce ligament continue comme le ligamentum nuchae au-dessus de T7 et s'attache à la protubérance externe occipitale à la base du crâne. Le ligament interépineux est une bande étroite de tissu qui s'attache entre les apophyses épineuses; en avant, il fusionne avec le ligament jaune et en arrière avec le ligament supra-épineux (Figure 5).

Le ligament jaune est une structure dense et homogène, composée principalement d'élastine qui relie la lame des vertèbres adjacentes, (Figure 5). Les bords latéraux du ligament jaune entourent antérieurement les articulations facettaires, renforçant leur capsule articulaire. Lorsqu'une aiguille est avancée vers l'espace épidural, il y a une augmentation facilement perceptible de la résistance lorsque le ligament jaune est rencontré. Plus important encore pour la pratique de l'anesthésie neuraxiale, une perte de résistance soudaine et perceptible est rencontrée lorsque la pointe de l'aiguille traverse le ligament et pénètre dans l'espace épidural.

FIGURE 5. Une vue en coupe du canal vertébral avec les ligaments intervertébraux, le corps vertébral et l'apophyse épineuse.

Le ligament jaune est constitué de moitiés droite et gauche qui se rejoignent à un angle inférieur à 90°. Surtout, cette fusion médiane peut être absente à un degré variable selon le niveau vertébral. Ces espaces de fusion permettent aux veines de se connecter aux plexus veineux vertébraux. Il convient de noter que les lacunes de fusion sont plus fréquentes aux niveaux cervical et thoracique. Yoon et al ont rapporté que des écarts médians entre C3 et T2 se produisent chez 87 % à 100 % des individus.
L'incidence de l'écart de la ligne médiane diminue aux niveaux vertébraux inférieurs, avec T4-T5 le plus bas (8 %). En théorie, un écart médian présente un risque de non-reconnaissance d'une perte de résistance aux niveaux cervical et thoracique supérieur lors de l'utilisation de l'approche médiane, entraînant une ponction durale par inadvertance.

Le ligament jaune est le plus fin dans les régions cervicale et thoracique supérieure et le plus épais dans les régions thoracique inférieure et lombaire. Par conséquent, la résistance à l'avancement de l'aiguille est plus facile à apprécier lorsqu'une aiguille est introduite à un niveau inférieur (par exemple, lombaire). Au niveau de l'espace entre L2 et L3, le ligament jaune a une épaisseur de 3 à 5 mm. A ce niveau, la distance entre le ligamentum et les méninges spinales est de 4 à 6 mm. Par conséquent, une insertion médiane d'une aiguille péridurale à ce niveau est moins susceptible d'entraîner une ponction méningée par inadvertance avec anesthésie-analgésie péridurale.

La paroi latérale du canal vertébral présente des espaces entre les pédicules consécutifs appelés foramens intervertébraux (Figure 1A). Parce que les pédicules s'attachent plus céphalique du milieu du corps vertébral, les foramens intervertébraux sont centrés à l'opposé de la moitié inférieure du corps vertébral, avec le disque vertébral à l'extrémité caudale du foramen.
En conséquence, les bords des foramens intervertébraux sont le pédicule aux extrémités céphalique et caudale, le corps vertébral (céphalée) et le disque (caudalement) sur la face antérieure, une partie du corps vertébral suivant le plus en bas, et en arrière le lame, facette articulaire et ligamentum flavum.

Méninges spinales

La moelle épinière est une extension de la moelle allongée. Il a trois couvertures membrane: la dure-mère, l'arachnoïde et la pie-mère (Figure 6A). Ces membranes divisent concentriquement le canal vertébral en trois compartiments distincts : les espaces épidural, sous-dural et sous-arachnoïdien. L'espace épidural contient de la graisse, des veines épidurales, des racines nerveuses spinales et du tissu conjonctif (Figure 6B) L'espace sous-dural est un espace "potentiel" entre la dure-mère et l'arachnoïde et contient un liquide séreux.
Le compartiment sous-dural est formé de cellules neuroépithéliales plates qui ont de longues branches entrelacées. Ces cellules sont en contact étroit avec les couches durales internes. Cet espace peut être élargi en cisaillant les connexions de la couche de cellules neuroépithéliales avec les fibres de collagène de la dure-mère.

FIGURE 6. A. Vue sagittale de la moelle épinière avec les couches méningées, les ganglions de la racine dorsale, les nerfs spinaux et le tronc sympathique. B. Vue en coupe de la moelle épinière représentant le ligament jaune par rapport à l'espace épidural postérieur. Remarquez la proximité de l'espace épidural postérieur avec l'espace sous-arachnoïdien.

Cette expansion de l'espace sous-dural peut être provoquée mécaniquement en injectant de l'air ou un liquide tel que des produits de contraste ou des anesthésiques locaux, qui, en appliquant une pression dans l'espace, sépare les couches cellulaires. L'espace sous-arachnoïdien est traversé par des fils de tissu conjonctif s'étendant de l'arachnoïde à la pie-mère. Il contient la moelle épinière, les racines nerveuses dorsales et ventrales et le liquide céphalo-rachidien (LCR). L'espace sous-arachnoïdien se termine au niveau vertébral S2.

Moelle épinière

Il y a huit segments neuronaux cervicaux. Le huitième nerf segmentaire émerge entre la septième vertèbre cervicale et la première vertèbre thoracique, tandis que les nerfs cervicaux restants émergent au-dessus de leurs vertèbres portant le même numéro. Les nerfs thoracique, lombaire et sacré émergent de la colonne vertébrale sous le segment osseux portant le même numéro1 (Figure 6A). Les racines nerveuses spinales antérieures et postérieures proviennent de radicelles le long de la moelle épinière. Les racines de la plexus des membres supérieurs et inférieurs (brachial et lombo-sacré) sont significativement plus grands par rapport aux autres niveaux.

Le sac dural est continu du foramen magnum à la région sacrée, où il s'étend distalement pour recouvrir le filum terminale. Chez les enfants, le sac dural se termine plus bas et chez certains adultes, la terminaison du sac peut atteindre L5. Le canal vertébral contient le sac dural, qui adhère en haut au foramen magnum, au ligament longitudinal postérieur en avant, au ligament jaune et aux lames en arrière, et aux pédicules latéralement.
La moelle épinière se rétrécit et se termine par le cône médullaire au niveau du disque intervertébral L1–L2 (Figure 7A). Le filum terminale, une extension fibreuse de la moelle épinière, s'étend caudalement au coccyx. La queue de cheval est un faisceau de racines nerveuses dans l'espace sous-arachnoïdien en aval du cône médullaire (Figure 7A).

La moelle épinière reçoit le sang principalement d'une artère spinale antérieure et de deux artères spinales postérieures qui dérivent des artères vertébrales (Figure 7B). Les autres artères majeures qui complètent l'apport sanguin à la moelle épinière comprennent les artères vertébrales, cervicales ascendantes, intercostales postérieures, lombaires et sacrées latérales. L'artère spinale antérieure unique et les deux artères spinales postérieures courent longitudinalement le long de la moelle et se combinent avec les artères segmentaires dans chaque région. L'artère segmentaire majeure (Adamkiewicz) est la plus grande artère segmentaire et se trouve entre les segments vertébraux T8 et L1. L'artère d'Adamkiewicz est le principal fournisseur de sang des deux tiers de la moelle épinière. Une lésion de cette artère peut entraîner un syndrome de l'artère spinale antérieure, caractérisé par une perte de continence urinaire et fécale ainsi qu'une altération de la fonction motrice des jambes. Les artères radiculaires sont des branches des artères vertébrales et courent dans le canal vertébral et alimentent la colonne vertébrale. Les veines radiculaires drainent le sang du plexus veineux vertébral et se déversent finalement dans le système veineux principal : les veines caves supérieure et inférieure et le système veineux azygos du thorax.

FIGURE 7. A. Vue sagittale des vertèbres lombaires. La moelle épinière se termine à l'espace intermédiaire L1-L2. B. Alimentation artérielle de la moelle épinière antérieure. L'artère d'Adamkiewicz émerge des segments vertébraux T8-L1. Le petit insert montre l'apport sanguin à la moelle épinière (une artère antérieure et deux artères postérieures).

Extrait du Compendium d'anesthésie régionale : anatomie de l'infographie de la moelle épinière.

MOUVEMENTS DE LA COLONNE

Les mouvements fondamentaux à travers la colonne vertébrale sont la flexion, l'extension, la rotation et la flexion latérale de la colonne cervicale et lombaire. Le mouvement entre les vertèbres individuelles est relativement limité, bien que l'effet soit aggravé sur toute la colonne vertébrale. Les vertèbres thoraciques, en particulier, ont une mobilité limitée en raison de la cage thoracique. La flexion est la plus grande dans la colonne cervicale, tandis que l'extension est la plus grande dans la région lombaire. Les régions thoracique et sacrée sont les plus stables.

CONSIDÉRATIONS PARTICULIÈRES

Aux États-Unis et dans la plupart des pays développés, on observe une augmentation du vieillissement de la population. Cette tendance s'accompagne d'une prévalence accrue de déformations de la colonne vertébrale, telles que la sténose vertébrale, la scoliose, l'hypercyphose et l'hyperlordose. Patients âgés présentent des défis anesthésiques lorsque des techniques neuraxiales sont nécessaires. Avec l'âge, une diminution de l'épaisseur des disques intervertébraux entraîne une diminution de la hauteur de la colonne vertébrale. Les ligaments épaissis et les ostéophytes contribuent également à la difficulté d'accès aux espaces sous-arachnoïdien et épidural. La fréquence des déformations de la colonne vertébrale chez les personnes âgées peut atteindre 70 %.

La scoliose adulte, en particulier, est fréquemment rencontrée chez les personnes âgées. En fait, Schwab et al ont démontré que la scoliose était présente chez 68 % d'une population de volontaires asymptomatiques de plus de 60 ans. Une compréhension approfondie de la colonne vertébrale scoliotique aidera à réaliser avec succès un bloc neuraxial central dans cette population de patients. Dans la colonne vertébrale scoliotique, les corps vertébraux sont tournés vers la convexité de la courbe, et leurs apophyses épineuses font face à la concavité de la courbe (Figure 8).

Le diagnostic de scoliose est posé lorsqu'il existe un angle de Cobb supérieur à 10° dans le plan coronal de la colonne vertébrale chez un patient au squelette mature. L'angle de Cobb, qui est utilisé pour mesurer l'ampleur de la scoliose, est formé entre une ligne tracée parallèlement au plateau supérieur d'une vertèbre au-dessus de la déformation de la courbe et une ligne tracée parallèlement au plateau inférieur de la vertèbre un niveau en dessous de la déformation de la courbe (Figure 8). Chez les patients non traités, il existe une forte relation linéaire entre l'angle de Cobb et le degré de rotation vertébrale dans les courbes thoraciques et lombaires, la rotation maximale se produisant au sommet de la courbe scoliotique. Une courbure compensatoire de la colonne vertébrale se produit toujours dans la direction opposée à la courbe scoliotique.
La scoliose se présente généralement dans l'enfance ou l'adolescence et est diagnostiquée lors d'un examen physique de routine. Non traitée, elle peut devenir progressive et entraîner une insuffisance respiratoire et des troubles de la marche. La scoliose peut également ne pas être diagnostiquée et se présenter plus tard dans la vie sous forme de maux de dos.

Le traitement dépend de la gravité de la scoliose. Une scoliose légère (11°–25°) est généralement observée. La scoliose modérée (25°–50°) chez le patient au squelette immature progresse fréquemment et est donc le plus souvent corsetée. Les patients atteints de scoliose sévère (>50°) sont généralement traités chirurgicalement.

FIGURE 8. Rachis scoliotique de l'adolescent. A : Scoliose en S du rachis dorso-lombaire. B : Angle Cobb de 50°.

Le degré de rotation du corps vertébral le long de l'axe longitudinal de la colonne vertébrale influence l'orientation d'une aiguille lors de l'insertion pour l'anesthésie neuraxiale. Chez les patients atteints de scoliose, le corps vertébral tourne vers le côté convexe de la courbe. À la suite de cette rotation, les apophyses épineuses pointent vers la ligne médiane (le côté concave). Cela se traduit par un espace interlaminaire plus grand sur le côté convexe de la colonne vertébrale. Un chemin direct vers l'espace neuraxial est créé par cette rotation du corps vertébral, permettant l'utilisation d'une approche paramédiane du côté convexe de la courbe (Figure 9). Les repères de surface, en particulier l'apophyse épineuse, peuvent être difficiles à identifier dans la colonne vertébrale scoliotique sévère. Les rayons X, et plus récemment l'échographie préopératoire, peuvent être utiles pour déterminer l'angulation longitudinale de la colonne vertébrale, l'emplacement et l'orientation de l'apophyse épineuse, ainsi que la profondeur de la lame.

FIGURE 9. Voie paramédiane dans un rachis scoliotique ; la flèche B représente le réalignement de l'aiguille vers le côté convexe de la colonne vertébrale scoliotique par rapport à la flèche A, qui représente l'approche paramédiane habituelle dans une colonne vertébrale normale.

Références

• Standring S (ed): Gray's Anatomy: The Anatomical Basis of Clinical Practice, 40e éd. Churchill Livingston, Elsevier Health, 2008.
• Hogan QH : Anatomie de la péridurale lombaire. Un nouveau look par section cryomicrotome. Anesthésiologie 1991;75:767-775.
• Scapinelli R : Modifications morphologiques et fonctionnelles des apophyses épineuses lombaires chez le sujet âgé. Surg Radiol Anat 1989;11:129.
• Aggarwal A, Kaur H, Batra YK, et al : Considération anatomique de l'espace épidural caudal : une étude sur des cadavres. Clin Anat 2009;22:730.
• Hogan QH : Anatomie péridurale : nouvelles observations. Can J Anaesth 1998; 45:40.
• Zarzur E : Études anatomiques du ligament jaune lombaire humain. Anesth Analg 1984;63:499.
• Yoon SP, Kim HJ, Choi YS : Variations anatomiques du ligament jaune cervical et thoracique supérieur. Coréen J Pain 2014;27:321.
• Lirk P, Colvin J, Steger B, et al : Incidence des lacunes de la ligne médiane du ligament jaune thoracique inférieur. Br J Anaesth 2005;94:852.
• Lirk P, Kolbitsch C, Putz G, et al. Le ligament jaune cervical et thoracique supérieur échoue fréquemment à fusionner sur la ligne médiane. Anesthésiologie 2003 ; 99:1387.
• Reina MA, Lopez Garcia A, de Andres JA, Villanueva MC, Cortes L : L'espace sous-dural existe-t-il ? Rev Esp Anestesiol Reanim 1998;45:367.
• Kostelic JK, Haughton VM, Sether LA : Nerfs rachidiens lombaires dans le foramen neural : apparence MR. Radiologie 1991;178:837.
• MacDonald A, Chatrath P, Spector T, et al : Niveau de terminaison de la moelle épinière et du sac dural : une étude par résonance magnétique. Clin Anat 1999;12:149.
• Schwab F, Dubey A, Gamez L, et al : Scoliose adulte : prévalence, SF-36 et paramètres nutritionnels dans une population de volontaires âgés. Spine 2005;30:1082.
• McLeod A, Roche A, Fennelly M : Série de cas : L'échographie peut faciliter l'insertion péridurale chez les patients atteints de scoliose. Can J Anaesth 2005;52:717.
• Aebi M : La scoliose de l'adulte. Eur Spine J 2005;14:925.
• Smith JS, Shaffrey CI, Fu KM, et al : évaluation clinique et radiographique du patient adulte atteint de déformation de la colonne vertébrale. Neurosurg Clin N Am 2013;24:143.
• White AA, Panjab MM : Biomécanique clinique de la colonne vertébrale, 2e éd. Lippincott, 1990.
• Suzuki S, Yamamuro T, Shikata J, et al : Mesure échographique de la rotation vertébrale dans la scoliose idiopathique. J Bone Joint Surg Br 1989;71:252.
• Glassman SD, Berven S, Bridwell K, et al : Corrélation des paramètres radiographiques et des symptômes cliniques dans la scoliose adulte. Colonne vertébrale 2005;30:682.
• Bowens C, Dobie KH, Devin CJ, et al : Une approche de l'anesthésie neuraxiale pour la colonne vertébrale sévèrement scoliotique. Br J Anaesth 2013;111:807.
• Huang J : Approche paramédiane pour l'anesthésie neuraxiale chez les parturientes atteintes de scoliose. Anesth Anal 2010;111:821.
• Ko JY, Leffert LR : Implications cliniques de l'anesthésie neuraxiale chez la parturiente atteinte de scoliose. Anesth Analg 2009;09:1930.
• Chin KJ, Perlas A, Chan V, et al : L'imagerie par ultrasons facilite la rachianesthésie chez les adultes présentant des repères anatomiques de surface difficiles. Anesthésiologie 2001;115:94.
• Chin KJ, Karmakar MK, Peng P : Échographie du rachis thoracique et lombaire adulte pour le bloc neuraxial central. Anesthésiologie 2011 ; 114:1459.
• Chin KJ, MacFarlane AJR, Chan V, Brull R : L'utilisation de l'échographie pour faciliter la rachianesthésie chez un patient ayant déjà subi une laminectomie et une fusion lombaire : à propos d'un cas. J Clin Ultrasound 2009;37:482.