Brevet FR2967047A1 — publié le 20120511

L'invention se rattache au secteur technique des instruments pour la pose d'implants orthopédiques. Plus particulièrement, l'invention concerne un guide ou gabarit sur mesure pour la pose d'une prothèse d'épaule, notamment du type inversé, en ce que la tête d'articulation en tant que telle est fixée au niveau de la glène (cavité glénoïde) pour coopérer avec une cupule de forme complémentaire que présente l'élément huméral de la prothèse. D'autres types de prothèses peuvent être envisagées telles que les prothèses anatomiques, les prothèses de resurfaçage.... Ce type de prothèse ressort par exemple de l'enseignement du brevet FR 2618065. La tête d'articulation peut être fixée dans la cavité glénoïde soit directement, soit par l'intermédiaire d'une embase support. Or, il est apparu que la fixation et le positionnement de cette embase support recevant la tête d'articulation ou directement de la cupule s'avèrent particulièrement importants pour la réussite du fonctionnement biomécanique de la prothèse d'épaule et la durée de vie de l'implant quel que soit son type. Généralement, le support ou autre est fixé dans la cavité glénoïde au moyen d'une instrumentation chirurgicale standard. Une étape importante de la procédure de pose consiste à orienter le perçage d'un trou dans la cavité glénoïde afin de déterminer l'axe de fraisage qui conditionne le positionnement de la prothèse. Généralement, un praticien utilise un guide de perçage mais dont la conception ne permet pas de reproduire précisément une planification préliminaire. En effet, selon l'état de la technique, préalablement à la mise en place de la prothèse, le chirurgien planifie la chirurgie à partir d'une image bidimensionnelle de l'articulation au moyen par exemple d'une radiographie, d'un scanner ou d'une IRM. Des études ont démontré qu'il est particulièrement important de positionner le support glénoïdien de la prothèse sur la cavité glénoïde par rapport à des points de repères anatomiques précis, à partir desquels des mesures pourront être effectuées. Or, les résultats obtenus dans le cas d'une planification à partir d'une imagerie bidimensionnelle demeurent imprécis et ne permettent pas d'atteindre les objectifs de la planification. Par exemple, l'orientation des coupes 2D à une incidence directe sur la mesure effectuée. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients d'une manière simple, sûre, efficace et rationnelle en planifiant en trois dimensions la pose de la prothèse à partir d'images provenant de scanners ou d'IRM. Dans ce but, les images 2D sont traitées aux moyens de logiciels spécifiques permettant de segmenter les zones osseuses d'intérêt pour la pose, en ayant pour objectif de reconstruire une structure tridimensionnelle. Sur cette structure sont définis des repères permettant de définir un système de coordonnées spécifique à l'omoplate. Ce modèle tridimensionnel permet de simuler, planifier et mesurer précisément l'orientation de la prothèse en fonction du système de coordonnées précité. Cette planification se traduit par la définition mathématique d'un axe de perçage défini par un vecteur et une origine. Autour de cet axe est conçu un guide ou gabarit de pose sur mesure pour restituer physiquement cet axe en per-opératoire pour permettre la pose optimale de l'implant. Pour atteindre ces objectifs, le guide de pose selon l'invention comprend des parties d'appui aptes à coopérer de manière unique avec la cavité glénoïde et des zones de son pourtour, lesdites parties présentant des agencements de positionnement et de fixation temporaire délimitant des surfaces de contact coopérant avec les bords postérieur et antérieur de la glène, lesdites parties étant formées, à partir d'une zone de liaison) avec un manche de préhension agencé pour faire office de guide de perçage le positionnement et l'orientation du manche sont déterminés par rapport à un système de coordonnées tridimensionnelles résultant d'une planification peropératoire, et liés à l'omoplate à partir de repères anatomiques dont l'origine est le centre de la glène. Il ressort de ces caractéristiques que les agencements de positionnement et de fixation temporaire ne sont pas orientés par rapport au système de coordonnées, mais uniquement définis par les formes des zones de contact sur des rebords postérieur et antérieur de la glène. Le manche (guide), quant à lui, est orienté en fonction de la planification dans le système de coordonnées de l'omoplate tel que défini. Le guide ainsi construit s'adapte de manière unique sur la structure anatomique osseuse du patient. Le gabarit de pose selon l'invention permet donc de de matérialiser le positionnement non réel, de l'axe de perçage planifié en référence aux zones anatomiques du patient. Pour résoudre le problème posé d'assurer le positionnement du gabarit par rapport aux repères déterminés dans le cadre de la planification préparatoire tridimensionnelle, les agencements de positionnement et de fixation temporaire sont opposés et profilés pour assurer un effet de clipage sur les rebords de la glène. Les agencements sont constitués par des pattes orientées formant crochet et réalisées à partir de la zone de liaison. La patte antérieure de longueur suffisante coopère avec le rebord antérieur de la glène et avec une partie de la face antérieure de l'omoplate, et présente une zone d'appui avec le rebord antérieur de la cavité glénoïde. De la même façon, la patte postérieure de longueur réduite est suffisante à coopérer avec le rebord postérieur de la glène, et présente une zone définie avec le rebord postérieur de la cavité glénoïde. Dans une forme de réalisation du gabarit de pose, pour résoudre le problème posé d'assurer le perçage de la glène à partir du gabarit de pose, la zone de liaison constitue un anneau de forme générale sensiblement circulaire. Le manche de préhension est relié à la zone de liaison par une portée tronconique. La portée tronconique et la base du manche présentent deux ouvertures opposées situées de part et d'autre des zones de contact constituées par les pattes. Ces ouvertures peuvent, notamment, permettre un contrôle visuel du positionnement du gabarit, et le contrôle visuel du point de perçage. Elles permettent, également, l'obtention d'une élasticité entre les rebords postérieur et antérieur, facilitant la mise en place du gabarit sur la structure osseuse. On observe également que le manche, qui intègre l'axe de perçage préalablement planifié, assure un positionnement stable de l'outil de perçage afin de réaliser ledit perçage selon la planification préalablement établie. Il ressort des caractéristiques de l'invention, que le guide ou gabarit de pose s'adapte de manière précise sur la structure anatomique du patient constituant par conséquent un gabarit de pose sur mesure en ce sens que pour chaque patient, on réalise un nouveau gabarit. L'invention est exposée ci-après plus en détails à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre une omoplate avec notamment les repères anatomiques au niveau de la cavité glénoïde.25 - la figure 2 est une vue de face du gabarit de pose selon l'invention. - la figure 3 est une vue en perspective du gabarit considéré par le dessous c'est-à-dire à partir des zones d'appuis. - la figure 4 est une vue en perspective du gabarit considéré à partir du dessus, c'est-à-dire à partir du guide de perçage. - la figure 5 montre la mise en place du gabarit de pose par rapport à la glène. Comme indiqué, le gabarit de pose selon l'invention est réalisé à partir d'une planification peropératoire conçue sur une reconstruction tridimensionnelle faite à partir d'images provenant d'un scanner, d'IRM..., laquelle planification est résumée par la définition unique d'un axe de perçage, défini par un vecteur et une origine qui donnent l'orientation du gabarit de pose sur mesure, et à partir duquel sera positionné sur le gabarit de pose sur mesure. Il est donc particulièrement important de définir le centre (0) de la glène (G) qui est défini à partir de 4 points qui sont respectivement constitués par le rebord supérieur de la glène (A), au pied de la coracoïde le rebord inférieur de la glène (B), le rebord postérieur (C) en regard de l'épine de l'acromion de la glène , et le rebord antérieur (D) de la glène . Ainsi, le croisement des deux droites (A-B) et (C-D) défini le centre (0) de la cavité glénoïde Le système de coordonnées de référence est déterminé par son origine (0) et deux autres points de repères anatomiques de l'omoplate que sont le Trigonum Scapulae et l'angle inférieur. Il est par conséquent possible de définir à la fois une orientation relative de la glène par rapport à l'omoplate ainsi que l'inclinaison de la glène par rapport au système de coordonnées précité. A partir de ce repère, on peut donc positionner en trois dimensions la prothèse. Il est par conséquent possible de positionner l'axe de perçage à partir duquel va être indexé le gabarit de pose selon l'invention et de déterminer une orientation par un vecteur dans le repère défini précédemment. On renvoie aux figures des dessins qui montrent les caractéristiques du gabarit de pose d'une prothèse d'épaule inversée ou non en vue d'assurer, comme indiqué précédemment, le perçage de la glène. Ce gabarit désigné dans son ensemble par (1) comprend des parties d'appui aptes à coopérer avec les rebords de la glène (G). Les parties d'appui présentent, d'une manière opposée, des agencements de positionnement et de fixation temporaire coopérant avec les rebords postérieur (G1) et antérieur (G2) de la glène(G). Ces agencements (lb) et (1c) sont déterminés pour assurer une fixation temporaire de l'ensemble du gabarit par un effet de clipage et présentent des zones d'appuis délimitant deux sous-ensembles (lbl - 1b2) et (lcl - 1c2) séparant bord et rebord de la glène. Ces agencements (lb) et (1c) sont constitués par des pattes orientées formant crochets et réalisées à partir d'une zone de liaison (la) avec un manche (1d) La patte (lb), coopérant avec le bord antérieur de la glène, présente une zone d'appui (lb 1) se prolongeant sur le rebord La patte antérieure (lb) présente facialement un profil sensiblement triangulaire. La patte opposée (1c), qui coopère avec le bord postérieur, est de longueur réduite en constituant un bourrelet profilé en section pour assurer l'effet de clipage. Les parties d'appuis (lb) et (1c) coopèrent de manière unique avec les rebords de la glène, et sont prolongées par le manche de préhension (1d) agencé pour faire office de guide de perçage. Le positionnement et l'orientation et du manche (1d) est déterminé en fonction du système de coordonnées tridimensionnelles résultant de la planification préopératoire, comme indiqué précédemment. Le manche de préhension (1d) est relié à la zone (la) par une portée tronconique (ldl). La portée tronconique (1 dl) et la partie inférieure du manche (1d), présentent deux ouvertures opposées (le) et (1f), situées de part et d'autre des pattes (lb) et (1c). Ces ouvertures (le) et (1f) permettent de visualiser le bon positionnement du gabarit et participent à améliorer l'élasticité pour obtenir l'effet de clipage recherché. Comme indiqué, la partie supérieure du manche de préhension est agencée pour faire office de guide de perçage. Par exemple, ce guide de perçage est constitué par une zone pleine (1g) percée coxialement de manière concentrique à la zone (la). A noter que la zone (la) est constituée par un anneau de forme générale sensiblement circulaire correspondant à la partie inférieure de la cavité glénoïde. On observe que les zones d'appui antérieure et postérieure sont construites en sélectionnant puis en extrudant de trois millimètres environ la surface sélectionnée de la structure 3D. De ces volumes 3D ont soustrait le volume augmenté de l'omoplate. Par volume augmenté, on considère un écart entre le modèle numérique 3D et le modèle réel qui est lié à la précision du scanner ou autre et à d'éventuels tissus biologiques résiduels non détectés par le scanner. Les essais effectués ont montré que cet écart était compris entre 0.3 et 1 millimètre environ. A titre indicatif nullement limitatif, les caractéristiques dimensionnelles suivantes ont donné des résultats satisfaisants : Longueur de gabarit considéré à partir de la partie d'appui (la) jusqu'à l'extrémité du manche, environ 10cm permettant un positionnement depuis l'.extérieur de l'incision. ^ Longueur du gabarit de perçage (1g), environ 5cm ^ Diamètre du manche, 15 millimètres environ ^ Portée conique (1 dl) faisant un angle d'environ 20° par rapport à l'axe du manche (Id) ^ Epaisseur des pattes d'appui et de fixation (lb) (1c) de l'ordre de 3 à 4 millimètres environ. ^ Forme triangulaire de la patte (lb) faisant une base d'une longueur comprise entre 20 et 25 millimètres environ et une hauteur comprise entre 20 et 25 millimètres environ. ^ Patte d'appui présentant une longueur d'environ 10 à 15 millimètres environ et une largeur de 5 à 10 millimètres environ. On renvoie à la figure 5 qui montre l'adaptation d'un gabarit de pose selon les caractéristiques de l'invention, par rapport à glène (G). Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle que l'on obtient un gabarit de pose sur mesure qui reproduit pendant la chirurgie la planification peropératoire faite à partir d'un système de coordonnées tridimensionnelles lié à l'omoplate. Le système de coordonnées sera précisément retrouvé pendant la chirurgie par la coaptation de la forme anatomique osseuse avec la zone d'appui du gabarit de forme complémentaire. REVENDICATIONS- 1- Gabarit de pose (1) d'une prothèse d'épaule sur une glène(G), caractérisé en ce qu'il comprend des parties d'appui aptes à coopérer, de manière unique, avec les rebords antérieur et postérieur de la glène, lesdites parties présentant, des agencements de positionnement et de fixation temporaire (lb) et (1c) délimitant des surfaces de contact (lb1 - 1b2) et (1c1 - 1c2) coopérant avec lesdits rebords postérieur et antérieur, lesdites parties étant formées, à partir d'une zone de liaison (la) avec un manche de préhension (1d) agencé pour faire office de guide de perçage (1g), le positionnement et l'orientation du manche (1d) sont déterminés par rapport àun système de coordonnées tridimensionnelles résultant d'une planification peropératoire, et liés à l'omoplate à partir de repères anatomiques dont l'origine est le centre (o) de la glène. - 2- Gabarit de pose d'une prothèse d'épaule selon la revendication 1 caractérisé en ce que les agencements de fixation temporaire (lb) et (1c) sont opposés et profilés pour assurer un effet de clipage. -3- Gabarit de pose d'une prothèse d'épaule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de liaison (la) avec le manche (1d) constitue un anneau de forme sensiblement circulaire. - 4- Gabarit de pose d'une prothèse d'épaule selon l'une des revendications 1- 3, caractérisé en ce que le manche de préhension (1d) est relié à la zone de liaison (la) par une portée tronconique (1 d 1).- 5- Gabarit de pose d'une prothèse d'épaule selon la revendication 4, caractérisé en ce que la portée tronconique (1 dl) et la base du manche (1d) présentent deux ouvertures opposées (le) et (1f) situées de part et d'autre des zones de contact constituées par les pattes (lb) et (1c), permettant une élasticité facilitant la mise en place dudit gabarit. - 6- Gabarit de pose d'une prothèse d'épaule selon l'une des revendications 1-2, caractérisé en ce que les agencements (lb) et (1c) sont constitués par des pattes orientées formant crochet et réalisées à partir des surfaces de contact (lbl - 1b2) et (lcl - 1c2). - 7- Gabarit de pose d'une prothèse d'épaule selon la revendication 3, caractérisé en ce que la patte (lb) coopérant avec le bord antérieur de la glène et avec une partie de la face antérieure de l'omoplate, se prolonge en appui sur le rebord. - 8- Gabarit de pose d'une prothèse d'épaule selon la revendication 3, caractérisé en ce que la patte (1c) coopérant avec le bord postérieur de la glène est de longueur réduite, apte à coopérer avec le rebord postérieur de la glène - 9- Gabarit de pose d'une prothèse d'épaule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide de perçage (1g) est incorporé à la partie supérieure du manche. - 10- Gabarit de pose d'une prothèse d'épaule selon l'une des revendications 1-9, caractérisé en ce que la longueur du manche est déterminée pour permettre le positionnement depuis l'extérieur de l'incision.25