Brevet FR2737967A1 — publié le 19970228

La présente invention a pour objet un appareil de correction d'espaces pour prothèse du genou. Une prothèse du genou conventionnelle comprend généralement un élément tibial implanté sur un plan de résection de la partie supérieure proximale du tibia, un ménisque intermédiaire et un élément fémoral à deux condyles nécessitant, pour son implantation dans la partie inférieure distale du fémur trois plans de résection correspondant l'un à la position d'extension et les deux autres à la position de flexion, et un, voire deux chanfreins, dans des plans à 45 environ chacun, de part et d'autre du plan de résection du fémur correspondant à la position d'extension. Pour pouvoir implanter une telle prothèse de genou, la partie supérieure proximale du tibia et la partie inférieure distale du fémur doivent être réséquées, de manière que la même distance soit conservée entre les plans de résection de ces deux os, aussi bien en position d'exten- sion de la jambe (correspondant à la position debout du patient) qu'en position de flexion de la jambe (correspondant à sa position assise). Pour respecter cette condition, et permettre l'implantation de la prothèse, il est nécessaire de mesurer la distance exacte entre les plans de coupe du tibia et du fémur en position d'extension, en choisissant une tension ligamentaire déterminée, équilibrée et de reporter cette distance en position de flexion pour déterminer les second et troisième plans de résection du fémur, qui sont pratiquement très proches de l'orthogonalité avec le premier plan de résection du fémur, et de pratiquer au moins un et de préférence deux chanfreins dans des plans inclinés à environ par rapport aux dits plans de résection de l'extrémité distale du fémur, définis ci-dessus. La présente invention a pour objet un appareil qui va permettre au chirurgien de régler l'espace entre les plans de résection proximal du tibia et distal du fémur en position d'extension et de déterminer le ou les second plans de coupe (ou de résection) du fémur en position de flexion, et éventuellement les plans de coupe des chanfreins, en respectant ledit espace précédemment déterminé. L'appareil de correction d'espaces pour prothèse de genou selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un portique vertical et deux paires, disposées l'une au-dessus de l'autre, de patins, tous parallèles entre eux et s'étendant, dans un plan horizontal perpendiculaire au portique, au delà de la face arrière de ce dernier et en formant des parties arrières et en-deçà de la face avant du portique en formant des parties avants, dans lequel (i) les parties avants et arrières de la paire inférieure de patins sont solidaires et peuvent être déplacées simultanément par rapport au portique, (ii) les parties avants et arrières de la paire supérieure de patins ne sont pas solidaires, (iii) les parties avants de la paire supérieur de patins pouvant être déplacées individuellement par rapport au portique et (iv) les parties arrières de la paire supérieure de patins étant toutes deux solidaires du portique. Cet appareil est muni d'une tourelle de visée fixée sur le portique de manière à pivoter autour d'un axe et comportant de préférence un dispositif de mesure de la taille de l'élément fémoral et il peut recevoir un guide de coupe antéro-postérieur amovible, qui peut être fixée en une position déterminée sur le portique. L'appareil selon l'invention est utilisé en chirurgie comme suit. Après résection des extrémités proximale tibiale et fémorale distale en position d'extension, le chirurgien introduit les parties arrières (extension) des deux paires de patins de l'appareil, qui ont été mises préalablement en contact l'une avec l'autre, entre ces deux plans de résection et il écarte les deux paires de patins l'une de l'autre jusqu'à butée sur lesdits plans, pour obtenir l'écart à reporter en flexion. Le chirurgien équilibre alors la tension ligamen- taire latérale, dans cette position o la partie arrière de la paire supérieure de patins est en contact avec l'emplace- ment réséqué des condyles distaux du fémur, et vérifie l'alignement HKA à l'aide d'une tige longitudinale enfilée dans la tour de visée, c'està-dire l'alignement de la tige avec l'axe anatomique fémoro-tibial du patient, qui va du centre de la tête fémorale au centre de la cheville. Après enlèvement de l'appareil et fixation du guide de coupe antéro-postérieur sur le portique, le chirur- gien introduit les parties avants (flexion) des deux paires de patins de l'appareil entre tibia et fémur en position de flexion, il reporte alors l'écart obtenu en position d'exten- sion et il peut alors, si nécessaire, déplacer individuelle- ment la partie avant de l'un ou l'autre des patins de la paire supérieure, pour faire tourner le fémur et mettre ainsi sous tension les ligaments, ce qui stabilise et recentre la rotule. Le guide de coupe, dont la position sur le portique et la forme déterminent les plans de coupe anté- rieure et postérieure du fémur en position fléchie, est alors fixé sur la partie réséquée distale du fémur par tout moyen approprié; le guide est désolidarisé de l'appareil et le chirurgien peut alors effectuer à la scie les plans de coupe antérieure et postérieure du fémur, qui sont pratiquement orthogonaux à la partie distale réséquée du fémur ainsi que le ou les deux chanfreins nécessaires à l'implantation de l'élément fémoral de la prothèse. Le choix de la taille de cet élément fémoral est facilité par le dispositif de mesure de taille. L'invention faisant l'objet de la présente demande de brevet va maintenant être décrite dans une mise en oeuvre particulière dans laquelle - la figure 1 représente une vue en perspective de l'appareil muni, d'une tourelle de visée, avec un disposi- tif de mesure de la taille de l'élément fémoral de prothèse; - les figures 2, 3, 4 et 5 représentent respecti- vement des vues de côté, de face, de dessus et en perspective d'un premier élément appelé écarteur de l'appareil selon la figure 1; - les figures 6, 7, 8, 9 et 10 représentent respectivement une vue de face, une coupe selon la ligne AA de la figure 8, et une vue latérale, une vue de dessus et une vue en perspective d'un deuxième élément appelé portique de l'appareil selon la figure 1; - les figures 11, 12, 13 et 14 représentent respectivement une vue de face en coupe selon la ligne BB de la figure 12, une vue latérale, une vue de dessus et une vue en perspective de la partie avant d'un des patins de la paire supérieure de patins; - les figures 15, 16, 17 et 18 représentent respectivement les vues de face en coupe selon la ligne CC de la fig. 16, une vue latérale, une vue de dessus et une vue en perspective d'un support pour tourelle de visée, avec dispositif de mesure de taille de l'élément fémoral de prothèse représenté sur la figure 1; - les figures 19 à 22 représentent respectivement une vue de côté, de face, de dessus et en perspective d'une tourelle de visée, comportant un dispositif de mesure de la taille de l'élément fémoral de la prothèse de genou; - les figures 23 et 24 représentent respective- ment des vis de manoeuvre centrale de la paire inférieure de patins et latérale de la seule partie avant d'un des patins de la paire supérieure de patins dans l'appareil selon l'invention; - les figures 25 à 28 représentent respectivement une vue de face, de côté, arrière et en perspective d'une contre-plaque utilisée avec l'appareil de la figure 1 - enfin les figures 29 à 31 représentent respec- tivement des vues en perspective, couchée et debout et une coupe selon ligne EE de la Fig. 29 d'un guide de coupe antéro-postérieur, pouvant être fixé sur l'appareil selon l'invention. En se référant à la figure 1, l'appareil selon l'invention comprend un portique (1) et deux paires (2 et 3) de patins, disposées l'une au-dessus de l'autre et qui s'étendent dans un plan perpendiculaire à celui du corps en forme de portique. Les patins de ces deux paires sont parallèles entre eux et comprennent chacun une partie arrière (21B, 22B et 31B, 32B), située à l'arrière du plan du portique, et plus épaisse, et une partie avant (21A, 22A et 31A, 32A), située à l'avant du plan du portique et moins épaisse, comme le montrent la figure 1. Le portique (1) comporte trois alésages parallè- les dont les axes verticaux sont dans un même plan, qui définit le plan du portique. Chacun de ces alésages reçoit une vis de man- oeuvre surmontée d'un bouton moleté, l'alésage central comportant également un support (4) pour une tourelle de visée (5) muni d'un dispositif de mesure de la taille de l'élément fémoral et monté sur un prolongement tubulaire (13). Comme le montre une pièce appelée écarteur (6), représentée sur les figures 2 à 5, la paire inférieure (2) de patins (21, 22) est rendue solidaire par l'intermédiaire d'une entretoise (7), d'un pilier central (8). L'entretoise (7) présente des faces latérales d'encastrement (7A et 7B) dans le portique (1). Le pilier central (8) est de section droite circulaire avec deux pans coupés parallèles dont l'un, qui porte la référence (9), est dans le même plan que la face avant (7C) de l'entretoise et le décrochement (10) dû à la différence d'épaisseur entre les parties avants (21A et 22A) et arrières (21B et 22B) des patins (21 et 22). Le pilier central (8) comporte également un alésage fileté (11), situé dans l'axe du pilier, qui part de la partie supérieure, opposée aux patins et débouche dans un trou oblongue (12), traversant de part en part le pilier, d'un pan coupé à l'autre (voir Figure 2). Enfin ledit pilier (8) présente un téton (8bis), représenté sur les figures 2 à 5, destiné à coopérer avec une rainure verticale (27bis) du portique (1), pour matérialiser5 le déplacement relatif de ces éléments et servir de curseur se déplaçant le long d'une graduation indiquant les épais- seurs du ménisque de la prothèse de genou. Le portique (1) de l'appareil selon l'invention va maintenant être décrit à l'aide des figures 6 à 10. Ledit portique, qui a la forme d'un U renversé, est solidaire d'un prolongement tubulaire central (13) et des parties arrières (31B et 32B) de la paire supérieure (3) des patins (31 et 32). Comme le montre la coupe AA, effectuée dans le plan défini par leurs axes, le corps (1) comporte trois alésages cylindriques parallèles: les deux alésages latéraux (14 et 15) sont destinés à recevoir les piliers de manoeuvre des parties avants des patins de la paire supérieure et l'alésage central (16) est destiné à recevoir le pilier central (8) de l'écarteur (6). Les deux alésages latéraux (14 et 15) débouchent à leur extrémité inférieure et sont prolongés, à leur extrémité supérieure par un alésage fileté de moindre diamètre (17 et 18) servant de passage à une vis de manoeuvre latérale. Les alésages (17 et 18) sont traversés à angle droit par un goujon latéral (19 et 20) qui débouche sur les parois latérales (211 et 222) du portique. L'alésage central (16) comporte à sa partie inférieure des faces d'encastrement (25A et B), qui coopèrent avec les faces d'encastrement (7A et 7B) de l'entretoise (7) de l'écarteur (6), à sa partie médiane, un trou oblongue (26), correspondant au trou oblongue (12) de l'écarteur (6) et se prolonge, à sa partie supérieure, par un prolongement tubulaire central (13). Le prolongement tubulaire central (13) comporte une échancrure (27) avec goupille (40bis), pour la réception et l'immobilisation du support (4) de la tourelle de visée (5) avec dispositif de mesure de la taille de l'élément fémoral, comme représenté respectivement sur la figure 1. Enfin le portique (1) comporte, sur sa face avant, des moyens de positionnement d'une contre-plaque et d'un guide de coupe, qui peuvent comprendre par exemple des alésages filetés (36) et une fenêtre (37) délimitée par des parois latérales verticales (38 et 39). La face avant dudit portique (1) présente également une rainure verticale (27bis), représentée sur la figure 10, coopérant avec le téton (8bis) du pilier (8), comme indiqué précédemment. Comme le montrent les figures 11 à 14, chaque partie avant(31A ou 32A) de la paire supérieure (3) des patins (31 et 32) est solidaire d'un pilier de manoeuvre (28 ou 29), traversé d'un alésage fileté axial (30 ou 33). Le support (4) de tourelle, avec dispositif de mesure de la taille de l'élément fémoral est représenté sur les figures 15 à 18); il consiste en une assise (40) comportant une goupille (40bis) et un alésage fileté (41) et solidaire de deux oreilles (42, 43) percées d'un alésage (44) d'axe perpendiculaire à celui de l'alésage (41); l'alésage (41) est destiné à recevoir la vis de manoeuvre centrale et l'alésage (44) à recevoir l'axe d'une tourelle de visée (5) avec dispositif de mesure de la taille de l'élément fémoral. Ce support (4) coopère avec l'échancrure (27) du prolongement tubulaire central (13) pour être orienté dans une direction parallèle à l'axe des deux paires de patins de l'appareil et les deux oreilles (42, 43) en forme de secteur à 90 vont recevoir entre elles la queue (45) d'une tourelle de visée (5) avec dispositif décrit ci-après. La tourelle de visée (5), muni d'un dispositif de mesure de la taille de l'élément fémoral, est représentée sur les figures 19 à 22. Cette tourelle (5) comporte une queue (45) pourvue d'un alésage (46) et solidaire d'un manchon (48), comportant au moins un alésage (50) d'axe perpendi- culaire à celui de l'alésage (46). La queue (45) de la tourelle (5) peut être insérée entre les oreilles (42, 43) du support (4), de façon à aligner leurs alésages respectifs (44 et 46), et recevoir un axe de rotation. La tourelle (5) peut tourner de 90 environ autour de cet axe et une tige rigide de grande dimension, de l'ordre de 1 mètre à 1 mètre 50 peut être enfilée dans l'un des alésages (50) et être immobilisée pour matérialiser visuellement une direction parallèle à l'axe anatomique fémoro-tibial du patient et permettre au chirurgien de vérifier l'alignement HKA, lorsque l'appareil est inséré, par les parties arrières de ses patins, entre le fémur et le tibia du patient en position d'extension de la jambe de ce dernier. Le manchon (48) de la tourelle (5) se termine par un élément cylindrique (49). Ledit élément cylindrique (49) comporte, pour mesurer la taille de l'élément fémoral de prothèse, une épingle rigide (51) en forme de U renversé, coulissant dans deux rainures obliques parallèles situées sur les faces opposées de l'élément cylindrique (49), et portant un repère défilant le long d'une graduation portée sur l'un de ces faces, comme représenté sur la figure 22. Lorsque ledit dispositif (5) est mis en place sur le support (4) dans la position représentée sur la figure 1, l'extrémité réséquée du fémur étant disposée sur les parties avants 31A et 32A de la paire supérieure de patins, le chirurgien peut faire coulisse l'épingle (51) vers le bas jusqu'à mise en contact avec la corticale antérieure prolon- geant le plan de résection du fémur. Il peut alors obtenir la taille de l'élément fémoral de prothèse par lecture de la position o s 'est arrêté le repère sur la graduation de l'élément cylindrique (voir figure 22). La vis de manoeuvre centrale (49), représentée sur la figure 23 comporte une tête solidaire d'un bouton moleté central et le corps de la vis présente, à partir de la tête, deux pas de vis successifs (50 et 51) de diamètres allant en diminuant et séparés par un étranglement (52). Le pas de vis d'extrémité (51) coopère avec l'alésage fileté (11) du pilier central (8) de l'écarteur (6), l'étranglement (52) avec la goupille (40bis) du prolon- gement tubulaire (13) et le support (4) de tourelle et le pas de vis (50) est rendu solidaire du bouton moleté central. L'une des deux vis de manoeuvre latérales (53, 54), qui sont identiques, est représentée sur la figure 24; elle comporte une tête solidaire d'un bouton moleté latéral et le corps de la vis présente, à partir de la tête, deux pas de vis successifs (55 et 56), de diamètres allant en dimi- nuant et, séparés par un étranglement (57). L'étranglement (57) coopère avec le goujon (19 ou ) du corps (1), le pas de vis (56) avec le filetage (30) du pilier (29 à 32) et le pas de vis (55) est rendu solidaire d'un bouton moleté latéral. Une contre-plaque (61), représentée sur les figures 25 à 28 et comportant un trou oblongue (62) de dimensions analogues à celles des trous oblongues (12) et (26), des perforations (63, 64) et des tenons (64bis) perfores permettant la mise en place de deux broches perpen- diculairement au plan de coupe fémoral distal, a des dimen- sions lui permettant de s'encastrer parfaitement entre les parois (38 et 39) de la fenêtre (37) du portique (1) et d'être vissée sur ce dernier en (36). Enfin l'appareil selon l'invention peut être équipé d'un guide ce coupe, portant la référence (65) et représenté sur les figures 29 à 31. Ce guide de coupe antéro-postérieur (65) se présente sous forme d'un bloc de section droite trapézoïdale, dont la surface inférieure et la surface supérieure vont servir de support à une scie chirurgicale pour définir les plans de coupe antérieure et postérieure du fémur en position fléchie de la jambe du patient. Le guide de coupe (65) présente des moyens de positionnement coopérant avec ceux du portique (1): ces moyens de positionnement peuvent consister en des projections5 (66) coopérant avec les perforations (64) de la contre-plaque (61). Le guide de coupe (65) peut également comporter un ou plusieurs alésages filetés (70) permettant de le fixer, par un outil convenable, en position encastrée, sur le10 portique (1). Il comprend en outre plusieurs trous perpendicu- laires (75) correspondant à ceux placés dans les tenons (64bis) permettant d'effectuer une modification du position- nement du gabarit de coupe (65) et une ou de préférence deux paires d'alésages orientés à 45 environ en direction convergente à partir de la face comportant des moyens de positionnement, comme indiqué par les références (71, 72). Il peut en outre présenter deux plans (73 et 74) inclinés à 45 environ et destinés à servir de guidage à une scie chirurgicale pour effectuer les chanfreins des plans de résection du fémur. Grâce à l'appareil selon l'invention, les patins inférieurs (21, 22) sont mobiles simultanément et les parties avants (31A, 32A) des patins supérieurs (31, 32) mobiles individuellement, selon un mouvement de translation, dans la direction de l'axe des vis de manoeuvre (49, 53 et 54). La rotation d'une des vis de manoeuvre latérales (53, 54), lorsque le guide de coupe (65) est au contact du fémur en position de flexion permet de stabiliser et recen- trer la rotule avant d'effectuer les coupes correspondant à cette position. L'appareil permet ainsi au chirurgien de vérifier que l'écartement des parties réséquées entre fémur et tibia est le même en position d'extension et en position de flexion et de s'assurer que la tension ligamentaire est respectée et il le centrage de la rotule assuré avant les opérations de résection distale du fémur en position fléchie. REVENDICATIONS 1. Appareil de correction d'espaces pour prothèse de genou caractérisé en ce qu'il comprend un portique (1) et deux paires (2, 3), disposées l'une au-dessus de l'autre, de patins (21, 22 et 31, 32), tous parallèles entre eux, et s'étendant dans un plan perpendiculaire au portique (1) en formant des parties arrières (21B, 22B et 31B, 32B) et en- deçà de la face avant du portique (1) en formant des parties avants (21A, 22A et 31A, 32A) dans lequel: (i) les parties avants (21A, 22A) et arrières (21B, 22B) de la paire inférieure (2) de patins (21, 22) sont solidaires et peuvent être déplacées simultanément par rapport au portique (1); (ii) les parties avants (31A, 32A) et arrières (31B, 32B) de la paire supérieure (3) de patins (31, 32) ne sont pas solidaires; (iii) les parties avants (31A, 32A) de la paire supérieur (3) de patins (31, 32) peuvant être déplacées individuellement par rapport au portique (1); et (iv) les parties arrières (31B, 32B) de la paire supérieure (3) de patins (31, 32) sont toutes deux solidaires du portique (1). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties avants et arrières de la paire infé- rieure de patins (21, 22) peuvent se déplacer simultanément par rotation d'une vis de manoeuvre centrale (49) montée sur le portique (1) et dont l'axe est perpendiculaire au plan défini par lesdits patins (21, 22), selon un mouvement de translation dans la direction de cet axe. 3. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie avant (31A ou 32A) de chacun des patins (31, 32) de la paire supérieure (3) peut se déplacer individuellement par rotation d'une vis de manoeuvre latérale (53 ou 54) montée sur le portique (1) et dont l'axe est perpendiculaire au plan défini par lesdits patins, selon un mouvement de translation dans la direction de cet axe. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le portique (1) comporte trois vis (49, 53 et 54) d'axes parallèles et perpendiculaires au plan défini par la paire de patins (2 ou 3), une vis centrale (49) permettant de déplacer la paire inférieure (2) de patins (21, 22) et les deux vis latérales (53, 54) chacune la partie avant (31A ou 32A) de la paire supérieure (3) de patins (31, 32). 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un pilier central (8) solidaire de la paire inférieure (2) de patins (21, 22), un portique (1) solidaire des parties arrières (31B, 32B) de la paire supérieure (3) de patins, ledit portique (1) présentant un alésage central (16) recevant le pilier central (8) et deux alésages latéraux (14, 15) pour le passage des 3 vis. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une tourelle de visée (5) pouvant comporter un dispositif de mesure de la taille de l'élément fémoral et destiné à matérialiser la direction de l'axe fémoro-tibial en position d'extension et disposée au centre du portique (1), cette tourelle pouvant éventuellement pivoter sur un secteur de 900 dans le plan orthogonal à celui du portique (1) et à celui des patins (21, 22, 31, 32). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un guide de coupe antéropostérieure amovible (65) en forme de bloc à section trapézoïdale et présentant des moyens de positionne- ment (66) coopérant avec des moyens de positionnement (64) d'une contre-plaque (61) pour assurer sa fixation sur l'appa- reil en une position bien déterminée, des moyens (71, 72) permettant sa fixation sur une surface plane réséquée du fémur et des moyens (73, 74) permettant de définir au moins un plan de coupe par une scie chirurgicale. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le guide de coupe (65) est positionné sur le portique (1) par enclenchement d'une projection (66) dans une perforation correspondante (64) et/ou un vissage (70). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 7 et 8, caractérisé en ce que les moyens de fixation du guide de coupe sur une surface plane réséquée du fémur consistent en une ou deux paires d'alésages (71,72), de préférence inclinés à 45 environ sur une face plane du guide de coupe. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendi- cations 7, 8 ou 9 caractérisé en ce que les moyens permettant de définir au moins un plan de coupe sur le guide de coupe sont d'une part son épaisseur, sa surface inférieure et sa surface supérieure servant de plans de coupes à une scie chirurgicale et d'autre part deux plans inclinés à 45 environ (73, 74) permettant l'introduction d'une scie pour effectuer des chanfreins à l'extrémité distale réséquée à angle droit du fémur. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que les parties arrières (21B, 22B) de la paire (2) des patins inférieurs (21, 22) ont une plus grande épaisseur que celle des parties avant (21A, 21B) de la même paire. 12. Appareil selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que les parties arrières (31B, 32B) de la paire (3) de patins supérieurs (31, 32) ont une plus grande épaisseur que celle des parties avant (31A, 31B) de la même paire.