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L’appareil extenseur du genou est composé du quadriceps avec son tendon, de la rotule et du tendon rotulien. La rupture d’un de ces trois éléments interrompt la continuité de l’appareil extenseur. L’examen clinique objective un déficit d’extension active complète du genou. Les radiographies du genou face-profil et défilé fémoro-patellaire permettent de distinguer une rupture du tendon quadricipital (tuméfaction des tissus mous suprapatellaires), une fracture de la rotule ou une rupture du tendon rotulien (ascension de la rotule). L’échographie et l’IRM confirment et précisent le diagnostic. En cas de rupture complète de l’appareil extenseur, une reconstruction chirurgicale précoce du tendon quadricipital ou rotulien, ou encore une ostéosynthèse de la rotule, permettent une récupération fonctionnelle rapide et efficace.
L’appareil extenseur du genou est indispensable pour maintenir la position debout. Il est composé du quadriceps et de son tendon, de la rotule et du tendon rotulien qui s’insère sur la tubérosité tibiale antérieure. Les quatre chefs musculaires du quadriceps (vaste médial, vaste intermédiaire, vaste latéral, droit fémoral) se rejoignent distalement dans leur partie tendineuse et forment le tendon quadricipital qui s’insère sur le pôle supérieur de la rotule. La rotule s’articule sur la trochlée fémorale et a pour effet d’augmenter le bras de levier du quadriceps de 30%,1 et donc de diminuer la force requise pour étendre le genou. Le tendon rotulien s’insère d’une part sur le pôle inférieur de la rotule et, d’autre part, sur la tubérositié tibiale antérieure. Ces éléments se succèdent et forment une seule et même unité biomécanique permettant l’extension active du genou. La rupture d’un de ces éléments, quel qu’il soit, aboutit à une incapacité d’extension active complète du genou. Ces lésions sont rares et doivent être recherchées. Siwek et Rao en 19812 ont montré que 28% des ruptures ne sont pas diagnostiquées initialement. L’examen clinique est donc crucial et permet de poser un diagnostic rapide, clé d’une prise en charge thérapeutique optimale.
Les ruptures du tendon quadricipital sont rencontrées en général chez des patients de plus de 40 ans, avec un ratio homme/femme de 6/1.2,3 Le traumatisme le plus fréquemment rapporté est une soudaine contraction réflexe excentrique du quadriceps, avec le pied ancré au sol et le genou fléchi, par exemple en se rattrapant après avoir trébuché sur une marche ou un trottoir. Le patient décrit typiquement une violente douleur au niveau du genou puis une impotence fonctionnelle du membre inférieur. Chez les patients plus jeunes, des traumatismes par choc direct ou une lacération par objet contondant sont plus fréquents. S’il n’y a pas de mécanisme traumatique adéquat, il faut rechercher une maladie systémique de base dans laquelle les tendons sont fragilisés : le lupus érythémateux systémique, la polyarthrite rhumatoïde, l’hypoparathyroïdisme primaire, la tuberculose, la syphilis. Ces patients sont à haut risque de présenter des ruptures bilatérales, qui sont quinze à vingt fois plus rares que les ruptures unilatérales. Plusieurs cas de rupture bilatérale chez des athlètes consommant des anabolisants ont été rapportés dans la littérature.4 La rupture peut aussi avoir une cause iatrogène comme une injection directe de stéroïdes.
Le diagnostic repose en premier lieu sur l’anamnèse et l’examen clinique. Le patient n’arrive plus à effectuer une extension active complète du genou.5 En décubitus dorsal, le patient n’arrive pas à surélever le membre inférieur en le maintenant étendu, ou n’arrive pas à maintenir cette position contre la gravité. En position assise (donc genoux fléchis à 90 degrés) le patient n’arrive pas à l’extension complète du genou si le tendon quadricipital et les rétinaculum (aponévroses du vaste médial et du vaste latéral qui s’insèrent sur la rotule) sont déchirés. En revanche, si le tendon quadricipital est déchiré mais que les rétinaculum sont intacts, le patient arrive à faire une extension active partielle, mais il n’arrive pas à l’extension complète. Lors de la palpation du tendon quadricipital, on ressent un «trou», une interruption de la continuité du tendon. La tuméfaction et l’hématome qui se développent ensuite peuvent rendre la palpation de ce «trou» moins évidente.3 Le tendon quadricipital se déchire en général dans les deux centimètres proximaux au pôle supérieur de la rotule. Cependant, la déchirure se produit occasionnellement à la jonction musculo-tendineuse, particulièrement chez des patients ayant une mobilité réduite avec une perte de la trophicité musculo-tendineuse. Le diagnostic différentiel chez un patient incapable d’effectuer une extension active complète du genou est la paralysie du nerf fémoral, qui peut être traumatique ou iatrogène.6 Les examens radiologiques peuvent aider à confirmer et préciser le diagnostic. Sur une radiographie standard de profil du genou, on peut noter une tuméfaction des tissus mous proximalement à la rotule. Des calcifications au pôle supérieur de la rotule peuvent être un signe indirect de tendinopathie du tendon quadricipital et donc une prédisposition à la rupture.7 La rotule, puisqu’elle n’est plus soumise à la traction du quadriceps, peut être située plus bas comparativement au côté non lésé (patella baja ou infera). L’échographie est un outil diagnostique non invasif, rapide et efficace pour confirmer une rupture partielle ou complète du tendon quadricipital mais l’interprétation est examinateur-dépendant et doit donc être réalisée par un spécialiste. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est très sensible et permet de localiser l’endroit exact de la déchirure, de déterminer si les quatre couches du tendon quadricipital sont touchées ou s’il s’agit d’une rupture partielle, et enfin de voir si les rétinaculum sont déchirés (figure 1).3
Une réparation chirurgicale précoce donne les meilleurs résultats.3 Diverses techniques chirurgicales ont été décrites. En cas de déchirure dans le corps du tendon, une suture anatomique bout à bout par des fils non résorbables permet une excellente réparation. Si la déchirure est proche de l’insertion sur la rotule, on peut effectuer des points de Krackow 8 dans le moignon tendineux qu’on passe ensuite à travers la rotule par des tunnels osseux longitudinaux pour assurer une bonne tenue. S’ils sont aussi déchirés, les rétinaculum doivent impérativement être suturés. En postopératoire, la reprise de la marche se fait avec une attelle maintenant le genou en extension pendant quatre à six semaines, ce qui permet de protéger la reconstruction le temps que la cicatrisation tendineuse soit suffisamment solide. Une amplitude de 0-30° peut être autorisée et permet d’éviter les adhérences. Une amyotrophie du quadriceps est fréquente et difficilement récupérée malgré la physiothérapie, sans pour autant avoir de répercussion fonctionnelle dans la vie quotidienne.2 Des contractions isométriques ou l’électrostimulation préviennent en partie l’atrophie et la sidération musculaire. La physiothérapie à proprement parler n’est entreprise que quatre à six semaines postopératoires. Une rupture secondaire peut survenir mais reste rare.5 Une réparation retardée par un diagnostic manqué est problématique en raison d’une rétraction importante du quadriceps. Une suture tendineuse bout à bout devient difficile et il faut souvent avoir recours à des techniques chirurgicales plus complexes pour combler ce défect et rétablir la continuité de l’appareil extenseur. Plusieurs techniques ont été décrites : interposition d’un greffon tendineux (auto- ou allogreffe), lambeau tendineux d’avancement. Les résultats sont moins bons en cas de réparation retardée et le taux de complication est plus élevé.9 Un diagnostic et un traitement précoces sont donc indispensables à une bonne guérison et récupération fonctionnelle.
Les fractures de la rotule sont plus fréquentes que les déchirures quadricipitales ou rotuliennes. Elles sont dues à un traumatisme direct (chute à genou avec impact de la rotule sur le sol, un choc direct lors d’un accident de la voie publique) ou indirect (violente contraction excentrique du quadriceps genou fléchi). Il existe plusieurs types de fracture de rotule : longitudinale ou transverse, déplacée ou non. Seules les fractures transverses déplacées aboutissent à une rupture de l’appareil extenseur. Les fractures transverses non déplacées et les fractures longitudinales, déplacées ou non, n’interrompent pas l’appareil extenseur.10
L’examen clinique d’un patient avec une fracture transverse déplacée de la rotule met en évidence une incapacité d’extension active du genou, une tuméfaction de la face antérieure du genou qui correspond à l’hématome fracturaire et à l’hémarthrose. Cet hématome met la peau sous tension et peut aboutir à une souffrance cutanée prépatellaire, parfois jusqu’à la nécrose, d’autant plus si cette peau a déjà été contuse lors du traumatisme lui-même. En cas de traumatisme contre le tableau de bord d’une voiture lors d’un choc frontal, il faut rechercher une déchirure associée du ligament croisé postérieur, une fracture du col fémoral ou du cotyle.
Des radiographies standards du genou (face, profil, défilé fémoro-patellaire) sont indispensables au diagnostic et permettent d’évaluer le type et le degré de déplacement de la fracture. Il faut garder en tête que chez 2 à 3% de la population, la rotule est bipartite : elle s’est formée à partir de deux noyaux d’ossification distincts, et peut être confondue avec une fracture.11 Le scanner est rarement nécessaire mais il peut permettre de mieux comprendre la configuration des fractures très comminutives. L’IRM permet d’évaluer l’état du cartilage patellaire qui peut être fortement endommagé même dans des fractures in situ.
Le but du traitement est de restaurer l’intégrité de l’appareil extenseur et la congruence articulaire fémoro-patellaire. Le traitement dépend du type de fracture : déplacée (marche d’escalier articulaire de 2-3 mm ou déplacement fracturaire de 1-4 mm) ou non déplacée.12 Le traitement conservateur est réservé aux fractures non déplacées, qu’elles soient longitudinales ou transverses. Ces fractures peuvent être traitées avec une attelle maintenant le genou en extension pour quatre à six semaines ; la marche en charge est autorisée et des exercices de musculation isométrique du quadriceps permettent de limiter l’amyotrophie. La mobilisation passive et active assistée peut être débutée après deux semaines et des radiographies de contrôle doivent être effectuées pour s’assurer que la fracture ne se déplace pas. Les fractures déplacées doivent être traitées chirurgicalement (réduction et ostéosynthèse) pour retrouver la congruence fémoro-patellaire et pour rétablir la continuité de l’appareil extenseur s’il est rompu. Les fractures transverses impliquent un montage stable qui pourra résister aux contraintes de traction du quadriceps. L’ostéosynthèse par haubannage avec des broches de Kirschner, placées longitudinalement, et un fil d’acier en 8 est la technique la plus fréquemment utilisée.13 Un cerclage en fil d’acier peut compléter ce montage pour augmenter la stabilité.14 Pour les fractures du pôle inférieur de la rotule, le fragment osseux peut être excisé et la partie du tendon rotulien concernée est réinsérée à la rotule par des sutures transosseuses ou des ancres. Les fractures longitudinales déplacées peuvent être synthésées par des vis transverses pour rétablir la congruence articulaire (figure 2). Dans tous les cas, une patellectomie totale doit être évitée car elle diminue la force du quadriceps de 50% ou davantage. Les complications postopératoires décrites sont le débricolage du matériel d’ostéosynthèse (8%), la non-union (1%), la raideur articulaire, et l’arthrose fémoro-patellaire d’autant plus fréquente si la réduction de la surface articulaire de la rotule n’est pas anatomique.
Exemples de cerclage-haubannage d’une fracture transverse et comminutive de la rotule (A), et d’une ostéosynthèse par vis d’une fracture longitudinale de la rotule (B).
Les ruptures du tendon rotulien sont moins fréquentes que celles du tendon quadricipital. Environ 80% des ruptures du tendon rotulien ont lieu chez des patients de moins de 40 ans.2 La rupture se produit le plus souvent au pôle inférieur de la rotule, occasionnellement à son insertion sur la tubérosité tibiale antérieure. Comme pour le tendon quadricipital, les ruptures dans le corps même du tendon sont très rares et, en principe, associées à une pathologie systémique de base. Chez l’athlète, la tendinopathie du tendon rotulien (jumper’s knee) et la maladie d’Osgood-Schlatter sont des facteurs de risque de rupture.15 Le tendon rotulien est à risque de déchirure quand une charge importante lui est appliquée brutalement. La charge dynamique pendant le sport est bien plus élevée que toute charge statique. Chez un patient sain (sans pathologie de base ni tendinopathie du tendon rotulien), une charge de 17,5 fois le poids du corps doit être appliquée au tendon rotulien pour qu’il se déchire. A titre de comparaison, monter les escaliers contraint le tendon rotulien à une force égale à 3,3 fois le poids du corps ;16 les accélérations/décélérations et les sauts appliquent 7 à 8 fois le poids du corps au tendon rotulien. Le mécanisme le plus fréquent est la réception d’un saut qui implique une décélération avec une violente contraction excentrique du quadriceps alors que le pied est posé au sol et le genou semi-fléchi.17 Les patients ressentent une déchirure, un lâchage douloureux du genou, puis une impotence fonctionnelle. Les mécanismes par choc direct peuvent également produire une déchirure du tendon rotulien lorsque celui-ci est sous tension par la contraction du quadriceps. Les ruptures bilatérales sont rares et difficiles à diagnostiquer. Elles sont généralement associées à une maladie systémique de base (lupus érythémateux, polyarthrite rhumatoïde, diabète mellitus, hyperparathyroïdisme) où les tendons sont le siège d’une inflammation chronique et de dépôts d’amyloïde, ou à la prise de corticostéroïdes qui altèrent la synthèse de collagène et la vascularisation des tendons.18 Cependant, Kellersman et coll.19 n’ont retrouvé une cause systémique que dans 60% des cas de rupture bilatérale rapportés dans la littérature.
L’appareil extenseur est interrompu lors d’une déchirure du tendon rotulien, et le patient est incapable d’étendre activement le genou contre la gravité ou de maintenir l’extension complète du genou. La rotule, qui n’est soumise alors qu’à la force du quadriceps, migre proximalement. On peut facilement palper une interruption du tendon rotulien puisqu’il est sous-cutané. Sur les radiographies standards, de face et de profil, la rotule est ascensionnée ; le défilé fémoro-patellaire est décrit comme un «lever de soleil» avec une disparition de l’interligne articulaire et la rotule qui se superpose aux condyles fémoraux. Plusieurs index radiologiques existent et permettent d’objectiver l’ampleur de l’ascension de la rotule, et de comparer sa position par rapport au côté controlatéral. Les index les plus fréquemment utilisés sont les index d’Insall-Salvati,20 de Caton-Deschamps et de Blackburne-Peel (figure 3).21 L’index d’Insall-Salvati implique que la radiographie du genou soit prise à 30° de flexion. L’avantage de l’index de Caton-Deschamps est qu’il peut être mesuré sur n’importe quelle radiographie du genou de profil, quel que soit le degré de flexion du genou (entre 10° et 80°). Seil et coll.22 ont comparé ces différents index et concluent que l’index de Blackburne-Peel donne la meilleure reproductibilité et la meilleure appréciation de la hauteur patellaire. Ces index sont utiles en préopératoire pour le diagnostic, et en postopératoire pour évaluer la position de la rotule et la comparer au côté controlatéral.
L’index de Blackburne-Peel corrèle la longueur de la surface articulaire de la rotule (B) à la distance entre celle-ci et la hauteur du plateau tibial délimitée par une ligne (A) : la rotule est haute si A/B > 1, normale si A/B = 0,8.
L’index Insall-Salvati compare la longueur de la rotule (LP) à la longueur du tendon rotulien (LT) : la rotule est haute si l’index LP/LT ≤ 0,8, normale si 0,8 < LP/LT ≤ 1,2, basse si LP/LT ≥ 1,2.
L’index de Caton-Deschamps compare la longueur de la surface articulaire de la rotule (AP) à la distance entre celle-ci et le coin antéro-supérieur du plateau tibial (AT). La rotule est basse si AT/AP < 0,6, normale si 0,6 ≤ AT/AP ≤ 1,2, haute si 1,2 < AT/AP.
Comme pour le tendon quadricipital, l’échographie et l’IRM permettent de confirmer le diagnostic.23 L’IRM permet également de diagnostiquer d’éventuelles lésions associées, telles qu’une déchirure du ligament croisé antérieur ou d’un ménisque, qui peuvent se produire dans les mécanismes à haute énergie avec choc direct.
Une reconstruction précoce (dans la semaine suivant la déchirure) donne les meilleurs résultats.23 Diverses techniques chirurgicales peuvent être utilisées.24 Lorsque la rupture a lieu proche de la rotule, des points de Krackow dans le tendon rotulien passés en transosseux dans la rotule permettent une bonne tenue.8 La tension appliquée aux sutures doit être bien dosée afin de prévenir un raccourcissement du tendon rotulien et donc une rotule basse (patella baja). La suture peut être protégée par un cerclage d’abaissement de la rotule comme décrit par l’AO (Association suisse pour l’étude de l’ostéosynthèse) (figure 4). Mais ce matériel doit être enlevé dans un second temps et implique donc une autre intervention. Plusieurs techniques ont été décrites pour les réparations secondaires 25 et avec différents types de greffes : autogreffe (semi-tendineux, gracilis, fascia lata) ou allogreffe (tendon rotulien, tendon d’Achille).
Radiographies standards : défilé fémoro-patellaire en «lever de soleil» (A), ascension de la rotule de profil et de face (B) ; IRM montrant la déchirure du tendon rotulien au pôle inférieur de la rotule (C) ; radiographies postopératoires montrant le cerclage d’abaissement de la rotule dont le but est de protéger la suture chirurgicale (D).
Les ruptures de l’appareil extenseur peuvent avoir une cause iatrogène chirurgicale : rupture du tendon rotulien après prothèse totale de genou, après reconstruction du ligament croisé antérieur (LCA) avec comme greffon le tiers central du tendon rotulien (0,03%),26 après enclouage centro-médullaire du tibia avec abord transtendon rotulien ; fracture de la rotule après reconstruction du LCA par un tiers central du tendon rotulien (0,3%).26 L’injection intratendineuse de corticostéroïdes pour les tendinopathies quadricipitales ou rotuliennes (jumper’s knee) augmente le risque de rupture. Les fluoroquinolones sont connues pour être associées aux ruptures du tendon d’Achille mais peuvent aussi occasionner des ruptures des tendons quadricipal et rotulien.
Les ruptures de l’appareil extenseur du genou aboutissent à une impotence fonctionnelle importante du membre inférieur. Les déchirures des tendons quadricipal et rotulien et les fractures de rotule sont rares et doivent être recherchées lors de l’examen clinique. Un diagnostic précoce permet une prise en charge rapide afin d’obtenir une récupération fonctionnelle optimale.
Utilisation des références citées dans les chapitres de livres suivant :
DeLee & Drez’s : Orthopaedic sports medicine ;
Insall & Scott : Surgery of the knee.
Recherche d’articles originaux sur Pubmed avec les mots-clés : «knee extensor mechanism rupture», «patellar tendon rupture», «quadriceps tendon rupture», «patellar fracture».
> Les ruptures de l’appareil extenseur du genou peuvent être difficiles à diagnostiquer et le médecin doit garder un haut degré de suspicion clinique
> Une réparation chirurgicale précoce (dans la semaine suivant le traumatisme) des ruptures de l’appareil extenseur par déchirure du tendon quadricipital, rotulien, ou par fracture de la rotule, donne de bons résultats fonctionnels : le patient doit donc immédiatement être adressé à un chirurgien orthopédiste
> Le traitement postopératoire et la physiothérapie sont aussi importants que la reconstruction chirurgicale dans le pronostic fonctionnel