Humérus

Os du membre supérieur du corps humain

L'humérus est un os pair et asymétrique du membre supérieur humain. Il constitue le squelette du bras. C'est un os long, donc constitué d'une diaphyse et de deux épiphyses qui s'articulent en haut avec l'omoplate, en bas avec les deux os de l'avant-bras.

Situation de l'humérus (en rouge).

Il apparait dans la nageoire pectorale de poissons du dévonien, il y a près de 400 millions d'années, et il est présent chez tous les tétrapodes terrestres ultérieurs.

SituationModifier

 
Humérus gauche en vue antérieure.
1 : tête de l'humérus
2 : sillon intertuberculaire
3 : tubercule majeur (trochiter)
4 : tubercule mineur (trochin)
5 : crête du tubercule mineur
6 : crête du tubercule majeur
7 : tubérosité deltoïdienne
8 : crête supracondylaire latérale
9 : fosse radiale
10 : épicondyle latéral
11 : capitulum (condyle)
12 : trochlée de l'humérus
13 : épicondyle médial
14 : crête supracondylaire médiale
15 : fosse coronoïde.
 
Col anatomique et col chirurgical de la tête de l'humérus.

L'humérus s’articule :

  • en haut, en dedans et en arrière avec la cavité glénoïdale de l'omoplate (scapula) par sa tête ;
  • en bas avec les os de l'avant-bras par l’intermédiaire de la palette humérale, en dehors avec le radius par le capitulum huméral, et en dedans avec l’ulna par la trochlée humérale.

AnatomieModifier

Corps ou diaphyseModifier

Le corps ou diaphyse est à peu-près rectiligne mais tordu sur son axe dans son tiers moyen. Dans son tiers supérieur, il est irrégulièrement cylindrique et dans son tiers inférieur prismatique triangulaire. On lui décrit trois faces et trois bords.

FacesModifier

La face externe ou antéro-latérale regarde en dehors et un peu en avant, surtout dans sa partie inférieure. La face interne ou antéro-médiale regarde en dedans et en avant.

La face postérieure est divisée en deux parties, croisée obliquement par la gouttière radiale, sillon osseux large et peu profond où passent le nerf radial et les vaisseaux huméraux profonds[1].

BordsModifier

À sa face antérieure, la diaphyse est marquée de deux crêtes qui prolongent les deux tubercules de l'extrémité supérieure, délimitant le sillon intertuberculaire (ou gouttière intertubérositaire ou coulisse bicipitale). La crête du tubercule majeur (crête sous-trochitérienne) se prolonge le long de la diaphyse pour former son bord antérieur. La crête du tubercule mineur (crête sous-trochinienne) est postérieure ou interne[1].

Le bord antérieur est rugueux dans sa moitié supérieure et mousse dans sa moitié inférieure, il se bifurque en bas pour délimiter la fossette coronoïdienne ou cavité coronoïde[1],[2].

Le bord externe est peu distinct en haut , interrompu par la gouttière radiale, et saillant en bas. Sur ce bord s'insère la cloison intermusculaire externe.

Le bord interne est effacé en haut et saillant en bas. Il donne insertion à la cloison intermusculaire interne[1].

Extrémité supérieureModifier

L'extrémité ou épiphyse supérieure présente trois saillies, l'une interne et articulaire la tête de l'humérus délimitée par le col anatomique, les deux autres sont non articulaires : le trochiter et le trochin situées en dehors et en avant de la précédente. Cette extrémité supérieure est séparée de la diaphyse humérale par le col chirurgical.

Le col anatomique est un sillon circulaire qui sépare la tête humérale du trochiter et du trochin. Son pourtour présente une échancrure qui empiète sur la surface articulaire, et qui est appelée empreinte d'insertion sus-trochinienne du ligament gléno-huméral supérieur[1].

Le col chirurgical n'a pas de réalité anatomique, c'est un concept d'origine chirurgicale qui sert à systématiser des lésions de cette partie de l'humérus[1], placée immédiatement au-dessous du trochiter et du trochin[2].

La tête de l'humérus représente environ le tiers d'une sphère de 30 mm de rayon qui s'articule avec la cavité glénoïde de l'omoplate. En position anatomique, l'angle cervico-diaphysaire est d'environ 130°[2],[1] et l'angle de la tête par rapport à l’horizontale de 45° environ.

Le trochiter et le trochin sont eux-mêmes séparés l'un de l'autre par une gouttière dite coulisse bicipitale où passent le tendon du chef long du biceps et une branche de l'artère circonflexe antérieure.

Extrémité inférieureModifier

L'extrémité ou épiphyse inférieure, encore appelée palette humérale, est aplatie d'avant en arrière. Son diamètre transversal est environ trois fois plus grand que son diamètre antéro-postérieur. Elle est recourbée en avant, de telle sorte qu'elle est déjetée par rapport à l'axe du corps ou diaphyse de l'humérus[1], selon un angle de 30 à 45° vers l'avant.

La palette humérale comporte une surface articulaire à sa partie moyenne qui s'articule avec les deux os de l'avant-bras, et deux apophyses latérales l'épitrochlée (condyle interne ou médial) et l'épicondyle (condyle externe ou latéral) où s'insèrent des muscles.

Surface articulaireModifier

La surface articulaire est continue et irrégulière où l'on distingue :

 
Fossette olécranienne surmontant la trochlée (vue postérieure de l'extrémité inférieure de l'humérus).
  • la trochlée humérale en forme de poulie formant les trois quarts d'un cercle et dont la gorge décrit un arc d'hélice. Elle s'articule avec la cavité articulaire du cubitus. Elle est surmontée en avant par la cavité ou fossette coronoïdienne ou fossette sus-trochléenne, destinée à recevoir l’apophyse coronoïde du cubitus dans le mouvement de flexion de l'avant-bras sur le bras ; et en arrière par une cavité ou fossette olécranienne, beaucoup plus profonde que la précédente, et où vient se loger l'extrémité libre de l'olécrâne dans le mouvement d'extension de l'avant-bras sur le bras[1]. Les deux fossettes olécranienne et coronoïdienne sont séparées l’une de l’autre par une cloison osseuse fort mince, transparente, quelquefois remplacée à son centre par une lame fibreuse[2] ;
  • le condyle de l'humérus ou capitulum est une éminence arrondie lisse qui s'articule avec la cupule ou tête du radius. Il est surmonté d'une dépression dite fossette radiale ou sus-condylienne, destinée à recevoir la cupule radiale dans la flexion de l'avant-bras ;
  • la gouttière condylo-trochléenne est située entre la trochlée et le condyle[1].

Apophyses latéralesModifier

L'épitrochlée (condyle interne ou médial), au-dessus et en dedans de la trochlée, est saillante et rugueuse en donnant insertion aux muscles épitrochléens. Sa face postérieure est lisse, souvent en gouttière verticale où passe le nerf cubital[1].

L'épicondyle (condyle externe ou latéral), au-dessus et en dehors du condyle huméral, est moins saillante que la précédente en donnant insertion aux muscles épicondyliens : l'anconé, et le tendon commun de plusieurs muscles (le deuxième radial externe, l’extenseur commun des doigts, l’extenseur propre du petit doigt, le cubital postérieur et le court supinateur)[2].

Il existe parfois une apophyse sus-épitrochléenne située au-dessus de l'épitrochlée.

Torsion de l'humérusModifier

Le corps de l'humérus est tordu sur son axe. La gouttière radiale du corps de l'humérus est dite parfois gouttière de torsion (en anglais « spiral groove »)[3].

L'angle de torsion humérale peut se définir comme l'angle formé par les deux axes articulaires des deux extrémités de l'humérus. Les valeurs peuvent varier selon les méthodes de mesure, les repères choisis, les directions de référence, et selon les sujets mesurés (âge, sexe...)[4],[5].

L'angle de torsion humérale est en moyenne de 64° ± 7,5°[6], mais d'un point de vue clinique, on parle plutôt de l'angle de rétroversion qui lui est complémentaire[7]. Ainsi l'angle de rétroversion de la tête humérale est d'environ 20° à 30° par rapport à la palette humérale (par exemple, selon une méthode standard 31° ± 12[4]).

Structure interneModifier

Le corps de l'humérus est un cylindre d'os cortical qui entoure le canal médullaire. Cette gaine reste épaisse vers l'extrémité inférieure de l'humérus, contrairement à la règle générale qui veut que l'os cortical s'amincit vers les extrémités d'un os long. Ceci s'explique parce que cette partie de l'humérus est incurvée en supportant des pressions longitudinales[1] (mouvements de flexion-extension du coude, et pronation-supination de l'avant-bras).

Les épiphyses sont principalement constituées d'os spongieux organisé en travées principales qui se croisent en décrivant des arcades ogivales[1].

OssificationModifier

Les centres de pré-ossification du futur humérus apparaissent dès le premier mois de vie fœtale, lors de la formation des membres supérieurs[8]. Au 33e jour, il est possible de distinguer les régions de l'épaule, du bras, de l'avant-bras et de la main[9]. Ces centres de pré-ossification se constituent à partir de chondrocytes rassemblés en foyers de quelques millimètres, notamment au niveau de la tête humérale et du trochiter. Ils sont remplacés par du tissu ostéoïde[8].

 
Ossification de l'humérus au cours de la croissance (naissance, vers 5 ans, vers 12 ans, vers 16 ans).

L'humérus osseux proprement dit se développe par huit points d'ossification : un point primitif pour la diaphyse, qui apparait vers le 40e jour de la vie fœtale, et sept points secondaires (trois pour l'extrémité supérieure et quatre pour l'extrémité inférieure) qui apparaissent après la naissance[1].

Les âges d'apparition (selon radio standard, avec l'IRM la détection est plus précoce) sont :

  • extrémité supérieure : point de la tête humérale (de 6 à 20 mois ou de 2-4 mois en IRM), points des trochiter et trochin (de 1 à 3 ans ou 7-10 mois en IRM). Ces trois points fusionnent vers l'âge de 3 ans et l'ossification complète de la tête humérale est faite vers l'âge de 13 ans[8] ;
  • extrémité inférieure : chez l'enfant, cette extrémité est une mosaïque de cartilages de croissance[10] avec le point condylien (de 6 mois à 2 ans), le point épitrochléen (de 5 ans et demi à 9 ans), le point trochléen (de 8 à 16 ans), le point épicondylien (de 11 ans à 18 ans)[1],[11].

Les extrémités se soudent au corps de l'os, l'inférieure vers 13 ans chez la fille et 15 ans chez le garçon[10], et la supérieure entre 20 et 26 ans plus précocement chez la femme que chez l'homme[1].

Repères palpablesModifier

 
Humérus gauche en vue antérieure

Le corps de l'humérus est presque partout recouvert de muscles et ne se palpe que difficilement. On peut suivre du doigt chez la plupart des sujets, le bord externe arrondi, mais guère le bord interne moins proéminent[12].

  • Tubercule majeur (trochiter en ancienne nomenclature)
  • Tubercule mineur (trochin en ancienne nomenclature)
  • Col anatomique
  • Sillon inter tuberculaire (gouttière bicipitale)
  • Épicondyle latéral (épicondyle en ancienne nomenclature)
  • Épicondyle médial (épitrochlée en ancienne nomenclature)

RapportsModifier

 
Insertions musculaires : à gauche vue antérieure, à droite vue postérieure.

La vascularisation de l'humérus proximal (partie supérieure) est assurée par des anastomoses entre les artères circonflexes humérales antérieure et postérieure, branches de l'artère axillaire. L'artère axillaire donne naissance à l'artère brachiale ou humérale qui se subdivise en collatérales pour le reste de l'humérus et les muscles qui s'y insèrent[13].

Le nerf axillaire entoure le col chirurgical de l'humérus et innerve les muscles deltoïde et ceux de la coiffe des rotateurs, en particulier le muscle petit rond. Le nerf musculocutané innerve les muscles de la loge antérieure du bras jusqu'au niveau du pli du coude pour se terminer en nerf cutané latéral de l'avant-bras. Le nerf radial parcourt la gouttière radiale et innerve les muscles postérieurs du bras, et ceux qui s'insèrent sur les condyles médial et latéral. Le nerf médian et le nerf ulnaire parcourent le bras sans l'innerver[13], en étant destinés aux muscles de l'avant-bras et de la main.

L'humérus est le site d'insertions de nombreux muscles du membre supérieur qui sont divisés en trois groupes : scapulo-huméral (muscles de l'épaule), loges antérieure et postérieure du bras[13].

ÉvolutionModifier

VertébrésModifier

 
Humérus de Notocolossus, un titanosaure, à côté de son découvreur.

Avant l'apparition des vertébrés tétrapodes, chez un poisson du genre Eusthenopteron (période du dévonien, 300 à 400 millions d'années) se trouve un os court et massif articulé avec la ceinture scapulaire. Cet os correspond par sa position avec l'humérus des vertébrés terrestres. Il est suivi de deux os assimilés au radius et au cubitus, et en extrémité de sept ossifications correspondant aux doigts. Ce type de squelette de nageoire pectorale apparait comme une préfiguration du membre supérieur, et cette transformation s'est réalisée indépendamment de tout changement de milieu[14].

Le passage du milieu aquatique au milieu aérien favorise la constitution de ce que André Leroi-Gourhan appelle le « champ antérieur » et sa division en deux territoires complémentaires. L'un est délimité par l'action de la tête (pôle facial) et l'autre par celle du membre antérieur (pôle manuel). Le membre antérieur des vertébrés tétrapodes présente deux tendances fonctionnelles : rôle exclusif de locomotion ou en relation plus ou moins étroite avec le pôle facial (rôle de capture et préparation alimentaire)[15].

Chez les amphibiens et les reptiles, l'intervention du membre antérieur dans la quête alimentaire est très limité[15]. La torsion de l'humérus apparait chez un amphibien du carbonifère, le labyrinthodonte et reste présente en s'accentuant chez tous les tétrapodes ultérieurs[16]. Chez les amphibiens actuels, l'humérus est plus léger que celui des formes ancestrales, mais l'articulation stylo-zeugopodiale (« bras avec l'avant-bras ») garde sa structure primitive[17].

Chez les reptiles actuels adaptés à la marche et à la course (comme le lézard), l'humérus est horizontal, perpendiculaire au plan de symétrie[18].

Chez les oiseaux, le membre antérieur est adapté au vol[15]. La forme et la longueur de l'humérus sont en rapport avec le type de vol (relativement plus court pour le vol battu et relativement plus long pour le vol plané).

 
Deux humérus de mammouth laineux, adulte et juvénile.

Chez les mammifères, les membres se caractérisent par leur position parasagittale, contrairement à celle des reptiles en position transverse. La disposition des segments de membres est très variée selon les adaptations fonctionnelles (locomotion terrestre, aquatique ou aérienne)[19]. La coordination éventuelle du champ facial et du champ manuel (membre antérieur ou supérieur) est la plus poussée, mais de façon très inégale dans les différents groupes. Par exemple, faible ou nulle chez les ongulés et les cétacés, modeste chez les carnivores, les insectivores et les rongeurs, et très forte chez les primates[15].

HominoïdesModifier

Les premiers hominoïdes ou grands singes apparaissent au début du miocène, il y a 18 à 20 millions d'années. Ce sont des quadrupèdes arboricoles de la forêt tropicale africaine, grimpeurs lents se déplaçant sur le dessus des branches. Cette adaptation se traduit chez le proconsul Ekembo heselonie par une torsion de la tête de l'humérus sans la courbure du corps de l'humérus lui-même, tandis que l'omoplate reste en position latérale sur une cage thoracique étroite[20].

 
Chez le grimpeur, le bras retrouve son rôle locomoteur arboricole. Ici l'humérus subit une double contrainte opposée. (épaule et coude).

Chez l'afropithèque, la tête de l'humérus est dirigée vers l'arrière, alors que l'épicondyle médial (épitrochlée) s'allonge et s'incurve, avec une fossette olécranienne profonde. Ces hominoïdes s'adaptent progressivement à  des environnements moins forestiers (forêt-galerie, savane),  avec une locomotion plus diversifiée : grimper vertical et suspension par les bras ou brachiation, déplacements au sol[20].

Vers la fin du miocène moyen (12 millions d'années) plusieurs espèces de grands singes, comme le dryopithèque dryopithecus fontani, ont une cage thoracique élargie par courbure des côtes, la clavicule est plus longue et l'omoplate se situe en arrière de la cage thoracique (au lieu de rester en position latérale). Les épaules sont plus larges et plus en arrière, favorisant le redressement. La tête de l'humérus se tord vers l'arrière, entrainant une torsion médiane de l'humérus. Son extrémité inférieure s'aplatit et la trochlée s'élargit procurant une meilleure stabilité et mobilité du coude. L'humérus des dryopithèques est similaire à celui des bonobos[20].

Au pliocène (4 millions d'années), Ardipithecus ramidus est un exemple de début de bipédie, le membre supérieur se libérant progressivement de son rôle de locomotion[20].

Homo et Homo sapiensModifier

 
Dans le lancer, l'humérus subit une force de rotation externe au niveau du coude, et une force de rotation interne au niveau de l'épaule. Ces forces opposées orientent la tête humérale plus en arrière(rétrotorsion)[21].

Avec le genre Homo, la torsion de l'humérus s'associe avec des modifications de l'amplitude rotatoire de l'épaule (diminution de la rotation interne et augmentation de la rotation externe) . Ces modifications affectent le membre dominant (le plus utilisé) ce qui renforce l'asymétrie des humérus droit et gauche, notamment lors du lancer de projectiles. Des études suggèrent que l'aptitude humaine unique au lancer (en force et en précision) est le résultat d'une évolution de deux millions d'années[22],[23].

Chez Homo erectus, les valeurs de torsion et rétroversion humérales sont de valeur proches ou inférieures à celles des sportifs de lancer de haut niveau[22]. Il est alors suggéré que le degré de torsion humérale a suivi l'évolution de la lignée Homo, notamment avec l'industrie lithique et l'utilisation d'arme de jet, comme le javelot, pour la chasse ou la guerre, procurant un avantage sélectif de Homo sapiens sur Homo neanderthalensis[23],[24].

Ces hypothèses s'appuient sur les différences entre athlètes modernes de haut niveau pratiquant ou pas un sport de lancer ou de raquette (baseball, tennis...), en ce qui concerne l'asymétrie des humérus, torsion et rétroversion humérale. La signification de ces valeurs est discutée, notamment sur le fait de savoir si le système à haute performance reste robuste ou devient fragile. Ceci pourrait avoir son importance dans l'entraînement des jeunes athlètes, encore en période de croissance, de sports de lancer[21].

PathologieModifier

TraumatologieModifier

 
Forces de rupture d'un humérus humain.

Les fractures de l'humérus se subdivisent selon leur situation : les fractures de la diaphyse (corps de l'humérus), les fractures des deux extrémités (supérieure et inférieure) qui peuvent léser ou pas les surfaces articulaires. Cette situation dépend du mécanisme de la fracture et de l'âge du sujet (zones de faiblesse différentes selon l'âge).

Fracture de l'extrémité supérieureModifier

Elles sont les plus fréquentes chez les sujets âgés par accident à faible énergie cinétique : chute de personne âgée de sa hauteur, tombant directement sur l'épaule ou amortissant leur chute par le bras. L'humérus se fracture au niveau du col chirurgical, zone de faiblesse à cet âge (ostéoporose)[25] et du fait d'une organisation trabéculaire ogivale à ce niveau.

La lésion nerveuse à rechercher est une atteinte du nerf axillaire (plus d’abduction de l’épaule au-dessus de 8°).

La majorité de ces fractures n'ont pas besoin d'un traitement chirurgical. Cependant les fractures avec grand déplacement des fragments fracturés (supérieur à 3 mm) ou qui mettent en péril la fonction du membre supérieur par proximité ou atteinte du complexe articulaire de l'épaule sont opérées[13].

Ces fractures peuvent être associées à une luxation gléno-humérale (laquelle peut être isolée chez l'adulte jeune) ou une dislocation de l'épaule (accident à haute énergie cinétique).

Fracture diaphysaireModifier

 
Forme déplacée d'une fracture supra-condylienne (flèche) du petit enfant, H Humérus, R radius, U cubitus.

Ces fractures surviennent surtout chez les sujets jeunes par accident à haute énergie cinétique, par exemple un accident de la route. Elles s'intègrent souvent dans un polytraumatisme avec d'autres fractures et des lésions viscérales[25].

Une fracture diaphysaire simple est le plus souvent traitée par immobilisation maintenant l'alignement des deux fragments. Les complications vasculo-nerveuses à rechercher sont une lésion de l’artère humérale profonde et surtout une atteinte du nerf radial (main en col de cygne) qui est la lésion la plus redoutée. L'intervention chirurgicale est indiquée en cas de fracture ouverte[25].

Fracture de l'extrémité inférieureModifier

Ces fractures surviennent surtout chez l'enfant, le plus souvent par chute sur la main, coude en extension, plus rarement coude fléchi ou semi-fléchi. La zone de faiblesse est alors le cartilage de croissance. La ligne de fracture peut être supra-condylienne ou inter-condylienne (condyle latéral, épicondyle médial). Le traitement est le plus souvent chirurgical[10],[25].

Il s'agit d'une urgence, car il existe des risques importants de séquelles : l'arrêt de croissance avec inégalité de longueur et déviations, pseudarthrose, préjudice esthétique, ostéonécrose de fragment osseux, et pour la fracture de l'épicondyle médial une « griffe cubitale » (parésie des deux derniers doigts) par atteinte du nerf ulnaire [10],[25].

AutresModifier

Des troubles génétiques, neurologiques, hématologiques et infectieux peuvent créer une déformation de l'humérus en varus (déviation en dedans) avec une perte d'abduction du bras et une flexion limitée au niveau de l'épaule[13].

L'humérus est une localisation relativement fréquente de tumeur osseuse primitive maligne comme l'ostéosarcome, ou de tumeurs secondaires (métastases osseuses), ce qui favorise les fractures pathologiques (sur os déjà fragilisé)[13].

L'humérus peut être le siège de maladies rares telles que[13] :

  • La maladie de Gorham-Stout est une maladie rare, d'origine inconnue, qui se traduit par une destruction progressive du tissu osseux de la ceinture scapulaire, notamment au niveau de l'humérus ;
  • l'arthropathie de Charcot est une destruction articulaire, notamment de l'épaule, le plus souvent d'origine tabétique ;

Articles connexesModifier

Notes et référencesModifier

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