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Etude anatomique du bord médial de la cheville au niveau de la capsule articulaire : description alternative du spring ligament et du ligament deltoïdien



CONTEXTE :

L'étiologie de la déformation du pied plat acquise par un adulte (DPPAA) fut considérée comme un échec des stabilisateurs de la voûte médiale, principalement un dysfonctionnement du tendon du tibial postérieur (DTTP) (Funk et al. 1986; Kohls-Gatzoulis et al. 2004). Néanmoins, une étude récente montre que la défaillance des structures ligamentaires, tel que le ligament deltoïde et le spring ligament (= lig. ressort), est également impliquée dans la DPPAA, conjointement à la dysfonction du TTP (Deland et al. 2005; Orr et Nunley 2nd 2013, Tryfonidis et al.2008). Pour élucider le changement pathologique sous-jacent, il convient de comprendre l'association anatomique entre les stabilisateurs dynamique et statique de la cheville médiale. Des rapports antérieurs ont décrit les ligaments deltoïdien et spring comme étant complexes et variables (Boss et Hintermann 2002; Campbell et al. 2014; Panchani et al. 2014; Vadell et Peratta 2012). En ce qui concerne le ligament deltoïde, la morphologie de ses composants est source de confusion en raison de la difficulté à le différencier des tissus adjacents. De plus, son association morphologique avec le spring ligament reste méconnue. En raison de la grande priorité accordée aux ligaments, il existe très peu de rapports sur la capsule articulaire qui constitue la couche profonde du complexe médial de la cheville. Généralement, les structures entourant une articulation synoviale comprennent une capsule articulaire synoviale et une capsule articulaire fibreuse (Fick 1904). La capsule articulaire médiale de la cheville est une structure importante qui permet une stabilité passive en limitant les mouvements articulaires (Ralphs et Benjamin, 1994).
Le but de cette étude est d’examiner anatomiquement l’articulation de la cheville médiale, en se concentrant sur les ligaments spring et deltoïdien en perspective de la capsule articulaire.

METHODES :
 
Il s'agit d'une étude anatomique descriptive, de l’université de Tokyo, utilisant des cadavres embaumés. Ils ont inclus 27 chevilles de 24 cadavres. Après la dissection, ils ont exclu le sujet présentant une gangrène sèche des orteils et les 4 autres ayant une arthrose et déformation sévère. Ils ont finalement évalué 22 chevilles (13 à droite et 9 à gauche) de 19 cadavres (7 hommes et 12 femmes ; d’âge compris entre 58 et 99 ans et d’âge moyen : 82,7 ans). Ils ont retiré les tissus périphériques. Puis ils ont observé la capsule articulaire, le tendon du tibial postérieur (TTP), le tendon du long fléchisseur des orteils (LFO) et le tendon du fléchisseur de l’hallux (LFH). Ensuite, ils ont détaché, analysé et mesuré la largeur des attaches de la capsule articulaire. Chaque mesure a été réalisée deux fois et un coefficient de corrélation intra-classe (ICC) a été calculé pour tester la fiabilité des mesures. De plus, ils ont utilisé 6 chevilles pour les analyses histologiques. Ils ont retiré la peau et les tissus sous-cutanés. Ils ont décalcifié les tissus pendant 1 semaine dans une solution contenant du chlorure d'aluminium, de l'acide chlorhydrique et de l'acide formique (Plank et Rychlo, 1952). Puis ils ont incorporé les échantillons dans de la paraffine après les avoir déshydratés. Enfin, ils ont coloré les sections coupées en série (épaisseur 5 µm) avec le trichrome de Masson.

RESULTATS :

Observation macroscopique de la capsule articulaire et de sa fixation dans l'articulation médiale de la cheville
Le tendon du TP longe le bord postérieur de la malléole interne et est inséré sur le naviculaire. Postérieur et parallèle au tendon du TP, on retrouve le tendon du LFO et le faisceau neurovasculaire (Fig. 1a). Une partie du tendon du TP s’insère sur le naviculaire, et une autre partie parcourt le bord inférieur de celui-ci. La capsule médiale forme le plancher de la gaine sous les tendons du TP et du LFO (Fig. 1b).
Etude anatomique du bord médial de la cheville au niveau de la capsule articulaire : description alternative du spring ligament et du ligament deltoïdien

Sur le tibia, la capsule articulaire est attachée au bord distal du tibia avec une largeur constante. Sur le talus, la capsule est attachée de manière proximale à l’articulation talo-naviculaire. Sur le naviculaire, la capsule articulaire occupe la majeure partie de la surface osseuse entre les articulations talo-naviculaire et naviculo-cunéiforme. La partie antérieure de la capsule forme une membrane continue composée principalement de tissus adipeux et recouvre à la fois les articulations talo-tibial et talo-naviculaire (astérisque sur la figure 2a). Au col antérieur de la malléole médiale, la capsule graisseuse se transforme en une structure fibreuse (cercle noir sur la figure 2b) fortement attachée au tibia. 
Etude anatomique du bord médial de la cheville au niveau de la capsule articulaire : description alternative du spring ligament et du ligament deltoïdien

La capsule fibreuse de la cheville médiale est fermement fixée au sommet du sillon inter-collicule (flèche rouge sur la figure 3a). Le côté correspondant de la capsule fibreuse (repère section sur la figure 3b) est largement attaché à la zone déprimée du côté médial du talus (flèches bleues), en forme d'ellipse (figure 3b). Au niveau de la partie médiane de l'articulation talo-naviculaire, la propriété de la capsule est passée de fibreuse à cartilagineuse (dague sur la figure 3c) et est entrecoupée de tissu adipeux provenant de la capsule antérieure (astérisque sur la figure 3c). La capsule cartilagineuse recouvre la tête du talus et est attachée de manière proximale à l'insertion naviculaire du tendon du TP (ligne blanche).
Etude anatomique du bord médial de la cheville au niveau de la capsule articulaire : description alternative du spring ligament et du ligament deltoïdien

L’aspect complet de la capsule articulaire médiale de la cheville :
Pour observer de manière exhaustive la capsule des articulations talo-tibial, sous-taliennes et talo-naviculaires, ils l’ont détaché du sustentaculum tali (double dague de la figure 4a) et l’ont étendue à plat (Fig. 4b). L'apparence intérieure de la capsule a montré 3 propriétés différentes. Premièrement, la partie antérieure, correspondant aux articulations talo-tibial antérieur et talo-naviculaires dorsale, apparait être un tissu adipeux (astérisque). Deuxièmement, la partie postéro-médiale de la capsule, correspondant à l’articulation médiale de la cheville, est un tissu stérique et fibreux (cercle noir sur la figure 4). Troisièmement, la partie distale de la capsule, correspondant au côté médial de la tête du talus et de l'articulation talo-naviculaire, est du tissu cartilagineux (dague sur la figure 4). Le tissu adipeux antérieur s'étend vers le côté médial et se fixe entre les tissus fibreux et cartilagineux (carré noir des Fig. 4a, b). Comme ce tissu est placé sous le plancher de la gaine du tendon du TP (flèches blanches de la figure 4c), ils n’ont pas pu observer son apparence externe (figure 4c). Cependant, l'aspect extérieur de la capsule, du plancher de la gaine des tendons du TP (flèches blanches sur la Fig.4c) et du LFO (flèches noires sur la Fig. 4c) sont constitués de tissus fibreux stérique et cartilagineux. L’attache capsulaire du sustentaculum tali est directement sous le plancher de la gaine du LFO. Ces découvertes anatomiques furent constatées chez tous les sujets.
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Les largeurs mesurées des attaches de la capsule sont illustrées à la Fig 5. Au niveau du tibia, l’attache capsulaire (13,8 ± 1,2 mm, écart moyen ±, Ti3 sur la Fig. 5) est la plus grande au niveau de la rainure inter-colliculaire, ce qui correspond à la structure stérique fibreuse. Sur le talus, la dimension de la zone de dépression correspondant aux structures fibreuse et stérique est de 8,6 ± 1,6 mm le long du petit axe et de 17,9 ± 3,0 mm le long du grand axe (Ta3 et Ta4 sur la figure 5b). Toutes les données mesurées sont reportées dans le tableau 1 (cf. annexe). Les ICC sont tous supérieurs à 0,80 (de 0,82 à 0,96), ce qui est considéré comme un excellent agrément de fiabilité.
Etude anatomique du bord médial de la cheville au niveau de la capsule articulaire : description alternative du spring ligament et du ligament deltoïdien

Analyse histologique de la capsule articulaire à plat :
Pour analyser histologiquement la capsule, des coupes sagittales ont été réalisées aux parties antérieures et antéro-médiale (Fig. 6a). À la partie antérieure de la cheville, le tissu adipeux (astérisque Fig. 6b, 6c) recouvre la cheville et l’articulation talo-naviculaire. Au niveau de la partie antéro-médiale, le tissu fibreux (cercle de la Fig. 6d, e) est connecté entre la malléole interne et la partie médiale du talus sous la forme d'une structure collagène. Le tissu cartilagineux (dague sur les figures 6d et 6e) recouvre le talus et est connecté entre la malléole médiale et le naviculaire. Il est situé en superficie du tissu fibreux (poignard) et au tissu adipeux (astérisque).
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DISCUSSION :
 
Le ligament deltoïdien a été bien étudié dans le domaine de l'anatomie de la cheville. Dans le manuel d’anatomie de Sarrafian (Sarrafian, 1993), 14 études ont présenté différentes descriptions du ligament deltoïde. Cependant, il y a peu d'études concluantes (Boss et Hintermann 2002; Campbell et al. 2014; Panchani et al. 2014). En ce qui concerne les interprétations variables des composants du ligament deltoïde, Boss et al. ont souligné la difficulté de séparer clairement chaque composante ligamentaire (Boss et Hintermann 2002). Ce qui explique la variabilité inter-observateur (Golano et al. 2010; Savage-Elliott et al. 2013). Ainsi, le procédé classique d’analyse des composantes ligamentaires peut limiter notre compréhension de sa morphologie. La présente étude expose une perspective différente basée sur la capsule articulaire plutôt que les ligaments. Nous pouvons détacher la capsule articulaire sous forme d’une feuille continue de la partie antérieure à la partie médiale de la cheville. Dans ce continuum, le tissu adipeux décrit ci-dessus s'est transformé en tissu fibreux lorsqu’il se déplaçait en dedans de la zone comprise entre la malléole médiale du tibia et du talus. Étant donné que la capsule antérieure a été décrite comme continuant médialement jusqu'au bord antérieur du ligament deltoïde profond (Sarrafian, 1993), la partie fibreuse de la capsule peut être considéré comme le ligament deltoïde. En règle générale, la capsule articulaire est constituée de tissus conjonctifs fibreux et synovial. L'épaisseur et l'orientation des fibres de la capsule dépendent du stress qu'elle subit (Ralphs et Benjamin, 1994). Par conséquent, le ligament deltoïde peut correspondre à la partie de la capsule riche en structures fibreuses, en raison de la contrainte mécanique reliant la malléole interne et le talus. De plus, les parties synoviales et fibreuses pourraient être interprétées comme se complétant pour former la continuité capsulaire. Ils ont émis l'hypothèse que cela peut expliquer pourquoi le nombre de faisceaux rapporté et la morphologie du ligament deltoïde sont variables dans les études. D'autre part, il est généralement admis que le ligament deltoïde est composé de deux couches : superficielle et profonde (Milner et Soames, 1998). Savage-Elliott et al. en 2013 ont signalé que du tissu synovial existe à la limite du ligament deltoïde profond et superficiel. Sur l'analyse histologique de la présente étude, ils ont montré que le tissu synovial comble le vide entre les tissus fibreux et cartilagineux du bord médial du talus. Cette constatation est corroborée par la description fournie par Savage-Elliott et al., ce qui explique pourquoi le ligament deltoïde pourrait être séparé par consensus en couches superficielles et profondes. Plusieurs rapports précédents ont traité de l'emplacement de l’attache du ligament deltoïde. Boss et al. (Boss et Hintermann 2002) ont montré les insertions approximatives. Campbell et al. (Campbell et al. 2014) ont démontré les attaches avec un appareil de mesure. Cromeens et al. (Cromeens et al. 2015) ont signalé 11 sites de fixation cartographiés à l'aide d'un numériseur 3D Microsoft. Bien que ces études aient montré l'emplacement de chaque composant, les descriptions de la morphologie osseuse à laquelle ceux-ci sont attachés étaient limitées.
Cependant, ces données antérieures corroborent approximativement le fait que la mesure dimensionnelle de la dépression du talus médial dans la présente étude, qui est de 8,9 mm de large et de 17,5 mm de long. Le ligament ressort (Spring ligament), qui relie le calcanéum à l’os naviculaire, est classiquement séparé en deux structures: le ligament supra-médial (LSM) plus grand et le ligament inféro-plantaire plus petit. La LSM attire l'attention en raison de son soutien statique à la tête du talus via le maintien de l'arcade longitudinale. Une étude histologique antérieure avait montré l'absence de fibres d'élastine et l'aspect cartilagineux du LSM (Vadell et Peratta, 2012). Dans la présente étude, le tissu cartilagineux de la capsule forme une surface articulaire en contact avec la tête du talus et relie le calcanéum au naviculaire. En ce qui concerne l'emplacement et l'apparence, le LSM traditionnel correspond donc au tissu cartilagineux de cette étude. Les connexions proximales entre la malléole interne et le LSM sont appelées le ligament tibio-spring, et représente l'un des composants du ligament deltoïde superficiel (Boss et Hintermann 2002; Campbell et al. 2014; Milner et Soames 1998; Panchani et al. 2014). Sur la base des résultats de l’étude actuelle, le ligament tibiospring correspond à une partie de la capsule qui relie la malléole interne et le tissu cartilagineux. Cromeens et al. en 2015 ont indiqué que le ligament tibio-calcanéo-naviculaire comprend le ligament tibio-calcanéen précédemment décrit, le ligament tibio-naviculaire, le ligament tibio-spring et la LSM. Cela pourrait soutenir leur affirmation que chaque ligament peut être considéré comme faisant partie intégrante de cette continuité capsulaire. On considère que le LSM n'a pas d’attachement au talus (Vadell et Peratta, 2012). Bien que le ligament tibio-calcanéo-naviculaire tel que décrit par Cromeens et al. comprend cette structure complexe, elle ne fait pas référence à une connexion avec le talus. Ils ont constaté que les tissus adipeux profonds au tissu cartilagineux relient le LSM au talus. Ce tissu adipeux a comblé macroscopiquement et histologiquement le vide entre le tissu fibreux et le tissu cartilagineux (appelé aussi ligament deltoïde profond et LMS)(astérisque sur les figures 2a et 6d, e, respectivement). Le tissu adipeux synovial décrit par Savage-Elliott et al. (Savage-Elliott et al. 2013), qui existe à la frontière entre le ligament deltoïde profond et superficiel, a été confirmé dans cette étude. Les tissus adipeux semblent relier le tissu cartilagineux au talus, qui présente un lien fibreux uniquement avec la malléole interne. De plus, le tissu adipeux est généralement riche en terminaisons nerveuses, comme celle du sinus tarsien par exemple (Rein et al. 2015). Le tissu adipeux situé en profondeur dans le tissu cartilagineux pourrait être en corrélation avec la douleur autour de la malléole interne, considérée comme la douleur initiale de la DTTP. En ce qui concerne la capsule antérieure, seules Tol et al. (Tol et van Dijk, 2004) ont décrit son attache et ont indiqué que les caractéristiques histologiques incluaient du tissu adipeux dans la membrane synoviale. De même, cette étude a révélé que la partie antérieure de la capsule est constituée de tissu synovial adipeux, qui est clairement séparée des tissus fibreux et cartilagineux situés en arrière. De plus, ils ont démontré les largeurs et les emplacements précis des insertions capsulaires sur les os du tibia, du talus et du naviculaire. Ce fait est corroboré par les rares rapports précédents. Les données de cette étude ont deux implications cliniques. Premièrement, les résultats pourraient être utiles pour déterminer l’étiologie de la DPPAA. La présente étude montre que les ligaments deltoïdes et spring sont reliés les uns aux autres pour former le plancher de la gaine du tendon du TP sous forme d’une continuité tissulaire. La proximité anatomique de ces structures peut expliquer la progression multifactorielle de l'DPPAA. Deuxièmement, décrire l'emplacement et la largeur de la capsule antérieure pourrait être utile pour comprendre la pathologie et l'imagerie lié au syndrome de conflit antérieur. Un conflit antérieur de cheville, associé à la fois à des ostéophytes tibio-taliens et / ou à un conflit des tissus mous, est reconnu pour engendrer une douleur antérieure de la cheville et une dorsiflexion limitée (Biedert, 1991). La force de coaptation de la capsule antérieure pourrait être un mécanisme pathologique possible entraînant la formation d'ostéophytes (Williams et Brandt, 1984). En outre, les entorses traumatiques avec lésion capsulaire provoquent également la formation de tissu cicatriciel, pouvant entraîner un conflit entre les tissus mous (Ross et al. 2017). Par conséquent, on a considéré que la capsule antérieure avait une association importante avec le syndrome de conflit antérieur. Le fait qu’elle soit constituée de tissu adipeux avec des attaches au tibia et au talus peut être corrélé au syndrome de conflit antérieur. 
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Les limites de l'étude sont les suivantes. Tout d'abord, il s'agissait d'une étude purement anatomique limitée aux sujets non pathologiques. Ainsi, ils ne peuvent pas tirer de conclusions concernant le mécanisme du DPPAA. Ils auraient besoin d'inclure des études biomécaniques ou d'imagerie de cas cliniques sur la base de leurs résultats anatomiques. Deuxièmement, tous les cadavres étudiés provenaient de patients âgés. Ce groupe d'âge ne correspond pas à l'âge maximal d'apparition des lésions à la partie médial de la cheville. Par conséquent, les caractéristiques histologiques de cette étude pourraient être incohérentes chez des sujets plus jeunes. Troisièmement, ils n’ont pas pu confirmer l'historique des chirurgies et des traumatismes à la cheville à partir des informations enregistrées. Ainsi, il est possible que des sujets postopératoires ou post-traumatiques aient été inclus et n'ont pas pu être identifiés lors des dissections.

CONCLUSION :

Les capsules des articulations de la cheville, sous-talienne et talo-naviculaire peuvent être détachées sous forme d’un continuum. Cette continuité capsulaire est composée de 3 tissus différents :
- le tissu adipeux et synovial, correspondant à la capsule antérieure
- le tissu fibreux, correspondant au ligament deltoïdien profond
- le tissu cartilagineux, correspondant au LMS du spring ligament
Les ligaments deltoïde et spring peuvent être considéré comme inclus dans la capsule articulaire.
 
Financement :  Cette étude a été financée en partie par une subvention d’un institut de recherche.
Approbation éthique de l’université de Tokyo et consentement des défunts
Les auteurs déclarent ne pas avoir d’intérêts concurrents.

Annexe :

 
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