Brevet FR2744629A1 — publié le 19970814

INSTRUMENTATION DE POSE DE PROTHESE DE HANCHE La présente invention concerne les instrumentations utilisées pour poser les prothèses de hanche, et en particulier pour poser les implants cotyloidiens formant la partie femelle de l'articulation de hanche. Dans les techniques opératoires habituellement utilisées pour poser un implant cotyloidien, la première opération consiste à fraiser une cavité hémisphérique dans le cotyle osseux, au moyen d'une fraise hémisphérique. Une telle fraise hémisphérique est décrite par exemple dans la demande de brevet suisse NO 2933/94-8, et comporte une calotte sensiblement hémisphérique creuse avec des lumières à bord coupant et une base ouverte dans laquelle sont prévues des entretoises radiales sur lesquelles peut se fixer un porte-fraise. Le porte-fraise est un manche avec un tube externe de manutention dans lequel tourillonne un tube de manoeuvre lui-même monté à coulissement longitudinal sur un arbre d'entraînement.L'extrémité de l'arbre d'entraînement porte une douille à baionnette, comportant des encoches d'extrémité en L réparties sur le bord extrême de la douille et conformées pour recevoir et retenir les entretoises radiales de la fraise. Le tube de manoeuvre est solidaire d'une platine coulissante portant des ergots de verrouillage. Un ressort repousse le tube de manoeuvre et la platine coulissante en appui contre la douille à baionnette, position dans laquelle les ergots de verrouillage ferment les encoches en L pour emprisonner les entretoises radiales engagées dans les encoches en L et verrouiller ainsi la fraise.A sa seconde extrémité, le tube de manoeuvre comporte une bague de manoeuvre, par laquelle l'utilisateur peut déverrouiller la fraise en provoquant le coulissement du tube de manoeuvre et de la platine coulissante à l'écart de la douille à baionnette. La seconde opération consiste à adapter une pièce d'essai dans la cavité osseuse creusée par la fraise, après enlèvement de la fraise. La pièce d'essai présente la forme de l'implant définitif qui devra ultérieurement être adapté dans la cavité. Ensuite, on retire la pièce d'essai et on adapte l'implant cotyloîdien, avec interposition de ciment. Selon une autre technique opératoire, après une première opération identique de réalisation de la cavité hémisphérique osseuse au moyen d'une fraise, on adapte une cupule métallique, enfoncée en force dans la cavité. On introduit dans la cupule métallique un noyau d'essai femelle, constituant une interface entre la cupule métallique et une tête de prothèse fémorale. On retire le noyau d'essai et on adapte enfin le noyau définitif par encliquetage. Un premier inconvénient de ces techniques est la relative complexité de l'instrumentation, car il faut disposer de pièces d'essai spécifiques. Un autre inconvénient de ces techniques est que la stabilité de l'articulation définitive liée à l'orientation de l'implant reste aléatoire. Ainsi, un premier problème proposé par l'invention est de simplifier l'instrumentation, en permettant d'effectuer des manoeuvres d'essai de l'articulation avant fixation définitive de la prothèse, sans recourir à des pièces d'essai spécifiques distinctes. Un autre problème proposé par l'invention est de réduire sensiblement les risques résiduels de luxation de l'articulation définitive. L'idée qui est à la base de l'invention est alors que ces risques résiduels de luxation résultent de la difficulté de contrôler et de fixer l'orientation relative de l'implant définitif par rapport au bassin et à la prothèse fémorale du patient. L'invention fournit ainsi des moyens permettant de choisir, de contrôler et de fixer aisément et efficacement l'orientation relative de l'implant définitif par rapport au bassin et à la prothèse fémorale du patient, en reproduisant fidèlement la position prise par les pièces lors des essais. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, une instrumentation de pose de prothèse de hanche selon l'invention comprend un porte-fraise et au moins une fraise adaptable de façon amovible sur le porte-fraise, la fraise comportant une calotte sensiblement hémisphérique creuse avec des lumières à bord coupant et une base ouverte dans laquelle sont prévus des moyens de fixation amovible du porte-fraise - la calotte sensiblement hémisphérique comporte des lumières supplémentaires de dimension suffisamment grande pour permettre de contrôler le contact entre le fond de cavité cotyloîdienne creusée par la fraise et la surface externe hémisphérique de la fraise adaptée dans ladite cavité, - la fraise comporte un noyau intérieur central solidaire de la calotte sensiblement hémisphérique, avec une face externe écartée de la paroi de calotte sensiblement hémisphérique pour laisser le passage des fragments d'os découpés par la fraise, et avec un creux hémisphérique concentrique ouvert selon la base de calotte et dont le diamètre intérieur est choisi pour correspondre au diamètre externe d'une tête de prothèse fémorale à poser, - la fraise est associée à des moyens de fixation provisoire de la fraise dans la cavité cotyloidienne réalisée. La fraise peut ainsi constituer en elle-même un cotyle d'essai, évitant d'avoir recours à une pièce d'essai spécifique. Selon une réalisation avantageuse, le noyau intérieur central est solidarisé à la calotte sensiblement hémisphérique par au moins deux entretoises radiales disposées selon la base de la calotte, lesquelles entretoises radiales pouvant servir de moyens d'accrochage de la fraise sur le porte-fraise. Selon un mode de réalisation, le noyau intérieur central est amovible, constitué d'une pièce rapportée adaptable dans la calotte. En alternative, le noyau intérieur central peut être solidaire de la calotte, non amovible. De préférence, la calotte sensiblement hémisphérique comporte, à sa base, un rebord périphérique annulaire intérieur percé de trous divergents pour le passage de pointes de fixation provisoire. Le porte-fraise peut avantageusement comprendre un manche dont une première extrémité comporte des moyens d'accrochage pour solidariser de façon amovible la fraise, et dont la seconde extrémité comporte un embout d'accouplement permettant un accouplement sélectif à l'arbre d'un moteur d'entraînement ou à une poignée de manipulation. De préférence, l'instrumentation comprend une poignée de manipulation comportant des moyens de visée permettant d'orienter le porte-fraise et la fraise selon une orientation déterminée anatomique. La poignée à moyens de visée peut avantageusement être adaptable également sur un manche d'impaction adapté pour recevoir et placer le cotyle définitif, de façon à orienter le cotyle définitif selon la même orientation que celle précédemment prise par la fraise. Une telle disposition permet de choisir, de contrôler et de fixer aisément et efficacement l'orientation relative du cotyle définitif par rapport au bassin et à la prothèse fémorale du patient, pour réduire les risques résiduels de luxation de l'articulation définitive. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure l est une vue de côté d'une fraise et d'un porte-fraise selon la présente invention, en position accouplée et verrouillée - la figure 2 est une vue de côté de l'ensemble fraise - porte-fraise de la figure 1, en position désaccouplée - la figure 3 est une vue de dessus de la fraise des figures 1 et 2 - la figure 4 est une vue de face de l'instrumentation de pose de prothèse de hanche selon un mode de réalisation de l'invention, en utilisation sur un patient placé en décubitus latéral - la figure 5 est une vue de dessus de l'instrumentation et du patient dans la position de la figure 4 ; et - la figure 6 est une vue de face du détail de l'articulation provisoire de hanche selon l'invention au cours de l'étape de vérification de la stabilité. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, une instrumentation de pose de prothèse de hanche selon l'invention comprend un porte-fraise l et au moins une fraise 2 adaptable de façon amovible sur le porte-fraise i. La fraise 2 comprend une calotte sensiblement hémisphérique 3 creuse, avec des lumières 4 à bord coupant et une base 50 ouverte dans laquelle sont prévus des moyens de fixation amovible du porte-fraise l. Dans la réalisation illustrée sur les figures, les moyens de fixation amovible du porte-fraise l comprennent des entretoises radiales 5, 6, 7 et 8 disposées selon la base de la calotte. Les entretoises radiales sont de préférence au moins au nombre de deux. Dans la réalisation illustrée, elles sont au nombre de quatre. Le porte-fraise 1 comprend un manche 9 dont une première extrémité 10 comporte des moyens d'accrochage pour solidariser de façon amovible la fraise 2, et dont la seconde extrémité il comporte un embout d'accouplement 12 permettant un accouplement sélectif à l'arbre d'un moteur d'entraînement ou à une poignée de manipulation. Le manche 9 du porte-fraise l comprend un tube protecteur 13 extérieur dans lequel tourillonne librement un tube de manoeuvre 14. Une première extrémité du tube de manoeuvre 14 porte une platine coulissante 15. La seconde extrémité du tube de manoeuvre 14 porte une bague de manoeuvre 16, accessible à l'utilisateur pour déplacer axialement le tube de manoeuvre 14. Le manche 9 comprend en outre un arbre d'entraînement 17 central portant à sa première extrémité l'embout d'accouplement 12, et portant à sa seconde extrémité une douille de verrouillage 18. La douille de verrouillage 18 comporte, sur son bord extrême, des fentes en L telles que la fente 19, en nombre égal au nombre des entretoises radiales 5-8, et conformées pour constituer un système d'engagement à baïonnette pour l'adaptation de la fraise 2 sur la douille de verrouillage 18. Le tube de manoeuvre 14 est monté à coulissement axial sur l'arbre d'entraînement 17, entre une position de verrouillage dans laquelle la platine coulissante 15 est à proximité de ou en appui contre la douille de verrouillage 18, et une position déverrouillée dans laquelle la platine coulissante 15 est à l'écart de la douille de verrouillage 18. La platine coulissante 15 comporte des ergots longitudinaux tels que l'ergot 20, venant fermer chacune des entes telles que la fente en L 19 lorsque la platine coulissante 15 est en position de verrouillage. Un ressort repousse le tube de manoeuvre 14 vers la douille de verrouillage 18. L'utilisateur peut déplacer le tube de manoeuvre 14 à l'encontre de la force exercée par ledit ressort, en tirant la bague de manoeuvre 16, pour dégager les ergots 20 hors des fentes en L 19 et autoriser le déverrouillage de la fraise 2. Cette disposition est similaire de celle décrite dans la demande de brevet suisse NO 2933/94-8. La douille de verrouillage 18 présente un diamètre légèrement inférieur à celui de la fraise 2, pour occuper seulement la portion périphérique de la base 50 de fraise, laissant libre la partie centrale de la base 50. Selon l'invention, la calotte 3 porte en outre des lumières supplémentaires telles que les lumières 21 et 22, de dimension suffisamment grande pour permettre à l'utilisateur de contrôler le contact entre le fond de cavité cotyloidienne creusée par la fraise 2 et la surface externe hémisphérique de la fraise 2 adaptée dans ladite cavité. En outre, la fraise 2 comporte un noyau intérieur central 23, solidaire de la calotte sensiblement hémisphérique 3, avec une face externe 24 écartée de la paroi de calotte sensiblement hémisphérique 3 pour laisser le passage des fragments d'os découpés par la fraise 2. Le noyau intérieur central 23 comporte en outre un creux hémisphérique 25 concentrique ouvert selon la base 50 de calotte et dont le diamètre intérieur est choisi pour correspondre au diamètre externe d'une tête de prothèse fémorale à poser. De préférence, le noyau intérieur central 23 est également ouvert à son sommet 26 opposé à la base 50 de calotte, pour laisser apparaître la portion centrale de calotte 3 et notamment les lumières 21 et 22, et pour favoriser l'évacuation des débris d'os lors du fraisage. La fraise 2 est associée à des moyens de fixation provisoire de la fraise dans la cavité cotyloîdienne réalisée. Par exemple, comme illustré sur les figures, la calotte sensiblement hémisphérique 3 comporte, à sa base 50, un rebord 27 périphérique annulaire intérieur, percé de trous divergents 28 pour le passage de pointes de fixation provisoire, par exemple les pointes 29 et 30. Comme illustré sur les figures 4 et 5, l'instrumentation selon l'invention comprend en outre une poignée de manipulation 31, adaptée pour s'accoupler sur l'embout 12 à l'extrémité 11 du porte-fraise 1. La poignée de manipulation 31 comprend avantageusement des moyens de visée permettant d'orienter le porte-fraise 1 et la fraise 2 selon une orientation déterminée anatomique. Les moyens de visée comprennent une tige 32 articulée par sa première extrémité 33 sur la poignée de manipulation 31 et blocable sur la poignée 31 en toutes orientations dans une plage de réglage d'orientation appropriée. En alternative, la tige 32 peut être orientée de façon fixe sur la poignée 31 selon une orientation faisant un angle approprié pour que la tige 32 soit horizontale lorsque l'axe longitudinal du porte-fraise 1 fait un angle de 450 avec le plan horizontal et un angle de 150 avec le plan vertical contenant la tige 32. Ces angles correspondent sensiblement à l'angle d'inclinaison verticale de 450 de l'implant cotyloidien, et à l'angle de 150 d'antéversion de l'implant cotyloidien. De préférence, la tige 32 incorpore des niveaux à bulle 39 pour repérer l'orientation de la tige 32 dans le plan horizontal. L'instrumentation comprend en outre un manche d'impaction, adapté pour recevoir et retenir le cotyle définitif à sa première extrémité et pour recevoir la poignée de manipulation 31 à sa seconde extrémité, ladite poignée 31 ayant les moyens de visée, de façon que l'utilisateur puisse orienter le cotyle définitif selon la même orientation que celle précédemment prise par la fraise 2. L'instrumentation précédemment décrite peut être utilisée de la façon suivante, décrite en se référant aux figures 4 à 6. Au cours d'une première étape, la fraise 2 est adaptée sur le porte-fraise 1, lequel est accouplé à un moteur non représenté entraînant l'arbre 17 en rotation axiale dans le tube de manoeuvre 14 et dans le tube protecteur 13. Le moteur entraîne ainsi en rotation la fraise 2 engagée et verrouillée sur la douille de verrouillage 18 du porte-fraise 1. On réalise ainsi une cavité hémisphérique dans l'os du bassin 34. Ensuite, on désaccouple le moteur, et on engage en bout du porte-fraise 1 la poignée 31 de manipulation, avec sa tige de visée 32. Le patient étant en décubitus latéral, on oriente l'axe du porte-fraise 1 de telle façon que la tige 32 soit en position horizontale et alignée avec l'axe longitudinal du patient, comme illustré sur les figures 4 et 5. Ainsi, l'axe du porte-fraise 1 est incliné à 450 environ par rapport au plan horizontal comme illustré sur la figure 4, et à 150 environ par rapport à l'axe longitudinal du patient comme illustré sur la figure 5 en vue de dessus. En maintenant cette orientation du porte-fraise 1, on fixe alors la fraise 2 dans l'os du bassin 34 par enfoncement des clous tels que le clou 29. Le porte-fraise 1 est alors dégagé de la fraise 2, par manoeuvre de la bague de manoeuvre 16, puis légère rotation du porte-fraise 1 et translation à l'écart de la fraise 2 pour dégager l'encliquetage à balonnette - Ensuite, comme illustré sur la figure 6, la fraise 2 peut être utilisée comme cotyle d'essai, en plaçant une tête d'essai 35 au bout d'une râpe 36 adaptée pour creuser dans le fémur 37 la cavité destinée à recevoir la tige de prothèse fémorale. La fraise 2, par la présence du noyau 23 avec son creux hémisphérique 25, est appropriée pour recevoir elle-même l'extrémité sphérique 38 de la tête d'essai 35, constituant ainsi une articulation provisoire permettant de tester la bonne efficacité de l'articulation définitive, et notamment l'absence de risque de luxation.En effet, dans la disposition illustrée sur la figure 6, on peut donner au fémur 37 du patient toutes les orientations qui sont nécessaires lors des mouvements habituels du membre inférieur, et vérifier que la tête d'essai 35 reste engagée correctement dans la fraise 2. En cas de défaut, par exemple en cas de risque de luxation, on retire la tête d'essai 35, on place à nouveau sur la fraise 2 le porte-fraise 1 et la poignée de manipulation 31, on enlève les clous 29 et on modifie de façon appropriée l'orientation de la fraise 2 pour réduire les risques de luxation. On fixe à nouveau la fraise 2 à l'aide des clous 29. On repère alors la nouvelle orientation de la fraise 2, en repérant l'orientation du porte-fraise 1 par rapport à la tige 32. On enlève le porte-fraise 1 et l'on replace la tête d'essai 35 pour une nouvelle vérification des risques de luxation. Lorsque les essais sont concluants, on enlève la tête d'essai 35 et la fraise 2, que l'on remplace par le cotyle définitif qui présente la même forme externe que la fraise 2, et qui comporte une cavité interne de même forme que le creux hémisphérique 25 de la fraise 2. Le cotyle définitif est placé à l'aide du manche d'impaction, adapté pour être solidaire du cotyle définitif à sa première extrémité et pour recevoir la poignée 31 à tige de visée 32 à sa seconde extrémité. I1 est alors important d'orienter le manche d'impaction et le cotyle définitif dans la même orientation que celle précédemment prise par le porte-fraise 1 et la fraise 2, en plaçant la tige de visée 32 dans la même position que celle prise lors du dernier essai effectué avec la fraise 2. On s'assure ainsi que le cotyle définitif prend la même orientation que celle prise précédemment par la fraise 2 lors des essais satisfaisants de la tête d'essai 35. On assure alors la fixation définitive de l'implant définitif dans le cotyle osseux. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Instrumentation de pose de prothèse de hanche, comprenant un porte-fraise (1) et au moins une fraise (2) adaptable de façon amovible sur le porte-fraise (1), la fraise (2) comportant une calotte sensiblement hémisphérique (3) creuse avec des lumières (4) à bord coupant et une base (50) ouverte dans laquelle sont prévus des moyens de fixation amovible du porte-fraise (1), caractérisée en ce que - la calotte sensiblement hémisphérique (3) comporte des lumières supplémentaires (21, 22) de dimension suffisamment grande pour permettre de contrôler le contact entre le fond de cavité cotyloidienne creusée par la fraise (2) et la surface externe hémisphérique de la fraise (2) adaptée dans ladite cavité, - la fraise (2) comporte un noyau intérieur central (23) solidaire de la calotte sensiblement hémisphérique (3), avec une face externe (24) écartée de la paroi de calotte sensiblement hémisphérique (3) pour laisser le passage des fragments d'os découpés par la fraise (2), et avec un creux hémisphérique (25) concentrique ouvert selon la base (50) de calotte et dont le diamètre intérieur est choisi pour correspondre au diamètre externe d'une tête de prothèse fémorale à poser, - la fraise (2) est associée à des moyens de fixation provisoire (29, 30) de la fraise dans la cavité cotyloidienne réalisée. 2 - Instrumentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le noyau intérieur central (23) est solidarisé à la calotte sensiblement hémisphérique (3) par au moins deux entretoises radiales (5-8) disposées selon la base (50) de la calotte (3) 3 - Instrumentation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le noyau intérieur central (23) est amovible, constitué d'une pièce rapportée adaptable dans la calotte (3). 4 - Instrumentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la calotte sensiblement hémisphérique (3) comporte, à sa base (50), un rebord (27) périphérique annulaire intérieur percé de trous divergents (28) pour le passage de pointes de fixation provisoire (29, 30). 5 - Instrumentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le porte-fraise (1) comprend un manche (9) dont une première extrémité (10) comporte des moyens d'accrochage (18) pour solidariser de façon amovible la fraise (2), et dont la seconde extrémité (11) comporte un embout d'accouplement (12) permettant un accouplement sélectif à l'arbre d'un moteur d'entraînement ou à une poignée de manipulation (31). 6 - Instrumentation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend une poignée de manipulation (31) comportant des moyens de visée (32) permettant d'orienter le porte-fraise (1) et la fraise (2) selon une orientation déterminée anatomique. 7 - Instrumentation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de visée comprennent une tige (32) articulée par sa première extrémité (33) sur la poignée (31) de manipulation et blocable sur la poignée (31) de manipulation en toutes orientations dans une plage de réglage d'orientation appropriée, et incorporant des niveaux à bulle (39) pour repérer l'orientation de la tige (32) dans le plan horizontal. 8 - Instrumentation selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un manche d'impaction, adapté pour recevoir et retenir le cotyle définitif à sa première extrémité et pour recevoir à sa seconde extrémité la poignée (31) à moyens de visée (32), de façon à orienter le cotyle définitif selon la même orientation que celle prise précédemment par la fraise (2).