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Dossier : La hanche du sportif

Partie 1 – La hanche à l’épreuve du sport : mécanismes physiopathologiques de la dégradation articulaire

La pathologie coxo-fémorale du sportif, qu’elle soit chronique ou aiguë, met d’abord en cause un geste ou la répétition d’un geste. Mais ce geste, éventuellement répété jusqu’à créer une lésion anatomique, survient sur une articulation dont la morphologie est souvent aux limites de la normale, siège d’anomalies mineures parfois elles-mêmes favorisées par la pratique sportive. C’est dire l’importance de l’analyse radiologique de la hanche lésée, avant de conclure à un mécanisme physiopathologique expliquant la lésion. Avant toute chose, et pour que cette analyse soit pertinente, nous rappellerons le fonctionnement de la hanche normale.

A – Fonctionnement de la hanche normale

Biomécanique coxo-fémorale

Elle est résumée par le trépied original suivant :

• équilibre géométrique pelvi-fémoral ;

• système de lubrification hydraulique ;

• compromis entre mobilité et stabilité.

Géométrie pelvi-fémorale en charge

L’équilibre de l’articulation coxofémorale est décrit par la balance de Pauwels (Fig. 1). La hanche assume les contraintes de l’appui monopodal : impulsion, réception, pivot… Le bassin est alors stabilisé par la forte traction du muscle moyen fessier, dont l’insuffisance entraîne un déficit fonctionnel avec bascule du bassin. Un angle cervico-diaphysaire compris entre 120° et 137° garantit un bras de levier favorable au muscle moyen fessier et économise les forces stabilisatrices.

Figure 1 – La balance de Pauwels.

La force exercée par le moyen fessier (mf) pour stabiliser le bassin dépend du poids (p) et des constantes géométriques du bassin (mf x d’ = p x d). Certaines variations anatomiques fémorales (coxa valga, col court) augmentent considérablement cette force et donc les pressions supportées par la hanche. Par ailleurs, les pressions coxofémorales sont d’autant plus importantes que la surface de contact entre cotyle et fémur est petite (insuffisance de couverture cotyloïdienne).

Les contraintes coxo-fémorales sont réparties sur l’ensemble de la surface portante de l’articulation. Cette surface doit donc être suffisamment grande pour que la pression rapportée au centimètre carré ne dépasse pas la limite physiologique du cartilage. Les angles VCE et VCA donnent indirectement cette limite. La couverture externe et la couverture antérieure sont normalement supérieures à 25°.

L’association d’une insuffisance de couverture cotyloïdienne et de la pratique de la danse classique favorise la coxarthrose.

Système de lubrification hydraulique : le rôle unique du labrum

La balance de Pauwels et les angles de Lequesne ne garantissent pas, à eux seuls, un fonctionnement normal de la hanche. L’économie des contraintes passe également par une optimisation de la tribologie (frottement des surfaces articulaires). Au sens mécanique, la hanche est une rotule (articulation sphérique) capable d’un seul type de mouvement : la rotation. Par ailleurs, la hanche autorise ces rotations dans toutes les directions.

Les propriétés tribologiques du cartilage sont augmentées par la présence de liquide synovial interposé entre les surfaces portantes. La répartition normale de ce liquide nécessite d’une part une adéquation entre les rayons de courbure des surfaces articulaires, mais d’autre part un système hydraulique de régulation de la pression assuré par le labrum. Le labrum acétabulaire est le joint qui sépare les deux chambres articulaires profonde et périphérique. Son rôle est de maintenir l’étanchéité autour de la tête fémorale, il n’a donc rien de commun avec les ménisques du genou qui absorbent directement le poids en charge. Ainsi, lors de chaque impulsion, le labrum retient quelques instants le film synovial entre le fémur et le cotyle, diminuant les frottements articulaires grâce à une lubrification optimale. Lors de chaque relaxation musculaire, le labrum permet au film synovial de se reconstituer sans que la hanche ne se décoapte, évitant ainsi, lors de la prochaine impulsion, un pic de pression articulaire.

Mobilité et stabilité : le compromis coxo-fémoral

La balance de Pauwels, la couverture cotyloïdienne et la lubrification hydraulique sont des éléments d’analyse qui perdent toute leur pertinence lors du mouvement ample observé lors de certains gestes sportifs. Le mouvement coxo-fémoral extrême a sa propre biomécanique.

Premier élément de cette cinétique articulaire : le rapport physique entre la taille du col fémoral et le diamètre de la tête. Un col fémoral excessivement gros limite les mouvements amples par effet butée contre le cotyle. Deuxième élément : la proéminence des parois du cotyle. Une paroi antérieure trop couvrante limite la rotation interne ; une paroi postérieure hyperplasique limite la rotation externe. Les parois du cotyle et la jonction tête-col sont les composants articulaires périphériques de ce compromis mobilité-stabilité.

Le troisième élément entrant en jeu est plus profond, il s’agit du ligament de la tête fémorale, puissante structure fibreuse, véritable frein de l’amplitude articulaire excessive. Son mouvement incessant, accompagnant celui de la hanche, dessine sur la surface articulaire du cotyle l’arrièrefond acétabulaire, large encoche non recouverte de cartilage.

Enfin, la capsule articulaire de la hanche est très épaisse, elle limite certains mouvements excessifs, particulièrement les mouvements qui entraînent une torsion de ses épaississements fibreux (hyperextension).

Les morphotypes

Ce trépied biomécanique complexe amène à la conclusion qu’il n’existe pas un type unique de hanche normale. Les variations anatomiques sont nombreuses, il suffit de regarder quelques radiographies de bassin de face pour le démontrer. Ces variations concernent la géométrie pelvi-fémorale, la couverture cotyloïdienne, la sphéricité de la tête, la jonction cervico- céphalique, le développement des parois antérieure et postérieure du cotyle. On peut schématiquement décrire deux types de hanches suivant tous ces éléments : un type statique et un type dynamique.

Morphotype statique

La hanche statique évoque celle des quadrupèdes qui utilisent principalement la flexion, mais peu l’écartement et la rotation. Le col est plutôt varus, le cotyle est couvrant, la tête n’est pas ronde mais tronconique, elle est implantée sur un col large, les parois du cotyle sont très développées (Fig. 2).

Figure 2 – Exemple de morphotype coxo-fémoral statique chez un homme de 30 ans pratiquant les arts martiaux. L’ostéophytose périphérique témoigne du conflit de hanche clairement favorisé par ce morphotype inadapté aux mouvements amples de hanches.

Morphotype dynamique

A l’inverse, c’est une hanche optimisée pour le mouvement ample plus que pour la mise en charge : coxa valga, cotyle découvert, tête parfaitement ronde implantée sur un col étroit, parois du cotyle hypoplasiques (Fig. 3).

Figure 3 – Morphotypes coxo-fémoraux dynamiques (hanches découvertes, têtes bien rondes, col de petite taille plutôt valgus).

Relations entre sport et morphotype

Il existe donc clairement, au niveau de la hanche, une relation entre le morphotype coxo-fémoral et la prédisposition à certaines activités sportives. De façon réciproque, certains morphotypes coxo-fémoraux constituent des facteurs de risque de dégradation articulaire lorsqu’ils sont associés à une pratique sportive spécifique. L’association d’un morphotype statique et de la pratique des arts martiaux est un grand facteur de risque de conflit fémoro-acétabulaire. L’association d’une insuffisance de couverture cotyloïdienne et de la pratique de la danse classique favorise la coxarthrose. Cette relation étroite entre l’anatomie, le geste sportif et la dégradation articulaire débute dès le plus jeune âge de la pratique sportive, lorsque la hanche n’a pas achevé sa croissance.

B – La hanche sportive en croissance

Croissance normale

La croissance normale de la hanche assure le développement harmonieux du système biomécanique coxo-fémoral : géométrie des contraintes en charge, système de lubrification hydraulique et congruence articulaire optimale. Des facteurs constitutionnels et héréditaires influencent ce développement mais les facteurs personnels ont également un rôle, au premier rang desquels la pratique sportive.

Pratique sportive précoce

La croissance de l’appareil locomoteur est essentiellement une réaction aux contraintes. Ainsi, il n’est pas surprenant que les petits élèves débutant dès l’âge de six ans la danse de façon intensive aient un développement coxo-fémoral particulier. Le travail obstiné de l’en-dehors, de l’abduction, de la flexion et de l’extension exerce jour après jour des contraintes orientant la hanche vers un morphotype très typique caractérisé par une rétroversion du col fémoral et une découverture cotyloïdienne. La population des danseuses adultes est donc une population de hanches globalement dysplasiques, certes par sélection des candidates incompétentes mais aussi par l’entraînement répété en période de croissance. La coxarthrose atteint plus tard 20 % d’entre elles, en dehors de toute autre pathologie coxo-fémorale traumatique, du seul fait de l’association sport–dysplasie.

Pathologies mécaniques de l’enfance

L’enfance est également l’âge de pathologies spécifiques impliquant la hanche. Ces pathologies sont parfois méconnues. La zone de fragilité de la hanche de l’enfant est le cartilage de croissance épiphysaire : sa lésion habituellement spontanée entraîne une épiphysiolyse parfois spectaculaire, mais parfois discrète. La modification anatomique de la jonction tête-col qui en résulte perturbe le mouvement ample de hanche, puis le système de lubrification via les lésions labrales qu’elle provoque à terme (Fig. 4).

Figure 4 – Anomalie de la jonction tête-col secondaire à une épiphysiolyse passée inaperçue durant l’enfance. Le diagnostic est posé tardivement devant la présence d’un conflit fémoro-acétabulaire douloureux déclenché par la pratique sportive.

L’insuffisance de couverture cotyloïdienne perturbe également de façon profonde la croissance puis la biomécanique coxo-fémorale : la tête fémorale soumise à des contraintes insuffisamment étendues sur sa surface (cotyle trop petit) tend à s’ovaliser (Fig. 5). Ce bouleversement est aggravé par la coxa valga parfois associée.

Figure 5 – Les anomalies morphologiques de la hanche sont souvent bipolaires, à l’origine de mécanismes physiopathologiques intriqués. L’insuffisance de couverture cotyloïdienne contraint de façon insuffisante la surface de la tête fémorale, qui a ainsi tendance à s’ovaliser au cours de la croissance. L’insuffisance cotyloïdienne est à l’origine d’une hyperpression articulaire aggravée en cas de coxa valga. L’ovalisation de la tête provoque un conflit surajouté.

C – La dégradation coxofémorale progressive

Il existe schématiquement deux mécanismes principaux de dégradation mécanique de la coxo-fémorale, chacun pouvant être accentué par certains gestes sportifs, et les deux pouvant être intriqués. Ces deux mécanismes physiopathologiques sont :

• l’hyperpression permanente ;

• le microtraumatisme périphérique.

Hyperpression permanente chronique

Des forces normales appliquées sur une surface portante insuffisante (dysplasie cotyloïdienne), tout comme des forces excessives appliquées sur une surface portante normale (coxa valga), entraînent une hyperpression qui est véritablement permanente et chronique, aggravée de surcroît par la pratique sportive et par la prise de poids (grossesse par exemple). L’excès de contraintes sur le cartilage entraîne une usure progressive de celui-ci évoluant vers la coxarthrose.

Découverture cotyloïdienne

La hanche insuffisamment couverte est le cas typique d’une dégradation articulaire progressive par hyperpression chronique.

Cependant, deux autres mécanismes physiopathologiques aggravent cette situation et peuvent conduire à des épisodes aigus.

• Le labrum, hypertrophié de façon compensatrice, est soumis à des mouvements anormaux de translation de la tête fémorale. Ces mouvements subluxants entraînent une désinsertion labrale, des claquements et des blocages.

• Ajouté à cela, des phénomènes de conflit fémoro-acétabulaire sont engendrés par l’ovalisation de la tête fémorale. Ce conflit, qui pourrait sembler paradoxal sur une hanche découverte, est cependant mis en évidence visuellement lors de la chirurgie conservatrice de la dysplasie.

Coxa valga

Isolée ou parfois associée à une découverture, la coxa valga diminue le bras de levier du moyen fessier. La stabilisation du bassin nécessite donc une plus grande force de traction musculaire. L’hyperpression est localisée exactement au sommet de la tête fémorale, les lésions cartilagineuses fémorales et acétabulaires sont associées à une condensation réactionnelle de l’os souschondral en regard (Fig. 6a et 6b).

Figures 6a et 6b – Danseuse de 23 ans présentant une coxa valga associée à une couverture externe insuffisante (A). L’hyperpression est intense, permanente et accentuée par la danse. L’arthroscanner met en évidence une condensation osseuse bipolaire réactionnelle et une lésion cartilagineuse précoce (B).

Microtraumatismes périphériques : le conflit fémoro-acétabulaire

Le conflit de hanche pur est une pathologie exclusivement rattachée au mouvement ample et dont les lésions débutent toujours à la périphérie coxo-fémorale. C’est par excellence une pathologie reliée au sport, qu’il s’agisse de l’effet pince ou de l’effet came. Sports de combat de pieds, foot, danse moderne… sont des activités particulièrement à risque.

Effet pince

Rappelons que le labrum est un élément complexe, vascularisé et riche en terminaisons nerveuses : il supporte très mal d’être écrasé de façon répétée, pris en tenaille entre le col fémoral et le sourcil acétabulaire. C’est pourtant ce qui se produit lorsque la hanche est excessivement couverte (hyperplasie isolée ou associée des parois antérieure et/ou postérieure) et que des mouvements amènent l’articulation en butée.

Ces microtraumatismes répétés entraînent des lésions localisées périphériques : micro-hémorragies labrales, microlésions du sourcil osseux favorisant ainsi l’ossification de la structure fibreuse depuis sa base d’insertion sur l’os. Le cartilage cotyloïdien souffre peu initialement et seulement à sa limite périphérique.

Effet came

La tête ovale tourne dans un cotyle sphérique. A mesure de la flexion, le rayon de l’ovale s’agrandit, entraînant une hyperpression localisée qui chasse le film lubrificateur de l’espace articulaire. Le cartilage cotyloïdien (élastique et richement hydraté) est comprimé et perd ses propriétés tribologiques. Les forces de cisaillement entrent alors en jeu, la tête fémorale poursuivant son mouvement de rotation face au cotyle fixe. Le mouvement finit par s’arrêter par blocage de la came, mais la répétition de ces cisaillements anormaux provoque ce que les dermatologues décrivent comme une bulle lorsque l’épiderme se détache du derme : le cartilage se détache de son soutien osseux en profondeur. Cette bulle constitue un piège diagnostique à l’arthroscanner (cartilage d’épaisseur normale et décollement inaccessible au produit de contraste). La bulle finit par se rompre au niveau où elle est le plus sollicitée en cisaillement, c’est-à-dire à sa jonction avec le labrum. Les lésions cartilagineuses acétabulaires rencontrées dans le conflit par effet came sont donc toujours profondes, mettant à nu l’os sous-chondral. Les désinsertions labrales sont toujours en regard des lésions cartilagineuses (Fig. 7).

Figure 7 – Lésion cartilagineuse cotyloïdienne typique de l’effet came. La lésion est très profonde, elle débute à la périphérie en regard du labrum et s’étend sur un centimètre environ vers le dedans. L’os souschondral cotyloïdien est soumis à des contraintes anormales, il est condensé et micro-géodique.

Ces zones d’hyperpression peuvent être entourées de géodes réactionnelles plus ou moins importantes, au niveau du col (géode de Pitt) ou au niveau du cotyle (Fig. 8a et 8b).

Figures 8a et 8b – Chez ce jeune sportif de 25 ans, la géode cotyloïdienne (gc) gauche n’est en réalité pas isolée (A). Elle communique par un pertuis avec une bulle cartilagineuse ouverte sur l’articulation. L’arthroscanner est donc faussement négatif et l’exploration opératoire met en évidence un effet came très important et un décollement massif du cartilage cotyloïdien. Une géode fémorale (gf) est visible sur le scanner (B).

D – Le traumatisme coxofémoral aigu

Un traumatisme aigu sportif peut impliquer une hanche normale, mais se trouve en réalité souvent favorisé par un morphotype limite.

Instabilité coxo-fémorale traumatique

La découverture cotyloïdienne excessive peut favoriser l’instabilité d’une articulation pourtant congruente. Les épisodes de subluxation antérieure ne sont pas exceptionnels, des luxations vraies ont également été décrites chez les danseuses en particulier. Lors de certains gestes (grand jeté, grand écart forcé), le ligament fémoral peut se rompre, le diagnostic est difficile et de ce fait tardif (supérieur à un an en moyenne). Une certaine laxité capsulaire favoriserait ces épisodes, mais ce phénomène est actuellement mal connu.

L’instabilité postérieure est plus rare, mais sans aucun doute favorisée par l’hypoplasie de la paroi postérieure du cotyle (Fig. 9a, 9b, 9c et 9d).

Figures 9a, 9b, 9c et 9d – Rugbyman de 21 ans ayant subi un traumatisme sur la hanche gauche fléchie, avec sensation de déboîtement spontanément réduit quelques minutes plus tard. L’imagerie démontre qu’il s’agit d’un épisode d’instabilité coxo-fémorale postérieure. La radiographie de profil (9a) met en évidence une impaction (i) à la partie antérieure de la tête fémorale, confirmée par le scanner (9b). L’IRM (9c) met en évidence des lésions de passage (lp) et un décollement du labrum (labr) qui reste pédiculé sur la capsule (caps). La radiographie du bassin debout de face (9d) met en évidence une hypoplasie de la paroi postérieure du cotyle (p.post), facteur favorisant cette luxation réduite.

Lésion labrale

Nous avons souligné que le labrum est un des éléments vulnérables de la hanche, que ce soit dans la dysplasie cotyloïdienne ou dans le conflit. Les mêmes causes qui favorisent les microtraumatismes peuvent conduire à un traumatisme aigu à l’origine d’une lésion immédiate. Dans ces cas de traumatisme aigu, une anomalie morphologique n’est pas obligatoirement objectivée (Fig. 10).

Figure 10 – Lésion labrale (ll) mise en évidence sur une coupe frontale d’arthro-IRM. Il s’agit d’une désinsertion large, provoquée par un mouvement de torsion chez une femme de 29 ans, diagnostiquée un an après le traumatisme (douleurs, blocage).

Lésion cartilagineuse

Le choc direct, comme le mouvement excessivement ample, peut entraîner une impaction cartilagineuse. La radiographie est normale ce qui conduit très généralement à méconnaître un diagnostic hélas grave. L’histoire naturelle de ces lésions cartilagineuses traumatiques conduit parfois à l’arthrose précoce aiguë. L’IRM permettrait de dépister ces lésions cartilagineuses en vue d’un lavage arthroscopique (Fig. 11).

Figure 11 – Vue arthroscopique d’une lésion cartilagineuse traumatique de la tête fémorale. L’impaction (1) est profonde. Le cartilage cotyloïdien (2) et le labrum (3) sont normaux.

Lésion sous-chondrale

Le traumatisme de hanche peut se répercuter au niveau sous-chondral de deux façons : soit par une microfracture immédiate, soit par une nécrose très localisée et retardée. L’IRM est un excellent moyen de dépister ces lésions (Fig. 12a, 12b et 12c).

Figure 12a, 12b, 12c – Traumatisme direct de hanche gauche chez un homme de 30 ans. La radiographie initiale (non reproduite) est normale. Devant la persistance des douleurs une IRM est réalisée (12a et 12b), montrant un hypersignal global de l’extrémité proximale fémorale entourant une zone d’hyposignal arciforme sous-chondral. La radiographie à 3 mois (12c) met en évidence une impaction céphalique compliquée d’un pincement de l’interligne supérieur à 50%.

Lésion tendineuse

Elle peut entraîner un arrachement de son insertion osseuse, réalisant des images très spécifiques selon le muscle concerné (Fig. 13).

Figure 13 – Arrachement de l’insertion osseuse du tendon réfléchi du muscle droit fémoral, chez un footballeur de 24 ans.

E – Surmenage sportif de la hanche

L’utilisation intensive de la coxo-fémorale (cyclisme, fond) entraîne peu de dégradation mécanique dans la mesure où les amplitudes utiles sont inférieures aux limites physiologiques de l’articulation. Cela témoigne de la performance d’un système biomécanique complexe décrit plus haut. La “douleur de hanche” du marathonien doit plutôt faire craindre une fracture de fatigue du sacrum, du cotyle ou du col fémoral

F – Imagerie du dysfonctionnement mécanique

Nous rappelons ici quelques images visibles sur de simples radiographies et qui témoignent d’un mécanisme spécifique de dégradation mécanique. Ces syndromes radiologiques sont particulièrement pertinents dans la pathologie du conflit.

• La présence d’une proéminence céphalique en regard d’une micro-ossification du labrum acétabulaire est un signe de conflit fémoro-acétabulaire (Fig. 14).

Figure 14 – Syndrome radiologique typique de conflit de hanche. Trouble de rotondité de la tête fémorale avec proéminence (1) et micro-ossification du labrum en regard (2).

• La présence d’un signe du croisement (interprété impérativement sur une radiographie du bassin debout de face), associé à une géode cervicale à la jonction tête-col est un autre signe typique de conflit fémoro-acétabulaire (Fig. 15a, 15b et 15c).

Figures 15a, 15b et 15c – Autre syndrome typique de conflit de hanche. Signe du croisement entre les parois antérieures et postérieures des deux cotyles, associé à des géodes cervicales de Pitt (p). L’IRM (15c) confirme la nature des géodes.

• Les troubles de la rotondité céphalique sont mal mis en évidence par le faux profil de Lequesne. Il faut demander les profils spécifiques de type chirurgical, ou Dunn ou encore Ducroquet (Fig. 16). Une reconstruction 3D scanner peut être utile également pour localiser la “bosse” cervicale.

Figure 16 – Profils des hanches spécifiques de la mise en évidence de trouble de la jonction tête-col. Il s’agit ici d’une incidence de Ducroquet, mais il faut savoir multiplier les profils pour ne pas méconnaître un trouble de sphéricité dont la localisation n’est jamais prévisible. En regard du méplat fémoral, une condensation cotyloïdienne typique.

Dr Alexis Nogier et Dr Thierry Boyer