Le fémur
Le fémur est l'os proximal du membre postérieur ou inférieur qui s'étend de la hanche au genou. Il est l'os long de la cuisse ou du membre postérieur supérieur, articulé à la hanche et au genou. Il est l'os le plus long et le plus solide du corps. Son équivalent dans le bras est l'humérus. Le fémur est appelé stylopode distal dans le membre chiridien des vertébrés.
Le fémur (et son col) chez l'Homme :
Le fémur agit comme le site d'origine et de fixation de nombreux muscles et ligaments, et peut être divisé en trois parties : proximale, diaphysaire et distale. L'articulation avec la hanche se fait avec la tête fémorale (col du fémur) et le cotyle du bassin. L'articulation au genou est faite avec les condyles latéral et médial du fémur avec les plateaux tibiaux du tibia (articulation tibio-fémorale). La surface rotulienne du fémur est articulée avec la surface postérieure de la rotule (articulation fémoro-patellaire).
Généralités
L'os du fémur est l'os le plus fort et le plus long du corps, occupant l'espace du membre inférieur, entre les articulations de la hanche et du genou. L'anatomie du fémur est si unique qu'elle rend l'os apte à supporter les nombreuses attaches musculaires et ligamentaires dans cette région, en plus d'étendre au maximum le membre pendant la marche. De manière proximale, le fémur s'articule avec l'os pelvien. Distalement, il interagit avec la rotule et la face proximale du tibia.
Le fémur commence à se développer entre la 5ème et la 6ème semaine de gestation par voie d'ossification endochondrale (où un os est formé à l'aide d'une fondation à base de cartilage). Alors que plusieurs centres d'ossification (points de développement osseux) apparaissent tout au long de la vie intra-utérine, l'os continue de se développer pendant l'enfance et le début de l'adolescence. L'ossification du fémur s'achève entre la 14ème et la 18ème année de vie.
Les principales affections du fémur sont : fractures du col du fémur, glissement de l'épiphyse fémorale capitale, conflit fémoro-acétabulaire.
Anatomie détaillée du fémur
L'extrémité proximale du fémur comporte : tête, cou, grand trochanter, petit trochanter, crête inter-trochantérienne. Le corps (fût) comporte les bords latéral et médial, les surfaces antérieure, médiale, latérale, et les crêtes : crête latérale (tubérosité fessière), ligne pectiné, ligne spiralée (ces trois lignes convergent et forment la linea aspera). L'extrémité distale comporte : condyles latéraux et médiaux, fosse intercondylienne, épicondyles latéraux et médiaux.
La tête du fémur est une structure à peu près sphérique qui repose en position supéro-médiale et se projette vers l'avant à partir du col du fémur. La convexité lisse de la tête fémorale est perturbée sur la face postéro-inférieure par une dépression appelée fovéa du ligament de la tête (fovea capitis femoris).
Cela facilite la fixation du ligament de la tête du fémur (appelé aussi ligamentum fovea ou ligamentum teres). Ce ligament naît de l'échancrure acétabulaire et accueille l'artère du ligament de la tête du fémur. La tête fémorale forme la "boule" dans l'articulation à rotule de la hanche. Il est également situé à l'intérieur de la capsule articulaire et est recouvert d'une membrane synoviale.
Le col fémoral mesure environ 5 cm de long et peut être subdivisé en trois régions. L'aspect le plus latéral (la partie la plus proche du grand trochanter) est connu sous le nom de base du col fémoral ou la partie basique du col est la partie la plus large du col du fémur. Le segment médian est également appelé partie médio-cervicale et est la partie la plus étroite du col fémoral. La partie la plus supéro-médiale est la partie sous-capitale; c'est plus large que la partie médio-cervicale mais plus étroite que le segment basicervical. Il existe de nombreux foramina le long de la surface antérieure et postérieure du col du fémur pour faciliter un apport sanguin adéquat.
La tête fémorale et la diaphyse sont situées à un angle d'environ 130 degrés. Cet angle cou-diaphyse (angle d'inclinaison) est plus grand chez les nourrissons et diminue progressivement jusqu'à l'angle indiqué précédemment. Il permet au membre d'osciller sans entrer en collision avec le bassin. Non seulement il existe des différences liées à l'âge dans l'angle d'inclinaison, mais il existe également un dimorphisme sexuel important lié à cette caractéristique anatomique. Les femelles génotypiques ont tendance à avoir un angle d'inclinaison plus large que les mâles génotypiques. Cette caractéristique contribue à la différence de démarche entre les deux sexes. Le cou lui-même est antéversé (tourné latéralement) à un angle variable entre 10 et 15 ° (angle de torsion).
L'anatomie osseuse du fémur :
Détails anatomiques des différentes parties de l'os du fémur.
Le bord supérieur du col fémoral est presque horizontal, avec une concavité la plus proche de la jonction avec le grand trochanter. La marge inférieure est d'orientation plus oblique et se projette en postéro-inférieur et latéralement vers le petit trochanter. La face postérieure du col du fémur est dirigée postéro-supérieure. Elle est caractérisée par une concavité longitudinale et une convexité transversale, et la partie distale est située à l'extérieur de la capsule articulaire. D'autre part, la face antérieure est aplatie, située à l'intérieur de la capsule articulaire et rejoint l'extrémité proximale de la diaphyse fémorale au niveau de la ligne intertrochantérienne.
Les apophyses fémorales sont des saillies proéminentes trouvées sur la face proximale du fémur. La latérale et la plus grande des deux apophyses est le grand trochanter; son bord proximal est à peu près à une largeur de main inférieure au tubercule pubien sur le pubis. Le grand trochanter est à peu près quadrangulaire et s'étend de la face supérieure de la jonction du col et de la diaphyse du fémur. Il est associé à une dépression rugueuse en forme de croissant connue sous le nom de fosse trochantérienne, située sur la surface médiale de l'apophyse. Le bord latéral du grand trochanter existe en continuité avec la diaphyse fémorale.
L'apophyse médiale est plus petite, plus conique et s'étend dans le plan postéro-médial. On l'appelle le petit trochanter. Alors que l'apex et la face antérieure du petit trochanter sont bien sûr au toucher, la projection osseuse est lisse ailleurs. Contrairement à son homologue plus grand, le petit trochanter ne peut pas être palpé.
Il y a deux lignes qui relient les grands et petits trochanters sur la face antérieure et postérieure du fémur proximal. La ligne intertrochantérienne se trouve en avant, tandis que la crête intertrochantérienne se trouve en arrière. La ligne intertrochantérienne commence en avant sur un tubercule à l'apex du grand trochanter, près de l'intersection entre la diaphyse et le col du fémur. Il se déplace ensuite en inféro-médian vers un tubercule au point inférieur du petit trochanter. La ligne continue ensuite comme la ligne en spirale du fémur à la face inférieure de la ligne intertrochantérienne et continue dans la lèvre médiale de la linea aspera sur la diaphyse fémorale. Il fonctionne comme le point d'insertion des bandes supérieure et inférieure du ligament ilio-fémoral qui est attaché au tubercule de manière proximale et distale respectivement.
En revanche, la crête intertrochantérienne est plus prononcée que la ligne intertrochantérienne. C'est une crête prononcée sur la face postérieure du fémur, qui commence à l'intersection de la tige et du col du fémur. Il s'étend en inféro-médian du grand trochanter au petit trochanter. Il convient de noter que le tubercule carré du fémur se trouve également le long de la crête intertrochantérienne.
La diaphyse fémorale est une structure cylindrique avec une variabilité importante d'un individu à l'autre. L'arbre est relativement large à l'extrémité proximale mais devient progressivement étroit vers le milieu. Il est courbé vers l'avant, ce qui contribue à la capacité portante de l'os. La diaphyse subit alors une ré-expansion marquée vers l'extrémité distale. En avant, la diaphyse est lisse et dépourvue de traits distinctifs. Cependant, la face postérieure est plus accidentée car elle facilite les attaches des gros muscles de la cuisse.
Bien qu'il soit décrit comme étant une structure cylindrique, le corps du fémur présente plusieurs surfaces et bordures qui se fondent parfaitement. Vers le milieu de l'arbre, il y a trois surfaces et trois bordures. La face antérieure convexe est délimitée par des bords arrondis médial et latéral. Il existe une surface postéro-latérale limitée en avant par le bord latéral et en arrière par la ligne âpre. Il existe également une surface postéro-médiale limitée par le bord médial en avant et par la ligne âpre en arrière.
Il existe une troisième tubérosité sous la forme de la tubérosité fessière. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une véritable tubérosité, elle peut être suffisamment grande pour être considérée comme telle. Il est rugueux et allongé le long du grand axe de l'arbre; sur la face postérieure proximale du fémur. La rainure est continue avec la lèvre latérale de la linea aspera. Sur la partie médiale, proximale et postérieure du fémur se trouve une autre (plus petite crête) connue sous le nom de ligne pectiné. Il sert de point d'attache pour le muscle pectiné.
La partie la plus prononcée de la face postérieure est la linea aspera. Il s'agit d'une impression longitudinale surélevée qui s'étend le long de l'axe longitudinal du fémur. Il est composé d'une lèvre médiale et d'une lèvre latérale; le premier provenant du petit trochanter et le second du grand trochanter. Les lèvres médiales et latérales s'unissent le long du tiers médian de la diaphyse fémorale, se déplaçant en dedans du foramen nourricier.
La linea aspera diverge alors vers le tiers distal du fémur où les lèvres médiales et latérales deviennent continues avec leur ligne supracondylienne ipsilatérale respective (lignes supracondyliennes médiale et latérale). La ligne supracondylienne médiale continue jusqu'au tubercule adducteur (sur le condyle médial) et la ligne supracondylienne latérale se termine au condyle latéral.
La surface poplitée du fémur est un espace triangulaire situé à la surface postérieure distale du fémur. Il est bordé médialement et latéralement par les lignes supracondyliennes correspondantes, et en bas par le bord supérieur de la capsule fibreuse du genou. La face caudale de la surface fait partie du plancher de la fosse poplitée.
Non seulement le fémur distal est la partie la plus large de l'os, mais il interagit également avec le tibia proximal et la rotule. L'extrémité distale du fémur est constituée des condyles médial et latéral, de la fosse intercondylienne et de la surface rotulienne.
Bien que le condyle médial soit plus petit que le condyle latéral, il est plus facilement palpable. Cela explique également le renflement vers l'intérieur caractéristique au niveau des genoux. Il est associé à une petite protubérance conique connue sous le nom de tubercule adducteur, qui fournit un point d'attache pour le gros adducteur (muscle puissant médial de la cuisse qui déplace la cuisse médialement). L'épicondyle médial est situé en dessous et en avant du tubercule adducteur. Il assure également la fixation du tendon du muscle grand adducteur ainsi que du ligament collatéral tibial (structure de support reliant le tibia au fémur). Les tendons des muscles couturier et gracilis passent également (mais n'ont pas d'attaches) au condyle médial du fémur.
Des deux condyles, le condyle latéral est plus grand et plus proéminent que le condyle médial. Comme son homologue, il est également associé à un épicondyle latéral, qui fonctionne comme un point d'attache pour le ligament collatéral latéral. Le condyle latéral a également une rainure peu profonde sous l'épicondyle latéral à travers laquelle se déplace le tendon poplité. Il est connu comme le sillon du poplité. Il y a trois muscles qui naissent de la face postérieure du condyle fémoral latéral. Ce sont (du crânien au caudal) le muscle plantaire, le chef latéral du gastrocnémien et le muscle poplité. Le ligament collatéral fibulaire (structure de soutien qui rattache le péroné au fémur) possède également une insertion sur le condyle latéral. Il est situé en profondeur du tractus ilio-tibial (prolongement fibreux du tenseur du fascia lata), qui s'insère également sur le condyle fémoral latéral.
Alors que les condyles fémoraux médial et latéral sont reliés antérieurement, ils sont séparés caudalement par la fosse intercondylienne. Ce sillon est limité en avant par la surface rotulienne et en arrière par la ligne intercondylienne. C'est une zone rugueuse avec de nombreux foramina vasculaires pour accueillir les vaisseaux traversants. Alors que la fosse est située dans la capsule articulaire, la majorité de celle-ci se trouve à l'extérieur de la membrane synoviale. La paroi médiale de la fosse est formée par la surface latérale du condyle médial, tandis que la paroi latérale est formée par la surface médiale du condyle latéral. Les deux parois présentent des indentations qui accueillent la fixation du ligament croisé provenant du côté opposé du plateau tibial. En d'autres termes, la surface latérale du condyle médial (la paroi médiale de la fosse intercondylienne) sert de point d'attache pour le ligament croisé postérieur; tandis que la surface médiale du condyle latéral (la paroi latérale de la fosse intercondylienne) porte une empreinte pour le ligament croisé antérieur. Ces indentations lisses sont les seules zones de la fosse intercondylienne dépourvues de foramen vasculaire.
Sur la surface antérieure du fémur distal, vers l'apex antérieur de la fosse intercondylienne se trouve une zone connue sous le nom de surface patellaire ou rainure trochléenne. La partie proximale de la fosse est orientée obliquement du fait qu'elle est légèrement déviée vers le condyle latéral. La fonction principale de la rainure est de stabiliser la rotule pendant la marche. Comme vous pouvez le voir, le fémur peut avoir beaucoup de repères anatomiques.
Mécanique
Les humains sont des organismes bipèdes, ce qui signifie qu'ils sont capables de marcher sur deux jambes. La répartition du poids de l'organisme est importante pour éviter les traumatismes aux structures de support. La relation du fémur avec ses articulations proximale et distale est plutôt unique. Tout d'abord, le col du fémur est incliné en supéro-médial afin de s'insérer dans l'acétabulum.
Un angle idéal entre le bord inférieur du col fémoral et la surface médiale de la diaphyse fémorale doit être compris entre 120 et 130 degrés. Cet angle d'inclinaison assure que le poids du haut du corps passe le long de l'axe mécanique du fémur. Cet axe peut être identifié en traçant une ligne verticale du centre de la tête fémorale au centre d'une ligne horizontale à travers le plateau tibial (le centre de la ligne articulaire du genou). Veuillez noter que l'axe mécanique du fémur diffère de l'axe anatomique du fémur (une ligne allant du centre du grand trochanter, le long de la diaphyse fémorale et se terminant au centre de la ligne articulaire du genou).
L'angle entre les axes mécaniques et anatomiques du fémur est d'environ 8 degrés. Cependant, une variation extrême de l'angle d'inclinaison pourrait modifier cette relation et augmenter la quantité de contrainte à travers le col du fémur. Le tibia a également un axe mécanique (l'axe mécanique du tibia) qui va de la ligne articulaire du genou au centre de l'articulation de la cheville.
Les deux fémurs convergent naturellement vers le genou. Ce degré de convergence est mesuré et enregistré comme angle de convergence. La variation de l'angle de convergence a un impact sur l'angle entre les aspects latéraux du tibia et du fémur (l'angle fémoro-tibial, qui est d'environ 175 degrés). Cette mesure peut être utilisée comme substitut de l'étalon-or pour évaluer les alignements axiaux, qui est l'angle hanche-genou-cheville. Par conséquent, toute variation extrême de cet angle (comme celles observées dans les déformations en varus et en valgus) entraînera un désalignement des axes mécaniques des os respectifs. Au fil du temps, le désalignement peut entraîner la destruction des surfaces articulaires et la progression de l'arthrose.
Articulations
Le fémur a deux points d'articulation importants qui fournissent un soutien structurel au corps : l'articulation de la hanche en position proximale; et l'articulation du genou distalement. De plus, il existe de nombreux ligaments de soutien au niveau des articulations proximales et distales du fémur qui fournissent un soutien supplémentaire aux articulations.
Les trois os de la hanche (ischion, ilium et pubis) contribuent à la formation d'une concavité relativement peu profonde sur la face latérale de l'os connue sous le nom d'acétabulum. La tête fémorale s'articule avec la hanche via l'acétabulum; donnant naissance à l'articulation de la hanche (articulation fémoro-acétabulaire). Le ligament de la tête du fémur est attaché à la fovéa (dépression peu profonde sur la partie supéro-médiale de la tête du fémur) et au centre de l'acétabulum. Cette articulation est encore renforcée par les ligaments pubofémoral et iliofémoral en avant, et le ligament ischiofémoral complexe en arrière.
Articulations fémorales :
Les différentes articulations fémorales supérieures avec leurs ligaments.
L'articulation du genou est une articulation charnière relativement instable formée par l'interaction de trois os : les condyles fémoraux s'articulent avec le plateau tibial (articulation tibiofémorale) et la rotule (articulation fémoropatellaire). Cette combinaison complexe d'os est encore renforcée par de nombreux ligaments pour améliorer sa stabilité.
Les condyles fémoraux reposent sur des dépressions complémentaires très peu profondes sur le plateau tibial proximal appelées facettes. La profondeur de chaque facette est légèrement rehaussée par des anneaux cartilagineux incomplets appelés ménisques (singulier, ménisque). Le ménisque latéral est incomplet médialement, tandis que le ménisque médial est incomplet latéralement. Les extrémités libres de chaque ménisque (les cornes) sont attachées au plateau tibial par des ligaments. Le plateau tibial sert également de point d'attache aux ligaments croisés antérieur et postérieur qui s'insèrent sur la paroi controlatérale de la fosse intercondylienne.
La rotule s'articule avec la surface rotulienne du fémur distal. Cet os triangulaire est suspendu dans le tendon du muscle droit fémoral par le haut et le tendon rotulien par le bas.
L'interaction de ces trois os nécessite de nombreux ligaments pour empêcher la désarticulation (séparation des os qui interagissent au niveau de leur articulation). Alors que les ligaments croisés et méniscofémoraux fournissent un soutien à l'intérieur de la capsule articulaire synoviale, des ligaments plus robustes sont situés à l'extérieur de la capsule pour maintenir les os alignés. Les ligaments extracapsulaires soutenant le genou sont les deux ligaments collatéraux (un de chaque côté de l'articulation) et le ligament rotulien (en avant). En arrière, le ligament poplité oblique (qui prolonge le tendon du muscle semi-membraneux) soutient la capsule articulaire. Les muscles de la cuisse qui traversent le genou fournissent également un soutien supplémentaire pour l'articulation.
Attachements musculaires
Le fémur fait partie intégrante de la déambulation. Beaucoup de gros muscles de la cuisse proviennent et s'insèrent sur les différentes parties du fémur. Muscles qui proviennent du bassin et s'insèrent sur la face antérieure ou postérieure du fémur pour faciliter la flexion et l'extension autour des hanches.
Les muscles qui naissent du fémur vont traverser l'articulation du genou pour s'insérer sur le tibia proximal favorisant la flexion et l'extension autour du genou.
Le gros muscle du devant de la cuisse est le quadriceps.
Troubles pathologiques du fémur
Le traumatisme est le mécanisme lésionnel le plus courant pour les pathologies du fémur. Cependant, il existe d'autres troubles qui peuvent résulter d'événements non traumatiques (par exemple, glissement de l'épiphyse fémorale capitale ou conflit fémoroacétabulaire). Les troubles néoplasiques associés au fémur sont exclus de cette discussion.
Voir aussi l'antéversion fémorale.
Fractures du col du fémur
Le col du fémur est le site le plus vulnérable à une fracture. Ces fractures peuvent être classées comme intracapsulaires ou extracapsulaires. Les fractures extracapsulaires sont également appelées fractures basicervicales, tandis que les fractures intracapsulaires sont transcervicales et sous-capitales. Les deux derniers présentent le risque le plus élevé d'entraîner une nécrose avasculaire de la tête fémorale. Le mécanisme de blessure est généralement une vitesse élevée à partir de l'extrémité distale de l'os qui est transmise de manière proximale. Alternativement, une chute de n'importe quelle hauteur chez un patient âgé peut également entraîner une fracture du col du fémur. Une fracture du col fémoral associée à des lésions à faible vitesse survient souvent sur fond d'ostéopénie (diminution de la densité osseuse); qui peuvent être liés à l'âge ou au régime alimentaire.
Les patients peuvent fournir des antécédents de traumatisme et de douleur associée à la blessure. Il y a souvent des antécédents de difficultés de marche (qui exacerbent également la douleur) et une différence de longueur des membres associée. Cette dernière résulte du fait que le membre affecté peut ne plus être dans la position anatomique car la blessure peut avoir provoqué une déformation en rotation ou une luxation de l'os.
Épiphyse fémorale capitale glissée
Sur le plan histologique, la physis est une zone de chondrocytes à reproduction rapide. La zone cartilagineuse est le point de croissance de l'os en expansion. Cependant, chez certains individus, le taux de croissance au niveau de la physe est trop rapide et l'interaction entre la tête fémorale (épiphyse proximale) et le col fémoral est instable. Par conséquent, la tête du fémur peut "glisser" hors du col de soutien, d'où le terme épiphyse fémorale capitale glissée (ou épiphyse fémorale supérieure glissée) a été inventé. Ce trouble est plus fréquemment rencontré chez les hommes préadolescents à adolescents, mais peut également être observé chez les femmes. Alors que la plupart des cas n'affectent qu'un côté (le gauche plus souvent que le droit), il n'est pas rare de voir une pathologie bilatérale. D'autres troubles associés tels que l'obésité, les endocrinopathies (telles que les anomalies de l'hormone de croissance, l'hypothyroïdie et l'hypogonadisme) ont également été observés comme facteurs prédisposants au développement d'une épiphyse fémorale capitale glissée. Bien que ces facteurs aient été identifiés, une cause précise sous-jacente à ces observations n'a pas été trouvée.
Les patients peuvent présenter une apparition aiguë de douleur et une incapacité à se déplacer ou une douleur chronique à la hanche, la douleur étant dirigée vers les genoux. Dans d'autres cas, les patients sont connus pour avoir le trouble avec une aggravation aiguë du glissement (aigu sur chronique). À l'examen, le membre affecté est tourné vers l'extérieur lorsque la hanche est fléchie et il peut y avoir une différence de longueur des membres. Une radiographie simple antéropostérieure du bassin montrera la perte de la courbe de Shenton, de la ligne de Klein et un glissement évident de l'épiphyse capitale.
Les cliniciens peuvent également souhaiter considérer les fractures du col du fémur ou les pathologies primaires du genou comme diagnostics différentiels possibles. Les chirurgiens orthopédistes choisissent de remédier à ce problème en épinglant l'épiphyse capitale en place sans réduire le déplacement. La préoccupation est que la réduction de l'épiphyse à son état d'origine peut perturber l'anastomose artérielle délicate, conduisant à une nécrose avasculaire de la tête fémorale.
Conflit fémoro-acétabulaire
Le conflit fémoro-acétabulaire est un trouble mécanique caractérisé par des douleurs de hanche avec mouvements actifs et passifs (notamment flexion et rotation) par contact entre la tête fémorale et le cotyle. Au fil du temps, l'usure récurrente entraîne des dommages au revêtement cartilagineux, conduisant à l'arthrose. Ce trouble peut être classé en fonction de la morphologie des os impliqués. Si le problème est dû à une tête fémorale anormale (tête asphérique du fémur), on parle alors de déformation en came. D'autre part, s'il y a une prolifération de l'acétabulum telle qu'elle frappe la tête du fémur pendant le mouvement, on parle alors de déformation en pince. Bien sûr, il existe des cas où les deux têtes fémorales asphériques coexistent avec un acétabula envahi. Ces situations sont classées comme des déformations mixtes.
En rapport avec "fémur"
Le condyle est une protubérance arrondie d'un os, constituant un des éléments d'une articulation, tel que le condyle de l'occipital.
Le muscle quadriceps fémoral désigne le muscle antérieur de la cuisse s'insérant sur la rotule qui permet le fléchissement de la cuisse.
Le tibia est un os long de la jambe, situé devant la fibula (péroné). Deuxième plus grand os du corps après le fémur, il est l'os porteur du poids de la jambe.
En anatomie, le trochanter est l'une des deux protubérances osseuses par lesquelles les muscles sont attachés à la partie supérieure de l'os de la cuisse.