Brevet FR2932373A1 — publié le 20091218

PROCEDE DE MESURE D'UN ANGLE ET/OU D'UNE LONGUEUR D'UNE PARTIE OSSEUSE ET GONIOMETRE POUR LA MISE EN OUVRE D'UN TEL PROCEDE L'invention a trait à un procédé de mesure d'un angle ou d'une longueur d'une partie osseuse ainsi qu'à un goniomètre pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Dans le domaine médical, en particulier en chirurgie osseuse, la pose de prothèses ou d'implants intramédulaires nécessite une connaissance précise, non seulement de la longueur ou du diamètre des os à réparer mais également de certains angles. Il s'agit en particulier des angles de mobilisation des articulations. Par cette expression, on désigne les angles observés entre une position de repos d'un os et une position de pivotement maximal de cet os autour d'une articulation. En d'autres termes, ces angles définissent une plage angulaire de pivotement d'un os autour d'un axe d'articulation. De tels paramètres font l'objet d'un examen biométrique pratiqué sur les patients, avant une intervention chirurgicale. La mesure de ces paramètres permet, non seulement de définir une taille de l'implant ou de la prothèse adaptée à chaque patient, mais également de s'assurer d'un fonctionnement efficace de cette prothèse ou de cet implant, c'est-à-dire de minimiser les gênes lors des mouvements effectués par le patient. Ainsi, une fois en place, l'implant ou la prothèse permet de se rapprocher au mieux du mouvement d'origine. Pour mesurer ces paramètres, on connaît un type d'instrument, dénommé goniomètre médical, comprenant deux bras articulés l'un par rapport à l'autre au niveau d'une de leurs extrémités, à la manière d'un compas. L'écartement entre ces bras fournit une mesure angulaire, pour autant que les extrémités de chaque bras soient positionnées sur une zone à mesurer. En particulier, on connaît par US-A-4 442 606 un goniomètre médical électronique formé de deux bras articulés, en forme de barres à section rectangulaire. L'un des bras est pourvu d'un afficheur électronique indiquant la valeur de l'angle formé par les deux bras écartés l'un de l'autre. Du fait de la largeur des extrémités des bras, un tel dispositif ne permet pas une mesure précise entre deux points. Par ailleurs, ce dispositif est particulièrement adapté à une mesure directe sur un patient. En revanche, sur une radiographie ou un écran, il existe des distorsions dues à l'imagerie médicale. En d'autres termes, une représentation en deux dimensions d'un objet initialement en trois dimensions, ainsi que les variations d'échelles, ne sont pas prises en compte par un tel goniomètre. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un procédé de mesure d'un angle ou d'une longueur d'une partie osseuse, tant sur une radiographie que sur un patient, en prenant en compte les éventuelles distorsions et variations d'échelle. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de mesure d'un angle et/ou d'une longueur d'une partie osseuse, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à : - a) établir une mesure, à une échelle donnée et à l'aide d'un goniomètre, d'au moins une dimension connue d'un objet prédéfini, - b) calibrer le goniomètre en rendant égale la valeur de la mesure établie à l'étape a) et la valeur à l'échelle 1 de la dimension connue, - c) établir une mesure, à la même échelle qu'à l'étape a), d'un angle et/ou d'une longueur d'une partie osseuse, à l'aide du goniomètre calibré à l'étape b), - d) afficher la valeur mesurée de l'angle et/ou de la longueur mesurée. En calibrant, avant chaque série de mesures, le goniomètre on s'affranchit de toute distorsion due à une représentation en deux dimensions ou à un changement d'échelle. Un tel procédé est également utilisable sur un patient. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, le procédé peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'objet est une sphère de diamètre externe connu. - les étapes a) à d) sont effectuées sur une représentation de la partie osseuse concernée, l'objet étant représenté dans les mêmes conditions que la partie osseuse. - les étapes a) à d) sont effectuées directement sur un être vivant, l'objet étant situé à proximité de l'être vivant. L'invention concerne également un goniomètre pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des caractéristiques précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un corps équipé de deux bras pivotant l'un par rapport à l'autre et pourvus d'extrémités pointues entre lesquelles s'effectue les mesures des étapes a) et c). Des extrémités pointues permettent de localiser précisément les points entre lesquels il convient de faire la mesure, ce qui améliore la précision et la fiabilité de cette dernière. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel goniomètre peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - un bras est fixe, l'autre bras étant mobile en rotation autour d'un axe de pivotement de sorte que l'angle maximal entre les bras est voisin de 180°. - il est pourvu d'un afficheur simultané des valeurs d'un angle et d'une longueur mesurés. - il est équipé d'une mémoire d'enregistrement de données. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre d'un procédé et d'un goniomètre conformes à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d'un goniomètre conforme à l'invention, en configuration de repos, - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, le goniomètre étant en configuration d'utilisation, les bras étant écartés dans une position angulaire intermédiaire, - la figure 3 est une représentation illustrant l'étape a) du procédé de mesure conforme à l'invention, le goniomètre étant partiellement représenté en configuration de mesure d'une sphère représentée sur une radiographie partielle du bassin d'un patient et - la figure 4 est une représentation similaire à la figure 3, illustrant l'étape 30 c) du procédé de mesure, le goniomètre étant représenté en configuration de mesure d'une partie du bassin . L'appareil 1 représenté aux figures 1 à 4 est désigné par le terme de goniomètre médical. Ce goniomètre 1 comprend un corps principal 2, globalement en forme de parallélogramme, dont une face 3, visible sur les figures, est équipée d'un afficheur 4 permettant la lecture d'un angle a mesuré et, de manière avantageuse, également la lecture d'une distance D. Cet afficheur 4 est de type à cristaux liquides. Il peut s'agir, en variante, d'un afficheur analogique. Dans d'autres modes de réalisation, seul l'affichage d'un angle ou d'une distance est effectué sur l'afficheur 4. Sur sa face 3, le goniomètre 1 est également équipé d'un bouton de commande 5 permettant, par une première pression, de calibrer l'appareil et, par une seconde pression, une remise à zéro de l'afficheur pour effectuer une autre série de mesures. Le corps 2 du goniomètre 1 est équipé sur un coin, en l'espèce le coin gauche 6 représenté en partie haute de la figure 1, d'un bras 7 dont une partie coudée 70 se termine par une extrémité pointue 8. La partie coudée 70 et l'extrémité 8 sont orientées vers le coin haut droit 9 de la face 3, opposé au coin 6. Le bras 7 est fixe par rapport au corps principal 2. Un second bras 10 est positionné le long du côté droit 11 de la face 3, en regardant la figure 1, de l'appareil 1. Ce bras 10 s'étend entre le coin 9 et une partie terminale 12 du corps 2, située en partie basse du corps 2 sur la figure 1. Le bras 10 est articulé au niveau de la partie 12 du corps 2. En l'espèce, le bras 10 est mobile autour d'un axe de pivotement géométrique A, perpendiculaire à la face 3. Le bras 10 est globalement configuré en U, à fond plat et à branches inégales. Une branche 100 du bras 10 se termine par une extrémité 13 pointue qui, lorsque l'appareil 1 est au repos, c'est-à-dire non utilisé, est en contact avec l'extrémité 8 du bras fixe 7. L'autre branche 101 du bras 10 est articulée autour de l'axe de pivotement A, sur la partie 12 du corps 2. La branche 101 est reliée à un dispositif, connu en soi et non illustré, logé dans le corps 2. Ce dispositif permet une mesure directe d'un angle. II s'agit, par exemple, d'un disque associé à un lecteur optique et à une unité de calcul. Ce disque est centré sur l'axe de pivotement A. Lorsqu'on écarte les extrémités 8 et 13 l'une de l'autre, on induit un mouvement de rotation, selon la flèche FI à la figure 2, de la branche 101 du bras 10. Cette rotation permet de positionner angulairement les bras 7, 10 l'un par rapport à l'autre, selon un angle a, les extrémités 8, 13 des bras 7, 10 étant alors écartées d'une distance D. L'angle a correspond à l'angle formé par les droites DI, D2 reliant respectivement les extrémités 8 et 13 et l'axe de pivotement A. L'angle a nul, c'est-à-dire l'angle observé lorsque les droites DI, D2 sont confondues, correspond à la position de repos du goniomètre, lorsque les extrémités 8 et 13 sont en contact. L'angle a maximal correspond à un écartement maximal entre les extrémités 8, 13 du bras fixe 7 et du bras articulé 10 voisin de 180°. Ce qui correspond à une distance D entre les extrémités 8, 13 de l'ordre de 24 cm. . Un logiciel de calcul trigonométrique, connu en soi, permet d'afficher sur l'écran 4, d'une part l'angle a entre les bras 7, 10 et d'autre part la distance D entre les extrémités 8, 13 écartées. Ainsi, pour effectuer une mesure, il convient de positionner chaque extrémité 8, 13 des bras 7, 10 sur les points dont on veut mesurer la distance et/ou la position angulaire des droites D3, D4 passant respectivement par ces points PI, P2 et l'axe A pour que l'afficheur 4 indique les valeurs mesurées de l'angle et de la distance. Lors d'une série de mesures, il est nécessaire que l'appareil 1 soit calibré, de sorte que les valeurs affichées correspondent à la valeur réelle de l'angle a et de la distance D, cela quel que soit le support sur lequel est effectuée la mesure. Dans le cas où l'on réalise une mesure directe sur un patient, ce qui peut se produire pour certains examens biométriques, l'étalonnage de départ du goniomètre 1 et le soin apporté par l'opérateur lors de la mesure ne permettent pas de garantir la fiabilité de la mesure. En effet, une dégradation du matériel, par exemple suite à la torsion d'un bras 7, 10 et/ou l'émoussage d'une extrémité 8, 13 faussent la mesure. Dans ce cas, les valeurs affichées ne correspondent pas aux valeurs réelles. Lorsqu'on effectue les mesures à partir d'une représentation par imagerie médicale de la zone à mesurer, que cette représentation soit sur un écran ou sur une radiographie, on a une représentation bidimensionnelle d'un objet tridimensionnel. Par ailleurs, en fonction du support utilisé, il est fréquent que l'échelle de la représentation ne soit pas l'échelle 1. II y a donc une distorsion de la mesure effectuée par rapport aux valeurs réelles. Pour remédier à cela, on réalise avant chaque série de mesures un calibrage du goniomètre 1 afin de s'assurer que la valeur affichée correspond bien à la valeur réelle, quel que soit le support sur lequel on réalise la mesure. A cet effet, on effectue, dans une première étape du procédé illustrée à la figure 3 et à l'aide du goniomètre 1, une mesure d'au moins une dimension connue d'un objet prédéfini. De manière avantageuse, cet objet est une sphère 14, métallique, réalisée en un matériau stable. Cette sphère 14 est insensible aux conditions environnantes, notamment la pression et/ou l'humidité. Elle est aisée à nettoyer et à stériliser. Le matériau utilisé fournit également une réponse exploitable avec les différentes techniques d'imageries médicales. En d'autres termes on obtient, par exemple sur une radiographie, une image nette et précise d'un disque symbolisant la sphère 14. De manière préférée, la sphère est réalisée en acier inoxydable et son diamètre externe est de 25 mm. Son diamètre externe est défini et connu lors de sa fabrication, par usinage ou moulage ou une autre technique connue en soi. Ainsi, dans cette première étape, on mesure sur une représentation partielle 15 d'un bassin d'un patient, le diamètre externe de la sphère 14. En théorie, si la valeur mesurée de correspond à la valeur réelle dr, connue, il n'y a pas de correction à faire. La représentation de la sphère 14 est alors non pas une image déformée de celle-ci, mais une représentation exacte. Néanmoins, les contraintes de réalisation des images radiographiques induisent fréquemment une distorsion de l'image qui s'ajoute aux variations d'échelle. Il en résulte une différence entre la valeur réelle dr et la valeur mesurée de du diamètre de la sphère 14. Il convient donc, dans une étape suivante, de calibrer le goniomètre 1. Pour cela, on attribue à la valeur mesurée de, la valeur réelle dr du diamètre de la sphère 14. Ainsi, par un calcul simple, à savoir une règle de trois, on reétalonne le goniomètre 1 de sorte qu'il affiche des valeurs réelles à partir des valeurs mesurées. Ce calibrage s'effectue, avantageusement, par une première pression sur le bouton de commande 5. Une unité de calcul réalise alors, automatiquement le calibrage du goniomètre 1. Dans une étape suivante, illustrée à la figure 4, on mesure, à la même échelle que précédemment, c'est-à-dire sur la même vue ou sur une vue prise dans les mêmes conditions ou encore sur le patient, un écart E et/ou une position angulaire r3 entre des droites D3, D4 passant par l'axe de pivotement A et les points PI, P2 dont on veut connaître l'écartement et la position angulaire. On note D et a les valeurs mesurées grâce au dispositif 1. Pour ces mesures, on positionne les extrémités 8 et 13 respectivement sur les points PI et P2 entre lesquels un angle [3 avec l'axe A et une distance E entre les points, sont à mesurer. On lit, dans une troisième étape, directement sur l'afficheur 4 du goniomètre 1, les valeurs réelles E et (3 de la distance et de l'angle entre les points PI, P2 et l'axe A. En effet, du fait du calibrage, les valeurs mesurées D et a sont corrigées pour que l'afficheur 4 présente les valeurs réelles. Ainsi, la valeur a lue sur l'afficheur est identique à la valeur de l'angle réel R entre les droites D3, D4 passant par les points PI, P2 et l'axe A. De même, la distance D lue est identique à l'écart E entre les points P,, P2. Pour réaliser une autre série de mesures, c'est-à-dire des mesures sur une représentation différente, par exemple à une autre échelle ou sur un autre support, on recalibre le goniomètre 1 comme précédemment à l'étape a). Cette opération s'effectue après remise à zéro de l'appareil, par une pression sur le bouton de commande 5. La remise à zéro permet de ne pas cumuler des séries de mesures faites dans des conditions différentes. Afin de ne pas perdre les mesures déjà réalisées, le goniomètre 1 peut être équipé d'une mémoire d'enregistrement des données, connue en soi. Les données enregistrées sont ensuite transférées à un ordinateur et/ou visualisées sur un écran qui peut être l'afficheur 4. Un tel appareil 1 permet, outre une mesure précise entre les points PI, P2 du fait des extrémités 8, 13 pointues, de s'affranchir de toute distorsion et/ou effet d'échelle. Ce goniomètre 1 permet la mise en oeuvre du procédé de mesure sur n'importe quel support, y compris sur le patient lui-même, pour autant que les mesures de la sphère 14 de calibrage et des zones à mesurer soit effectuées dans les mêmes conditions. Pour cela, la sphère 14 est posée à proximité de la zone à mesurer. Dans des modes de réalisation non illustrés, la forme du corps 2 du goniomètre est différente, de même que la géométrie des bras 7 et 10. Dans d'autres modes de réalisation, l'objet prédéfini, dont au moins une dimension et connue, a une géométrie différente de celle d'une sphère. Par exemple, il peut s'agir d'un cube ou d'une pièce allongée parallélépipédique. Dans ce cas, le calibrage est réalisé à partir de mesures de plusieurs dimensions connues.10 REVENDICATIONS1. Procédé de mesure d'un angle (R) et/ou d'une longueur (E) d'une partie osseuse, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à : - a) établir une mesure (D, a), à une échelle donnée et à l'aide d'un goniomètre (1), d'au moins une dimension (dr) connue d'un objet (14) prédéfini, - b) calibrer le goniomètre (1) en rendant égale la valeur (de) de la mesure établie à l'étape a) et la valeur (dr) à l'échelle 1 de la dimension connue, - c) établir une mesure (de), à la même échelle qu'à l'étape a), d'un angle (p) et/ou d'une longueur (E) d'une partie osseuse, à l'aide du goniomètre(1) calibré à l'étape b), - d) afficher (4) la valeur mesurée (D, a) de l'angle �3) et/ou de la longueur (E) mesurée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'objet est une sphère (14) de diamètre externe (dr) connu. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les étapes a) à d) sont effectuées sur une représentation de la partie osseuse (15) concernée, l'objet (14) étant représenté dans les mêmes conditions que la partie osseuse (15). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les étapes a) à d) sont effectuées directement sur un être vivant, l'objet (14) étant situé à proximité de l'être vivant. 5. Goniomètre (1) pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (2) équipé de deux bras (7, 10) pivotant (a) l'un par rapport à l'autre et pourvus d'extrémités (8, 13) pointues entre lesquelles s'effectue les mesures des étapes a) et c). 6. Goniomètre selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un bras (7) est fixe, l'autre bras (10) étant mobile en rotation (FI) autour d'un axe de pivotement (A) de sorte que l'angle (a) maximal entre les bras (7, 10) est voisin de 180°. 7. Goniomètre selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un afficheur (4) simultané de valeurs d'un angle (a, R) et d'une longueur (D, E) mesurés. 8. Goniomètre selon l'une des revendications 5 ou 7, caractérisé en ce 5 qu'il est équipé d'une mémoire d'enregistrement de données.