Patella

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Patella
Os
Diagramme genou couleur.png
Diagramme de la patella et du genou
Position anatomique Indiquer la position anatomique
Axes et plans
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Articulations liées
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Muscles liés
Indiquer les muscles liés (séparés par un point-virgule)
Ligaments liés
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Composition
Indiquer la composition de l'os
Informations
Terme anglais Patella, Kneecap
Autres noms Rotule
Spécialités Orthopédie, Médecine du sport, Chiropractie, Physiothérapie, Anatomie

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La patella (ou rotule) est le plus gros os sésamoïde du corps humain et se situe devant l'articulation du genou. Elle sert d'attache au tendon du muscle quadriceps et du ligament rotulien. En plus de protéger les structures profondes de l'articulation, elle protège le tendon du quadriceps en limitant sa friction avec le fémur lors des mouvements. Elle participe également à augmenter l'extension du muscle quadriceps, en tant que bras de levier du ligament rotulien.[1]

1 Description[modifier | w]

1.1 Forme[modifier | w]

La patella est un os de forme triangulaire dont la surface sous-cutanée antérieure est convexe dans les plans antéro-postérieur et médial-latéral. Elle possède 3 bords, les bords supérieur, latéral et médial. Le bord supérieur est épais et est appelé « base de la patella ». Les bords latéral et médial convergent en inférieur pour former une pointe, l'apex de la patella. Sa surface postérieure est lisse, convexe et recouverte d'un cartilage articulaire épais pouvant aller jusqu'à 7 mm. Cette surface postérieure est divisée en deux facettes, une facette articulaire médiale laquelle est plus étroite et une facette articulaire latérale plus large. Elles sont séparées par une crête verticale qui est maintenue en place sur la surface patellaire par la traction des muscles vastes.[2][3][4]

En ce qui concerne ses dimensions, sa longueur moyenne est de 4 à 4,5 cm, sa largeur moyenne est de 5 à 5,5 cm et son épaisseur moyenne est de 2 à 2,5 cm. [4]

1.2 Axes et plans[modifier | w]

Lorsque l'on observe la rotule dans le plan sagittal lors du mouvement de flexion, elle se déplace en décrivant un arc de cercle par rapport au fémur et au tibia. Au début de la flexion, elle se déplace antérieurement, puis au fur et à mesure que l'angle de flexion augmente, elle se déplace postérieurement par rapport au fémur. [5]

Dans le plan frontal, lorsque le genou est en extension, la patella peut être glissée en position médiale et latérale sur les condyles fémoraux lors de la palpation. [2]

1.3 Composition[modifier | w]

L'os de la patella est composé d'une fine couche corticale et d'un noyau trabéculaire. [4]

1.4 Innervation[modifier | w]

L'innervation intraosseuse de la patella est un sujet de débat. En effet, plusieurs études arrivent à la conclusion que l'innervation intraosseuse primaire est issue d'un faisceau neurovasculaire situé médialement tandis que d'autres études concluent plutôt que les nerfs supéromédial et supérolatéral sont impliqués dans son innervation. [6][7]

Les racines nerveuses L2 à L5 assurent l'innervation cutanée antérieure du genou. Les nerfs génito-fémoral, fémoral, obturateur et saphène quant à eux assurent l'innervation antéromédiale du genou tandis que les nerfs cutanés fémoral latéral et sural latéral assurent l'innervation antérolatérale.[8]

1.5 Vascularisation[modifier | w]

L'apport vasculaire extraosseux provient d'artères anastomosées formant un anneau autour de la rotule. Cet anneau est issu des artères supéro-médiale, supéro-latérale du genou ainsi que des artères inféro-médiale et inféro-latérale du genou, avec une contribution de l'artère récurrente tibiale antérieure. Les foramens vasculaires du tiers moyen de la surface antérieure de la patella sont traversés par des vaisseaux et participent ainsi à l'apport vasculaire intraosseux. Ces derniers s'anastomosent avec des vaisseaux polaires, lesquels pénètrent la patella à son pôle inférieur, entre le ligament rotulien et le cartilage articulaire. [8][1][9][10]

2 Exploration 3D[modifier | w]

3 Fonction[modifier | w]

Lors de l'extension à partir d'un genou fléchit, la rotule sert initialement de lien entre le tendon du quadriceps et le ligament rotulien, permettant au muscle quadriceps de générer une force sur le tibia. Elle sert en quelque sorte de poulie mécanique. Étant donné que les 15 derniers degrés d'extension requièrent 2 fois plus de force que ce qui a été nécessaire pour atteindre cette position, la rotule aide à y parvenir en servant d'appui au muscle quadriceps, créant un effet de bras de levier et augmentant du même coup son efficacité. En effet, la force requise pour l'extension du genou dépend directement du bras de levier de l'articulation du genou, de la distance perpendiculaire entre le ligament rotulien et l'axe de rotation du genou. Ainsi, en amenant le tendon du muscle quadriceps davantage en antérieur et donc plus loin de l'axe de l'articulation, la patella lui procure un avantage mécanique. [1][2][4][8]

La patella protège également le tendon du muscle quadriceps des frictions excessives contre les condyles fémoraux lors des mouvements de flexion et d'extension en servant de bouclier osseux entre le fémur et le tendon. De plus, elle protège l'articulation du genou et la trochlée antérieure lors de l'agenouillement. Quant à son cartilage épais, il a pour fonction de dissiper les forces exercées sur l'articulation lors des contractions énergiques du muscle quadriceps. [2][4]

4 Mécanique[modifier | w]

4.1 Ostéocinématique[modifier | w]

Pour bien comprendre l'origine des douleurs fémoro-patellaires, il est nécessaire de se pencher sur les différentes positions de la rotule, que ce soit lors du mouvement (alignement dynamique) ou lors du repos (alignement statique). [1]

4.1.1 Alignement statique[modifier | w]

Cet alignement dépend de la profondeur du sillon fémoral, de la hauteur du condyle fémoral latéral et de la forme de la rotule. Il est souvent évalué en décubitus dorsal avec le genou en extension complète car dans cette position, le contact entre le fémur et la rotule est minimal et la rotule y est plus mobile. Toujours dans cette position, la patella se trouve généralement au-dessus de la trochlée et entre les deux condyles, bien que parfois elle puisse être légèrement déviée latéralement en raison de la rotation externe du tibia.

En légère flexion du genou (30°), la rotule doit se trouver au niveau ou légèrement au-delà de la ligne articulaire du genou. De plus, chaque bord de la patella doit être à égale distance du fémur. Ainsi positionné, le rapport entre la longueur du ligament patellaire et la hauteur patellaire doit être d'environ 1,0 à la radiographie en vue sagittale. Lorsque ce rapport est inférieur ou supérieur à 1,0 de manière significative, cela peut orienter respectivement vers une patella baja ou alta. Ce rapport a donc une importance clinique puisque dans la patella alta, le risque de subluxation rotulienne est plus élevé.

Dans le plan sagittal, l'inclinaison antérieure ou postérieure est décrite en fonction de la position de l'apex. Le recul de l'apex est appelé inclinaison inférieure, tandis que l'élévation de celui-ci constitue une inclinaison supérieure. Une inclinaison inférieure possède une importance clinique puisqu'elle peut blesser le coussinet graisseux de la patella situé sous le ligament rotulien et causer des douleurs. Dans le plan transversal cette fois, la rotule est normalement horizontale et ses bords devraient être à également distance du fémur. La dépression du bord latéral ou médial de la rotule réfère à son inclinaison latérale ou médiale. Une inclinaison latérale peut mener quant à elle à un syndrome fémoro-patellaire par compression. Finalement, dans le plan frontal, la rotation de la rotule est décrite selon le sens de rotation de l'apex, soit une rotation latérale ou médiale. Une telle rotation de la patella a également une importance clinique car elle peut évoquer une torsion sous-jacente du tibia. [1][4]

4.1.2 Alignement dynamique[modifier | w]

Le mouvement dynamique de la rotule réfère à son parcours sur l'articulation du genou lors de la flexion et de l'extension. Ce parcours dépend de la contraction active des muscles quadriceps, de l'extensibilité du tissu conjonctif adjacent à la rotule, de la forme de celle-ci et du sillon trochléaire. Les mouvements de la patella sur son articulation constituent des glissements et ceux-ci se produisent dans plusieurs plans. Par exemple, le glissement supérieur survient avec l'extension du genou grâce à la contraction du muscle quadriceps qui tirent la patella vers le haut. Inversement, un glissement inférieur survient en flexion. De plus, un léger glissement latéral et médial survient dans le parcours normal de la rotule en mouvement.

Les différents points de contact entre la surface postérieure de la patella et le fémur changent en fonction de l'amplitude du mouvement. Ainsi, lorsque le genou se fléchit, le point de contact sur les condyles fémoraux se déplace en inféro-postérieur tandis que le point de contact sur la patella se déplace proximalement. Au début de la flexion, le premier point de contact a lieu avec la facette latérale de la patella et la partie supérieure du condyle fémoral latéral. Ensuite, à 30° de flexion, la zone de contact se répartit également de chaque côté de la patella et des condyles fémoraux et couvre environ 2 cm. À 90°, la zone de contact augmente pour couvrir 6 cm. Les forces appliquées sur l'articulation sont donc réparties sur une plus grande surface, ce qui prévient les dommages causés par des compressions élevées et répétées. Toujours à 90° de flexion, la facette articulaire supérieure de la rotule entre en contact avec une zone du sillon fémoral située juste au-dessus de la fosse intercondylienne. En flexion profonde, la patella effectue ensuite un pont au-dessus de la fosse intercondylienne, et ses points de contact se font donc avec les bords médial et latéral les plus éloignés de la patella. Lorsque la flexion est complète, c'est la partie la plus médiale de la patella et la surface latérale du condyle fémoral médial qui constitue l'unique point de contact. [1][4]

Les déplacements latéral et médial ont également lieu au cours de la flexion. Initialement, la patella est en légère position latérale lorsque le genou est en extension. Ensuite, au début de la flexion, elle se déplace légèrement en médial, soit d'environ 3 mm. Par la suite, à 30° de flexion, la patella se déplace à nouveau en latéral de quelques millimètres et conserve cette position latérale pour le reste de la flexion. [4]

Lors des mouvements de rotation interne et externe du fémur, la patella demeure fixe et ce sont plutôt les condyles du fémur qui glissent sous celle-ci. Dans le cas d'une rotation interne excessive, la facette latérale de la patella s'approche du condyle fémoral latéral antérieur. Cela a une importance clinique dans les douleurs fémoro-patellaires car l'augmentation de la rotation interne et de l'adduction de la hanche constitue un facteur de risque de cette condition. [4]

5 Informations cliniques[modifier | w]

5.1 Pathologies liées[modifier | w]

Certaines des pathologies en lien avec cette entité anatomique sont [1]:

6 Entités anatomiques liées[modifier | w]

6.1 Articulations liées[modifier | w]

La patella forme avec la partie distale du fémur l'articulation fémoropatellaire, une articulation synoviale plane. Cette articulation, située entre la patella et la surface patellaire, est également en contact avec la partie moyenne de l'articulation fémorotibiale. [2][3][4]

6.2 Muscles liés[modifier | w]

La patella est située en profondeur du fascia lata et des fibres du tendon du muscle droit fémoral. Le tiers supérieur de la rotule sert de point d'ancrage aux tendons du muscle droit fémoral et du muscle vaste intermédiaire du quadriceps. Le tendon du muscle droit fémoral s'insère sur la partie antérieure tandis que le tendon du muscle vaste intermédiaire s'insère en postérieur de la patella. Les bords médial et latéral de la patella sont quant à eux attachés respectivement aux tendons des muscles vastes médial et latéral. Sur la surface antérieure de la patella, un fascia profond adhère à l'os et constitue le prolongement des 4 tendons des muscles formant le quadriceps fémoral ayant fusionnés. [1][4]

La patella est maintenue en place sur la surface patellaire entre autres par les aponévroses des muscles vastes médial et latéral, les rétinacula patellaires médial et latéral. Ceux-ci renforcent la capsule articulaire du genou de part et d'autre de la patella. [2]

Le muscle quadriceps fémoral, situé dans la partie antérieure de la cuisse, se compose du muscle droit fémoral, du vaste latéral, du vaste intermédiaire et du vaste médial. Ce groupe musculaire converge dans le tendon du quadriceps, lequel est situé supérieurement à la patella. Lorsque ces muscles se contractent, ils créent une traction sur le tendon, ce qui permet à l'articulation du genou de s'étendre. [1][11]

6.3 Ligaments liés[modifier | w]

Le ligament patellaire origine du tiers inférieur de la rotule et s'insère sur la tubérosité tibiale, laquelle se situe 5 cm distalement à l'apex de la patella. À son bord médial, la patella rejoint le tubercule de l'adducteur du fémur via le ligament fémoro-patellaire médial. Cette attache médiale sert à minimiser les translations latérales de la patella. Un ligament fémoro-patellaire latéral est également présent au bord latéral de la patella. Finalement, des ligaments ménisco-patellaires relient les bords médial et latéral du tiers inférieur de la patella à la face antérieure des ménisques. [1][2][4][12]

6.4 Os liés[modifier | w]

La patella est liée au fémur puisqu'elle est en contact avec celui-ci via l'articulation fémoropatellaire. Elle est également liée au tibia via le ligament rotulien tel que mentionné ci-haut. [2]

7 Variantes anatomiques[modifier | w]

Classification Wiberg de la patella

La surface articulaire de la patella comprend sept facettes dont trois médiales et trois latérales s'articulant avec le sillon fémoral lorsque le genou se fléchi, et une facette sur le bord médial s'articulant avec le condyle fémoral médial en flexion profonde lorsque la rotation de la patella dépasse 90 degrés. Des variantes anatomiques de tailles et de configuration des facettes existent et le système de classification de Wiberg sert à les décrire. Ce système classe la patella en trois types en fonction de l'asymétrie des facettes médiale et latérale.

  • Le type I (10 %) : possède des facettes concaves, presque symétriques.
  • Le type II (65%) : possède une facette médiale plate ou légèrement convexe et beaucoup plus petite que la facette latérale.
  • Le type III (25%): possède une facette médiale plus petite que celle du type II, mais est toujours convexe. [1][8]

De nombreuses autres variations anatomiques sont décrites, comme par exemple des variantes hypo et hyperplasiques (patella parva et patella magna). Il y a également la patella en « bonnet de chasseur », qui consiste en une patella dans laquelle la facette latérale représente la quasi-totalité de la surface articulaire. Des patellas en demi-lune et en forme de galet ont également été décrites. [1][13]

8 Embryologie[modifier | w]

Lors de la croissance utérine, la patella se développe sur la surface antérieure de l'articulation du genou à partir d'une bande continue de tissu conjonctif fibreux de l'interzone mésenchymateux.

Vers la 9e semaine, la transformation de ce tissu conjonctif fibreux en cartilage commence à séparer en deux cette bande, qui était jusqu'alors continue, en un tendon du quadriceps en haut et un ligament rotulien en bas. C'est à la 14e semaine que la patella devient complètement cartilagineuse. À la 23e semaine de gestation, la facette latérale s'agrandit davantage par rapport à la facette médiale, tandis qu'elles étaient initialement égales en taille.

Quoique des signes radiographiques d'ossification de la patella puissent être présents dès l'âge de 2 ou 3 ans, elle ne survient généralement pas avant l'âge de 5 ou 6 ans. Cette étape débute par plusieurs petits foyers d'ossification, lesquels fusionnent rapidement en se propageant en périphérie. Le périoste quant à lui se forme rapidement sur la face antérieure de la patella tandis que les autres marges conservent une structure chondro-osseuse persistant jusqu'à l'adolescence. Cette dernière particularité explique pourquoi ces zones sont sensibles aux fractures par avulsion avant la maturation complète du squelette. [1][8]

9 Références[modifier | w]

  1. 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 et 1,12 Chandler F. Cox, Margaret A. Sinkler et John B. Hubbard, StatPearls, StatPearls Publishing, (PMID 30137819, lire en ligne)
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 et 2,7 Moore, Keith L., author., Clinically oriented anatomy (ISBN 978-1-9751-5086-0 et 1-9751-5086-4, OCLC 1112382966, lire en ligne)
  3. 3,0 et 3,1 Gerard J. Tortora, Principes d'anatomie et de physiologie, Éditions du Renouveau pédagogique, (ISBN 978-2-7613-1840-2 et 2-7613-1840-4, OCLC 137328930, lire en ligne)
  4. 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06 4,07 4,08 4,09 4,10 et 4,11 Janice K. Loudon, « BIOMECHANICS AND PATHOMECHANICS OF THE PATELLOFEMORAL JOINT », International Journal of Sports Physical Therapy, vol. 11, no 6,‎ , p. 820–830 (ISSN 2159-2896, PMID 27904787, Central PMCID 5095937, lire en ligne)
  5. (en) Satoshi Hamai, Nicholas J. Dunbar, Taka-aki Moro-oka et Hiromasa Miura, « Physiological sagittal plane patellar kinematics during dynamic deep knee flexion », International Orthopaedics, vol. 37, no 8,‎ , p. 1477–1482 (ISSN 0341-2695 et 1432-5195, PMID 23778643, Central PMCID PMC3728417, DOI 10.1007/s00264-013-1958-6, lire en ligne)
  6. (en) R. Shane Barton, Mary L. Ostrowski, Terrence D. Anderson et Omer A. Ilahi, « Intraosseous Innervation of the Human Patella: A Histologic Study », The American Journal of Sports Medicine, vol. 35, no 2,‎ , p. 307–311 (ISSN 0363-5465 et 1552-3365, DOI 10.1177/0363546506297968, lire en ligne)
  7. (en) G. Maralcan, I. Kuru, S. Issi et A.F. Esmer, « The innervation of patella: anatomical and clinical study », Surgical and Radiologic Anatomy, vol. 27, no 4,‎ , p. 331–335 (ISSN 0930-1038 et 1279-8517, DOI 10.1007/s00276-005-0334-7, lire en ligne)
  8. 8,0 8,1 8,2 8,3 et 8,4 Alice J. S. Fox, Florian Wanivenhaus et Scott A. Rodeo, « The basic science of the patella: structure, composition, and function », The Journal of Knee Surgery, vol. 25, no 2,‎ , p. 127–141 (ISSN 1538-8506, PMID 22928430, DOI 10.1055/s-0032-1313741, lire en ligne)
  9. (en-US) « Anatomy of Patella », sur Wheeless' Textbook of Orthopaedics, (consulté le 18 septembre 2021)
  10. (en) Naomi E. Gadinsky, Dean G. Lorich et Lionel E. Lazaro, « Patellar Vascularity and Surgical Intervention About the Knee: Is Postoperative Anterior Knee Pain Secondary to a Patellar Vascular Insult? », Annals of Sports Medicine and Research,‎ , p. 1125 (ISSN 2379-0571, lire en ligne)
  11. Fred Flandry et Gabriel Hommel, « Normal anatomy and biomechanics of the knee », Sports Medicine and Arthroscopy Review, vol. 19, no 2,‎ , p. 82–92 (ISSN 1538-1951, PMID 21540705, DOI 10.1097/JSA.0b013e318210c0aa, lire en ligne)
  12. « Articulation du genou », sur www.anatomie-humaine.com (consulté le 29 septembre 2021)
  13. K. Tecklenburg, D. Dejour, C. Hoser et C. Fink, « Bony and cartilaginous anatomy of the patellofemoral joint », Knee surgery, sports traumatology, arthroscopy: official journal of the ESSKA, vol. 14, no 3,‎ , p. 235–240 (ISSN 0942-2056, PMID 16254736, DOI 10.1007/s00167-005-0683-0, lire en ligne)

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