POMARES Germain

UNIVERSITE DE NANTES
FACULTE DE MEDECINE
MASTER I SCIENCES BIOLOGIQUES ET MEDICALES
UNITE D’ENSEIGNEMENT OPTIONNEL
MEMOIRE REALISE dans le cadre du CERTIFICAT d’ANATOMIE,
d’IMAGERIE et de MORPHOGENESE
2006-2007
UNIVERSITE DE NANTES
Chirurgie stéréotaxique : Sillon central, et gyrus précentral
Par
POMARES Germain
LABORATOIRE D’ANATOMIE DE LA FACULTE DE MEDECINE DE NANTES
Président du jury :
Pr. J. LE BORGNE
Vice-Président :
Pr. J.M. ROGEZ
Enseignants :
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Laboratoire :
Pr. O. ARMSTRONG
Dr. O. BARON
Pr. G. BERRUT
Pr. C. BEAUVILLAIN
Pr. D. CROCHET
Dr. H. DESAL
Pr. B. DUPAS
Dr E. FRAMPAS
Dr A. HAMEL
Dr O. HAMEL
Pr. Y. HELOURY
Pr A. KERSAINT-GILLY
Dr M.D. LECLAIR
Pr. P.A. LEHUR
Pr. R. ROBERT
Pr. O. RODAT
S. LAGIER et Y. BLIN - Collaboration Technique
Je tiens avant tous à remercier pour leur patience et leur savoir:
-
Monsieur le Professeur J-P. N'Guyen, neurochirurgien.
-
Monsieur le Professeur R. Robert, neurochirurgien, anatomiste.
-
Monsieur le Professeur J-M. Rogez, doyen de la faculté de médecine, anatomiste,
chirurgien pédiatrique orthopédique.
-
Monsieur le Professeur P. Derkinderen, neurologue.
-
Monsieur le Professeur Y. Pereon, neurophysiologiste.
-
Monsieur le Professeur J-J. Lemaire, neurochirurgien.
- Monsieur le Docteur P. Piloquet, histologiste.
-
Monsieur le Docteur H. Desal, neuroradiologue.
-
Madame le Docteur S. Raoul, neurochirurgien.
-
Monsieur le Docteur A. Madoz, radiologue.
-
Madame le Docteur M. Joubert, foetopathologiste.
-
Monsieur le Professeur P. Caix, chirurgien, anatomiste.
-
Monsieur le Professeur V. Delmas, chirurgien, anatomiste.
-
Madame Y. Hamou, bibliothécaire.
-
L'ensemble des intervenants des enseignements du master d'anatomie.
-
Les professeurs d'anatomie pour avoir transformé cet enseignement en passion.
Je tiens à remercier enfin le personnel du laboratoire d'anatomie de la faculté de
médecine de Nantes, acteurs indispensables de la vie du laboratoire :
-
Monsieur S. Lagier.
-
Monsieur Y. Blin.
Chirurgie stéréotaxique : Sillon central, et gyrus
pré-central
Sommaire
• INTRODUCTION
A
Historique
B
Rappels anatomiques
1
Anatomie comparée
2
Organogenèse
2-1
2-2
2-3
3
Rapports anatomiques
3-1
3-2
4
Grands principes de la morphogenèse du cerveau
Embryologie
Foetologie
Sillon central
Gyrus pré-central
Morphologie
4-1
4-2
Sillon central
Gyrus pré-central
5
Vascularisation
6
Structures histologiques du cerveau
7
Homoncule moteur
• MATERIEL ET METHODE
A
Matériel
B
Méthode
• RESULTATS
A
Topographie cranio-cérébrale
1
Procédé de POIRIER
2
Procédé de KRONLEIM
3
Détermination du point rolandique supérieur
4
Détermination du point rolandique inférieur
5
Repérage statistique du point rolandique supérieur, et détermination de
la projection du sillon central
B
Repérage direct du sillon central
1
Sillon frontal supérieur et sillon pré-central
2
“L'omega“
3
“Parenthèses”
4
Sillon post central
5
Circonvolutions pré- et post- centrales
6
Sillon interpariétal et sillon post-central
7
Digitations de la substance blanche
8
Profondeur du sillon central
9
Angle entre le sillon central et la ligne médiane
C
Repérage indirect du sillon central
1
Reférentiel bicommissural: ligne CA-CP
2
Reférentiel bicalleux
3
Reférentiel calloso-marginal
D
TEP-scan et douleur
E
Exemple d'application en neurochirurgie stéréotaxique
• DISCUSSION
• CONCLUSION
• BIBLIOGRAPHIE
• INTRODUCTION
Technique de découverte fortuite, la stimulation du cortex moteur dans un but
antalgique, dans le cas des douleurs chroniques, est aujourd’hui largement
développée, même si le principe physiologique d’inhibition des douleurs reste encore
partiellement inconnu.
Il est donc naturel de vouloir approcher cette nouvelle méthode. Pour cela, nous
allons d’abord étudier l’organogenèse du cerveau et son anatomie descriptive, puis
les techniques de repérages du sillon central selon la topographie crânio-cérébrale,
et dans le plan axial et sagittal. Les méthodes utilisées seront celles employées pour
le repérage du sillon central, car la position du gyrus pré-central peut-être estimée du
fait de son rapport de proximité avec le sillon central.
Enfin nous tenterons d’apporter un nouveau moyen de repérage, ainsi qu’une
hypothèse sur le mécanisme physiologique rencontré.
A
Historique
Dès le début de l’humanité l’Homme à tenté d’explorer les mystéres que représentait l’esprit,
la pensée. Les trépanations les plus vieilles ont été retrouvées sur des crânes datant de 10
000 ans avant J.C.
PLATON (427 av J.C. – 348 av J.C.) ne voyait dans le cerveau qu’une espèce de radiateur
du fait de l’importance de sa vascularisation.
A partir du 13 février 1302, première autopsie légale, la possibilité de réaliser des dissections
humaines s’ouvre. Les anatomistes vont alors commencer un long travail d’observation et de
description.
En 1790, la phrénologie crée par F.J. GALL (1758-1828). En s’aidant de la configuration
externe du cerveau, ceui-ci va délimiter le cerveau en régions ayant chacune une fonction
propre. Les variations inter-individuelles de forme des crânes seraient dues aux poussées
des certaines zones du cerveau en regard des dépressions positives.
En 1541, J. DUBOIS dit J. SYLVIUS (1478-1555) décrit la scissure latérale.
En 1831, le sillon central dit sillon de Rolando sera décrit par L. ROLANDO.
L.P. GRATIOLET (1815-1865) introduit la division de la surface corticale en cinq lobes
(frontal, pariétal, temporal, occipital, et insula). Il observa la similitude des circonvolutions
cérébrales entre différentes espèces de primates et l’Homme. Il s’opposa vivement à P.
BROCA (1824-1880) qui avançait la relation entre la taille du cerveau et l’intelligence. Ce
dernier décrivit « le centre de la parole » siégeant au niveau de l’opercule Rolandique.
S. RAMON Y CAJAL (1852-1934), permis d’identifier les neurones grâce à la coloration qu’il
mit au point, et d’affirmer la position du neurone en tant qu’entité cellulaire.
En 1950, W. PENFIELD et T.B. RASMUSSEN cartographie les représentations motrices et
sensitives au niveau du cortex cérébral et présente un homoncule moteur et un homoncule
sensitif
C.S. SHERRINGTON (1857-1952) inventeur du mot synapse, proposa la notion
fondamentale que les neurone moteurs de la corne antérieure de la moelle constituent « la
voie finale commune » pour l’exécution des mouvements.
Le référentiel de Talairach introduit en 1957 et publié par J. TALAIRACH (1911- 15 mars
2007) et P. TOURNOUX , est un système de coordonnées permettant de repérer la position
de n’importe quel point du cerveau d’un individu.
La fin des années 90 a été marquée par les travaux de B. DEVAUX, J. CLARISSE, et T.
NAIDICH qui ont confirmé leurs résultats dans la détermination de la position du sillon
central par étude une morphologique et radio-anatomique.
B
1
Rappels anatomiques
Anatomie comparée
Au cours de la phylogenèse des vertébrés [1], le tronc cérébral et les ganglions de la
base évoluent peu, alors que le télencéphale connait une croissance très importante.
Chez le reptile, le télencéphale est lisse, et est situé sur la racine du bulbe olfactif,
rostralement par rapport au mésencéphale.
Chez les mammifères inférieurs (rongeurs), le télencéphale recouvre le
mésencéphale, des circonvolutions apparaissent à sa surface.
Chez les mammifères supérieurs (chien, singe, dauphin, homme), le télencéphale
continue sa croissance, sa surface augmente du fait de l’apparition de nouveaux
sillons, et scissures, il recouvre le bulbe olfactif, le mésencéphale et le cervelet en
fonction des espèces. Le sillon central est propre aux grands mammifères puisqu’il
apparait à ce stade de l’évolution, il se situe dans le tiers avant de l’hémisphère.
Chez l’homme, il est refoulé en arrière jusqu’au sommet du cerveau, ”vertex”, du fait
de la poussée du lobe frontal.
2
Organogenèse
2-1
Grands principes de la morphogenèse du cerveau
Le cerveau connait quatre grands mécanismes concomittants et étalés dans
le temps à l’origine de son apparence. Ils interviennent précossement et sont
effectifs vers le 32ème jour.
On peut décrire la division du télencéphale en ces deux futurs hémisphères
cérébraux. Cette division provient de la faux du cerveau, lame durale sagittale
séparant incomplètement les deux hémisphères, puisque le corps calleux les
réuni. Ces deux hémisphères sont complémentaires.
Faux du cerveau
Télencéphale
Diencéphale
Mésencéphale
Lors de la bascule du télencéphale vers le bas, sa croissance fait qu’il va
recouvrir le diencéphale pour venir au contact du mésencéphale.
Le cortex basculant latéralement va subir un processus de rotation qui va
amener à la création du lobe temporal, lequel va se placer sous le lobe frontal.
L’ensembles des structures télencéphaliques situées à proximités de la ligne
médiane vont subir cet enroulement (corps calleux, ventricules latéraux,
noyaux caudés, fornix).
Coupe sagittale
La fusion entre le télencéphale et le diencéphale est telle, que les limites entre
les deux ne sont pas visibles.
2-2
Embryologie
Dès le 19ème jour [2], le futur système nerveux commence sa mise en place.
Sous l’induction chordale l’épiblaste devient du neurectoblaste et forme l’aire
cérébrale dans la région crâniale, et l’aire neurale dans la région moyenne de
l’embryon.
Embryon de 19 jours en vue dorsale
Le neurectoblaste d’abord sous forme de plaque va évoluer en gouttière
neurale, puis le 25ème jour en tube neural surmonté de trois vésicules dans
sa portion crâniale. La première est le prosencéphale, la seconde le
mésencéphale, et la plus caudale, le rhombencéphale.
Embryon de 28 jours en vue sagittale
Le 32ème jour, l’embryon passe au stade cinq vésicules par la division du
prosencéphale en télencéphale et diencéphale, et celle du rhombencéphale en
métencéphale et myélencéphale. A ce stade les nerfs crâniens commencent leurs
mises en places.
Embryon de 32 jours en vue sagittale
2-3
Foetologie
Lors de la période foetale [3], la croissance de la boîte crânienne est
nettement inférieure à celle explosive des hémisphères cérébraux. Ce
décalage de croissance entre le contenant et son contenu, va être à l’origine
des sillons, scissures et circonvolutions.
Le sillon central, premier sillon, apparaît entre la 25ème et la 26ème semaine
de vie In Utéro. Il est retrouvé sur la face externe et haute des hémisphères
cérébraux. La scissure Sylvienne est formée par l’enroulement
télencéphalique. Les gyri pré- et post-centraux sont identifiables à ce stade.
Sillon central
Scissure sylvienne
Cerveau de 25 semaines IU
Le sillon central est repérable sur la face médiane des hémisphères cérébraux
à partir de la 32ème à 33ème semaine In Utéro.
Sillon central
Cerveau de 32 semaines IU vue médiale
Le sillon central, et les gyri pré et post-centraux acquièrent leurs formes
caractéristiques entre la 36ème et 37ème semaine In Utéro. Ils sont
repérables sur toute leurs hauteurs.
Sillon central
Gyrus post-central
Gyrus pré-central
Cerveau de 36 semaines IU vue latérale
3
Rapports anatomiques
3-1
Sillon central [4]:
Ventralement : Il marque la limite postérieure du lobe frontal, en rapport direct
avec le gyrus pré-central, cortex moteur.
Dorsalement : Il marque la limite antérieure du lobe pariétal, en rapport direct
avec le gyrus post-central, cortex sensitif.
Crânialement : Les méninges pie-mère et arachnoïde s’invaginant dans le
sillon central, alors que la méninge dure-mèrienne recouvre l’ensemble du
cortex, et passe en pont au-dessus des sillons. Les élements vasculaires
veineux portés par la dure-mère, l’os pariétal, puis la graisse et la peau.
Caudalement : L’opercule rolandique en rapport direct avec le sillon central,
avec la scissure de Sylvius en dessous.
Médialement : Au niveau du “vertex” du cerveau, le sillon central bascule dans
l’espace inter-hémispérique, où il est en rapport avec le lobule paracentral, le
sinus veineux, la faux du cerveau, et les granulations de PACCIONI.
Latéralement : “La toile” méningée (pie-mère, arachnoïde, dure-mère), les
vaisseaux dure-mèriens, l’os pariétal, puis la graisse et la peau.
3-2
Gyrus pré-central [4]:
Ventralement : Il est limité en avant par le sillon pré-central.
Dorsalement : Il est limité en arrière par le sillon central.
Crânialement : “La toile” méningée, les vaisseaux dure-mèriens, la suture
coronale, puis la graisse et la peau.
Caudalement : L’opercule rolandique en rapport direct avec le sillon central,
avec la scissure de Sylvius en dessous.
Médialement : Au niveau du “vertex” du cerveau, le gyrus pré-central bascule
dans l’espace inter-hémispérique, où il est en rapport avec le sinus veineux, la
faux du cerveau, et les granulations de PACCIONI.
Latéralement : “La toile” méningée, les vaisseaux dure-mèriens, la suture
coranale, puis la graisse et la peau.
4
Morphologie
4-1
Sillon central
A la face latérale des hémisphères cérébraux, de haut en bas, et d’arrière en
avant le sillon présente une forme typique en “S”. A son extrémité supérieure,
son départ se fait vers l’avant sur une longeur 15 mm, il présente un trajet
rectiligne, puis il amorce un “crochet” à convéxité postérieure, suivi d’un autre
crochet à concavité postérieure, enfin sa portion terminale rectiligne est
oblique en bas, en avant et en dehors sur 55 mm.
Le sillon central n’atteint pas constamment la scissure de Sylvius, il se termine
le plus fréquemment dans l’opercule rolandique, pont de substance grise entre
les gyri pré- et post- centraux.
Les crochets décris par le sillon central sont aussi connus sous le nom de
genou. Le genou supérieur correspondant à l’aire de la main d’après
l’homonculus de W. PENFIELD et T.B. RASMUSSEN.
Il existe des variations de son inclinaison. Sur les cerveaux dolichocéphale
son inclinaison est moindre, alors que sur les cerveaux brachycéphale, le
sillon central est verticalisée.
Sur la face médiale, le sillon central a un trajet oblique en bas et en arrière sur
10 mm et se trouve limité par le lobule paracentral.
C’est un sillon de profondeur croissante de bas en haut. Au niveau de son
extrémité supérieur sa profondeur est d’environ 20 mm, dans le genou
supérieur elle est de 16 mm, 14 mm dans le genou inférieur, et de 5 mm à son
extrémité inférieure.
La longueur totale et moyenne du sillon est 110 mm, pour une largeur de
5mm.
4-2
Gyrus pré-central
A la face latérale des hémisphères cérébraux, de haut en bas, et d’arrière en
avant, le gyrus pré-central se présente comme une structure cunéiforme à
base supéro-postérieure médiane.
Moulé entre le sillon pré-central en avant et le sillon central en arrière, le gyrus
pré-central est une circonvolution, saillie de substance grise à convexité
latérale.
Sa largeur basale est d’environ 32mm, celle-ci mesure 20 mm dans sa portion
la plus restreinte. Son épaisseur maximale est atteinte au niveau du genou
supérieur.
Dans sa portion médiane, celui-ci constitue la portion antérieure du lobule
paracentral.
5
Vascularisation
Les vaisseaux assurant la nutrition du cortex cérébral empruntent les scissures et les
sillons comme de véritables autoroutes.
D’après S. BUDES [5], la vascularisation du sillon central est permise par une
anastomose cérébro-cérébrale, entre l’artère cérébrale moyenne qui donne deux
branches s’anastomosant avec deux branches de l’artère cérébrale antérieure
fournies par l’intermédiaire de l’artère calloso-marginale. Ce jeu anastomotique
permet de vasculariser les gyri pré- et post- centraux.
Les branches moyennes vascularisent les deux tiers inférieurs et latéraux des gyri, et
les branches antérieures vascularisent le tiers supérieur et latéral des gyri ainsi que
la potion interhémisphérique.
Branches
anastomotiques
Artères cérébrales
antérieures gauche
et droite juxtaposées
Artère cérébrale
moyenne
Le drainage veineux [6] est assuré par le sinus veineux central et les éléments
veineux sylviens.
6
Structures histologiques du cerveau
Le cerveau est composé macroscopiquement de deux couches. La substance
blanche correspond aux neurites, et la substance grise formée de six couches de
cellules superposées.
Au niveau microscopique, la substance grise est soit homotypique, si la répartition
des cellules entre les diffèrentes couches est homogène, ou hétérotypique si un type
de couche cellulaire domine.
La cytoarchitectonie du cortex :
Couche I: “moléculaire”, peu de cellules, elle est riche en fibres.
Couche II: “granulaire externe”, riche en cellules de petites
tailles.
Couche III: “pyramidale externe”, quelques cellules pyramidales
et de nombreux interneurones.
Couche IV: “granulaire interne”, nombreuses cellules de petites
tailles et d’interneurones.
Couche V: “pyramidale interne”, grandes cellules pyramidales.
Couche VI: “couche polymorphe”, cellules fusiformes en contact
avec la substance blanche.
Dans le cas du cortex moteur, la couche V prédomine, c’est la couche motrice par
excellence. C’est l’activation de ces cellules qui sera responsable de mouvements
volontaires.
7
Homoncule moteur
D’après le modèle décrit dans les années 50, la projection du corps sur le gyrus
pré-central se fait en décubitus ventral, les jambes dans l’espace
interhémisphérique et l’ensemble suit la descente du gyrus pour placer la gorge
au bord de la scissure sylvienne.
MATERIEL ET METHODE
A
Matériel
- Cent quatre vingt quinze boites crâniennes sèches
- Trois sujets de sexe masculin, formolés.
- Un sujet de sexe féminin, formolé.
- Un sujet de sexe masculin, frais.
- Un sujet de sexe féminin, frais congelé afin de réaliser des coupes
scannographiques.
Matériel de dissection :
- Scie manuelle
- Scalpel
- Pince à dissequer
- Ciseaux
- Billot de bois
- Marteau
- Burin
- Racloir
- Fil de fer
- Clou
B
Méthode
Voie d’abord :
La pièce est maintenue en place entre des billots de bois. Le scalp est inscisé
d’avant en arrière, sur la ligne médiane, puis sur l’ensemble du tour du crâne de
manière à dégager l’os. Les adhérences sont ensuite néttoyées afin d’obtenir une
surface lisse, et de permettre une meilleure observation des sutures entre les
diffèrents os du crâne. La voûte crânienne est alors enlevée.
Structure rencontrée :
La dure-mère désinserée à l’aide du racloir, est ensuite coupée à l’aide des ciseaux,
afin de dégager les deux hémisphères.
Arachnoïde et pie-mère sont séparées du cerveau délicatement, puis l’encéphale est
retiré de la boîte crânienne après avoir sectionné le tronc cérébral au niveau du
myélencéphale, dans le foramen magnum.
• RESULTATS
A
Topographie cranio-cérébrale
La topographie cranio-cérébrale permet une étude précise des rapports existants
d’une part entre les scissures, les sillons et les circonvolutions du cerveau, et d’autre
part avec les reliefs osseux et les sutures de la boîte crânienne.
L’importance de ces rapports étaient autrefois primordial pour le chirurgien, car elles
assuraient un repérage des structures cérébrales à la surface du cuir chevelu.
1
Procédé de POIRIER
Procédé le plus simple [7], et le plus rapide. La ligne rolandique est énoncée
comme sensiblement parallèle à la suture coronale. Celle-ci coupe les lignes
temporales supérieure et inférieure à proximité du genou inférieur, centre moteur
du pouce.
Bregma
Suture
sagittale
Suture coronale
Ligne de
POIRIER
Sillon central
2 Procédé de KRONLEIM
Ce procédé [7] a pour but le repérage du sillon central, et de la scissure sylvienne,
en traçant quatre droites : une horizontale, et trois verticales. Seul sera évoquée la
technique de repérage du sillon central.
La première ligne devant être tracée, est celle horizontale dite ligne sus-orbitaire,
tangente au rebord orbitaire supérieur. Puis sont tracés les lignes verticales
intermédiaire et postérieure, la ligne antérieure ne sera pas tracée car celle-ci ne sert
qu’au repérage de la scissure sylvienne. La ligne verticale intermédiaire dite ligne
articulaire est tangente au versant postérieur de l’articulation temporo-maxillaire, et
croise la ligne sus-orbitaire au niveau du point rolandique inférieur. La ligne verticale
postérieure dite ligne rétro-mastoïdienne longe le bord postérieur de l’apophyse
mastoïde et croise la ligne médio-sagittale, matérialisée par la suture sagittale, au
niveau du point rolandique supérieure.
La droite tracée entre le point rolandique supérieur et le point rolandique inférieur
permet ainsi de matérialiser la ligne rolandique à la surface du scalp.
Ligne rétro
mastoïdienne
Ligne susorbitaire
Sillon central
Ligne
articulaire
3
Détermination du point rolandique supérieur
Technique de LUCAS-CHAMPIONIERE :
Le point rolandique supérieur [7] situé sur la ligne médiane, est placé à 5 cm en
arrière du bregma.
Bregma
Point rolandique
supérieur
Lambda
Technique de POIRIER :
Le point rolandique supérieur [7] correspond à la moitié plus deux centimètres de la
distance naso-iniaque, mesurée entre l’angle naso-frontale et l’inion (= protubérance
occipital externe) sur la voûte crânienne.
Point
rolandique
supérieur
Technique de DOYEN :
La ligne verticale dite rétro-mastoïdienne [7], passant à un centimètre du bord
postérieur de l’apophyse mastoïdienne croise la ligne médio-sagittale sur le point
rolandique supérieur.
Ligne rétro
mastoïdienne
Point
rolandique
supérieur
Point
rolandique
supérieur
Ligne de POIRIER-MERCKEL :
Ligne verticale [7] passant par la dépression pré-auriculaire, et interceptant la ligne
médio-sagittale au niveau du bregma. Le point rolandique supérieur se situe à 5 cm
en arrière du bregma.
4
Détermination du point rolandique inférieur
Ligne de POIRIER-MERCKEL :
Le point rolandique inférieur [7] est retrouvé sur une ligne verticale, passant par la
dépression pré-auriculaire, et se place à 7 cm au dessus du tubercule zygomatique
postérieur.
Emplacement
supposé du
point rolandique
inférieure
5
Repérage statistique du point rolandique supérieur, et
détermination de la projection du sillon central
L’étude ménée sur 195 boîtes crâniennes séches ( 58 crânes du laboratoire
d’anatomie de Nantes, 68 crânes du laboratoire d’anatomie des Saints Pères Paris
VI, et 69 crânes du laboratoire d’anatomie de Bordeaux), où des relevés
anthropométriques ont été effectués afin de mesurer la distance entre l’angle nasofrontal et l’inion, entre l’angle naso-frontal et le bregma, entre le bregma et le lambda,
puis entre le lambda et l’inion.
Pour diminuer tout biais à cette étude, chaque crânes devait posséder une arcade
dentaire supérieure complète, des sutures visibles.
Seul sur le tableau figurera la distance entre l’angle naso-frontal et le bregma, car
l’ensemble des mesures des autres distances ont été jugées inutilsables car trop
disparates.
La médiane de cet échantillon permet d’estimer statistiquement la position du
bregma à 12,5 cm de l’angle naso-frontal.
Tableau des mesures effectuées entre l’angle naso-frontal et le bregma
Les valeurs données dans le tableau sont exprimées en centimètres
La distance entre le bregma et le point rolandique supérieur a été mésurée sur un
échantillon de 24 patients par TDM, tous adultes, et indemme d’un processus
pathologique intra-crânien en cours.
La médiane de cet échantillon permet d’estimer statistiquement la position du point
rolandique supérieur à 5,7cm en arrière du bregma.
Tableau des mesures effectuées entre le bregma et le point rolandique
supérieur
Les valeurs données dans le tableau sont exprimées en centimètres
Ces données permettent de définir la position du point rolandique supérieur à 18,2
cm de l’angle naso-frontal.
Sur une pièce congélée, un clou est placé à la distance estimée du point rolandique
supérieur, soit à 18,2 cm de l’angle naso-frontal. Un second clou est placé au niveau
du point rolandique inférieur, puis ils sont reliés par un fil de cuivre. Sur la partie
controlatérale de la pièce un fil métallique est placé sous la peau, comme alternative
à la première méthode, afin de prévenir les risques d’artefacts lors de l’examen
tomodensitométrique.
1ère méthode :
Hypothétique
projection du
sillon central
2eme méthode :
Hypothétique
projection du sillon
central
Les résultats obtenus après l’exploration scannographiques ne permettent pas de
valider les travaux effectués, puisque la position du sillon central devait être
interpréter dans le plan axial, du fait de la position du dispositif mis en place. Sur
l’ensemble des clichés axiaux, le sillon central n’est pas identifiable du fait de
l’absence de contraste induite par la congélation, entre la substance grise et la
substance blanche.
Coupe axiale passant à 1,8 cm du vertex :
Clou et fil de
cuivre
Fil
métallique
Les contrastes ont été inversés afin de faciliter la visualitation des dispositifs
Coupe axiale passant à 3 cm du vertex :
B
Repérage direct du sillon central
Neuf techniques [8] peuvent être utilisées pour repérer le sillon central dans un plan
axial, en TDM, IRM, ou à la surface du cortex. Toutefois les cinq premières
techniques, sont celles qui offrent les meilleurs résultats.
1
Sillon frontal supérieur et sillon pré-central
Il est observé dans 85% des cas, une terminaison à angle droit du sillon frontal
supérieur, antéropostérieur, dans le sillon pré-central. Cette réunion forme une image
en “T” caractéristique.
Sillon central
Sillon frontal
supérieur
Sillon pré-central
Sillon frontal
supérieur
Sillon central
Sillon pré-central
2
“L'omega“
Signe fiable dans 95% des cas, le sillon central prend une forme en Ω, dite aussi
en crochet (Le sigmoïdal hook en terminologie anglo-saxonne).
Cette zone est située à 36 mm de la ligne médiane, et correspond à l’aire motrice de
la main d’après l’homoncule de W. PENFIELD et T.B. RASMUSSEN. L’oméga formé
par le sillon central correspond à la poussée du sillon frontal supérieur sur le gyrus
pré-central qui se retrouve ainsi refoulé en arrière.
L’oméga
Sillon central
Sillon central
L’oméga
3
“Parenthèses”
Dans 98% des cas, on peut observer un petit sillon hémisphérique interne
transversal, la pars marginalis, qui donne un aspect de “parenthèses” par symétries.
L’extrémité interne du sillon central est retrouvée à une distance de 16 à 17 mm. Le
“pars bracket sign” en terminologie anglo-saxonne.
Pars
marginalis
Sillon central
Sillon central
Pars marginalis
4
Sillon post central
Dans 80% des cas, la pars marginalis est encadrée par l’extrémité interne bifide du
sillon post-central, formant une image en “Y”.
“bifid post central sulcus sign” en terminologie anglo-saxonne.
Extrémité bifide du
sillon post-central
Sillon central
Sillon central
Extrémité bifide du
sillon post-central
5
Circonvolutions pré- et post- centrales
Il existe une inégalité d’épaisseur entre les gyri pré- et post-centraux. La
circonvolution post-centrale est plus fine. Toutefois cette variabilité de l’épaisseur des
gyri est inconstante.
Sillon central
Gyrus pré-central
Gyrus post-central
Sillon central
Gyrus pré-central
Gyrus post-central
6
Sillon interpariétal et sillon post-central
Le sillon inter-pariétal de direction antéro-postérieur, lorsqu’il est visible atteint le
sillon post-central dans 88% des cas.
Sillon inter-pariéta
Sillon central
Sillon post-central
7
Digitations de la substance blanche
La lecture des digitations de la substance blanche peut permettre de localiser la
position du sillon central.
Digitation de la
substance blanche
Sillon central
8
Profondeur du sillon central
Dans 65% des cas, le sillon central est observé comme étant le sillon le plus profond.
Sillon central
9
Angle entre le sillon central et la ligne médiane
L’angle décrit entre le sillon central et la médiane varie entre 55° et 65°.
C
Repérage indirect du sillon central
Ce principe d’identification du sillon central, dans le plan sagittal, est évidemment
moins fiable que la méthode par repérage directe, cependant elle est utilisée lorsque
les sillons du vertex ne sont pas visibles, dans 50% des cas en scanner, ou bien de
morphologie atypique et cela symétriquement, soit dans 10% des cas en IRM et
scanner. Plusieurs structures anatomiques médianes et constantes tels que le sillon
calloso-marginal, genou et rostrum du corps calleux, et les commissures blanches
antérieure et postérieure permettent un repérage indirect du sillon central.
1
Reférentiel bicommissural de TALAIRACH: ligne CA-CP [8;10]
Sur une vue interne d’un hémisphère cérébral, on trace une droite reliant la
commissure blanche antérieure (CA) à la “fausse” commissure blanche postérieure
(CP), qui est en réalité la réunion des pédoncules épiphysaires, l’habenula. Deux
verticales à cette droite, passant par les points CA et CP sont tracées.
La projection du sillon central se fait entre ces trois droites, elle passe par le point
CA, et coupe la perpendiculaire passant par CP. Très fréquemment cette projection
dépasse la verticale à CP en arrière.
Projection du
sillon central
2
Reférentiel bicalleux
Les travaux de A. OLIVIER et B. DEVAUX établissent la topograhie du sillon central
par rapport à la ligne bicalleuse. Une ligne tangente au bord inférieur du genou et du
splénium du corps calleux, puis deux perpendiculaires à cette ligne sont ensuite
tracées, l’une passant par le bord antérieur du genou, et l’autre par le bord
postérieure du splénium. Les deux techniques ne sont applicables qu’en IRM et
angiographie.
Les travaux de A. OLIVIER [8;10] décrivent la position du sillon central grâce à la
ligne bicalleuse et au plan médio-calleux. Le sillon central de trajectoire oblique se
projette en arrière du plan médio-calleux, dans le troisième quart postérieur ainsi
déterminé par le reférentiel.
Projection du
sillon central
La ligne rolandique : les travaux de B. DEVAUX [9;10] utilisent deux droites
horizontales à la ligne bicalleuse. La première passant par le sommet des
hémisphères cérébraux, et la seconde par le bord inférieur de la fosse temporale. La
ligne rolandique se projette selon la diagonale à direction postérieure et supérieure
dans ce rectangle.
Projection du
sillon central
3
Reférentiel calloso-marginal
La morphologie particulière du sillon calloso-marginal le rend aisément
reconnaissable [9;10], il se moule sur le corps calleux d’avant en arrière, puis dans
sa portion terminale au niveau du splénium. Il décrit un genou à concavité antérieur
puis remonte verticalement pour émerger à la surface du vertex, c’est un moyen de
repérage du sillon central. Dans sa portion terminale et verticale le sillon callosomarginal est à 10 mm en arrière du sillon central.
Sillon callosomarginal
D
TEP-scan et douleur
Récemment, à Lyon, une équipe de rhumatologues a réalisé une étude sur des
patients atteints de fibromyalgie. Ces patients se plaignant de douleurs musculaires,
permanentes, insomniantes et localisées, ont bénéficié d’une tomographie par
émission de positons (TEP-scan). Au terme de cette étude, il a été suspecté une
activation anormale du système limbique, qui pourrait être à l’origine de ces
douleurs.
Cependant l’observation des coupes axiales hautes permet de réveler une activation
intense (rouge) et localisée au niveau de l’oméga du cortex moteur droit, qui serait à
mettre en relation avec une douleur du membre supérieur contro-latérale.
Zone active
Sillon central
E
Exemple d'application en neurochirurgie stéréotaxique
Cas d’une patiente de 60 ans, opérée pour des douleurs chroniques des membres
inférieur et supérieur droits.
La patiente est d’abord installée, puis une reconnaissance du crâne de la patiente
est effectuée via un pointeur-émetteur, le signal ainsi produit est récupéré par des
caméras placés à plusieurs endroits de la salle. Ce systéme permet une neuronavigation en temps réel, et assure précisément la position du sillon central, qui est
aussitôt tracé sur le scalp de la patiente.
Projection du
sillon central
Projection de la ligne
inter-hémisphèrique
Des électrodes sont ensuite placés sur les membres concernés et la surface du
crâne. Les électrodes placés sur le crâne envoient des impulsions électriques qui
sont reçues et enregistrées par les électrodes des membres. Ceci permet de
s’assurer de l’intégrité des voies de communication.
Electrode de recueil
Après avoir incisé le scalp, et effectué le trou de trépan centré sur les zones motrices
déterminées, des macro-électrodes sont placés sur la dure-mère en regard des
zones à stimuler. Cette action entraîne une stimulation trans-durale. Pour s’assurer
du bon emplacement des électrodes, leurs positions est vérifiées par l’intermédiaire
du système de neuro-navigation.
Pointeur-émetteur
Dure-mère
Macro-électrode
Le neuro-stimulateur est ensuite placé sur le muscle grand pectoral, après avoir été
connecté avec les électrodes.
Neuro-stimulateur
Quelques jours après l’opération, le stimulateur est mis en route, et son réglage est
effectué de manière symptomatique. Cela signifie que la fréquence du stimulateur
est augmenté jusqu’a atteindre le seuil antalgique.
• DISCUSSION
Les techniques de repérage du sillon central selon la topographie crânio-cérébrale
sont désuètes.
Premièrement du fait de la relative imprécision qu’elles générent.
Deuxièmement, leurs applications suggérent une variation inter-opérateur beaucoup
trop importante, pour être utilisées dans un but chirurgical, toutefois, il aurait été
intéressant de pouvoir comparer les données de l’imagerie avec la technique mise
en place suivant les données statistiques recueillis. Cette expérience pourrait être
retentée mais sans congeler la pièce.
Troisièmement, le niveau de perfectionnement des techniques d’imageries actuel
rend ce type d’investigation incontournable. Aujourd’hui, il serait déraisonnable de
préferer effectuer un trou de trépan selon les critères topographiques crâniocérébrale, avec le risque de centrer cet orifice en dehors de la zone voulue.
L’échantillon de crânes a été sélectionné suivant plusieurs critères (arcade dentaire
complète, sutures visibles, crânes non opérés), cependant le sexe et l’origine des
crânes étaient inconnus. Sur l’ensemble des distances mesurées, seule la distance
entre l’angle naso-frontale et le bregma fut utilisée, les autres étaient sujettes à des
variations trop importantes. Les échantillons nantais, et parisien ont une médiane
diffèrente de 8 mm. Cet écart peut subvenir d’une part d’une imprécision, lors de la
prise des mesures, et d’autre part à des variations géographique. L’échantillon de 24
personnes ayant servi à établir la distance médiane entre le bregma et le point
rolandique supérieur, est trop faible, car un échantillon de cette taille n’est pas
suffisant pour éponger les valeurs extrêmes.
Les travaux effectués par W. PENFIELD et T.B. RASMUSSEN, ont eu une
importance considérable dans cette approche chirurgicale, puisqu’il détermine
l’emplacement de l’électrode de stimulation sur le gyrus pré-central. Cependant, les
limites entre les différentes parties du corps ne sont pas aussi nettes. Dans
l’homoncule moteur, la jambe est décrite sur la face médiane des hémisphères
cérébraux, alors qu’il est possible de stimuler cette dernière en plaçant des
électrodes sur le «vertex». Dans ce cas, il s’agit d’un chevauchement du membre
inférieur et du tronc sur le versant latéro-supérieur des hémisphères cérébraux. De
plus, il a été remarqué que le périnée se situait entre la main et la région crurale,
mais suivant la disposition de l’homoncule, il était attendu en dessous de la région
crurale, sur le versant médial des hémisphères cérébraux.
Les techniques de repérage direct dans le plan axial, sont les plus simples à
appliquer et les plus sûrs, mais peuvent dans le cas d’un processus pathologique
devenir inapplicable. Dans ce cas, on utilise les méthodes indirectes dans le plan
sagittal, plus ardues à mettre en place, mais offrant de bons résultats.
L’atlas de TALAIRACH, référentiel standard de neuro-imagerie, est criticable sur
plusieurs points.
Premièrement, l'anatomie du cerveau présentée dans l'atlas est assez différente de
ce que l'on peut observer dans une population standard, notamment par la forme
inhabituelle du cervelet et ses dimensions suivant l'axe Z.
Deuxièmement, les différentes coupes de l'atlas suivant différents axes, sont
parfois incohérentes entre elles.
Troisièmement, les coupes axiales n'ont pas toutes la même épaisseur.
Dernièrement, selon les planches de l'atlas, la grille proposée par TALAIRACH, n'est
pas exactement ajustée au cerveau considéré par TALAIRACH et TOURNOUX.
Par exemple, la commissure antérieure ne passe pas sur le point marqué "CA=0".
De même l'extrémité postérieure dépasse de la coordonnée Y=-102.
Il aurait pu être évoqué dans le mécanisme physiologique d’inhibition des douleurs
par la stimulation du gyrus pré-central, un mécanisme type onde F, anti-dromique,
induit par la stimulation du cortex moteur. Ces ondes descendraient jusqu’au
thalamus où elles «fermeraient» la voie aux influx nociceptifs. La voie de circulation
anti-dromique serait le pédoncule supéro-externe[11], puisqu’il part du noyau ventrolatéral postérieur du thalamus et se projette sur le cortex somato-sensoriel, en
abandonnant une branche pour le gyrus pré-central. Toutefois cette hypothèse reste
fausse, puisque si ce modèle était le mécanisme physiologique utilisé, la stimulation
du cortex pariétal permettrait aussi d’inhiber les douleurs.
• CONCLUSION
Le repérage du sillon central, moment incontournable de la chirurgie stéréotaxique, a
été facilité par les nouvelles techniques d’imageries. Toutefois, la certitude de sa
localisation repose sur une analyse méthodique et empirique des clichés d’imageries
à disposition. Les méthodes de topographie crânio-cérébrales ont désormais un
intérêt anatomique et non plus chirurgical.
Les résultats apportés par cette TEP-scan permettent de visualiser une activité dans
les aires motrices. Ceci va à l’encontre de nombreuses idées proposées jusqu’à
présent qui suggéraient un simple phénomène d’inhibition de l’aire motrice sur les
influx nociceptifs. La douleur seraient donc à l’origine d’une activité dans le gyrus
pré-central. Toutefois, avant d’avancer d’autres idées s’appuyant sur les clichés de
TEP-scan présentés, il serait intéressant et nécessaire de procéder par nous même
à la réalisation de ce type d’examens en incluant diffèrentes douleurs. Cette activité
peut être simplement le témoin d’un mouvement volontaire du patient durant
l’examen.
Bien que les mécanismes mis en jeux soient partiellement inconnus, la technique
chirurgicale quant à elle est parfaitement maîtrisée, et les résultats obtenus
convaincants permettent de traîter des patients qui auparavant n’avaient que peu
d’autres alternatives thérapeutiques.
Aujourd’hui ces techniques sont aussi appliquées aux patients parkinsoniens, en
hyper-stimulant le noyau sub-thalamique, ce qui permet d’améliorer le patient en
faisant disparaître les symptômes.
Ces techniques utilisées pour ces deux pathologies, seront peut-être dans l’avenir
développées pour le traitement des AVC, des tumeurs...
• BIBLIOGRAPHIE
1
W.J. LANSEN; “Embryologie humaine” 2eme édition; De Boeck; 2003; 422445.
2
G. PRADAL; “Embryologie humaine élementaire, l’individu de sa naissance à
sa mise au monde” Ellipses; 2005; 174-194-227.
3
A. FEESS-HIGGINS; J.C. LARROCHE; INSERM; CNRS; “Le développement
du
cerveau foetal humain, Atlas anatomique” Masson; 1987; 112-88-42
4
F.H. NETTER; “Atlas anatomique humaine” 2eme édition; Icon Learning
System; 1997; planches 94-95-134-135-138.
5
S. BUDES; “Etude morphologique et radio-anatomique du sillon central”;
MSBM d’anatomie; Laboratoire de la faculté de médecine de Nantes, 2001; 89.
6
P. WILLIAMS; R. WARWICK; M. DYSON; L.H.
anatomy”;
Churchill Lingstone; 1908; 798-802.
BANNISTER “Gray’s
7
G. PATURET; “ Traité d’anatomie humaine, SNC”; tome IV; Masson ; 1964;
321-323.
8
J. CLARISSE; G. SOTO ARES; B. PERTUZON; M.HAYACHI; J.P. FRANCKE;
“ Repérage du sillon central en scanner et en IRM”; J. Neuroradiology;
Masson, Paris; 1997; 24; 187-204.
9
B. DEVAUX; J.F. MEDER; O. MISSIR; B. TURAK; A. DILOUYA; L.
MERIENNE; JP. CHODKIEWICIZ; D. FREDDY; “ La ligne rolandique : une
ligne de base simple pour le repérage de la région centrale, etude IRM et
validation fonctionnelle”; J. Neuroradiology; Masson; Paris; 1996; 24; 6-18.
10
J.P. TALAIRACH; P.TOURNOUX; “ Co-planar stereotaxic, atlas of the human
brain 3D proportional system: An approach to cerebral imaging”; Thieme;
1988; 43.
11
A. BOUCHET; J.P. CUILLERET; “ Anatomie topographique, descriptive, et
fonctionnelle : le système nerveux central, la face, la tête, et les organes des
sens” ; tome 1; SIMEP;1988; 204-205.