Brevet FR2861573A1 — publié le 20050506

INSTRUMENT CHIRURGICAL AVEC OUTIL DE COUPE ROTATIF RÉGLABLE ET PROCÉDÉ DE COUPE La présente description concerne un instrument chirurgical avec outil de coupe rotatif réglable et un procédé de coupe utilisant l'outil. Pendant une intervention chirurgicale, on utilise souvent des outils de coupe rotatifs, tels que des alésoirs, pour façonner et/ou agrandir des trous dans divers tissus, y compris de l'os. Les outils sont habituellement reliés par un mandrin, un collet ou d'autres dispositifs du même genre à une unité motrice électrique qui applique à l'outil un couple à régime relativement élevé. Toutefois, quand on doit aléser de multiples trous de diamètre variable chez le même patient, il est nécessaire de remplacer chaque outil par un outil de la bonne dimension. Ce problème est particulièrement aigu à propos de protocoles médicaux tels que des remplacements de hanche ou de genou, au cours desquels on prépare dans les os des canaux ou emboîtements pour recevoir des implants. On peut se rendre compte qu'il faut façonner les canaux avec une grande précision et dans un laps de temps aussi court que possible. Toutefois, après qu'un canal ait été formé avec un outil particulier, le chirurgien doit retirer cet outil, choisir l'outil de bonne dimension pour un autre canal et fixer l'outil choisi dans le mandrin, ce qui est fastidieux et source de perte de temps. Donc ce dont on a besoin, c'est d'un outil unique qui puisse découper des alésages de différentes dimensions sans qu'il faille le remplacer. Un mode de réalisation de la présente invention propose un outil chirurgical coupant ayant un élément de coupe réglable radialement et destiné à être utilisé pour façonner des alésages de différents diamètres dans des tissus de toute sorte, y compris l'os. Dans un mode de réalisation illustré, l'outil de coupe comprend un boîtier ayant un alésage et au moins une fente pratiquée dans sa paroi. Un élément de coupe passe à travers la fente de manière à pouvoir attaquer le tissu pour une ablation. Il est prévu un actionneur pour régler la quantité de l'élément coupant qui dépasse du boîtier. Dans un mode de réalisation, l'actionneur est logé dans l'alésage et y est mobile pour régler la quantité de l'élément coupant qui dépasse du boîtier. En outre encore, l'actionneur peut être mobile axialement à l'intérieur de l'alésage pour régler le dépassement de l'élément coupant. Dans encore un autre mode de réalisation, il est prévu un procédé d'utilisation d'un instrument chirurgical de découpe ayant un élément ' de découpe réglable radialement. Dans un mode de réalisation préféré, le procédé chirurgical comprend le passage d'au moins une lame coupante à travers une fente pratiquée dans un boîtier tubulaire pour régler la profondeur de coupe. Dans un mode de réalisation préféré plus encore, la sortie de la lame comprend le déplacement axial dans le boîtier d'un élément actionneur de sorte que les surfaces qui s'engagent avec la lame provoquent un mouvement radial correspondant de la lame par rapport à la fente pour régler l'importance de la découpe. Dans encore un autre mode de réalisation de la présente invention, il est prévu un outil chirurgical de découpe ayant un boîtier avec un alésage et au moins une fente pratiquée dans sa paroi. De préférence, une lame coupante passe à travers la fente et le boîtier comprend un mécanisme de réglage pour déplacer radialement la lame par rapport à la fente afin de faire varier l'importance de la découpe. Certains modes de réalisation peuvent comporter un ou plusieurs des avantages suivants, toutefois, on devrait comprendre que les avantages, la description détaillée et les exemples spécifiques, tout en indiquant les caractéristiques des modes de réalisation illustrés, n'ont d'autre but qu'illustratif et n'entendent pas limiter la portée de l'invention. Un avantage associé à un mode de réalisation illustré est la capacité de régler le diamètre de coupe de l'élément coupant. Un autre avantage de la présente invention comprend la capacité de pratiquer chez un patient un ou plusieurs trous de diamètres différents' avec le même élément coupant. Dans encore un autre avantage, on peut exécuter sur un patient un procédé chirurgical consistant à pratiquer des trous ayant de multiples dimensions sans retirer l'élément coupant de la source d'énergie. Encore un avantage supplémentaire qui peut être incorporé dans les modes de réalisation de la présente invention est la capacité à régler facilement la profondeur radiale de la lame coupante. Un tel instrument comprendra de préférence un élément de réglage à mise en action manuelle. La description qui suit et les revendications en annexe, combinées avec les dessins ci-joints, mettront en évidence les avantages complémentaires et les caractéristiques de la présente invention. La Figure 1 est une vue partielle en élévation d'un alésoir chirurgical selon un mode de réalisation de la présente invention, montré monté sur un outil moteur. La Figure 2 est une vue éclatée de l'alésoir de la Figure 1. La Figure 3 est une vue en coupe de l'alésoir 15 assemblé de la Figure 2. Les Figures 4A et 4B sont des vues en coupe partielles et agrandies de l'alésoir assemblé de la Figure 3 qui illustrent deux modes de fonctionnement. La Figure 5 est une illustration d'un alésoir chirurgical en cours d'utilisation sur un patient humain. Si on se reporte à la Figure 1, l'alésoir est en général désigné par le numéro de référence 10 et est montré monté dans le collet conventionnel, ou mandrin, d'une unité motrice électrique ou pneumatique 12. Quand on l'actionne, l'unité motrice 12 applique à l'alésoir un couple à régime relativement élevé, de sorte que l'on peut utiliser l'alésoir pour découper, façonner et/ou agrandir des trous et/ou des ouvertures. Un exemple de cette dernière utilisation serait dans des protocoles médicaux comme la chirurgie orthopédique, au cours desquels on façonne ou on agrandit des canaux ou emboîtements dans les os pour recevoir des implants. Si on se reporte à la Figure 2, l'alésoir 10 consiste en un boîtier tubulaire 16 définissant un alésage traversant et comportant, pratiquées dans sa paroi, quatre fentes 16a s'étendant radialement et espacées angulairement. Quatre lames coupantes 20 sont prévues pour s'étendre dans les fentes 16a respectives du boîtier 16 d'une manière qui sera décrite. Dans ce but, la largeur et la longueur de chaque lame 20 sont légèrement inférieures à la largeur et à la longueur de chaque fente afin que les lames entrent dans les fentes avec un minimum de jeu. La surface du côté extérieur de chaque lame 20 est continue et la surface du côté intérieur a trois parties en forme de marche et une surface en forme de rampe 20a qui s'étend à partir de chaque partie en forme de marche. La section transversale de chaque lame 20 est biseautée pour former un bord coupant qui taille dans la matière de manière conventionnelle quand l'unité motrice 12 fait tourner les lames autour de l'axe du boîtier 16. L'alésoir 10 comprend aussi une tige de mise en action 24 qui a, façonnées sur elle, trois surfaces 24a coniques, allant en s'agrandissant et espacées axialement. Une extrémité de la tige 24 porte un filetage mâle pour des raisons qui seront décrites. Il est aussi prévu un boulon de réglage à filetage femelle 26 qui a une tige filetée intérieurement 26a s'étendant à partir d'une tête 26b. La Figure 3 montre les lames 20, la tige 24 et le boulon 26 assemblés dans le boîtier 16. Dans cette position, la tige 24 est disposée dans l'alésage du boîtier 16 et la tige 26a du boulon 26 passe à travers une extrémité du boîtier 16 à l'intérieur de ce dernier alésage où elle s'engrène par voie de filetage avec l'extrémité filetée de la tige 24. La tête 26b du boulon 26 vient en butée contre cette dernière extrémité du boîtier 16 de telle sorte que l'on peut la faire tourner à la main. Un circlips 28 s'étend dans une rainure pratiquée dans la surface extérieure de la tige 26a et s'engage dans la paroi correspondante du boîtier pour contribuer à l'alignement et à la fixation de la tige 26a dans le boîtier 16. Une partie de chaque lame 20, y compris les surfaces en forme de rampe 20a, passe à l'intérieur de l'alésage du boîtier 16 à travers la fente correspondante 16a du boîtier. La partie restante de chaque lame fait saillie radialement vers l'extérieur à partir de sa fente 16a correspondante. Comme énoncé plus haut, la largeur et la longueur de chaque lame sont légèrement inférieures à la largeur et à la longueur de chaque fente et ces dimensions sont calculées pour donner un minimum de jeu entre chaque lame 20 et sa fente 16a correspondante suffisant pour permettre aux lames d'entrer dans les fentes et d'en sortir d'une manière qui sera décrite. L'intervalle entre les surfaces coniques adjacentes 24a de la tige 24 est égal à l'intervalle entre les surfaces en forme de rampe 20a de chaque lame 20, de sorte que chaque surface conique 24a attaque les surfaces en forme de rampe 20a correspondantes de toutes les quatre lames. Deux ressorts espacés axialement 30a et 30b sont prévus près des extrémités respectives des lames 20 et s'étendent à travers des encoches correspondantes pratiquées dans les lames. Les ressorts 30 ont la forme de ressorts en jarretière à extension hélicoïdale qui exercent de manière conventionnelle une force radiale dirigée vers l'intérieur, ou de contraction, pour normalement pousser les lames 20 radialement vers l'intérieur afin que les surfaces en forme de rampe 20a des lames soient poussées contre les surfaces en forme de rampe 24a correspondantes de la tige 24. La Figure 3 montre les lames 20 dans leur position radiale la plus à l'intérieur à la suite de la force orientée vers l'intérieur qu'exercent les ressorts 30. Dans cette position, les bords coupants extérieurs des lames 20 s'étendent radialement vers l'extérieur à partir de la surface extérieure du boîtier 16 d'une quantité prédéterminée pour établir un schéma de découpe ayant une section transversale circulaire avec un diamètre de découpe minimal fixé. Si on se reporte à là Figure 4A, si on désire régler les lames 20 pour augmenter le diamètre de découpe, on fait tourner à la main la tête 26b du boulon de réglage 26 de façon à déplacer vers le bas la tige de réglage 24 telle qu'on le voit sur la Figure 4A jusqu'à ce qu'elle atteigne la position de la Figure 4B. Dans cette position le mouvement correspondant des surfaces coniques 24a (dont une est représentée sur les Figures 4A et 4B) exerce une force de came sur les quatre surfaces en forme de rampe 20a correspondantes des lames 20 (dont deux sont représentées) pour obliger les lames à se déplacer radialement vers l'extérieur de la position de la Figure 4A à la position de la Figure 4B. En conséquence, on crée un plus grand diamètre de découpe. Au cas où l'on désire changer encore le diamètre de découpe, on fait tourner à la main la tête 26b du boulon de réglage 26 de manière à faire se déplacer en conséquence la tige de réglage 24 et donc les lames 20. Il est entendu que l'on peut utiliser des déclics, des indexations ou d'autres techniques conventionnelles pour permettre à l'utilisateur de régler le diamètre de découpe sur une parmi une pluralité de valeurs spécifiques prédéterminées. Si on se reporte maintenant à la Figure 5, elle représente un patient humain A préparé pour une intervention de chirurgie crânienne. Un élément de découpe B selon la présente invention est fixé sur un moteur chirurgical 10. Le moteur 10 est configuré et adapté pour entraîner l'élément de découpe B dans un mouvement rotatif. Dans ce mode de réalisation on peut pratiquer ou agrandir plus d'une ouverture dans la tête du patient sanà remplacer l'élément de découpe. Ainsi, un chirurgien peut pratiquer un premier alésage d'un premier diamètre, régler le diamètre de l'élément de découpe et pratiquer un second alésage d'un second diamètre différent du premier diamètre. Alors que l'on montre une illustration d'une intervention de chirurgie crânienne, la présente invention peut trouver une application chez tout patient, humain ou animal, et dans toute son anatomie. Sans que cela limite l'emploi de la présente invention, elle peut trouver des applications particulières en chirurgie orthopédique, notamment les remplacements de hanche, de genou, de colonne vertébrale, de dent et d'articulation. On peut apporter des variantes à ce qui précède sans sortir de la portée de la présente invention et ce qui suit en fournit quelques exemples: 1. Quoique l'on montre et décrive les lames 20 comme étant pourvues de surfaces en forme de rampe et la tige de mise en action 24 comme ayant des surfaces coniques, il est entendu que les surfaces des lames et de la tige qui entrent en contact ne sont pas limitées à ces dessins mais peuvent plutôt faire l'objet de variantes tant que c'est le mouvement axial de l'élément actionneur qui provoque le mouvement radial des lames. 2. On peut faire varier le nombre des surfaces 20a et 24a prévues respectivement sur les lames et/ou sur la tige de mise en action. 3. On peut faire varier le nombre de fentes 16a, de lames 20 et de ressorts 30. 4. On peut remplacer les ressorts 30 par tout dispositif à ressort ou élastique pour dévier les lames radialement vers l'intérieur de la manière traitée plus haut. 5. On peut éliminer la tête 26b du boulon de réglage et pourvoir l'extrémité correspondante de la tige 26a d'un embout hexagonal ou autre dispositif du même genre afin que l'on puisse le tourner avec une clef conventionnelle. 6. Les références spatiales telles que extérieur , intérieur , radial , axial , vers le haut , vers le bas , vers l'extérieur , vers l'intérieur , etc., employées plus haut ne le sont que dans un but d'illustration et ne limitent pas l'orientation ou l'emplacement spécifique des composants décrits ci-dessus. 7. On peut employer l'alésoir 10 décrit plus haut pour d'autres applications que la chirurgie 10 orthopédique. 8. Quoique l'outil de découpe décrit ci-dessus ait la forme d'un alésoir, il est entendu que d'autres outils de découpe peuvent tomber à l'intérieur de l'étendue de la présente invention. Bien que l'on n'ait plus haut décrit en détail qu'un seul mode de réalisation exemplaire, l'homme du métier se rendra compte facilement qu'il est possible d'apporter bien d'autres variantes et modifications au mode de réalisation exemplaire sans s'écarter matériellement des enseignements et avantages originaux de cette invention. En conséquence, de telles variantes et modifications ont toutes pour vocation d'être comprises dans la portée de la présente invention telle que définie dans les revendications qui suivent. Dans les revendications, des clauses de moyens - plus - fonction veulent couvrir les structures qui y sont décrites comme assurant les fonctions énumérées et pas seulement les équivalents structurels, mais aussi les structures équivalentes. REVENDICATIONS 1. Outil chirurgical de découpe comprenant un boîtier (16) ayant un alésage et au moins une fente pratiquée dans sa paroi, une lame coupante (20) passant à travers la fente et un actionneur disposé dans l'alésage et en contact actif avec la lame (20) de sorte qu'un mouvement axial de l'actionneur dans l'alésage entraîne un mouvement radial de la lame (20) par rapport à la fente. 2. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 1, dans lequel au moins une surface sur l'actionneur est en contact actif avec une surface correspondante sur la lame (20) pour créer un mouvement radial en réaction au mouvement axial. 3. Outil chirurgical de découpe selon la 15 revendication 2, dans lequel une des surfaces est une surface en forme de rampe. 4. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 2, dans lequel la surface sur l'actionneur est une surface conique et la surface sur la lame (20) est une surface en forme de rampe. 5. Outil' chirurgical de découpe selon la revendication 2, dans lequel il y a une pluralité de fentes pratiquées dans le boîtier (16) à des intervalles angulaires et un nombre correspondant de lames (20) montées respectivement dans les fentes. 6. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 5, dans lequel une surface sur l'actionneur est en contact actif avec une surface correspondante sur toutes les lames (20). 7. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 1, dans lequel une pluralité de surfaces sont façonnées sur l'actionneur à des intervalles axiaux et une pluralité de surfaces sont façonnées sur la lame (20) à des intervalles axiaux, chaque surface sur l'actionneur étant en contact actif avec une surface correspondante façonnée sur la lame (20) pour créer un mouvement radial en réaction au mouvement axial. 8. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 1, dans lequel il y a une pluralité de fentes pratiquées dans le boîtier (16) à des intervalles angulaires et un nombre correspondant de lames (20) montées respectivement dans les fentes. 9. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 8, dans lequel il y a une pluralité de surfaces façonnées sur l'actionneur à des intervalles axiaux et une pluralité de surfaces façonnées sur les lames (20) à des intervalles axiaux, chaque surface sur l'actionneur étant en contact actif avec les surfaces correspondantes sur les lames (20) pour créer un mouvement radial en réaction au mouvement axial. 10. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 1, comprenant en outre un élément de déviation pour dévier la lame (20) radialement vers l'intérieur par rapport au boîtier (16). 11. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 10, dans lequel l'élément de déviation est un ressort en jarretière. 12. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 1, comprenant en outre un élément de - 13 - réglage s'engrenant avec l'actionneur et adapté pour être mis en action à la main afin de créer le mouvement axial de l'actionneur. 13. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 12,dans lequel l'élément de réglage est un boulon s'engrenant par filetage avec l'actionneur. 14. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 1, dans lequel la largeur de la lame coupante (20) est plus grande que la profondeur de la fente (16a) afin qu'une partie de protection de la lame (20) se projète hors de la surface externe de la fente (16a) et qu'un mouvement radial de la lame change la quantité de projection de la lame (20) et, de là, la quantité découpée par l'outil. 15. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 14, dans lequel il y a une pluralité de fentes pratiquées dans le boîtier (16) à des intervalles angulaires et un nombre correspondant de lames (20) montées respectivement dans les fentes (16a), de sorte que le dessin de découpe est circulaire. 16. Procédé d'ajustement d'un instrument de découpe, comprenant de faire passer au moins une lame coupante (20) par une fente (16a) pratiquée dans un boîtier (16) tubulaire et de déplacer axialement un élément actionneur dans le boîtier (16) de manière à ce que la mise en contact actif de surfaces sur la lame (20) et sur l'élément crée un mouvement radial correspondant de la lame (20) par rapport à la fente (16a) pour régler la quantité découpée. 17. Procédé selon la revendication 16, comprenant en outre de façonner au moins une surface sur l'actionneur qui entre en contact actif avec une surface correspondante sur la lame (20) pour créer un mouvement radial en réaction au mouvement axial. 18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel il y a une pluralité de fentes (16a) pratiquées dans le boîtier (16) à des intervalles angulaires et un nombre correspondant de lames (20) montées respectivement dans les fentes. 19. Procédé selon la revendication 18, comprenant 5 en outre de mettre en contact actif la surface de l'actionneur avec l'ensemble des surfaces des lames (20). 20. Procédé selon la revendication 16, comprenant en outre de façonner une pluralité de surfaces sur l'actionneur à des intervalles axiaux et de façonner une pluralité de surfaces sur la lame (20) à des intervalles axiaux, chaque surface sur l'actionneur étant en contact actif avec une surface correspondante façonnée sur la lame (20) pour créer un mouvement radial en réaction au mouvement axial. 21. Procédé selon la revendication 16, dans lequel il y a une pluralité de fentes pratiquées dans le boîtier (16) à des intervalles angulaires et un nombre correspondant de lames (20) montées respectivement dans les fentes. 22. Procédé selon la revendication 21, comprenant en outre de façonner une pluralité de surfaces sur l'actionneur à. des intervalles axiaux et de façonner une pluralité de surfaces sur la lame (20) à des intervalles axiaux, chaque surface sur l'actionneur étant en contact actif avec les surfaces correspondantes sur les lames (20) pour créer un mouvement radial en réaction au mouvement axial. 23. Procédé selon la revendication 16, comprenant en outre de dévier la lame (20) radialement vers l'intérieur par rapport au boîtier (16). 24. Procédé selon la revendication 16, comprenant en outre de mettre en action à la main un élément de réglage sur le boîtier (16) pour déplacer l'actionneur. 25. Procédé selon la revendication 16, dans lequel il y a une pluralité de fentes pratiquées dans le boîtier (16) à des intervalles angulaires et un nombre correspondant de lames (20) montées respectivement dans les fentes, de sorte que le dessin de découpe est circulaire. 26. Outil chirurgical de découpe comprenant un boîtier (16) ayant un alésage et au moins une fente pratiquée dans sa paroi, une lame coupante (20) passant à travers la fente et un moyen pour déplacer la lame (20) radialement par rapport à la fente pour modifier la quantité découpée. 27. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 26, dans lequel le moyen est disposé dans l'alésage en contact actif avec la lame (20) de sorte qu'un mouvement axial du moyen dans l'alésage entraîne un mouvement radial de la lame (20) par rapport à la fente. 28. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 26, dans lequel au moins' une surface sur le moyen est en contact actif avec une surface correspondante sur la lame (20) pour créer un mouvement radial. 29. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 26, dans lequel la surface sur le moyen est une surface conique et la surface sur la lame (20) est une surface en forme de rampe. 30. Outil chirurgical de découpe sëlon la revendication 26, dans lequel il y a une pluralité de fentes pratiquées dans le boîtier (16) à des intervalles angulaires et un nombre correspondant de lames (20) montées respectivement dans les fentes. 31. Outil chirurgical de découpe selon la revendication 30, dans lequel une surface sur le moyen est en contact actif avec une surface correspondante sur l'ensemble des lames (20).