Correspondance : Alexander R. Vaccaro
Thomas Jefferson University Hospital
925 Chestnut St. Philadelphia, PA 19107 - 00 1
Tél : ⁽²¹⁵⁾ 955-5367

Traduction : F. JACQUOT

Introduction

L'ostéosynthèse postérieure du rachis cervical est devenue de plus en plus populaire au cours de ces dernières années. L'insatisfaction avec l'ostéosynthèse des masses latérales, surtout au niveau de la jonction cervicothoracique, a conduit des chirurgiens du rachis à utiliser des ostéosynthèses pédiculaires cervicales pour la reconstruction dans nombre de troubles rachidiens.

L'avantage biomécanique d'une ostéosynthèse des trois colonnes pour stabiliser un rachis cervical instable a démontré son utilité dans l'arsenal du chirurgien du rachis ⁽⁷⁾. L'insertion avec succès d'une vis pédiculaire cervicale requiert une compréhension tridimensionnelle suffisante de la morphologie du pédicule permettant l'identification exacte de son axe idéal. La variabilité des études morphométriques réalisées sur le cadavre, employées pour guider le chirurgien dans le placement d'une vis pédiculaire, a soulevé des inquiétudes légitimes pour savoir si la fixation transpédiculaire pouvait être appliquée sans complication neurovasculaire significative ^{(8, 9)}.

Dans le but de placer sûrement et précisément des vis pédiculaires au niveau cervical, les données anatomiques actuellement disponibles doivent être connues et analysées. Les études morphométriques des dimensions critiques du pédicule sur le cadavre humain ont révélé une variabilité significative ^{(8, 9)}. Comme le point d'entrée, la taille, et l'orientation du pédicule ne peuvent pas être déterminées directement par l'abord postérieur du rachis cervical, l'information acquise sur le cadavre concernant l'anatomie du pédicule est complétée par l'étude radiographique préopératoire, la fluoroscopie per-opératoire et/ ou les systèmes de guidage stéréotaxique assistés par ordinateur.

Compte tenu de la variabilité de la topographie du pédicule et la réticence de l'auteur à compter sur l'insertion aveugle des vis pédiculaires, une étude a été réalisée pour déterminer la méthode la plus sûre et la plus efficace pour placer les vis pédiculaires cervicales.

Kramer, Ludwig et al. ont réalisé une étude en deux parties sur les caractéristiques topographiques des éléments cervicaux postérieurs et la sécurité et l'efficacité de diverses techniques d'insertion pédiculaire ^{(3, 9)}. La deuxième partie de l'étude comparait l'exactitude du placement pédiculaire des vis en utilisant soit les seuls repères topographiques, soit une technique de laminoforaminotomie avec palpation manuelle du pédicule, ou un guidage assisté par ordinateur (Stealth Station, Sofamor Danek, Memphis, TN). Ils concluaient que les repères topographiques seuls était insuffisants pour le placement des vis dans le rachis subaxial (figures 1, 2 et 3). Leur taux de réussite s'améliorait avec la laminoforaminotomie, avec aucune structure vitale blessée au niveau C7. Cependant la plus grande exactitude était obtenue en utilisant le système chirurgical d'imagerie guidée par ordinateur, avec lequel 89,4% des vis étaient placés dans le pédicule sans blesser aucune structure vitale. Aucune structure importante n'était blessée aux niveaux C4, C6, ou C7.

	Figure 1 : Schéma des repères pédiculaires cervicaux et de l'orientation des pédicules.

Figure 2 : Vissage pédiculaire expérimental avec utilisation de guidage assisté par ordinateur (A.R. Vaccaro)	Figure 3 : Aspect des vis cervicales pédiculaires bien placées de C2 à C7 sur pièce cadavérique.

Abumi a la plus grande expérience clinique avec le placement de vis pédiculaires dans le rachis cervical subaxial ^{(1, 2, 3, 4)}. Son groupe a décrit une technique de vissage pé diculaire sur 58 patients avec des lésions traumatiques et non traumatiques du rachis cervical. Avec sa technique de fluoroscopie assistée, il n'a rapporté aucune complication neurovasculaire malgré un taux de perforation du mur pédiculaire de 5,3-6,7% ^{(1, 2, 3, 4)}.

Ludwig et al. comparaient la sécurité du placement pédiculaire des vis en utilisant la technique in vitro la plus précise (imagerie assistée par ordinateur) à la technique la plus précise in vivo (méthode d'Abumi) ⁽¹⁰⁾. Aucune différence significative n'était mise en évidence entre les deux méthodes de vissage pédiculaire. L'analyse plus précise déterminait qu'aucune blessure de structure vitale telles que moelle, racine nerveuse, nerf, ou artère vertébrale n'était survenue quand des pédicules de diamètre plus grasnd que 4,5 mm étaient instrumentés avec des vis de moins de 3,5 mm. En se basant sur leur analyse, quand aucun autre méthode de stabilisation n'est praticable, le vissage pédiculaire devraient être considéré comme une option viable, et devrait seulement être utilisé dans les pédicules de plus de 4,5 mm dans le sens transversal.

Indications

Les indications pour la fixation pédiculaire au rachis cervical n'ont pas été définies clairement et commencent tout juste à évoluer. L'ostéosynthèse des trois colonnes via le vissage transpédiculaire fournit une tenue et une stabilité optimales, et paraît ainsi être une procédure stabilisatrice utile pour la reconstruction du rachis cervical. Cependant, cette information doit être mise en balance avec les dangers relatifs et les difficultés techniques du placement des vis de C2 à C7.

Le vissage transpédiculaire peut être utilisé comme un moyen postérieur de stabilisation en cas de laminectomie cervicale, de fracture-éclatement, de tumeur, et de processus infectieux du rachis cervical intéressant les éléments antérieurs (i.e : tuberculose). Les vis pédiculaires peuvent être un accessoire utile dans des situations avec instabilité étagée, cyphose post-laminectomie, et dans d'autre cas qui requièrent la fixation la plus longue, c'est-à-dire ostéosynthèse du rachis cervical haut au rachis cervical bas, ou du rachis moyen au rachis thoracique haut. Lorsque les lames et/ou les processus épineux ont été détruits, il devient difficile de stabiliser ces segments avec des fils épineux ou sous-lamaires sans sacrifier la mobilité des segments adjacents. Ainsi le vissage transpédiculaire peut être une alternative utile pour la fixation.

Technique

Technique de Laminoforaminotomie

Dans notre institution, nous utilisons régulièrement la fixation pédiculaire de C2 à C7, ainsi qu'au rachis thoracique supérieur. Notre technique préférée comprend le placement de toutes les vis pédiculaires par palpation directe du pédicule avec un crochet à nerf à angle droit après avoir réalisé une petite laminoforaminotomie.

Il est d'extrême importance pour le chirurgien de revoir toutes les radiographies préopératoires afin de s'assurer qu'il n'existe aucune destruction pédiculaire ou corporéale pouvant empêcher le placement d'une vis pédiculaire. De plus, la taille du pédicule et la qualité de l'os peuvent empêcher le placement sûr d'une vis pédiculaire.

La description du vissage transpédiculaire au rachis cervical a été confinée au relativement grand pédicule de C2 ou isthme. Roy-Camille a décrit la technique et les indications pour le placement d'une vis transpédiculaire en C2 pour les fractures dites "du pendu" ^{(12, 13)}. En C2, Roy-Camille recommandait de forer à-peu-près 15° dans la direction médiale et 35° vers le haut. Les auteurs actuels combinent cette technique avec la palpation directe des parois supérieure et médiale du pédicule de C2 de manière à donner au chirurgien la sensation visuelle et tactile nécessaire au placement exact d'une vis C2. Le vissage pédiculaire C2 améliore la fixation des plaques occipito-cervicales de l'occiput à C2 ou de C2 au rachis sous-jacent.

Figure 4 : technique de laminoforaminotomie pour placer des vis pédiculaires. 1. Une foraminotomie en trou de serrure est réalisée au niveau adéquat et un crochet à nerf palpe le pédicule en haut et à la partie médiale. 2. Une fraise de 2mm est employée pour créer un avant-trou dans le pédicule palpé précédemment. 3. Une mèche motorisée est utilisée avec un arrêt à 1 8 mm pour forer à travers le pédicule vers le corps par le trou de départ créé auparavant avec la fraise. 4. Après taraudage du trou de vis, une vis de 20 mm est placée à travers la plaque et le pédicule.

Une fraise de 2mm est employée pour amorcer l'orifice pédiculaire et une mèche avec un arrêt automatique à 18 mm est employée pour forer davantage le pédicule (Figure 4). Une mèche motorisée est utilisée car le pédicule est trop dur pour un poinçon ou une perceuse à main. Dans cette région du rachis, les auteurs pensent que l'emploi d'une perceuse à main ou d'un poinçon créent des forces trop importantes, ont de trop grands risques de glissement, et donc présentent plus de danger. Toutes les vis devraient être de diamètre 3,5 mm et placés avec un contrôle neurophysiologique peropératoire. Cette technique est surtout utile aux reconstructions complexes dans lesquelles des fusions longues à la jonction cervicothoracique sont nécessaires (Figures 5, 6A-B). Cette technique de laminotomie ouverte est directement reproductible et des résultats excellents en terme de fusion peuvent en être attendus. Il est important d'obtenir un scanner préopératoire de manière à repérer l'anatomie osseuse et le cours de l'artère vertébrale.

Figure 5 : Exemple d'une laminectomie et arthrodèse postérieure C3-7 ostéosynthésée avec un vissage pédiculaire C7 à la partie inférieure du montage. Noter que la vis pédiculaire de 20mm traverse le pédicule et atteint le milieu du corps vertébral C7. -->
Figures 6A et 6B : Les vis pédiculaires C7 sont une adjonction utile à l'extrémité des fusions longues. Ce patient a eu des corporectomies antérieures C3-C7, greffe de péroné et arthrodèse postérieure de C2-C7 avec plaque antérieure jonctionnelle de contrefort, mais était aussi ostéosynthèsé avec des vis pédiculaires C2 et C7 placées selon la technique précédemment décrite.

Chez la majorité des patients, l'artère vertébrale est absente du foramen transversarium de C7 (Figure 7). Des études ont montré qui le foramen transversarium de C7 contient l'artère vertébrale, veines, et des fibres nerveuses associées chez à-peu-près 5% des patients ⁽⁶⁾. Ainsi, le scanner préalable à l'insertion des vis dans la septième vertèbre cervicale est nécessaire.

Figure 7 : Un scanner par le pédicule de C7 ne montre ici aucune évidence de foramen transversarium. Un scanner au niveau C7 est obligatoire pour identifier une artère vertébrale pénétrant le pédicule de C7 avant de placer la vis pédiculaire.

Albert et al. ont publié des ostéosynthèses pédiculaires cervicales chez 21 patients en C7, avec ou sans vissage pédiculaire thoracique supérieur. Toutes les vis pédiculaires étaient placées sous palpation directe du pédicule avec un crochet à nerf à angle droit après laminoforaminotomie en C6-7. Les auteurs ne rapportaient pas de complication neurologique liée au vissage pédiculaire et aucun patient n'était aggravé cliniquement par l'opération. A un an de recul aucun échec de fixation ou complication liée au vissage pédiculaire n'est survenu. Albert concluait que le vissage pédiculaire de C7, placé avec laminoforaminotomie et palpation, est une technique sûre et efficace qui offre une excellente fixation.

Technique assistée par ordinateur

Afin qu'un système de repérage stéréotaxique soit utile à la mise en place de vis pédiculaires, il doit respecter un certain nombre d'exigences strictes ⁽¹¹⁾. Premièrement, l'instrumentation doit être facile à employer. L'ordinateur ne doit pas interférer et ne doit requérir que des modifications mineures des principes et de la technique chirurgicale habituels. L'ordinateur doit fournir une précision suffisante, par rapport aux moyens plus conventionnels, en guidant le chirurgien au point d'entrée correct, trajectoire, et profondeur d'insertion. Le système devrait être assez rapide pour permettre la visualisation et le contrôle de l'instrument en temps réel. Enfin, la durée totale de l'intervention ne devrait pas être affectée significativement.

Les auteurs utilisent la Stealth Station (Sofamor Danek, Memphis, Tennessee). Ce système peut faciliter l'insertion de vis pédiculaires en appliquant les principes stéréotaxiques. La Stéréotaxie est une technologie évolutive employée actuellement pour situer les positions dans un corps sans avoir d'accès direct à l'intérieur.

Un scanner préopératoire est réalisé et les coupes axiales obtenues sont chargées dans la Stealth Station. Pendant la séance opératoire, le rachis est enregistré à chaque niveau à instrumenter, si bien que les données du monde virtuel de l'écran d'ordinateur peuvent correspondre avec les données du monde réel du bloc opératoire. L'enregistrement utilise le point accouplé (PointMerge) ainsi que la cartographie de surface (SurfaceMerge), qui améliore la précision de l'enregistrement.

	Figure 8 : imagerie sagittale de la trajectoire d'une vis pédiculaire placée en utilisant le guidage assisté par ordinateur. (Stealth Station, Sofamor Danek, Memphis TN).

Une fois que la procédure d'accouplement est terminée, le chirurgien situe et marque le point d'entrée prédéfini avec le pointeur volumétrique. Un guide de forage monté avec une diode émettrice peut transmettre la position et l'orientation du bout de la mèche à un lecteur optique. Cela permet la transformation des données du "monde réel" du site opératoire en images du "monde virtuel" sur la Stealth Station. Sous contrôle de l'image informatisée, le trou de vis est alors foré le long de la trajectoire choisie (Figure 8). Durant le forage réel, les fonctions de guidage aident le chirurgien à suivre la trajectoire choisie. Ces fonctions de direction incluent l'affichage de lignes colorées représentant la trajectoire planifiée préopératoirement relativement à la trajectoire en temps réel du bout de la mèche dans les plans sagittal, transverse, et coronal. L'image d'un cercle coloré représentant le diamètre de la vis en coupe coronale à travers le pédicule permet aussi au chirurgien d'identifier une brèche corticale imminente. Une fois que l'avant-trou a été préparé, une vis de diamètre 3,5 mm peut être insérée sans visualisation supplémentaire.

Technique d'Abumi

La première description de vissage pédiculaire cervical employée avec succès chez l'homme pour traiter les lésions traumatiques du rachis subaxial était publié en 1994 par Abumi et al. ⁽¹⁾. Dans ce rapport, treize patients avec des lésions instables du rachis cervical étaient traitées avec des montages par plaques et vis transpédiculaires. Dans son étude, Abumi était aussi le premier à décrire une méthode pour repérer le point d'entrée des vis dans la face postérieure de la masse latérale en utilisant des repères topographiques combinés avec la fluoroscopie latérale.

Le point de pénétration de la vis au cortex postérieur du massif articulaire se trouve légèrement en dehors du centre du massif et à proximité du bord postéro-supérieur de la facette articulaire supérieure. Après avoir créé un trou avec une fraise de 2 mm, le chirurgien peut alors visualiser directement le saignement de l'os spongieux indiquant l'entrée du pédicule. Le pédicule est alors sondé en utilisant une mèche à main de 1,25 mm, améliorant les sensations visuelles et tactiles. Aucune laminotomie n'est faite. Selon les mesures réalisées sur les scanners préopératoires, l'orientation recherchée de la vis est de 30-40° convergent dans le plan axial. L'orientation angulaire dans le plan sagittal, avant de sonder le pédicule avec le guide, est déterminée en utilisant la fluoroscopie peropératoire (Figure 9AB). L'avant-trou est alors taraudé sous guidage fluoroscopique avec un taraud de 3,5mm suivi par l'insertion de la vis. Cette technique requiert une connaissance parfaite de l'anatomie du rachis cervical, une planification préopératoire attentive, et un excellent guidage fluoroscopique peropératoire.

Figures 9A et 9B : (A) Technique d'Abumi - Vue latérale fluoroscopique du rachis cervical. Sondage du pédicule cervical en utilisant une mèche à main de 1,25mm. (B) Vue latérale fluoroscopique du rachis cervical. Placement d'une vis pédiculaire de 3,5 mm en C3 et C4 avec une fraise de 2 mm décortiquant la masse latérale C5 pour obtenir la position de départ.

Complications

	Figure 10 : Scanner postopératoire réalisé lors d'une étude cadavérique humaine. Noter l'effraction bilatérale du foramen transversarium. La dissection révélait une transsection complète de l'artère vertébrale du côté droit et une perforation de l'artère vertébrale du côté gauche.

Le vissage transpédiculaire du rachis cervical est associé à des risques évidents pour les structures neurovasculaires majeures, y-compris la moelle, les racines nerveuses, et l'artère vertébrale. Dans des études précédentes réalisées in vitro sur le cadavre, comparant la précision de différentes méthode de vissage, des structures importantes étaient lésées dans 11 à 66% des cas selon la technique utilisée ^{(8, 9)}. Indépendamment de la méthode employée, l'artère vertébrale est la structure plus susceptible d'être lésée, suivie par la racine nerveuse sortante (Figure 10).

Dans la série clinique de vissages pédiculaires pour lésions dégénératives ou traumatiques du rachis cervical bas et moyen, ni Abumi ni Albert n'ont rapporté de complication neurovasculaire avec le placement de vis pédiculaires ^{(1, 2, 3, 4, 5)}. L'exposition directe de la cavité pédiculaire préalablement au placement des vis, et l'aide d'un amplificateur de brillance confirmait la bonne insertion des vis. Dans leur série aucune pseudarthrose n'était démontrée à 12-22 mois de suivi. Abumi rapportait un taux d'effraction des vis dans la paroi du pédicule de 5,3 à 6,7% ^{(1, 2, 3, 4)}. Même dans les cas avec effraction latérale, aucune complication due à l'artère vertébrale n'était cliniquement apparente. Comme l'artère vertébrale n'occupe pas la totalité du foramen transversarium, les effractions a minima du foramen transversarium pourraient ne pas être aussi dangereuses qu'on le pensait initialement.

Ludwig et al., ont réalisé une analyse de la précision du placement des vis cervicales pédiculaires basée uniquement sur le diamètre du pédicule, indépendamment du niveau cervical ⁽⁹⁾. Dans cette série un diamètre pédiculaire critique de 4,5 mm existe, en dessous duquel le risque de blesser une structure importante était de 33%, le plus souvent l'artère vertébrale. Cependant, pour les pédicules instrumentés de diamètre supérieur à 4,5 mm, on peut atteindre 98% de placement des vis en toute sécurité.

Conclusion

Le placement avec succès d'une vis pédiculaire au rachis cervical requiert une compréhension tridimensionnelle suffisante de la morphologie du pédicule permettant l'identification exacte de l'axe idéal de la vis. A présent, les études morphométriques basées sur le cadavre employées pour guider le chirurgien dans le placement d'une vis pédiculaire ont révélé une variabilité significative, et ont ainsi soulevé des inquiétudes légitime pour savoir si le vissage pédiculaire peut être appliqué en toute sécurité en se basant sur les seules données anatomiques.

Les indications pour le placement de vis pédiculaires au rachis cervical commencent à évoluer. L'avantage biomécanique d'une ostéosynthèse des trois colonnes pour stabiliser un rachis cervical instable a démontré son utilité dans l'arsenal du chirurgien du rachis.

Trois techniques avancées pour assister le chirurgien dans le placement d'une vis pédiculaire cervicale ont émergé. La réalisation d'une laminoforaminotomie a démontré sa sécurité pour le placement d'une vis pédiculaire au niveau C7. La méthode d'Abumi pour le placement de vis pédiculaires offre une alternative quand le contrôle fluoroscopique peropératoire est disponible. Dans les centres qui ont accès à un système de guidage chirurgical assisté par ordinateur, ce protocole opératoire peut être utilisé pour le placement précis d'une vis pédiculaire en raison du dangereux voisinage anatomique du rachis cervical.

Les chirurgiens du rachis qui tentent de placer des vis pédiculaires cervicales doivent employer des méthodes spécifiques pour éviter les erreurs d'insertion. Ceci nécessite une compréhension étendue de l'anatomie du rachis cervical des patients, une mesure préopératoire précise du diamètre pédiculaire (> 4,5 mm), une excellente technique d'imagerie peropératoire, et l'attention apportée au processus de paramétrage si un système de guidage chirurgical assisté par ordinateur doit être utilisé.

Quand surviennent des circonstance dans lesquelles les fils, câbles, ou le vissage dans les massifs articulaires ne sont pas applicables pour la reconstruction par voie cervicale postérieure, le vissage pédiculaire cervical peut être une méthode d'ostéosynthèse alternative pratique. De nombreux rapports cliniques attestent de l'efficacité et du succès de l'ostéosynthèse pédiculaire aux niveaux C2 et C7. Ailleurs dans le rachis cervical subaxial, l'insertion de vis pédiculaires pose un problème plus important. Les dimensions du pédicule, ainsi que la marge d'erreur sont moindres.