L'analyse morpho-fonctionnelle précise de l'épaule, notamment au niveau de l'articulation glénohumérale (GH), permettrait d'améliorer notre compréhension des dysfonctions de l'épaule associées aux ruptures de la coiffe des rotateurs. Cependant, des difficultés techniques compliquent l'analyse de la morphologie et du mouvement de l'épaule dans un contexte clinique. Dans le cadre de la présente thèse, une méthode d'analyse 3D des translations GH basée sur l'acquisition de séquences de radiographies biplanes sous EOS™ a été développée. Une étude pilote sur 10 sujets sains a d'abord permis de vérifier la facilité d'application d'un protocole d'acquisition des images et d'évaluer la répétabilité de l'identification des repères anatomiques de l'épaule sur les radiographies. La méthode proposée en dernier lieu permet, suite à l'acquisition de radiographies, de reconstruire un modèle personnalisé morpho-réaliste de la scapula et un modèle simplifié de l'humérus. Ces modèles sont ensuite recalés interactivement sur les images acquises à différentes positions du bras et utilisés pour décrire les translations GH à ces positions. La méthode a été validée en termes de précision et de répétabilité sur des images acquises d'épaules cadavériques et de patients ayant des ruptures de la coiffe des rotateurs. La dernière partie du travail présenté ici consiste à appliquer la méthode développée à 30 sujets (25 patients et 5 sujets sains) pour lesquels l'état de la coiffe des rotateurs et la fonction de l'épaule ont été évalués, puis à étudier les corrélations entre les translations GH et la fonction de l'épaule.

L'analyse morpho-fonctionnelle précise de l'épaule, notamment au niveau de l'articulation glénohumérale (GH), permettrait d'améliorer notre compréhension des dysfonctions de l'épaule associées aux ruptures de la coiffe des rotateurs. Cependant, des difficultés techniques compliquent l'analyse de la morphologie et du mouvement de l'épaule dans un contexte clinique. Dans le cadre de la présente thèse, une méthode d'analyse 3D des translations GH basée sur l'acquisition de séquences de radiographies biplanes sous EOS™ a été développée. Une étude pilote sur 10 sujets sains a d'abord permis de vérifier la facilité d'application d'un protocole d'acquisition des images et d'évaluer la répétabilité de l'identification des repères anatomiques de l'épaule sur les radiographies. La méthode proposée en dernier lieu permet, suite à l'acquisition de radiographies, de reconstruire un modèle personnalisé morpho-réaliste de la scapula et un modèle simplifié de l'humérus. Ces modèles sont ensuite recalés interactivement sur les images acquises à différentes positions du bras et utilisés pour décrire les translations GH à ces positions. La méthode a été validée en termes de précision et de répétabilité sur des images acquises d'épaules cadavériques et de patients ayant des ruptures de la coiffe des rotateurs. La dernière partie du travail présenté ici consiste à appliquer la méthode développée à 30 sujets (25 patients et 5 sujets sains) pour lesquels l'état de la coiffe des rotateurs et la fonction de l'épaule ont été évalués, puis à étudier les corrélations entre les translations GH et la fonction de l'épaule. / Precise morpho-functional analysis of the shoulder, including of the glenohumeral (GH) joint, would allow improving our understanding of shoulder dysfunction associated to rotator cuff tears. However, technical difficulties make analysis of shoulder morphology and motion difficult in a clinical setting. The work carried out during this thesis allowed developing a method for 3D analysis of GH translations relying on the acquisition of sequences of biplanar radiographs with the EOS™ system. A pilot study carried out on 10 healthy subjects allowed verifying the ease of application of an image acquisition protocol and evaluating the repeatability of shoulder landmark identification on the radiographs. The final proposed method allows, following the acquisition of radiographs, obtaining a personalized morphologically realistic reconstruction of the scapula and a simplified model of the humerus. These models are then interactively registered to the images acquired at different arm positions and used to describe GH translations for these positions. The proposed method was validated in terms of precision and repeatability on images acquired of cadaveric shoulders and of patients with rotator cuff tears. The last part of the work presented here consists in applying the developed method to 30 subjects (25 patients and 5 asymptomatic subjects) for whom rotator cuff condition and shoulder function were assessed, and to study correlations between GH translations and shoulder function.

Cette thèse s’est d’abord voulue pratique. La chirurgie de l’épaule est en pleine expansion avec le vieillissement croissant de la population et la pratique de plus en plus généralisée du sport. L’épaule est une articulation complexe. Paradoxalement les progrès techniques en chirurgie sont sans cesse grandissants et renouvelés tandis que l’on tientpour acquis des données anatomiques démontrées il y a longtemps et rapportées jusqu’à nos jours. Nous avons voulu confronter l’anatomie avec les techniques diagnostiques actuelles et voir si cela pouvait avoir un impact sur les pratiques chirurgicales. Nous avons également voulu voir si certaines complications chirurgicales pouvaient s’expliquer par des données anatomiques. Ce qui a orienté nos recherches sont les principaux problèmes actuels en pathologie de l’épaule c’est-à-dire la coiffe des rotateurs et le syndrome sous-acromial. Les observations lors des nombreuses dissections de l’épaule nous ont conduit à ces réflexions : comment la glène est-elle vascularisée?, pourquoi est-elle si fragile?, que se passe-t- il dans l’espace sous acromial?, quelle est l’utilité du ligament coraco-acromial?, quels sont ses rapports avec lesuprapinatus?, pourquoi l’insertion du supraspinatus est-elle fragile et difficile à reconstituer ?, la qualité osseuse de la tête humérale a-t-elle un impact sur la géographie des fractures, les échecs des ostéosynthèses, les descellements prothétiques?, qu’est ce que la chape delto-trapézoidienne? Autant de questions que nous nous sommes posées endisséquant cette articulation très complexe qui est l’épaule. Par ailleurs, l’anatomie classique peut maintenant secompléter non seulement de l’histologie, mais aussi de techniques radiologiques modernes comme l’IRM l, le microCT, le synchrotron, la reconstruction 3D, la modélisation en éléments finis. / I would like to make a practical thesis. Shoulder surgery is growing and growing as the population is ageing and people is doing more and more sports activities. A lot of technical progress were done but there are still a lot of surgical complications. On the other way some very old anatomical ideas are still alive. I want to see with the actual knowledge, if some surgical complications could be explained by anatomy. Subacromial pathology and bone quality remain the two mainproblems of shoulder surgery and pathology. That’s what had suggested to me this study about the shoulder. I was supposed to analyze glenoid bone first .The aim was to know more about arterial supply of glenoid. That was my firststudy (article 1). Then, I was interested in glenoid bone quality. And the second study had appeared. (article 2). During the shoulder dissection, I was looking for the fascia delto-trapezoidal which I didn’t found as described in books. It was my third study. (article 3). Going on I found the coraco-acromial ligament and I was surprised to see the constant portion under the acromial process. And that gave me the idea for the fourth study. (article 4).As I had discovered the very interesting technique of micro-Ct densitometry, I would like to apply it to the humeral head bone. There was the fifth study. (article 5)But, I want to know more and more about bone quality and I went on with the greater tuberosity and especially the area ofsupraspinatus insertion. The insertion and the sub-chondral bone were analyzed. There’s the last but not least study!(article 6). I was really interested in supraspinatus muscle and tendon and I want to follow the course of the muscle as the zone of conflict. I was the subject of study in life as I went through RMI . The muscle was reconstructed as finite element. Then it was possible to describe the zone of conflict with the supraspinatus. Here’s the seventh article. (article 7)