Type de document
Rapports de recherche scientifique
Année de publication
2014
Langue
Français
Résumé
Les problèmes chroniques de douleur et de perte de fonction de l’épaule touchent jusqu’à 20 % des adultes (Pope, Croft et coll., 1997). La proportion serait encore plus élevée chez les adultes âgés de plus de 50 ans. Au Québec, la Commission de la santé et de la sécurité au travail du Québec (CSST) rapporte que, pour les années 2003 à 2006, les lésions à l'épaule représentaient 39% des 32 549 lésions inflammatoires dues à un travail répétitif ou à un traumatisme. Les lésions à l'épaule ont requis en moyenne 75,4 jours d'absence du travail et 4 533 $ en indemnités de remplacement du revenu (IRR) par travailleur. En comparaison, les lésions au membre inférieur représentaient moins de 10 % des lésions rapportées et ont requis en moyenne 39,5 jours d'absence et des IRR de 2 439 $ par travailleur (CSST, 2007). Ces chiffres montrent non seulement l’importance du problème, mais aussi que les lésions à l’épaule nécessitent proportionnellement plus de temps pour retrouver une fonction adéquate et permettre un retour durable au travail. Ceci témoigne de l’importance d’identifier rapidement les personnes à risque de développer des problèmes de fonction à l’épaule afin de les orienter vers des programmes de réadaptation efficaces et adaptés.
Le but de ce projet était de développer un indice radiologique représentatif de la fonction de l’épaule chez des travailleurs souffrant de rupture de la coiffe des rotateurs.
La première partie du travail consistait à proposer un protocole d’acquisition d’images radiographiques à différentes élévations du bras dans le plan de la scapula. À cette fin, nous avons utilisé le système d’imagerie médicale à basse dose EOS™ doté de capteurs ultrasensibles. Suite à l’acquisition des radiographies, des techniques d’analyse des images et de reconstruction 3D ont été appliquées à la séquence d’images afin de reconstruire un modèle morpho-réaliste de la scapula et un modèle simplifié de l’humérus et d’étudier leur mouvement relatif.
La validation de la méthode sur 10 scapulas sèches, cinq épaules cadavériques et cinq travailleurs a démontré que les translations gléno-humérales (GH) pouvaient être évaluées avec une précision inférieure à 1,6 mm et une répétabilité variant de 1,8 à 3,6 mm. L’application de la méthode à 41 travailleurs ayant des ruptures de la coiffe des rotateurs a permis de montrer qu’il n’y avait pas de corrélation forte entre l’amplitude des translations GH et différents aspects de la fonction de l’épaule. Nous avons pu montrer, par exemple, une corrélation faible mais significative (R=0,322, p<0,02) entre le déplacement maximal de la tête humérale par rapport à la glène en direction supérieure et le score de Constant ajusté à l’âge et au sexe. Par ailleurs, nous avons pu démontrer que les travailleurs dont le score de Constant était inférieur à 50/100 avaient un déplacement inféro-supérieur et médio-latéral significativement différent (p<0,01) des travailleurs pathologiques dont le score de Constant était supérieur à 50/100.
Parallèlement à ce travail, nous avons réalisé une étude exploratoire sur les images IRM acquises au cours du projet. Nous avons adapté une méthode développée précédemment par Billuart et coll. (2008) et proposé un calcul d’un ratio de forces coaptatrices-élévatrices des fibres du deltoïde moyen à partir d’une reconstruction 3D des structures musculaires et osseuses du complexe de l’épaule. Nous avons pu démontrer, sur 11 travailleurs pathologiques et cinq travailleurs sains, que les fibres antérieures du deltoïde moyen avaient un rôle coaptateur plus important que celui des fibres postérieures, suggérant que la portion antérieure du deltoïde moyen pouvait éventuellement pallier la déficience de la coiffe des rotateurs et maintenir une bonne fonction de l’épaule malgré la présence d’une déchirure de la coiffe.
Ce projet aura donc permis de réaliser un avancement majeur des connaissances tant d’un point de vue technique que scientifique. Tout d’abord, le travail réalisé a permis d’élaborer une méthode d’analyse morpho-fonctionnelle de l’épaule en 3D précise et peu invasive. Celle-ci pourra à plus long terme être utilisée en clinique ou dans le cadre d’études morphologiques de l’épaule ou de la pseudo-cinématique de la scapula. Ce projet propose également un indice morpho-musculaire qui pourrait également expliquer la perte de fonction de l’épaule chez certains travailleurs. Ainsi, cette étude représente un pas de plus dans l’étude morpho-fonctionnelle de l’épaule, qui permettra sans aucun doute d’améliorer notre compréhension des pathologies de l’épaule, et à terme, l’amélioration du diagnostic, de la prise en charge ainsi que de la qualité de vie des travailleurs souffrant de douleurs à l’épaule.
Abstract
Chronic shoulder problems involving pain and loss of function affect 20% of adults (Pope, Croft et al., 1997). The proportion is even higher in adults over 50 years of age. In Québec, la Commission de la santé et de la sécurité au travail du Québec (CSST) reports that, for the years 2003 to 2006, shoulder injuries represented 39% of the 32,549 inflammatory injuries caused by repetitive work or trauma. Shoulder injuries required an average of 75.4 days of sick leave and $4,533 of income replacement indemnities (IRIs) per worker (CSST, 2007). By way of comparison, lower limb injuries represented less than 10% of the reported injuries and required an average of 39.5 days of sick leave and $2,439 of IRIs per worker (CSST, 2007). These figures indicate not only the magnitude of the problem but also that shoulder injuries require proportionally more time for the restoration of adequate function and for achieving a sustainable return to work. They also highlight the importance of being able to quickly identify individuals at risk of developing shoulder function problems in order to steer them toward effective adapted rehabilitation programs.
The aim of this project was to develop a radiological index that correlates with shoulder function in workers with rotator cuff tears.
The first part of the work involved developing a radiographic image acquisition method at different arm elevations in the scapular plane. We used the EOS™ low-dose medical imaging system equipped with ultra-sensitive sensors for this purpose. After generating radiographs, image analysis and 3D-reconstruction techniques were applied to the image sequence in order to reconstruct a morphologically realistic model of the scapula and a simplified model of the humerus and to study their relative movement.
Validation of the method on 10 dry scapulae, five cadaveric shoulders, and five workers showed that glenohumeral (GH) translations could be evaluated with accuracy better than 1.6 mm and repeatability ranging from 1.8 to 3.6 mm. The application of this method to 41 workers with rotator cuff tears showed that there was a weak correlation between range of GH translation motions and different aspects of shoulder function. We were able to show, for example, a weak but significant correlation (R=0.322, p<0.02) between maximum upward displacement of the humeral head relative to the glenoid and the age- and sex-adjusted Constant score. We were also able to demonstrate that workers whose Constant score was lower than 50/100 had significantly different infero-superior and medio-lateral displacement (p<0.01) from pathological workers whose Constant score was higher than 50/100.
In tandem with this work, we conducted an exploratory study of the MRI images acquired during the project. We adapted a method previously developed by Billuart et al. (2008) and came up with a method for calculating a ratio of coaptation/elevating forces in the fibres of the middle deltoid, using a 3D reconstruction of the muscle and bone structures of the shoulder complex. We were able to demonstrate, in 11 pathological workers and five healthy workers, that the anterior fibers of the middle deltoid had a bigger coaptation role than did the posterior fibres, which suggests that the anterior portion of the middle deltoid could potentially offset the rotator cuff deficiency and maintain good shoulder function despite the presence of a tear in the cuff.
This project thus achieved a major advance in knowledge from both the technical and scientific points of view. First, it resulted in the development of an accurate, 3D, and minimally invasive morpho-functional analysis method for the shoulder. In the longer term, this method could be used in the clinical setting for morphological studies of the shoulder or pseudo-cinematic studies of the scapula. In addition, the project produced a morpho-muscular index that could also help explain loss of shoulder function in some workers. This study therefore represents another step forward in the morpho-functional study of the shoulder, which will undoubtedly enhance our understanding of shoulder pathologies and eventually improve the diagnosis, management, and quality of life of workers who suffer from shoulder pain.
ISBN
9782896317141
Mots-clés
Épaule, Shoulder, Ténopathie, Tendon disease, Diagnostic radiologique, Radiological diagnosis, Méthodologie, Methodology, Morphologie pathologique, Pathomorphology, Troubles musculosquelettiques, Musculoskeletal disease, Étude de cohorte, Cohort study, Québec
Numéro de projet IRSST
0099-8250
Numéro de publication IRSST
R-812
Citation recommandée
Hagemeister, N., Lagacé, P.-Y., Gregori, J. H., Marck, L., Rouleau, D., Bureau, N. J., . . . Al-Shakfa, F. (2014). Développement d’un indice radiologique représentatif de la fonction de l’épaule chez des travailleurs souffrant de rupture de la coiffe des rotateurs (Rapport n° R-812). IRSST.