Variation Anatomique du Plexus Brachial et ses Conséquences Cliniques

INTRODUCTION

Le plexus brachial (PB) comprend un réseau nerveux dont la fonction est de pourvoir l’innervation motrice, sensorielle et sympathique du membre supérieur. En 1884 Halstead fut le premier à utiliser la cocaïne pour anesthésier le PB¹. Le succès de l’anesthésie du PB dépend d’une connaissance approfondie de l’anatomie et des variations du plexus brachial. Comme le disait Alon Winnie, un anesthésiste renommé, l’anesthésie locorégionale est “un exercice d’anatomie pratique” Dans ce tutoriel, l’anatomie classique du PB sera décrite. Les variations anatomiques seront ensuite examinées avec discussion des conséquences cliniques.

DEVELOPPEMENT EMBRYOLOGIQUE

Durant la quatrième semaine du développement embryologique, la première différentiation du mésenchyme a lieu. Les bourgeons des nerfs dorsaux se terminent à l’extrémité inferieure de l’humérus dans la gaine des bourgeons des muscles du bras en formation. A partir du 32^ème jour, les extensions des nerfs de C5-T1 sont formées et le 33^ème jour, les nerfs fusionnent et forment le PB. Entre le 39^ème et 40^ème jour, les nerfs médian, radial et cubital atteignent le niveau de la main. La configuration et l’orientation du PB de l’adulte sont observées le 49^eme and 50^eme jour.

ANATOMIE CLASSIQUE DU PLEXUS BRACHIAL

L’origine du PB émerge du foramen intervertébral dans la portion cervicale inférieure sous la forme de cinq racines: il est formé par les cinq branches antérieures des quatre nerfs cervicaux C5-8 and du premier dorsal T1 (Figure 1).^2,3,4 Près du bord médial du muscle scalène moyen, les rameaux C5 et C6 s’unissent pour former le tronc supérieur, le rameau C7 forme le tronc moyen et les rameaux C8 et T1 s’anastomosent pour former le tronc inférieur. Les racines et troncs passent à travers le sillon interscalène un repère anatomique palpable situé entre les muscles scalènes antérieur et moyen (Figure 2).³

Figure 1. Schéma du plexus brachial d’après Gray, extrait de Wikipédia.

Figure 2. Dissection de cadavre qui montre le brachial plexus en jaune qui passe derrière le muscle scalène antérieur. L’artère et la veine sous-clavière sont indiquées en rouge et bleu respectivement. D’après Grant SA, David BA. Ultrasound guided regional anesthesia. 2^nd edn. New York: Oxford University Press, 2016. Copyright © 2016 by Oxford University Press. By permission of Oxford University Press, USA. This image is not covered by the terms of the Creative Commons license of this publication. For permission to reuse, please contact the rights holder.

Quand les troncs passent en arrière de la clavicule, chaque tronc se divise en une branche antérieure (flexion) et postérieure (extension) au niveau du bord latéral de la première côte. Ces divisions se réunissent ensuite en faisceaux, qui sont définis en fonction de leur relation avec la deuxième portion de l’artère axillaire³ . Le faisceau latéral est formé par les divisions antérieures du tronc moyen et supérieur, le faisceau moyen est formé par la division antérieure du tronc inférieur et le faisceau postérieur est formé par les divisions postérieures des trois troncs. Sur le plan fonctionnel, le faisceau latéral est le faisceau des muscles de la flexion, le faisceau moyen est le faisceau des fléchisseurs distaux de l’avant-bras, du poignet et de la main et le faisceau postérieur innerve tous les muscles extenseurs du membre supérieur.

Dans la partie inférieure de l’aisselle, les faisceaux se divisent et donnent les 5 branches terminales du plexus. Le faisceau latéral donne le nerf musculocutané (C5-7) ainsi que la branche latérale du nerf médian, le faisceau médial se divise pour donner le nerf ulnaire (C8-T1) et la branche médiale du nerf médian. Le nerf médian (C5-T1) est ainsi formé à la fois par le faisceau latéral et le faisceau moyen. Enfin, le faisceau postérieur se divise pour former le nerf axillaire (C5-6) et le nerf radial (C6-T1)^2,4. Dans la partie inférieure de l’aisselle, l’artère axillaire se trouve dans une position caractéristique par rapport aux branches terminales du PB, antérieure au nerf radial, postéro-médiale au nerf médian et postéro-latérale au nerf ulnaire³.

BRANCHES DU PLEXUS BRACHIAL

Au-dessus de la clavicule, les branches du PB sont le nerf scapulaire dorsal (C5), le nerf suprascapulaire (C5-6), le nerf du sous clavier (C5-6), le nerf thoracique long (C5-7), et les branches des muscles longs du cou et des muscles scalènes (C5-8). Les branches terminales des faisceaux comprennent le nerf pectoral latéral (C5-7) du faisceau latéral; le nerf pectoral médial (C8-T1), le nerf cutané médial de l’avant-bras (C8-T1), le nerf cutané médial du bras (C8-T1), et le nerf subscapulaire supérieur et inférieur (C5-6) du faisceau médial; et le nerf thoraco-dorsal (C5-7) du faisceau postérieur (Figure 3).⁴

Figure 3. Innervation des branches terminales du plexus brachial

GAINE DU PLEXUS BRACHIAL: VRAI OU FAUX?

Bien que le plexus brachial soit bien défini, l’architecture des tissus qui l’entourent n’est pas entièrement comprise³. Un doute persiste quant à l’existence d’une gaine fibreuse ou d’un tunnel anatomique rigide autour du plexus brachial. Plusieurs études ont démontré des résultats contradictoires. Dans une de ces études, une tomographie axiale calculée par ordinateur fut utilisée pour comparer la distribution d’un moyen de contraste entre le nerf sciatique et le PB grâce à une injection dans le nerf sciatique (où l’absence de gaine fibreuse est en général acceptée).⁵ On n’a trouvé aucune différence dans la distribution du produit de contraste ce qui suggère que le PB se situe entre les structures anatomiques rigides qui forment les bordures anatomiques de l’aisselle: la clavicule, l’omoplate, la cage thoracique et l’humérus. Une autre étude n’a montré aucune évidence d’une gaine significative dans les coupes de cytomicrotome de la région supra-claviculaire³ .
D’un autre côté, en accord avec les résultats d’autres études^6,7 ,des dissections systématiques de cadavres ont montré une gaine fibreuse autour du tronc neuro-vasculaire du PB qui était visible a l’oeil nu dans chaque dissection⁸ .La gaine avait 1 à 2 millimètres d’épaisseur, se prolongeant du cou jusqu’à l’extrémité de l’aisselle et était remplie de tissu conjonctif lâche et de tissu graisseux en quantité variable. L’injection de solution saline a entraîné l’expansion de la gaine qui a résisté jusqu’ à ce que la gaine ait été incisée.

Que ce soit une gaine fibreuse ou un tunnel axillaire plus rigide, tous les deux sont compatibles avec l’observation clinique que l’anesthésie locale a plus de chance de se répandre longitudinalement que de façon transversale. La comparaison d’injections dans le plexus ou autour du plexus pour l’anesthésie régionale interscalènes ne montre aucune différence dans le début du bloc ou sa qualité.⁹ Si la gaine du PB devait exister, cela pourrait s’expliquer par une diffusion rapide de l’anesthésique local. Dans la région supra-claviculaire, on peut remarquer une structure hyper-échogène à l’échographie que certains auteurs pensent être la gaine du PB. L’injection d’anesthésique local au-delà de cette gaine a entraîné un début d’anesthésie chirurgicale plus rapide et une durée de l’analgésie post-opératoire plus longue que l’injection superficielle¹⁰.

VARIATION ANATOMIQUE DU PLEXUS BRACHIAL

Les variations anatomiques de la configuration du PB sont dues à la formation anormale des troncs, divisions et faisceaux et peuvent s’expliquer par la croissance des cônes neuronaux¹¹ .Le guidage des axones en formation est coordonné et contrôlé par l’expression de chimio attirants et de chimio répulsifs. N’importe quel changement dans le signal entre les cellules mésenchymateuses et les cônes de croissance neuronaux ou les facteurs circulatoires au moment du développement du PB peut conduire à des variations significatives.

La dissection de cadavres a démontré sept dispositions principales du PB, aucune ne représentant plus de 57% des cas (Figure 4).¹² Des variations intra-individuelles existent également et des asymétries anatomiques droites et gauches ont été trouvées dans 61% des cadavres ce qui correspond aux résultats cliniques.

Figure 4. Description des sept configurations principales du plexus brachial.

PLEXUS PRÉFIXÉ (HAUT SITUÉ) ET POSTFIXÉ (BAS SITUÉ)

Dans une étude cadavérique, 17.5% des PBs examinés étaient préfixés avec pour racine supérieure C4 plutôt que C5 et un plexus plus céphalique que normal (Figure 5).¹³ Les PBs postfixés sont plus rares et on été trouvés dans 7.5% des cadavres. Dans un PB postfixé, la racine inférieure du plexus est T2 plutôt que T1 et le plexus se trouve plus caudal que normal (Figure 6). Une telle variation anatomique pourrait être importante en pratique car un changement en longueur du PB peut entrainer une innervation motrice et/ou sensorielle aberrante du membre supérieur¹⁴. A noter cependant qu’il n’est pas possible d’identifier à l’échographie ni le PB postfixé ni le BP préfixé et que même si ces variations étaient reconnues, on ne sait pas si la technique du bloc interscalène devrait être modifié ou pas du tout. En résumé, on ne sait pas si cela influence de façon significative le succès de l’anesthésie locorégionale du membre supérieur.

Figure 5. Dissection cadavérique montrant un PB préfixé à partir des branches ventrales de C4 a T1. D’après Guday E, Bekele A, Muche A. Anatomical study of prefixed versus postfixed brachial plexuses in adult human cadaver. ANZ J Surg 2016 Apr 12; doi: 10.1111/ans.13534 [ePub ahead of print]. Copyright © 2016 by John Wiley & Sons, Inc. Reprinted by permission of John Wiley & Sons, Inc. This image is not covered by the terms of the Creative Commons license of this publication. For permission to reuse, please contact the rights holder.
UT=Tronc supérieur; MT= tronc moyen; LT= tronc inferieur; PC= Faisceau postérieur; LC=-Faisceaux latéral; MC= faisceau médial

Figure 6. Dissection cadavérique montrant un brachial plexus postfixé à partir des branches ventrales de C5 à T2. From Guday E, Bekele A, Muche A. Anatomical study of prefixed versus postfixed brachial plexuses in adult human cadaver. ANZ J Surg 2016 Apr 12; doi: 10.1111/ans.13534 [ePub ahead of print]. Copyright © 2016 by John Wiley & Sons, Inc. Reprinted by permission of John Wiley & Sons, Inc. This image is not covered by the terms of the Creative Commons license of this publication. For permission to reuse, please contact the rights holder.

VARIATION AU NIVEAU DES TRONCS

L’incidence des variations à ce niveau est entre 13-35%. Les branches ventrales de C5 et C6 et le tronc supérieur se trouvent habituellement dans le sillon interscalène mais parfois peuvent transpercer le muscle scalène antérieur ou passer en avant de celui-ci (25%) ^2,15. Le tronc inférieur n’est pas présent (9% des cas) ce qui est plus fréquent que l’absence du tronc supérieur (1%) (Figure 7). Si un stimulateur nerveux est utilisé pour localiser le PB au niveau interscalène, on considère habituellement que la stimulation du nerf phrénique représente une orientation trop antérieure de l’aiguille. Un nerf phrénique accessoire est présent chez 75% des individus et suit le nerf du muscle sous-clavier¹⁵ . La stimulation de ce nerf phrénique accessoire pourrait entrainer une interprétation erronée de l’anatomie locale par le clinicien. Une autre variation décrite qui peut avoir des conséquences similaires est celle du nerf phrénique émergeant entièrement du PB.

Figure 7. Dissection cadavérique avec un brachial plexus à deux troncs. Le tronc supérieur (UT) est formé par des branches ventrales de C5 et C6 et le tronc inférieur (LT) par la branche antérieure de C7 àT1. Le tronc supérieur émerge du muscle scalène antérieur (AS) et le tronc inferieur passe dans le sillon interscalène entre les muscles scalènes antérieur et moyen.

La stimulation du nerf ne permet pas aux cliniciens de prendre en compte et de s’adapter à la présence de variations anatomiques. D’un autre côté, l’échographie facilite la visualisation en direct, la reconnaissance des variations anatomiques et la modification de la technique du bloc en fonction de la variation anatomique visualisé. Dans le cas oùl’on trouve que tous les racines nerveuses et les troncs ne passent pas entre le muscle scalène antérieur et moyen à l’échographie, le bloc interscalènique peut-être accompli avec réussite en injectant l’anesthésique dans le sillon interscalène ainsi qu’autour des différentes racines. Pour le bloc supraclaviculaire du PB avec guidage échographique, on a constaté que le tronc supérieur était localisé de façon médiale par rapport à l’artère sous-clavière, par contre les troncs moyens et inférieur étaient dans leur position habituelle c’est-à-dire latéral par rapport à l’artère.¹⁶ Une fois reconnue, la technique fut modifié en faisant deux injections, une médiale et l’autre latérale à l’artère sous-clavière entraînant un bloc moteur et sensoriel complet dans les dermatomes and myotomes correspondants.

VARIATION AU NIVEAU DES DIVISIONS

A ce niveau les variations anatomiques repréesentent 33.6% du total étudié, dont 85% associées avec une division antérieure du tronc moyen (DATM).¹ La DATM variante 1 est la plus fréquente (15%) et comprend un branchement supplémentaire de la DATM avec la racine médiale du nerf médian. La DATM peut se rattacher avec le faisceau moyen, latéral ou les deux racines du nerf médian, ou bien peut donner la racine latérale du nerf médian sans branchement sur le faisceau latéral qui est alors formé seulement par la division antérieure du tronc supérieur.

VARIATIONS AU NIVEAU DES FAISCEAUX

On a remarqué plusieurs variations dans la formation des faisceaux du PB. Le branche ventrale de T1 peut ne pas contribuer au faisceau postérieur et peut fournir la seule branche du faisceau médial.¹⁵ Il n’est pas rare que le faisceau postérieur ne se forme pas, dans ce cas là, les divisions postérieures divergent pour donner directement les branches et nerfs terminaux. Une paire de faisceaux, un petit et un grand, peut remplacer le schéma habituel de trois faisceaux. Des cas de formation d’un seul faisceau ont été publiés. Une variation importante a aussi été décrite à l’origine des branches du PB. (Figure 8).¹⁷

Figure 8. Variations anatomiques à l’origine des branches du plexus brachial. Adapted from Fazan VPS, Amadeu ADS, Caleffi AL, Filho OAR. Brachial plexus variations in its formation and main branches. Acta Cir Bras 2003; 18: 14-8. This content is covered by the terms of a Creative Commons Attribution License which can be found at: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.en.

Normalement, les trois faisceaux du PB entourent l’artère axillaire mais, dans certains cas, tous ces faisceaux peuvent se trouver en position latérale par rapport à l’artère axillaire. Cliniquement, si cette variant anatomique est vue avant le bloc infraclaviculaire, l’anesthésiste pourrait positionner l’aiguille de façon latérale par rapport à l’artère axillaire et éviter l’artère.

VARIANTES AU NIVEAU DE L’AISSELLE

Le PB présente un rapport constant avec certains vaisseaux qui peut s’expliquer d’un point de vue embryologique.¹⁸ Par exemple, on considère habituellement que l’artère axillaire, est le prolongement de la septième branche intersegmentaire de l’aorte dorsale. Cependant si elle est issue de la sixième, huitième ou neuvième branche intersegmentaire de l’aorte dorsale, comme cela peut arriver, la relation entre l’artère axillaire et le PB est modifiée de façon correspondante.

Dans une étude échographique qui évaluait la position des nerfs médian, cubital, radial et musculocutané autour de l’artère axillaire, dix positions différentes de ces quatre nerfs ont été identifiés (Figures 9 and 10).¹⁹ Dans tous les cas, les quatre nerfs ont été trouvés dans le sens des aiguilles d’une montre (médian, cubital, radial and musculocutané) autour de l’artère axillaire. L’image anatomique classique était présente dans seulement 64,7% des cas. Une artère axillaire accessoire, longeant parallèlement l’artère axillaire, fut observée chez 2,6% patients.

Classiquement, le nerf musculocutané est décrit situé dans le muscle coracobrachial ou entre le muscle coracobrachial et le biceps au niveau du bloc axillaire. L’échographie a été utilisée pour démontrer qu’en réalité, le nerf musculocutané est dans une position atypique dans 22% des blocs axillaires.²⁰ Il peut se trouver près de l’artère axillaire ou plus fréquemment se joint au nerf médian. S’il est joint au nerf médian, il peut le suivre distalement sur une distance variable avant de s’en séparer. En particulier, dans les dissections cadavériques, le nerf musculocutané peut être absent dans 8% des cas ; dans ce cas, l’innervation du biceps et du brachial est fournie par les branches du nerf médian. Une seule veine axillaire fut observée chez 42% des patients, deux veines chez 38%, trois veines chez 18% and quatre veines chez 2%.

Dans ces deux études échographiques, l’incidence des variations anatomiques était différente par rapport à celles décrites précédemment à partir des résultats des dissections anatomiques.^19,20 Ces différences peuvent être causées par l’élimination de tissue graisseux, la rigidité musculaire, l’aplatissement des vaisseaux ou la position du bras dans les dissections anatomiques bien que, dans les études échographiques les nerfs bougent les uns sur les autre si l’on exerce une pression légère ou modérée avec la sonde.

La technique du bloc axillaire doit être modifiée pour satisfaire ces possibles variations anatomiques. Les nerfs autour de l’artère axillaire peuvent être suivis individuellement avec l’échographie sur leur trajet distal à partir de l’aisselle pour confirmer leur nature, leur identité et leur relation. Dans le cas où le muscle musculocutané ne se trouve pas dans sa position habituelle, l’échoguidage peut être utilisé pour localiser le nerf aberrant de façon à le bloquer individuellement dans sa nouvelle position. De plus, au cas où le muscle musculocutané fusionne avec le nerf médian, il n’y a probablement pas besoin d’ajouter une injection d’anesthétique local puisque le nerf ciblé (le musculocutané) fait partie de la même structure que les autres nerfs importants pour le bloc axillaire.

Figure 9. Schéma de la configuration la plus commune des quatre nerfs du plexus brachial (M, nerf médian; U, nerf ulnaire; R, nerf radial; MC, nerf musculocutané autour de l’artère axillaire (AA). La fréquence de cette configuration est donnée en pourcentage. J.-L. Christophe, et al. Assessment of topographic brachial plexus nerves variations at the axilla using ultrasonography. Br J Anaesth 2009; 103 (4): 606-612. doi: 10.1093/bja/aep207. Reproduced with permission of Oxford University Press on behalf of The British Journal of Anaesthesia Ltd. All rights reserved. This image is not covered by the terms of the Creative Commons licence of this publication. For permissions, please contact journals.permissions@oup.com.

Figure 10. Dessins schématiques des configurations les moins fréquentes des quatre nerfs du plexus brachial (M, nerf médian; U, ulnaire; R, radial; MC, musculocutané) autour de l’artère axillaire (AA). La fréquence de cette configuration est donnée in pourcentage. J.-L. Christophe, et al. Assessment of topographic brachial plexus nerves variations at the axilla using ultrasonography. Br J Anaesth 2009; 103 (4): 606-612. doi: 10.1093/bja/aep207. Reproduced with permission of Oxford University Press on behalf of The British Journal of Anaesthesia Ltd. All rights reserved. This image is not covered by the terms of the Creative Commons licence of this publication. For permissions, please contact journals.permissions@oup.com