Brevet FR2863859A1 — publié le 20050624

ANCILLAIRE DESTINÉ À LA MISE EN PLACE D'UNE PROTHÈSE DE RESURFAÇAGE D'UNE TÊTE FÉMORALE La présente invention concerne un ancillaire destiné à la préparation d'une tête fémorale, par usinage rotatif à partir d'un axe de révolution de référence à déterminer, en vue de la mise en place d'une prothèse de resurfaçage de ladite tête. En effet, dans le domaine des prothèses de hanche, il n'est pas toujours nécessaire de procéder à l'ablation de la tête fémorale pour la remplacer par une tige fémorale prothétique destinée à être implantée dans un fût fémoral réalisé à cet effet. C'est ainsi qu'il est connu de préserver la 15 tête fémorale et de venir la coiffer par une calotte, dite prothèse de resurfaçage de la tête. Bien entendu, il est nécessaire de positionner cette calotte par rapport à un axe de révolution de référence de la tête de fémur, pour ne pas créer de décalage par rapport au cotyle de la hanche. Pour atteindre cet objectif, mais également pour supprimer les parties endommagées de la tête de fémur, il est procédé à une préparation de celle-ci par un usinage en utilisant d'abord une cloche apte à former un cylindre sur la tête de fémur, puis successivement à réaliser une surface plane à la partie supérieure du cylindre avec une scie plate puis un chanfrein sur cette extrémité, obtenu par fraisage. 2863859 2 On comprend bien que l'axe du cylindre ainsi réalisé doit correspondre à l'axe de révolution de référence qui doit être recherché avant d'effectuer cet usinage, afin que la calotte soit bien positionnée. Il est également impératif d'effectuer l'usinage du cylindre selon l'axe de révolution de référence afin d'éviter lors de l'usinage de ce cylindre par l'intermédiaire d'une scie cloche, de venir entailler la corticale interne de la tête de fémur d'où l'importance du bon positionnement des outils intervenant dans la préparation d'une tête fémorale en vue de la mise en place d'une prothèse de resurfaçage. Dans l'art antérieur, il est connu des dispositifs qui sont mis en place sur un plan supérieur de la tête de fémur réalisé par fraisage et sur lequel plan est disposé un dispositif de visée, mais celui-ci reste tributaire de son accrochage sur la tête de fémur et est également dépendant du surfaçage de ce plan sur lequel il est disposé, ce qui provoque des imprécisions dans la visée. Il est mis ensuite en place dans ces mêmes dispositifs connus, une rotule de réglage multidirectionnelle qui permet de rechercher l'axe de révolution de référence dans les trois plans dans l'espace, en étant centré par rapport à la base sommitale du col du fémur, afin de positionner le composant fémoral anatomique à mettre en place, sans phénomène d'entaille et conséquemment sans affaiblissement du col du fémur. 2863859 3 Les inconvénients rencontrés dans ce type de dispositif tiennent au fait que son ensemble repose sur le plan réalisé par usinage sur la tête de fémur et que si la densité osseuse de celui-ci est insuffisante, on introduit un grand facteur d'imprécision. En outre, la manipulation de ces pièces nécessite de réaliser trois opérations complexes dans un ordre bien précis au cours desquelles peut également survenir un déblocage accidentel des réglages, sachant que ceuxci sont interdépendants. Selon une première phase de la démarche inventive, il a été recherché un ancrage solide de l'ancillaire qui est constitué par la fossette digitale intérieure du fémur, dans lequel il est pratiqué un trou pour l'implantation d'une tige centrale modulaire filetée ou conique, tige à partir de laquelle seront effectuées les différentes opérations de centrage des outils intervenants dans l'opération. A cet effet, l'invention concerne un ancillaire destiné à la préparation d'une tête fémorale par usinage rotatif à partir d'un axe de révolution de référence X, X' à déterminer, en vue de la mise en place d'une prothèse de resurfaçage de ladite tête, caractérisé en ce qu'il est constitué : d'une tige centro médullaire à implanter provisoirement dans la fossette digitale intérieure du fémur formant un point 2863859 4 d'ancrage fixe et stable correspondant à l'axe du col du fémur en vue de face, - d'un bras disposé en porte à faux sur la tige centro médullaire, l'extrémité libre dudit bras comportant un porte outil dont l'axe Y, Y' est réglable pour être amené à coïncider avec l'axe de révolution de référence X, X' et définir ainsi avec l'axe fixe Z, Z' de la tige un angle cervico diaphysaire a souhaité, le niveau de coupe par rapport au merckel, le niveau de coupe en profondeur et le contrôle du déport. L'avantage d'un tel système réside dans le fait qu'à partir d'un point fixe stable, on peut régler les différents paramètres les uns après les autres avec des systèmes de réglages identifiables et éloignés les uns des autres et un auto contrôle des différents réglages pour un bon centrage de l'ancillaire et conséquemment des outils intervenant dans l'opération. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels: 10 2863859 5 La figure 1 représente schématiquement en vue de face, un ancillaire selon l'invention en place dans un fémur également vu de face. Les figures 2 et 3 représentent respectivement deux types de tiges centro modulaires. La figure 4 représente à échelle agrandie et en 10 perspective, une partie centrale de l'ancillaire selon la figure 1. Les figures 5 à 12 représentent les phases successives d'utilisation de l'ancillaire selon la figure 1 correspondant aux différentes étapes de procédé pour la mise en place d'une prothèse de resurfaçage de la tête du fémur. L'ancillaire 1 globalement désigné sur les figures est destiné à la préparation d'une tête fémorale 2, par usinage rotatif, à partir d'un axe de révolution de référence X, X' à déterminer, en vue de la mise en place d'une prothèse de resurfaçage 3 de ladite tête 2. Selon l'invention, l'ancillaire 1 est constitué : - d'une tige centro médullaire 4 à implanter provisoirement dans la fossette digitale intérieure 5 du fémur 6 formant un point d'ancrage fixe et stable correspondant à l'axe du col du fémur en vue de face, 2863859 6 - d'un bras 7 disposé en porte à faux sur la tige centro médullaire 4, l'extrémité libre dudit bras 7 comportant un porte outil 8 dont l'axe Y, Y' est réglable pour être amené à coïncider avec l'axe de révolution de référence X, X' et définir ainsi avec l'axe fixe Z, Z' de la tige 4 un angle cervico diaphysaire a souhaité, le niveau de coupe par rapport au merckel, le niveau de coupe en profondeur et le contrôle du déport. L'angle cervico diaphysaire (a) peut varier 15 entre 125 et 135 . Selon un premier exemple de réalisation représentée à la figure 2, la tige centro médullaire 4 est rectiligne, son axe d'implantation dans la fossette digitale intérieure 5 du fémur 6 correspondant à l'axe du col du fémur en vue de face pour la recherche de l'axe de révolution de référence X, X', par l'intermédiaire du bras 7 et de son porte outil réglable 8. Selon un second exemple de réalisation représenté à la figure 3, la tige centro médullaire 4A est coudée et contre coudée pour obtenir deux axes déportés a, b parallèles, le premier axe a correspondant à l'axe d'implantation de la tige 4A dans la fossette digitale intérieure 5 du fémur 6 correspondant à l'axe du col du fémur, en vue de face, et le deuxième axe b , déporté par rapport au premier a , permettant la recherche de l'axe du même col du fémur en vue de profil, de 10 2863859 7 manière à placer l'axe Y, Y' du porte outil réglable 8 dans l'axe de révolution X, X' recherché, selon des plans de face et de profil du col du fémur, qui sont sensiblement perpendiculaires entre eux. Comme le montre bien la figure 1, le bras 7 comporte des moyens de réglage dans un sens longitudinal L et dans un sens rotatif R par rapport à la tige centro médullaire 4 sur laquelle il est susceptible de coulisser et de tourner, en cours de réglage et d'être bloqué en position, par l'intermédiaire d'un organe de serrage 9 formé par une bride 10 en deux parties enserrant la tige 4 et une vis de serrage 11 les reliant. En outre, le bras 4 comporte des moyens de réglage dans un sens angulaire A par rapport à la tige centro médullaire 4 qui sont constitués d'une part par un axe d'articulation 12 interposé entre ledit bras 7 et l'organe de serrage 10 coulissant sur la tige 4 et d'autre part par une vis de réglage 13 traversant un élément support 14 solidaire dudit organe de serrage 10 et coopérant avec une noix filetée 15 disposée transversalement et librement dans une fourche 16 constituant une extrémité du bras 7, opposée à celle formant le porte outil 8. Egalement, le bras 7 comporte des moyens M de réglage de sa propre longueur qui sont constitués par une première partie 7a du bras 7, apte à coulisser par rapport à une seconde partie 7b le formant, les deux parties 7a, 7b étant 2863859 8 réunies entre elles par des moyens de coulissement et de guidage de l'une par rapport à l'autre et de serrage une fois le réglage obtenu. Ces moyens de coulissement, de guidage et de serrage des premiere et deuxième parties 7a, 7b formant le bras 7, sont constitués par une lumière oblongue 17 réalisée sur la première partie 7a dans laquelle est susceptible de coulisser un taquet 18 anti- rotation réalisé en relief sur l'autre partie 7b, le serrage en position s'effectuant par l'intermédiaire d'une vis 19 traversant les deux parties 7a, 7b et d'un écrou 20. Selon un mode de réalisation représenté à la figure 4, le porte outil 8 disposé à l'extrémité libre du bras 7 est constitué par une cage munie d'une paroi latérale 8a susceptible de pivoter autour d'une charnière 8b pour permettre l'intégration puis la retenue de l'outil 100 après réglage de celui-ci dans son propre axe Y, Y'. Comme le montre les figures 5 et 6, le premier outil disposé dans le porte outil 8 est un palpeur 101 décalé par rapport à l'axe Y, Y' dudit porte outil et susceptible d'être entraîné manuellement en rotation autour de la corticale interne 21 de la tête 2 du fémur 6, de manière à rechercher, par l'intermédiaire des différents moyens de réglage, l'axe de révolution de référence X, X', de manière à permettre la préparation de la tête 2 du fémur 6 par usinage, sans entailler ladite corticale interne 21 au cours de cette opération. 2863859 9 Ces figures 5 et 6 montrent bien comment s'effectue le centrage par l'intermédiaire de l'ensemble des réglages précités. Comme le montre la figure 7, le second outil mis en place dans le porte outil 8, après détermination de l'axe de révolution de référence X, X' et blocage des différentes moyens de réglage, est un forêt 102 pour le perçage d'un trou de guidage dans la tête 2 du fémur 6, situé dans l'axe de révolution de référence X, X'. Comme le montre les figures 8, 9 et 10, les troisième, quatrième et cinquième outils mis successivement en place dans le porte outil 8 après perçage du trou de guidage sont: un scie cloche 103 apte à usiner la tête 2 du fémur 6 selon une forme cylindrique C ; une scie plane 104 apte à réaliser un plan P à la partie supérieure de la tête 2; une fraise à chanfreiner 105 apte à réaliser un chanfrein CH à la partie supérieure du cylindre C autour de la partie plane P . Les figures 11 et 12 montrent respectivement la mise en place de la prothèse de resurfaçage 3 sur la tête 2 du fémur 6 et la remise en place de la tête ainsi resurfacée dans une prothèse cotylienne 2 réalisée par ailleurs. L'ancillaire 1 qui vient d'être décrit se présente en fait sous la forme d'un compas qui peut également être monobloc. Sa taille est à calculer en fonction des trois variables: angle cervico diaphysaire; ofset; 2863859 10 diamètre de la tête pour permettre le passage des scies cloche. Sur cet ancillaire un marquage est prévu sur le 5 bras 7 afin de lire l'angle de préparation par rapport à l'axe diaphysaire. Le procédé pour la mise en place d'une prothèse de resurfaçage d'une tête 2 de fémur 6 par 10 l'intermédiaire d'un ancillaire 1 qui vient d'être décrit comporte les étapes suivantes s'effectuant successivement ou simultanément: - implantation provisoire de la tige centro médullaire 4 de l'ancillaire 1 dans la fossette digitale intérieure 5 du fémur 6 pour former un point d'ancrage fixe et stable, - mise en place du palpeur 101 dans le porte outil 8 du bras 7, réglage du bras 7 dans un sens longitudinal L et dans un sens rotatif R par rapport à la tige centro médullaire 4, simultanément à une rotation manuelle exercée sur le palpeur 101 autour de la corticale interne 21 de la tête 2 du fémur 6, réglage angulaire A du bras 7 par rapport à la tige centro médullaire 4, 2863859 11 - réglage de la longueur M du bras 7 par rapport à lui-même, - action de serrage sur tous les moyens de blocage du bras 7, l'axe Y, Y' du porte outil 8 étant alors en coïncidence avec l'axe de révolution de référence X, X' recherché, - introduction du forêt 102 dans le porte outil 8 en lieu et place du palpeur 101 pour perçage d'un trou dans la tête 2 du fémur 6, dans l'axe de révolution de référence X, X', introduction d'une scie cloche 103 en lieu et place du forêt 102 pour fraisage selon une forme cylindrique C de la tête de fémur 6, introduction d'une scie plane 104 en lieu et place de la scie cloche 102 pour réalisation d'un plan P à la partie supérieure de la tête 2 de fémur 6, - introduction d'une fraise à chanfreiner 105 en lieu et place de la scie plane 104 pour réalisation d'un chanfrein CH à la partie supérieure du cylindre C , - extraction de l'ancillaire 1, 2863859 12 cimentage de la prothèse de ressurfaçage 3 sur la partie cylindrique C de la tête 2 de fémur 6 ainsi préparée. REVENDICATIONS 1. Ancillaire (1) destiné à la préparation d'une tête fémorale (2) par usinage rotatif à partir d'un axe de révolution de référence (X, X') à déterminer, en vue de la mise en place d'une prothèse de resurfaçage (3) de ladite tête (2), caractérisé en ce qu'il est constitué : - d'une tige centro médullaire (4) à implanter provisoirement dans la fossette digitale intérieure (5) du fémur (6) formant un point d'ancrage fixe et stable correspondant à l'axe du col du fémur en vue de face, - d'un bras (7) disposé en porte à faux sur la tige centro médullaire (4), l'extrémité libre dudit bras (7) comportant un porte outil (8) dont l'axe (Y, Y') est réglable pour être amené à coïncider avec l'axe de révolution de référence (X, X') et définir ainsi avec l'axe fixe (Z, Z') de la tige (4) un angle cervico diaphysaire (a) souhaité, le niveau de coupe par rapport au merckel, le niveau de coupe en profondeur et le contrôle du déport. 2. Ancillaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige centro médullaire (4) 30 est rectiligne, son axe d'implantation dans la 25 2863859 14 fossette digitale intérieure (5) du fémur (6) correspondant à l'axe du col du fémur en vue de face pour la recherche de l'axe de révolution de référence (X, X'), par l'intermédiaire du bras (7) et de son porte outil réglable (8). 3. Ancillaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige centro médullaire (4A) est coudée et contre coudée pour obtenir deux axes déportés (a, b) parallèles, le premier axe (a) correspondant à l'axe d'implantation de la tige (4A) dans la fossette digitale intérieure (5) du fémur (6) correspondant à l'axe du col du fémur, en vue de face, et le deuxième axe (b), déporté par rapport au premier (a), permettant la recherche de l'axe du même col du fémur en vue de profil, de manière à placer l'axe (Y, Y') du porte outil réglable (8) dans l'axe de révolution (X, X') recherché, selon des plans de face et de profil du col du fémur, qui sont sensiblement perpendiculaires entre eux. 4. Ancillaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bras (7) comporte des moyens de réglage dans un sens longitudinal (L) et dans un sens rotatif (R) par rapport à la tige centro médullaire (4) sur laquelle il est susceptible de coulisser et de tourner, en cours de réglage et d'être bloqué en position, par l'intermédiaire d'un organe de serrage (9) formé par une bride (10) en deux parties enserrant la tige (4) et une vis de serrage (11) les reliant. 2863859 15 5. Ancillaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bras (4) comporte en outre des moyens de réglage dans un sens angulaire (A) par rapport à la tige centro médullaire (4) qui sont constitués d'une part par un axe d'articulation (12) interposé entre ledit bras (7) et l'organe de serrage (10) coulissant sur la tige (4) et d'autre part par une vis de réglage (13) traversant un élément support (14) solidaire dudit organe de serrage (10) et coopérant avec une noix filetée (15) disposée transversalement et librement dans une fourche (16) constituant une extrémité du bras (7), opposée à celle formant le porte outil (8). 6. Ancillaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bras (7) comporte en outre des moyens (M) de réglage de sa propre longueur qui sont constitués par une première partie (7a) du bras (7), apte à coulisser par rapport à une seconde partie (7b) le formant, les deux parties (7a, 7b) étant réunies entre elles par des moyens de coulissement et de guidage de l'une par rapport à l'autre et de serrage une fois le réglage obtenu. 7. Ancillaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de coulissement, de guidage et de serrage des premiere et deuxième parties (7a, 7b) formant le bras (7), sont constitués par une lumière oblongue (17) réalisée sur la première partie (7a) dans laquelle est 2863859 16 susceptible de coulisser un taquet (18) antirotation réalisé en relief sur l'autre partie (7b), le serrage en position s'effectuant par l'intermédiaire d'une vis (19) traversant les deux parties (7a, 7b) et d'un écrou (20). 8. Ancillaire selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le porte outil (8) disposé à l'extrémité libre du bras (7) est constitué par une cage munie d'une paroi latérale (8a) susceptible de pivoter autour d'une charnière (8b) pour permettre l'intégration puis la retenue de l'outil (100) après réglage de celui-ci dans son propre axe (Y, Y'). 9. Ancillaire selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier outil disposé dans le porte outil (8) est un palpeur (101) décalé par rapport à l'axe (Y, Y') dudit porte outil et susceptible d'être entraîné manuellement en rotation autour de la corticale interne (21) de la tête (2) du fémur (6), de manière à rechercher, par l'intermédiaire des différents moyens de réglage, l'axe de révolution de référence (X, X'), de manière à permettre la préparation de la tête (2) du fémur (6) par usinage, sans entailler ladite corticale interne (21) au cours de cette opération. 10. Ancillaire selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le second outil mis en place dans le porte outil (8), après détermination de l'axe de révolution de référence 2863859 17 (X, X') et blocage des différentes moyens de réglage, est un forêt (102) pour le perçage d'un trou de guidage dans la tête (2) du fémur (6), situé dans l'axe de révolution de référence (X, X') . 11. Ancillaire selon la revendication 10, caractérisé en ce que les troisième, quatrième et cinquième outils mis successivement en place dans le porte outil (8) après perçage du trou de guidage sont: un scie cloche (103) apte à usiner la tête (2) du fémur (6) selon une forme cylindrique (C) ; une scie plane (104) apte à réaliser un plan (P) à la partie supérieure de la tête (2) ; une fraise à chanfreiner (105) apte à réaliser un chanfrein (CH) à la partie supérieure du cylindre (C) autour de la partie plane (P).