Brevet FR2766358A1 — publié le 19990129

La présente invention concerne un instrument permettant l'élimination d'une gaine de ciment chirurgical, cette gaine ayant servi au scellement d'une prothèse de forme allongée dans une cavité corporelle allongée. Elle concerne également plusieurs procédés de fabrication de cet instrument et un type d'outil pouvant être employé avec cet instrument pour cette élimination. L'invention est en particulier utilisable pour l'élimination de la gaine de ciment ayant servi à la fixation d'une tige fémorale de prothèse de hanche dans le canal médullaire du fémur. Une prothèse fixée dans une cavité corporelle au moyen d'un ciment chirurgical doit parfois être remplacée par une autre prothèse, plus adaptée. Tel est notamment le cas lorsque la prothèse prend du jeu au cours du temps. Ce remplacement implique l'élimination de la gaine de ciment ayant servi à la fixation de la prothèse d'origine, afin de réaménager la cavité à la forme de la prothèse à implanter. Dans le cas du remplacement d'une tige fémorale de prothèse de hanche, l'élimination de ce ciment est traditionnellement effectuée à l'aide de divers instruments classiques (ciseaux longs, gouge, pince, crochets, alésoirs, mèches...). Cette technique a toutefois pour inconvénient d'être longue à mettre en oeuvre. L'allongement correspondant de la durée de l'intervention peut être néfaste au patient. De plus, cette élimination est difficile à réaliser et engendre un risque de perforation ou fracturation de la diaphyse fémorale dans le cas d'un os devenu fragile. Les difficultés à éliminer le ciment résultent fréquemment de l'orientation oblique de l'axe longitudinal de la gaine de ciment par rapport à l'axe de la diaphyse fémorale. En effet, un outil d'alésage rotatif tend à suivre les parois de la gaine de ciment et est dévié, du fait de cette orientation, en direction de la corticale. Le même risque de perforation ou de fracturation se présente alors. D'autres techniques existent mais ne donnent pas particulièrement satisfaction, notamment pour des raisons de manque de précision dans le centrage de l'outil d'alésage du ciment, de variations dimensionnelles ou anatomiques importantes d'un patient à un autre en ce qui concerne les cavités corporelles à traiter, de variations importantes du positionnement de la prothèse dans la cavité, engendrant des orientations très variables de l'axe longitudinal de la gaine de ciment par rapport à l'axe de la cavité, de coût ou de difficultés de mise en oeuvre. L'invention vise à remédier à ces inconvénients pratiques essentiels. A cet effet, l'instrument qu'elle concerne comprend - au moins deux zones mutuellement distantes, destinées à prendre appui contre la paroi de la gaine de ciment en des emplacements de cette paroi mutuellement distants, chacune de ces zones étant conformée pour prendre appui contre la paroi de la gaine en au moins trois points mutuellement distants de cette paroi, et - un conduit solidaire de ces zones, destiné à permettre le guidage d'un foret de perçage de cette gaine, ces zones et ce conduit étant conformés de telle sorte que l'axe longitudinal du conduit soit sensiblement coaxial à l'axe longitudinal de la cavité corporelle lorsque lesdites zones sont en appui contre la paroi de la gaine de ciment. Le conduit permet de guider un foret destiné à percer la partie distale du ciment de telle manière que le perçage réalisé coïncide sensiblement avec l'axe longitudinal de la cavité corporelle. Ce perçage peut ensuite être utilisé comme moyen de guidage pour les opérations d'alésage du ciment. De préférence, l'instrument comprend une partie allongée dont la forme est aménagée de manière à correspondre à la forme d'une portion allongée de la prothèse implantée, pour constituer lesdites zones d'appui contre la paroi du ciment. Cette partie allongée constitue ainsi un gabarit venant étroitement au contact de la paroi du ciment lorsque l'instrument est engagé dans la cavité de la gaine de ciment. Un positionnement très précis du conduit est ainsi obtenu. Selon une forme de réalisation possible de l'invention, l'instrument comprend au moins un bloc en matière rigide, notamment en matière synthétique, reproduisant lesdites zones d'appui, et un tube en une matière propre à résister au foret, notamment en métal, constituant ledit conduit. Un procédé de réalisation de l'instrument selon l'invention comprend les étapes consistant - à déterminer les dimensions de la prothèse selon au moins deux plans, en au moins deux emplacements mutuellement distants dans la direction longitudinale de cette prothèse, et à déterminer l'orientation de l'axe longitudinal de la prothèse par rapport à l'axe longitudinal de la cavité - à utiliser un tube pour délimiter ledit conduit - à orienter ce tube selon un axe de référence et à maintenir ce tube dans cette position par rapport à cet axe, et - à aménager lesdites zones d'appui par rapport à ce tube en fonction des dimensions et orientation ainsi déterminées, notamment par moulage de ces zones autour du tube ou par usinage d'au moins un bloc de dimensions standard préalablement aménagé autour dudit tube. La détermination de ces dimensions peut se faire par relevé de cotes sur des images obtenues par radiographie ou scanner, ou simplement en connaissant le type et la taille de la prothèse implantée. La détermination de ladite orientation se fait, quant à elle, à partir desdites images. Un autre procédé de réalisation de l'instrument selon l'invention comprend les étapes consistant - à relever la position de la prothèse dans l'espace par rapport à un axe de référence, en mesurant la distance de différents points de la paroi de cette prothèse par rapport à cet axe - à placer la prothèse retirée du patient dans un support qui comprend des moyens pour le positionnement précis de cette prothèse dans l'espace par rapport audit axe de référence et des moyens pour le montage d'un tube coaxialement à cet axe de référence - à régler la position de la prothèse dans ledit support - à placer la prothèse et le support dans un récipient - à couler dans ce récipient un matériau susceptible de durcir, de manière à prendre l'empreinte de la prothèse ainsi positionnée - à attendre le durcissement dudit matériau, ou à réaliser ce durcissement - à retirer la prothèse - à placer le tube dans l'empreinte de la prothèse ainsi obtenue, coaxialement audit axe de référence, et - à mouler dans cette empreinte un produit susceptible de durcir. Ce procédé peut être utilisé en cours d'intervention lorsque le type de prothèse implanté est resté inconnu. Un troisième procédé de réalisation de l'instrument selon l'invention comprend les étapes consistant - à aménager, notamment par moulage ou usinage, des blocs de matière dont la paroi latérale présente une forme correspondant sensiblement à celle des différents types et tailles de prothèses existantes - à déterminer le type et la taille de la prothèse concernée ainsi que l'orientation de l'axe longitudinal de cette prothèse par rapport à l'axe longitudinal de la cavité corporelle - à orienter le ou les blocs correspondant à la prothèse concernée selon un axe de référence et à maintenir ce ou ces blocs dans cette position par rapport à cet axe - à orienter un outil de perçage par rapport à ce ou ces blocs en fonction de ladite orientation, et - à aménager ledit conduit au travers de ce ou ces blocs. Dans le cas où le matériau du ou des blocs n'est pas de nature à résister au foret de perçage, le procédé comprend en outre l'étape consistant à mettre en place dans le conduit percé un tube en une matière propre à résister au foret, notamment en métal. L'alésage du ciment peut être réalisé en employant des forets de diamètres croissants, pour élargir progressivement le trou percé dans la partie distale de ce ciment. De préférence toutefois, au moins un outil rotatif d'alésage du ciment est utilisé avec l'instrument et forme un ensemble avec lui. Cet outil comprend, au delà de sa tête de coupe, côté distal, un moyen de guidage axial destiné à être engagé dans ce trou distal pour guider l'outil. Pour sa bonne compréhension, l'invention est à nouveau décrite ci-dessous en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes de réalisation préférées de l'instrument et une forme de réalisation préférée de l'outil, qu'elle concerne, ainsi que différents moyens de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication de cet instrument. La figure 1 est une vue en coupe partielle de l'instrument selon une première forme de réalisation la figure 2 est une vue de l'extrémité supérieure d'un fémur, en coupe longitudinale ; la figure 3 est une vue de l'instrument en cours d'utilisation dans cette extrémité la figure 4 est une vue de l'outil en cours d'utilisation dans cette extrémité la figure 5 est une vue de l'instrument selon une deuxième forme de réalisation la figure 6 est une vue de face d'un support permettant de mettre en oeuvre un procédé de réalisation de cet instrument, dans lequel est placée une tige fémorale de prothèse de hanche ; la figure 7 est une vue de côté de ce support et d'un récipient, au cours d'une phase du procédé, et les figures 8 et 9 sont des vues de ce support au cours de deux phases ultérieures de ce procédé. L'extrémité supérieure du fémur 2 comporte une tige fémorale 3 de prothèse de hanche fixée dans le canal médullaire 4 au moyen d'une gaine de ciment chirurgical 5. Selon une technique classique, un bouchon médullaire 6 en matière souple a été placé dans le canal 4 avant mise en place du ciment. Cette tige 3 doit être remplacée par une autre tige, plus adaptée, ce qui implique l'élimination de la gaine 5. Dans l'exemple représenté, la tige 3 est placé en varus, de sorte que son axe longitudinal, et par conséquent l'axe longitudinal de la gaine 5, est orienté de manière oblique par rapport à l'axe de la diaphyse fémorale 2a. L'instrument 10 montré à la figure 1 comprend un tube 11 en métal, sur une portion duquel est moulé un bloc cylindrique allongé 12 en matière rigide facile à usiner, notamment en polyéthylène. Il est procédé à une détermination des dimensions de la tige 3 selon au moins deux plans orthogonaux parallèles à l'axe longitudinal de la tige 3, au niveau d'une large portion de la partie diaphysaire 3a de celle-ci, et à une détermination de l'orientation de l'axe longitudinal de la tige 3 par rapport à l'axe longitudinal de la diaphyse 2a. Cette détermination des dimensions de la tige 3 est faite par relevé de cotes sur des images obtenues par radiographie ou scanner, ou simplement en connaissant le type et la taille de la tige 3 implantée, tandis que la détermination de ladite orientation est faite à partir desdites images. Le tube 11 est ensuite orienté selon un axe de référence et maintenu dans cette position par rapport à cet axe, et le bloc 12 est usiné, en fonction des dimensions et orientation de la prothèse, pour constituer un gabarit. La forme de ce gabarit correspond à ladite portion de la partie diaphysaire 3a de la tige 3, et son orientation par rapport à l'axe du tube 11 correspond à l'orientation de l'axe longitudinal de la gaine 5 par rapport à l'axe de la diaphyse 2a. Après retrait de la tige 3, l'instrument 10 est engagé dans la cavité de la gaine 5 de telle sorte que le bloc 12 vienne étroitement au contact de la paroi du ciment. Comme le montre la figure 3, l'axe du tube 11 se trouve alors placé de manière sensiblement coaxiale à l'axe de la diaphyse 2a et permet de guider un foret 15 de perçage de la partie distale 5a de la gaine 5 et du bouchon 6. Le perçage 16 réalisé (figure 4) est ainsi sensiblement coaxial à l'axe longitudinal de la diaphyse 2a. L'outil précité 20 montré la figure 4 est alors utilisé. Cet outil 20 comprend une tige 21 reliée à un moyen d'entraînement en rotation, une tête de coupe 22, pour l'alésage du ciment, et, au delà de cette tête 22, côté distal, un pion cylindrique 23 destiné à être engagé et à tourner dans le trou 16. Cet outil 20 fait partie d'une série d'outils similaires entre eux, comprenant des têtes de coupe 22 dont le diamètre va croissant d'un outil à l'autre, pour permettre un alésage progressif de la gaine 5. La tête de coupe 22 d'un outil 20 peut ne comprendre une zone de coupe 22a que sur sa partie distale, sa partie proximale 22b étant lisse, comme montré à la figure 4. Cette partie 22b n'attaque donc pas le ciment distal et permet de conserver un guidage axial à la tête 22 par ce ciment lorsque la zone 22a de cette tête atteint le bouchon 6. La figure 5 montre un instrument 30 pouvant être utilisé en lieu et place de l'instrument 10. Cet instrument 30 est constitué par un bloc allongé 32 de matière moulée ou usinée selon la forme de ladite portion diaphysaire 3a de la tige 3. Après détermination du type et de la taille de la tige 3 implantée, ainsi que de l'orientation de l'axe longitudinal de la tige 3 par rapport à l'axe longitudinal de la diaphyse 2a, ce bloc 32 est percé en fonction de ladite orientation. Selon la dureté du matériau utilisé pour le bloc 32, ce perçage constitue lui-même le conduit 31 de guidage du foret 15 ou reçoit un tube en une matière propre à résister au foret, notamment en métal. Plusieurs blocs 32 sont aménagés selon des formes correspondant sensiblement à celles des différents types et tailles de tiges existantes, et sont percés selon la demande. Les figures 6 à 9 illustrent différentes phases de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication de l'instrument 10 comprenant un tube 11, en cours d'intervention chirurgicale et à partir de la tige fémorale 3 venant d'être retirée. Le support 40 qu'elles représentent comprend une plaque principale 41, dans l'extrémité supérieure de laquelle est aménagée une encoche verticale 42, et deux plaques inférieures parallèles 43, disposées en regard l'une de l'autre et situées à une distance mutuelle telle que la tige 3 puisse être placée entre elles. La plaque 41 comprend trois lumières transversales 44, dont une est aménagée de manière à être placée à hauteur de la partie distale de la tige 3 et dont les deux autres sont aménagées en deux emplacements étagés, situés sensiblement au niveau de la partie métaphysaire de cette tige 3. Une des deux plaques 43 comprend deux lumières 45 aménagées à des hauteurs similaires, mais légèrement différentes, de celle des lumières 44, respectivement. Des tiges 50 faisant saillie entre les plaques 41 et 43 sont engagées et peuvent coulisser au travers de ces lumières 44 et 45 et peuvent être immobilisées dans une position déterminée de ces lumières 44 et 45. Chaque tige 50 comprend à cet effet une collerette fixe 51, par laquelle elle vient en appui contre la face interne de la plaque 41 ou 43, une portion filetée 52 faisant saillie au-delà de la face externe de cette plaque 41 ou 43, cette portion 52 étant destinée à recevoir un écrou de montage 53, et une portion de section transversale carrée à hauteur de la plaque 41 ou 43, pour son calage en rotation lors du serrage ou déserrage de l'écrou 53. Les plaques 41, 43 comprennent des graduations 55 le long des bords des lumières 44, 45, prenant comme point d'origine un axe de référence vertical, passant sensiblement au centre des plaques 41 et 43. Il apparaît à la figure 9 que le tube 11 peut être monté sur le support 40 de manière coaxiale audit axe de référence, au moyen d'un bloc 56 dans lequel ce tube 11 est maintenu par engagement à frottements doux, ce bloc 56 comprenant deux vis 57 destinées à être reçues dans l'encoche 42. En pratique, la distance de différents points de la paroi de la tige 3 par rapport à l'axe diaphysaire est relevée sur des radiographies, ces points correspondant sensiblement aux hauteurs des tiges 50 dans le support 40. Les tiges 50 sont ensuite réglées dans leurs lumières 44, 45 respectives en fonction de ces positions, puis la tige 3 extraite du patient est placée dans le support 40. Le support 40 et la tige 3 sont placés dans un récipient 60 (figure 7) dans lequel est coulé un produit susceptible de durcir, notamment un produit aux silicones. Une fois la prise de ce produit réalisée (figure 8), la tige 3 est retirée puis le bloc 56 est mis en place, le tube 11, dont l'extrémité distale a été provisoirement bouchée, étant descendu jusqu'à venir au contact de la paroi de l'empreinte 61 délimitée par le bloc 62 de matériau coulé (figure 9). Enfin, un matériau liquide susceptible de durcir est coulé dans l'empreinte pour constituer l'instrument 10, ce dernier étant retiré en se servant du tube 11 une fois la prise de cette résine réalisée. I1 va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. Ainsi, l'outil 20 pourrait comprendre une tige de guidage pouvant être engagée dans le trou 16 et une tige tubulaire reliée à sa tête de coupe, cette tige tubulaire étant propre à être engagée sur cette tige de guidage et à tourner par rapport à celle-ci. REVENDICATIONS 1- Instrument permettant l'élimination d'une gaine (5) de ciment chirurgical, cette gaine (5) ayant servi au scellement d'une prothèse (3) de forme allongée dans une cavité corporelle (4) allongée, caractérisé en ce qu'il comprend - au moins deux zones mutuellement distantes, destinées à prendre appui contre la paroi de la gaine de ciment (5) en des emplacements de cette paroi mutuellement distants, chacune de ces zones étant conformée pour prendre appui contre la paroi de la gaine (5) en au moins trois points mutuellement distants de cette paroi, et - un conduit (11, 31) solidaire de ces zones, destiné à permettre le guidage d'un foret (15) de perçage de cette gaine (5), ces zones et ce conduit (11, 31) étant conformés de telle sorte que l'axe longitudinal du conduit (11, 31) soit sensiblement coaxial à l'axe longitudinal de la cavité corporelle (4) lorsque lesdites zones sont en appui contre la paroi de la gaine de ciment (5). 2 - Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une partie allongée (12, 32) dont la forme est aménagée de manière à correspondre à la forme d'une portion allongée (3a) de la prothèse implantée, pour constituer lesdites zones d'appui. 3 - Instrument selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un bloc (12) en matière rigide, notamment en matière synthétique, reproduisant lesdites zones d'appui, et un tube (11) en une matière propre à résister au foret (15), notamment en métal, constituant ledit conduit. 4 - Procédé de réalisation de l'instrument selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant - à déterminer les dimensions de la prothèse selon au moins deux plans, en au moins deux emplacements mutuellement distants dans la direction longitudinale de cette prothèse, et à déterminer l'orientation de l'axe longitudinal de la prothèse par rapport à l'axe longitudinal de la cavité corporelle (4) ; - à utiliser un tube (11) pour délimiter ledit conduit - à orienter ce tube (11) selon un axe de référence et à maintenir ce tube dans cette position par rapport à cet axe, et - à aménager lesdites zones d'appui par rapport à ce tube en fonction des dimensions et orientation ainsi déterminées, notamment par moulage de ces zones autour du tube ou par usinage d'au moins un bloc (12) de dimensions standard préalablement aménagé autour dudit tube (11). 5 - Procédé de réalisation de l'instrument selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant - à relever la position de la prothèse (3) dans l'espace par rapport à un axe de référence, en mesurant la distance de différents points de la paroi de cette prothèse (3) par rapport à cet axe - à placer la prothèse (3) retirée du patient dans un support (40) qui comprend des moyens (44 à 55) pour le positionnement précis de cette prothèse (3) dans l'espace par rapport audit axe de référence et des moyens (42, 56, 57) pour le montage d'un tube (11) coaxialement à cet axe de référence - à régler la position de la prothèse (3) dans ledit support (40) ; - à placer la prothèse (3) et le support (40) dans un récipient (60) ; - à couler dans ce récipient un matériau susceptible de durcir, de manière à prendre l'empreinte de la prothèse (3) ainsi positionnée - à attendre le durcissement dudit matériau, ou à réaliser ce durcissement - à retirer la prothèse (3) - à placer le tube (11) dans l'empreinte de la prothèse (3) ainsi obtenue, coaxialement audit axe de référence, et - à mouler dans cette empreinte un produit susceptible de durcir. 6 - Procédé de réalisation de l'instrument selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant - à aménager, notamment par moulage ou usinage, des blocs (32) de matière dont la paroi latérale présente une forme correspondant sensiblement à celle des différents types et tailles de prothèses (3) existantes ; - à déterminer le type et la taille de la prothèse (3) concernée ainsi que l'orientation de l'axe longitudinal de cette prothèse par rapport à l'axe longitudinal de la cavité corporelle - à orienter le ou les blocs (32) correspondant à la prothèse (3) concernée selon un axe de référence et à maintenir ce ou ces blocs dans cette position par rapport à cet axe - à orienter un outil de perçage par rapport à ce ou ces blocs (32) en fonction de ladite orientation, et - à aménager ledit conduit (31) au travers de ce ou ces blocs (32). 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à mettre en place dans le conduit percé (31) un tube en une matière propre à résister au foret, notamment en métal. 8 - Ensemble d'instrument et d'outils permettant l'élimination d'une gaine de ciment chirurgical, comprenant l'instrument selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il inclut au moins un outil rotatif (20) d'alésage du ciment comprenant, au delà de sa tête de coupe (22), côté distal, un moyen (23) de guidage axial destiné à être engagé dans le trou (16) percé au moyen du foret (15) pour guider l'outil (20). 9 - Ensemble d'instrument et d'outils selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'outil (20) comprend, au delà de sa tête de coupe (22), côté distal, un pion cylindrique (23) destiné à être engagé et à tourner dans le trou (16) percé au moyen du foret (15). 10 - Ensemble d'instrument et d'outils selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'outil (20) comprend une tige de guidage pouvant être engagée dans le trou (16) percé au moyen du foret (15) et une tige tubulaire reliée à sa tête de coupe, cette tige tubulaire étant propre à être engagée sur cette tige de guidage et à tourner par rapport à celle-ci. 11 - Ensemble d'instrument et d'outils selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la tête de coupe (22) de l'outil (20) comprend une zone de coupe (22a) que sur sa partie distale, sa partie proximale (22b) étant lisse.