Brevet FR2752519A1 — publié le 19980227

L'invention concerne les guides de coupe tibiale et fémorale pour installation d'une prothèse totale de genou. On connaît déjà différentes techniques permettant de réaliser une prothèse totale du genou, qui peuvent se diviser en deux familles. L'une comprenant les prothèses fémoro-patellaires ou trochléo-patellaires, consistant à interposer, entre la rotule et le fémur, une prothèse destinée à assurer la reconstruction de l'articulation correspondante, lésée par des atteintes rhumatismales ou arthrosiques, traumatiques ou autres, tendant à la destruction des surfaces articulaires, notamment de la trochlée et parfois de la rotule, entraînant des douleurs et une insuffisance fonctionnelle du verrouillage du genou. La prothèse comportant, dans ce cas, un élément fémoral, dit "élément trochlée" et un élément patellaire, dit "médaillon", fixé sous la rotule. L'autre comprenant les prothèses totales tricompartimentales, incluant le remplacement des plateaux tibiaux, destinées, principalement, à des reconstructions totales de genoux après destruction très importante. C'est à l'installation des prothèses de la seconde famille, c'est-à-dire des prothèses totales tricompartimentales, telles que celle représentée après installation à la figure 17 de la présente demande, que sont destinés les guides de coupe tibiale et fémorale, objets de la présente invention. Les prothèses, ci-dessus évoquées, exigent toutes, pour permettre leur installation, des résections osseuses particulières. Ces résections sont réalisées avec des moyens artisanaux, s'inspirant de techniques utilisées en ébénisterie, en recourant à des guides de coupe et de visée dont il existe une grande diversité, mais dont aucun ne permet véritablement d'obtenir des résections géométriquement précises, permettant l'installation directe des parties tibiale et fémorale de la prothèse avec adaptation parfaite et sans jeu de celle-ci, tout en conservant au tibia son alignement et son débattement naturel par rapport au fémur. En effet, tout jeu, facilitant un déplacement relatif, même infime, des éléments tibial et fémoral par rapport aux parties réséquées correspondantes du tibia et du fémur, provoque généralement de la souffrance, et tout défaut d'alignement, de positionnement et de débattement du tibia par rapport au fémur est source de gêne, voire de handicap physique et esthétique. Or, c'est précisément aux souffrances provoquées à l'intéressé par des atteintes rhumatismales, arthrosiques ou traumatiques, et du handicap physique correspondant, que l'on entend remédier par l'installation d'une prothèse totale de genou. Différents moyens destinés à faciliter ces résections existent déjà, tels que ceux décrits dans les documents suivants. - demande de brevet européen 0 340 176, concernant un dispositif pour la résection d'un os fémoral en vue de l'application d'une prothèse de genou. Ce dispositif est destiné à faciliter les résections frontales, arrières et latérales de la tête d'un fémur, en vue de l'application, sur le genou, d'une prothèse d'articulation. Ce dispositif est constitué, pour l'essentiel, d'un corps parallélépipédique, conçu pour être fixé contre les parties distales du fémur, dans le but de faciliter la résection du fémur sur l'avant et sur l'arrière, et d'une seconde partie coopérant avec la première, pour l'exécution des résections transversales des parties distales du fémur. Le corps est fixé par vis contre les parties distales, en respectant un alignement très approximatif, et la seconde partie n'est, à aucun moment, solidarisée directement à l'os, ce qui rend possible des déplacements relatifs préjudiciables à des coupes précises. Rien n'est prévu pour les résections tibiales, indispensables à l'installation d'une prothèse totale de genou. - demande de brevet PCT /US88/01 168. La technique opératoire, dont il s'agit principalement dans le cas d'une prothèse totale de genou, met en oeuvre un guide de coupe fémorale, présentant de grandes analogies constructives et fonctionnelles avec les guides de coupe décrits dans le document ci-dessus analysé, et offrant donc les mêmes inconvénients, et un guide de coupe tibiale, qui, s'il est assorti d'un système de positionnement et d'alignement, n'est à aucun moment solidement fixé à la grosse tubérosité tibiale autrement que par des mors et par quelques vis assurant un positionnement vertical indirect, au demeurant assez sommaire, et ne garantissant pas l'absence de déplacement relatif du guide au cours de l'opération de résection correspondante. - brevet français 2 664 157 ayant pour objet un guide de coupe fémorale. Le guide de coupe dont il s'agit est destiné à faciliter l'exécution de l'ensemble des résections fémorales nécessaire à l'implantation d'une prothèse fémorale. Il comprend, principalement, une platine, dans le milieu de laquelle est réalisé un alésage rainuré, destiné à recevoir un pivot comportant, à sa base, un orifice guide de perçage, à l'extrémité supérieure, un orifice de passage d'une tige de guidage amovible et, en son milieu, un guide de coupe horizontal, surmonté d'un bras palpeur. Un guide de coupe vertical coulisse dans un orifice transversal, réalisé dans le pivot. La platine comporte des rainures guides de coupe. Un tel dispositif, bien que donnant satisfaction dans son principe, est lourd et encombrant, ce qui n'en rend pas la mise en oeuvre aisée ; ce qui est préjudiciable à la qualité des résections réalisées par ce moyen. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des moyens similaires existant actuellement dans l'état de la technique, en proposant un ensemble de guides de coupe tibiale et fémorale, permettant de réaliser, sur les extrémités tibiale et fémorale, sans aucun tâtonnement ni gêne, les résections osseuses conjointes, adaptées exactement à la forme et aux dimensions des prothèses totales de genou correspondantes, en assurant un positionnement et une fixation rigoureux des éléments prothétiques, permettant d'obtenir, en particulier, un bon alignement jambe-cheville-tête-fémur, en assurant, notamment, des coupes très précises, strictement positionnées dans les trois plans de l'espace. Les guides de coupe tibiale et fémorale pour installation de prothèses totales tricompartimentales de genou, selon l'invention, se définissent comme suit Le guide de coupe tibiale, comportant un davier de guidage relié à un dispositif d'alignement et de visée, se caractérise, principalement, en ce que le davier de guidage comporte, à sa partie supérieure, une colonnette démontable, à l'extrémité de laquelle est fixé un palpeur, verticalement, un orifice de liaison à un dispositif d'alignement et de visée et, latéralement, deux orifices obliques destinés à sa fixation sur l'extrémité supérieure tibiale par l'intermédiaire de broches filetées. Le davier de guidage comporte des faces supérieure et inférieure, inclinées l'une vers l'autre, vers l'arrière, selon deux angles d'inclinaison différents, selon deux angles de coupe prédéterminés. La hauteur (h), séparant l'extrémité active du palpeur du plan (C), passant par la face supérieure du davier, est déterminée en fonction de la hauteur de la résection osseuse à effectuer. Le dispositif d'alignement et de visée est, selon un premier mode de réalisation, constitué d'un montant relié, à sa partie supérieure, par une traverse, à une tige centromédullaire tibiale et à une tige de visée externe, parallèles entre elles. Le dispositif d'alignement et de visée est, selon un second mode de réalisation, constitué d'une tige contre-coudée à crémaillère, de section rectangulaire, reliée, par un manchon à cliquets escamotables inversés, à une tige droite à crémaillère, de même section, équipée transversalement d'un doigt palpeur de longueur réglable. Le guide de coupe fémorale se caractérise en ce qu'il comporte - un gabarit de coupe ayant, à sa base, un palpeur fémoral, en son centre, un guide de perçage, en son milieu, une échancrure à rainures latérales et, sur ses côtés, des orifices permettant sa fixation contre l'épiphyse fémorale, par l'intermédiaire de broches filetées, - une tige centro-médullaire, - un guide de perçage à collerette, - une platine à fente longitudinale, contre la face avant de laquelle se fixe un guide de coupe fémorale distale démontable, réglable à l'aide d'une molette, et un palpeur fémoral surmontant le guide de coupe, - un guide de coupe antéro-postérieure. La largeur et l'épaisseur de la platine correspondent, respectivement, à l'écartement et à la largeur des rainures réalisées dans les côtés de l'échancrure médiane du gabarit de coupe. La fente longitudinale de la platine a une largeur un peu supérieure au diamètre de la tige centro-médullaire. La platine comporte, sur chacun de ses côtés, une échelle graduée, masquée partiellement par les rainures du gabarit, dont les bords supérieurs sont utilisés comme curseurs. Le guide de coupe fémorale distale comporte, sur l'avant, une rainure transversale verticale et, sur l'arrière, deux orifices de fixation à l'épiphyse fémorale par l'intermédiaire de broches filetées. Le diamètre et l'épaisseur de la collerette du guide de perçage, ainsi que le diamètre extérieur du guide de perçage lui-même, sont déterminés pour que la dite collerette puisse s'insérer et coulisser dans l'une des rainures de l'échancrure du gabarit de coupe. La coupe distale est réglable par action sur la molette de la vis en fonction de la différence existante entre l'écart fémoral en flexion et l'écart fémoral en extension. Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent essentiellement en ceci qu'elle est adaptée à toutes les coupes correspondant aux différentes prothèses de genou tricompartimentales totales, puisqu'il est possible, avec celle-ci, d'assurer une visée d'alignement interne et externe avec le même guide de coupe, tout en assurant la mesure de la taille des parties distales et fémorales, quel que soit la taille et l'axe du tibia et du fémur, les coupes étant guidées et contrôlées dans les trois plans de l'espace. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre des guides de coupe réalisés selon l'invention et de l'exécution des résections correspondantes à une prothèse totale tricompartimentale de genou, donnés à titre d'exemple non limitatif, au regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue de côté du guide de coupe tibiale, équipé du dispositif de guidage centro-médullaire et de la tige de contrôle de visée externe, - la figure 2 représente une vue de côté du guide de coupe tibiale, équipé du dispositif de guidage externe, - la figure 3 représente une vue de côté du guide de coupe tibiale, fixé contre l'extrémité supérieure du tibia, avec indication du plan de coupe (C), - la figure 4 représente une vue de côté du guide de coupe tibiale, fixé contre l'extrémité supérieure du tibia, avec représentation du ciseau diapason utilisé pour réaliser la coupe verticale, - la figure 5 représente une vue de dessus du guide de coupe tibiale selon la figure 4, - la figure 6 représente une vue en perspective de l'articulation du genou après résection tibiale, en cours de détermination de la taille de la prothèse à l'aide d'un gabarit, - la figure 7 représente une vue de côté de l'articulation du genou selon la figure 6, en cours de détermination de l'écart tibio-condylien, - la figure 8 représente une vue de côté en perspective du guide de coupe fémorale, en cours de mise en place sur l'épiphyse inférieure du fémur, - la figure 9 représente une vue de côté en perspective du guide de coupe fémorale, en place sur l'épiphyse fémorale inférieure, - la figure 10 représente une vue de face partielle du guide de coupe fémorale, - la figure 1 1 représente une vue de face en perspective du guide de coupe fémorale distale, séparé et fixé contre l'épiphyse inférieure du fémur, avant réalisation des résections, - la figure 12 représente une vue de face en perspective du guide de coupe selon la figure 11, après réalisation des coupes distales, - la figure 13 représente une vue de côté de l'articulation en cours de réalisation des coupes antéro-postérieures et des chanfreins antérieurs et postérieurs, - la figure 14 représente une vue de dessus de l'articulation selon la figure 13, - la figure 15 représente une vue en perspective de l'articulation du genou après résection tibiale et fémorale définitive, en cours de vérification de la prothèse totale à l'aide d'un gabarit, - la figure 16 représente une vue de côté en coupe de l'articulation après mise en place de la partie fémorale de la prothèse, lors de la finition au ciseau, la figure 17 représente une vue de côté en coupe longitudinale de l'articulation munie de sa prothèse totale tricompartimentale, en position d'extension, - la figure 18 représente une vue de côté en coupe longitudinale de l'articulation selon la figure 17, en position de flexion. Les figures représentent les moyens selon l'invention permettant l'installation d'une prothèse totale de genou tricompartimentale 10, comportant une prothèse fémorale totale 11, une prothèse tibiale 12 et des éléments formant ménisques flottants 13, s'adaptant sur l'épiphyse 21 du fémur 20 et sur les extrémités supérieures 31 du tibia 30. Le guide de coupe tibiale 40 comporte un davier 41, à faces inclinées 411 et 413, muni d'une colonnette 42 supportant un palpeur 43 et est relié à un dispositif d'alignement et de visée 50 comprenant un montant 51 relié, par une traverse 52, à une tige centro-médullaire tibiale 53 et à une tige de visée externe 54, ou relié directement à un dispositif d'alignement et de visée 90 constitué d'une tige contre-coudée 91 à crémaillère 911, reliée, par un manchon 92 à cliquets escamotables 921 et 922, à une tige droite 93 à crémaillère 931, équipée transversalement d'un doigt palpeur 94. Le guide de coupe fémorale 60 comprend un gabarit de coupe 61 à palpeur fémoral 62 ayant, en son milieu, une échancrure 63 comportant deux rainures latérales parallèles 631 et 632 et, sur ses côtés, des orifices 612 et 613 permettant sa fixation contre l'épiphyse fémorale 21 par l'intermédiaire de broches filetées 44 ; une tige centro médullaire 64 montée dans un guide de perçage 65 à collerette 651 ; une platine 66 à fente longitudinale 661 et échelle graduée 662, supportant un guide de coupe fémorale distale 67, à rainure de guidage 671 et à orifices de fixation 672, et un palpeur 68, monté orientable ou tournant dans un fourreau 69, de section interne rectangulaire, disposé au-dessus du guide de coupe 67. Les résections s'effectuent à l'aide d'un ciseau diapason 1 et d'un ciseau ordinaire 2 et d'un guide de coupe antéropostérieure 80, et l'installation en utilisant les gabarits 3 ou 4 et le calibre 5. En examinant maintenant plus en détail les figures, on remarque sur celles-ci, que la figure 1 montre que le guide de coupe 40 peut être parfaitement positionné verticalement à l'aide du palpeur 43 en appui sur le côté le plus sain, qui donne ainsi une hauteur de coupe (h) prédéterminée (10 mm par exemple), et positionné latéralement et transversalement par visée intramédullaire, avec introduction de la tige centro-médullaire tibiale 53 en s'aidant de la tige de visée externe 54, pour le maintien de l'alignement. La figure 2 montre qu'une pente antéro-postérieure d'un angle déterminé (5 par exemple) peut être introduite par l'intermédiaire du dispositif d'alignement et de visée 90, dont la longueur peut être réglée par action sur les cliquets 921 et 922 et l'écartement peut être obtenu par l'intermédiaire du doigt palpeur 94. Les figures 3, 4 et 5 montrent, qu'après positionnement précis du guide de coupe 40 à l'aide des dispositifs complémentaires décrits ci-dessus et fixation de celui-ci par ses orifices obliques 412 contre l'extrémité supérieure tibiale 31 à l'aide de broches filetées 44, une résection 311 de référence, réalisée dans le plan (C) défini par la face supérieure 411 ou inférieure 413 du guide, peut être effectuée en utilisant le ciseau diapason 1. Les figures 6 et 7 montrent les précautions qui sont prises après réalisation de la résection 311 de l'extrémité supérieure 31 du tibia 30 pour déterminer la taille de la prothèse correspondante, à l'aide d'un gabarit d'essai tibial 3, la surface pré-spinale est mise à niveau pour loger le joug du dit gabarit d'essai 3 en avant du massif épineux et pour déterminer l'écart tibio-condylien par utilisation d'un calibre 5, genou en extension, correspondant à la figure 7, ou en flexion (non représenté). Les figures 8 à 10 montrent la mise en place du guide de coupe fémorale 60 sur l'épiphyse 21 du fémur 20, dans lequel a été introduit, au préalable, la tige centromédullaire 64. Le guide de perçage 65 à collerette 651 est enfilé sur la tige 64, après introduction de ladite collerette 651 dans l'une des rainures 632 de l'échancrure 63 du gabarit de coupe 61, qui est ensuite amené manuellement au contact de l'épiphyse fémorale 21 et de la corticale antérieure 23 de celle-ci, comme représenté à la figure 9. La platine 66 à fente longitudinale 661 et à échelle graduée 662 est alors introduite dans les rainures 631 de l'échancrure avant 63 du gabarit de coupe 61, tout en maintenant celui-ci en appui, le palpeur fémoral 68 vient alors s'appliquer au contact du fémur 20, ce qui positionne, de façon précise, le guide de coupe distale 67, qu'il suffit alors de solidariser à l'épiphyse fémorale 21 à l'aide de broches filetées 44 passées dans les orifices 672 du guide de coupe 67, après réglage de la longueur avec la molette 70, avant de le séparer de la platine 66, par action sur la vis 71, dont l'extrémité filetée se dégage de l'orifice 673. Auparavant, la graduation donnant la taille de la prothèse fémorale est relevée sur l'échelle graduée 662 de la platine, dont le gabarit 61 sert de curseur (taille 70 dans l'exemple de la figure 10). Comme on le voit, il est aussi possible de régler, de façon précise, la coupe distale par action sur la molette 70, en fonction de la différence existante entre l'écart fémoro-tibial en flexion et l'écart en extension. Les figures 11 et 12 montrent respectivement l'épiphyse fémorale 21 munie du guide de coupe distale 67, et l'épiphyse fémorale 21 après réalisation de la coupe de partie distale 22 permettant d'obtenir une surface de référence 211. La lame de scie a été, pour ce faire, introduite dans la rainure 671 du guide de coupe 67, ce qui assure un parfait guidage excluant tout tâtonnement. Les figures 13 et 14 montrent que le guide de coupe 80 à broches 81 et à manche 82, permettant de réaliser les coupes antéro-postérieures et les chanfreins antérieurs et postérieurs, est ensuite fixé sur la surface 211 résultant de la coupe distale préalable, par l'intermédiaire des broches 81. La solidarisation étant complétée par l'adjonction des broches filetées 44. Ce guide de coupe 80 étant ainsi fixé, il suffit de réaliser successivement les coupes 212 à 215, en faisant passer respectivement la lame de scie par les fentes 83 à 86. Les résections fémorales indispensables au montage de la prothèse fémorale il sont alors terminées, en tenant compte de la taille de la prothèse relevée sur la platine 66 du guide 60. La figure 15 montre, qu'avant montage de la prothèse totale 10, il importe, tout d'abord, de déterminer le gain de place résultant des coupes fémorales et de positionner la pièce fémorale d'essai pour déterminer l'épaisseur de l'extrémité supérieure tibiale sur le gabarit d'essai 4. Le forage des deux trous d'ancrage tibiaux est alors réalisé. La figure 16 montre, qu'après montage d'un implant fémoral d'essai, certains angles 216 sont adoucis au ciseau 2. Les figures 17 et 18 montrent la prothèse totale 10, constituée de la prothèse fémorale 11, de la prothèse tibiale 12 et des ménisques flottants 13, définitivement installée, en position d'extension (figure 17) et en position de flexion (figure 18). Comme on le voit, l'utilisation de ces guides de coupe 40, 60 et 80 permet d'obtenir des résections osseuses géométriquement adaptées à la taille d'une prothèse totale 10, sans risque d'introduction de jeu, ni de désalignement, et c'était le but poursuivi. REVENDICATIONS 1. Ensemble de coupe pour installation d'une prothèse totale tricompartimentale du genou, comprenant un guide de coupe tibiale et un guide de coupe fémorale, caractérisé en ce que ces guides de coupe comportent a) pour le guide de coupe tibiale - un davier de guidage à colonnette démontable (42), à l'extrémité de laquelle est fixé un palpeur (43), verticalement, un orifice de liaison à un dispositif d'alignement et de visée (50) et, latéralement, deux orifices obliques (412) destinés à sa fixation sur l'extrémité supérieure (31) du tibia (30) par l'intermédiaire de broches filetées (44), b) pour le guide de coupe fémorale - un gabarit de coupe (61) ayant, à sa base, un palpeur fémoral (62), en son centre, un guide de perçage, en son milieu, une échancrure (63) à rainures latérales (631, 632) et, sur ses côtés, des orifices (612, 613) permettant sa fixation contre l'épiphyse fémorale (21) par l'intermédiaire de broches filetées (44), - une tige centro-médullaire (64), - un guide de perçage (65) à collerette (651), - une platine (66) à fente longitudinale (661), contre la face avant de laquelle se fixe un guide de coupe fémorale distale (67), réglable à l'aide d'une molette (70), et un palpeur fémoral (68) surmontant le guide de coupe, - un guide de coupe antéro-postérieure (80). 2. Ensemble de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le davier de guidage (41) du guide de coupe tibiale comporte des faces supérieure (411) et inférieure (413) inclinées vers l'arrière, selon deux angles de coupe différents, de la résection osseuse à effectuer. 3. Ensemble de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur (h), séparant l'extrémité active du palpeur du guide de coupe tibiale du plan (C), passant par la face supérieure du davier (41), est déterminée en fonction de la hauteur (h) de la résection à effectuer. 4. Ensemble de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'alignement et de visée (50) du guide de coupe tibiale est constitué d'un montant (51) relié, à sa partie supérieure, par une traverse (52), à une tige centro-médullaire tibiale (53) et à une tige de visée externe (54). 5. Ensemble de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'alignement et de visée (90) du guide de coupe tibiale est constitué d'une tige contrecoudée (91) à crémaillère (911), de section rectangulaire, reliée, par un manchon (92) à cliquets escamotables inversés (921, 922), à une tige droite (93) à crémaillère (931), de même section, équipée transversalement d'un doigt palpeur (94) de longueur réglable. 6. Ensemble de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur et l'épaisseur de la platine (66) du guide de coupe fémorale correspondent, respectivement, à l'écartement et à la largeur des rainures (631, 632) réalisées dans les côtés de l'échancrure médiane (63) du gabarit de coupe (61). 7. Ensemble de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fente longitudinale (661) de la platine (66) du guide de coupe fémorale a une largeur un peu supérieure au diamètre de la tige centro-médullaire (64). 8. Ensemble de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide de coupe fémorale distale (67). comporte, sur l'avant, une rainure (671) transversale verticale et, sur l'arrière, deux orifices de fixation (672) à l'épiphyse fémorale (21), par l'intermédiaire de broches filetées (44). 9. Ensemble de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la platine (66) du guide de coupe fémorale comporte, sur chacun de ses côtés, une échelle graduée (662), partiellement masquée par les rainures (631, 632) du gabarit (61), dont les bords supérieurs sont utilisés comme curseurs. 10. Ensemble de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre et l'épaisseur de la collerette (651) du guide de perçage (65) du guide de coupe fémorale, ainsi que le diamètre extérieur du guide de perçage lui-même, sont déterminés pour que la dite collerette (651) puisse s'insérer et coulisser dans l'une des rainures (631 ou 632) de l'échancrure (63) du gabarit de coupe (61). 11. Ensemble de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupe distale avec le guide de coupe fémorale est réglable par action sur la molette (70) de la vis (71) en fonction de la différence existante entre l'écart fémoral en flexion et l'écart fémoral en extension.