Brevet FR3021858A1 — publié le 20151211

La présente invention se rapporte au secteur technique de la chirurgie orthopédique, et concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif de contrôle extra-médullaire du positionnement d'un élément par rapport à un repère anatomique d'une articulation osseuse. Toute articulation est composée, d'une manière générale, d'un os sus-jacent l'articulation, d'un os sous-jacent, et d'un cartilage situé entre lesdits deux os. Ces deux os sont dans une position relative définie anatomiquement par des axes dits anatomiques. Ces axes sont bien connus et définis dans les manuels d'anatomie. Pour stabiliser ces articulations, il existe un environnement ligamentaire et capsulaire qui permet le maintien en position des deux os formant ladite articulation. Pour implanter une prothèse en chirurgie orthopédique, il est nécessaire de veiller à ce que 15 le ou les axes du membre qui contient l'articulation soient correctement alignés, que les coupes des os soient correctement réalisées et positionnées par rapport auxdits axes, et que la balance ligamentaire soit parfaitement ajustée entre les deux coupes pour permettre la stabilité de la prothèse, et la mise en tension stable des ligaments et de la capsule articulaire. 20 Pour aider à la mise en place d'une telle prothèse, il est connu des dispositifs de contrôle extra-médullaire. Ces dispositifs permettent notamment de réaliser un contrôle visuel de l'alignement des axes anatomiques lors de l'implantation de la prothèse. 25 Ces dispositifs de contrôle extra-médullaire comprennent un élément devant être positionné entre deux os, notamment par exemple en lieu et place du cartilage d'une articulation, et une tige de contrôle s'étendant de part et d'autre dudit élément, dans une direction sensiblement parallèle aux os de l'articulation. 30 Cette tige permet au chirurgien d'effectuer un contrôle visuel de l'alignement des axes anatomiques. En effet, en pratique et lorsqu'il s'agit d'une opération du genou, le chirurgien place l'une des extrémités de la tige au niveau du centre de la tête fémorale, et ajuste la position de l'élément jusqu'à ce que l'autre extrémité de la tige soit au niveau du centre de la cheville. Lorsque c'est le cas, cela signifie que l'axe du fémur est correctement 35 aligné avec l'axe du tibia et que l'élément est bien positionné. La tige permet alors de restituer et de visualiser l'axe anatomique de la jambe. Cependant, un tel dispositif de contrôle extra-médullaire présente quelques inconvénients 10 inhérents à sa structure. En effet, en pratique il est assez difficile d'apprécier correctement la position dans l'espace de l'axe défini par la tige, notamment du fait du défaut de parallaxe lié à la distance entre les os de l'articulation et ladite tige. De plus, ce dispositif ne permet que la visualisation d'un axe dans un seul plan, à savoir par exemple un plan 5 frontal, alors que pour un bon positionnement dans l'espace d'une coupe osseuse lors de l'implantation d'implants dans la chirurgie orthopédique, il est nécessaire de visualiser des axes dans deux plans orthogonaux, notamment dans les plans sagittal et frontal. Un autre inconvénient réside également dans le fait que cette solution peut être assez contraignante sur le champ opératoire, notamment en termes d'encombrement, et occasionner de fait une 10 gêne pour le praticien chirurgien. Il est connu de l'état de la technique une autre solution, beaucoup plus précise, mais beaucoup plus complexe et contraignante. En effet, il est connu d'utiliser un dispositif de contrôle extra-médullaire par assistance par ordinateur. 15 Dans cette solution assistée par ordinateur, il est nécessaire de placer et de fixer des fiches de connexion sur chacun des os de l'articulation. Cette opération rend, d'une part, encore plus invasif le geste du chirurgien et, d'autre part, peut entrainer des risques de fractures amorcées des os à l'endroit où lesdites fiches, généralement assez rigides, ont été fixées à 20 l'os. De plus, toute solution de l'état de la technique mettant en oeuvre un système informatique présente l'inconvénient d'être peu facile à mettre en oeuvre, et assez encombrante du fait qu'elle nécessite plusieurs branchements et l'utilisation d'un ordinateur. 25 L'un des buts de l'invention est donc de remédier au moins à l'un des inconvénients précités en proposant un procédé et un dispositif de contrôle extra-médullaire du positionnement, en chirurgie orthopédique, d'un élément par rapport à un repère anatomique d'une articulation osseuse. 30 Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif de contrôle qui soit de conception simple, sûre et rationnelle, tout en étant facile à mettre en oeuvre et d'encombrement très réduit pour ne pas gêner le praticien chirurgien. 35 L'invention vise à permettre d'effectuer un contrôle visuel du positionnement d'un élément, d'une manière simple et autonome en s'affranchissant de l'utilisation contraignante d'un ordinateur. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé et un tel dispositif de contrôle qui soient d'une précision optimale. A cet effet et selon l'invention, il a donc été mis au point un procédé de contrôle extra-5 médullaire du positionnement, en chirurgie orthopédique, d'un élément par rapport à un repère anatomique d'une articulation osseuse, remarquable en ce qu'il consiste à projeter, par l'intermédiaire d'au moins une source lumineuse fixée à l'élément à positionner, au moins un faisceau lumineux selon au moins un plan anatomique de référence du repère anatomique de l'articulation. La projection du faisceau lumineux selon un plan anatomique 10 de référence permet de matérialiser, par l'intermédiaire d'au moins une ligne de lumière, l'intersection dudit plan anatomique de référence avec un membre comprenant l'articulation osseuse, et permet un contrôle visuel dudit positionnement de l'élément par rapport au repère anatomique de l'articulation. 15 Ledit procédé permet notamment au chirurgien de visualiser, sur une partie du corps d'un individu comprenant l'articulation considérée, au moins un axe lui permettant de réaliser un contrôle visuel du positionnement correct dudit élément selon les repères anatomiques. Cette caractéristique permet de visualiser la projection d'un plan anatomique de référence 20 directement sur le membre comprenant l'articulation considérée, tel que par exemple la jambe lorsqu'il s'agit d'une opération du genou, et donc d'éviter les défauts de parallaxe et d'augmenter la précision du contrôle visuel. Le procédé est donc fiable, facile à mettre en oeuvre, répétable et précis, sans nécessiter la fixation d'un objet quelconque sur un os qui pourrait entrainer des risques de fractures amorcées. Le procédé permet un contrôle visuel 25 simple et autonome directement réalisé par le chirurgien. Le contrôle se fait sans l'utilisation d'un quelconque moyen informatique. Avantageusement, deux faisceaux lumineux sont projetés selon le plan anatomique sagittal ou frontal, et de part et d'autre du plan anatomique transversal du repère anatomique de 30 l'articulation. Cette caractéristique permet de visualiser, par exemple, lors d'une opération chirurgicale du genou, l'intersection du plan frontal ou sagittal le long de toute la jambe d'un individu, et de part et d'autre du genou. L'utilisation de deux faisceaux permet d'agencer la source 35 lumineuse dans le champ opératoire stérile, lequel est limité en volume. En effet, pour visualiser l'intersection du plan sagittal ou frontal sur toute la jambe et au moyen d'un seul faisceau lumineux, il faut nécessairement éloigner la source lumineuse de la jambe au risque de sortir du champ opératoire stérile. Avantageusement, des faisceaux lumineux sont projetés selon au moins deux plans anatomiques de référence, orthogonaux l'un par rapport à l'autre. Cette caractéristique permet donc d'augmenter la précision du contrôle du positionnement et de visualiser l'intersection de deux plans anatomiques de référence avec le membre comprenant l'articulation. Pour augmenter davantage la précision du contrôle visuel, des faisceaux lumineux sont projetés selon les trois plans anatomiques sagittal, frontal, et transversal. L'invention concerne également un dispositif de contrôle extra-médullaire du 15 positionnement, en chirurgie orthopédique, d'un élément par rapport à un repère anatomique d'une articulation osseuse. Selon l'invention, le dispositif comprend au moins une source lumineuse, équipée de moyens de fixation sur l'élément à positionner, et agencée pour projeter, sur un membre 20 comprenant ladite articulation, au moins un faisceau lumineux selon un plan anatomique de référence du repère anatomique de l'articulation, de manière à matérialiser, par l'intermédiaire d'au moins une ligne de lumière, l'intersection dudit plan anatomique de référence avec le membre, et permettre un contrôle visuel dudit positionnement de l'élément par rapport au repère anatomique de l'articulation. 25 Ainsi, le dispositif permet de réaliser un contrôle optimal du positionnement d'un élément, et permet aussi de mettre en oeuvre le procédé de contrôle extra-médullaire tel que décrit ci-avant. Le dispositif selon l'invention est d'encombrement relativement réduit, et ne gêne pas le praticien. Il permet un contrôle visuel simple et autonome, sans nécessiter d'outil 30 informatique. L'invention concerne toutes les applications dans lesquelles il est nécessaire de vérifier la position d'un élément par rapport à au moins un repère anatomique, notamment par l'alignement d'axes anatomiques. L'invention trouve également une application avantageuse lorsqu'il est nécessaire de positionner des plans de coupes des os lors de l'implantation d'une prothèse en chirurgie orthopédique. A cet effet, l'élément à positionner par rapport à au moins un repère anatomique d'une articulation osseuse peut être tout de type, tel que par exemple un organe d'interposition intra articulaire, couramment appelé « spacer » et bien connu de l'état de la technique. L'élément peut également être un guide de coupe pour la mise en place d'une prothèse, ou bien un implant d'essai. La source lumineuse peut être de tout type approprié, elle peut par exemple être du type à L.A.S.E.R. ou bien à diode électroluminescente. Il peut être envisagé une seule source lumineuse apte à projeter deux faisceaux dans des directions différentes, par exemple par l'intermédiaire d'un élément réflecteur, de diffraction, ou équivalent. Il peut également être mis en oeuvre deux sources lumineuses chacune étant apte à projeter au moins un faisceau lumineux selon un plan, les deux plans de projection étant orthogonaux l'un à l'autre. Cette caractéristique permet donc d'augmenter la précision du contrôle du positionnement 20 et de visualiser l'intersection de deux plans anatomiques de référence avec le membre comprenant l'articulation. Pour augmenter davantage la précision du contrôle extra-médullaire, le dispositif comprend trois sources lumineuses, chacune étant apte à projeter au moins un faisceau 25 lumineux selon un plan, les trois plans de projection étant orthogonaux les uns aux autres. D'une manière avantageuse, la ou les sources lumineuses sont aptes à projeter au moins deux faisceaux lumineux selon un même plan, et de part et d'autre d'un plan orthogonal au plan de projection de ladite source lumineuse. 30 De cette manière, il est possible, comme évoqué ci-avant, de projeter une ligne de lumière sur toute une jambe lors d'une opération du genou, sans nécessiter de sortir la source lumineuse du champ opératoire stérile. 35 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est réalisée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de contrôle extra-médullaire selon l'invention mis en oeuvre lors d'une opération du genou, ladite figure illustrant l'axe visualisé et matérialisé sur la partie du corps d'un individu et dans le plan frontal ; - la figure 2 est une représentation schématique similaire à celle de la figure 1, ladite figure illustrant l'axe visualisé et matérialisé sur la partie du corps d'un individu et dans le plan sagittal ; - la figure 3 est une représentation schématique en perspective illustrant une forme de 10 réalisation particulière du dispositif de contrôle extra-médullaire selon l'invention et mis en oeuvre lors d'une opération du genou ; - la figure 4 est une représentation schématique en perspective du dispositif de contrôle extra-médullaire de la figure 3, ledit dispositif comprenant trois sources lumineuses aptes à 15 projeter dans les trois plans anatomiques de références ; - les figures 5 et 6 sont des représentations schématiques d'un dispositif de contrôle extra-médullaire selon l'invention mis en oeuvre lors d'une opération de l'épaule, lesdites figures illustrant les axes visualisés et matérialisés sur la partie du corps d'un individu et dans les 20 plans frontal et sagittal. Les figures 1 à 4 annexées illustrent l'utilisation d'un dispositif de contrôle extra-médullaire dans le cas d'une implantation d'une prothèse de genou. 25 Dans le cas d'une articulation du genou, le genou reconstruit doit remplir un certain nombre de rapports anatomiques. Par exemple, parmi eux on retrouve le rapport anatomique selon lequel l'axe mécanique de la jambe, qui s'étend depuis le centre de la tête fémorale vers le centre de la cheville, doit passer par le centre de l'articulation du genou. 30 La prothèse de genou doit donc être implantée de manière à respecter lesdits rapports anatomiques. Ainsi, pendant l'opération le chirurgien est notamment amené à positionner un spacer, c'est-à-dire un organe d'interposition intra articulaire qui forme une sorte de prothèse d'attente. Ce spacer doit être positionné d'une telle sorte à respecter les rapports anatomiques de l'articulation du genou. Par exemple le spacer doit être positionné de 35 manière à ce que les axes de la jambe soient bien alignés. En référence aux figures 1 et 2, le dispositif de contrôle extra-médullaire (1) pour l'implantation d'une prothèse du genou en chirurgie orthopédique comprend au moins une source lumineuse (2), et est adapté pour être monté sur un spacer en tant qu'élément à positionner par rapport à au moins un repère anatomique de l'articulation du genou. Le spacer doit être positionné par rapport à un repère anatomique de l'articulation du genou. Ainsi, la visualisation et la matérialisation des plans anatomiques de référence dudit 5 repère anatomique de l'articulation du genou sur le membre comprenant ladite articulation du genou, à savoir la jambe, permettrait de faciliter la mise en place dudit spacer. A cet effet, le dispositif de contrôle (1) comprend une source lumineuse (2) équipée de moyens de fixation sur ledit spacer. La source lumineuse (2) est agencée pour projeter, sur 10 le membre comprenant l'articulation, à savoir la jambe, au moins un faisceau lumineux (2a, 2b) selon un plan anatomique de référence du repère anatomique de l'articulation. Cette projection lumineuse du plan anatomique de référence permet de matérialiser, par l'intermédiaire d'au moins une ligne de lumière (3) sur la jambe de l'individu, 15 l'intersection dudit plan anatomique de référence avec ladite jambe. Cette ligne de lumière (3) permet ainsi au chirurgien de réaliser un simple contrôle visuel du positionnement correct du spacer par rapport au repère anatomique de l'articulation du genou. 20 La source lumineuse (2) est, par exemple, accouplée au spacer par l'intermédiaire d'une tige d'extension, de préférence alignée avec le centre du spacer. En référence à la figure 1, la source lumineuse (2) est du type à L.A.S.E.R., et est apte à projeter deux faisceaux lumineux (2a, 2b), en l'occurrence deux rayons lumineux sous forme de deux lignes 25 projetées selon le plan anatomique sagittal, et de part et d'autre du plan anatomique transversal du repère anatomique de l'articulation du genou. De cette manière, les faisceaux lumineux projetés (2a, 2bà permettent de visualiser et de matérialiser l'intersection entre le plan sagittal et la jambe de l'individu. Cela permet au 30 chirurgien de pouvoir contrôler visuellement le positionnement du spacer par rapport audit plan sagittal. La source lumineuse (2) projette deux faisceaux (2a, 2b) selon le plan sagittal, et de part et d'autre du plan transversal pour pouvoir couvrir toute la longueur de la jambe, et éviter de 35 devoir éloigner la source lumineuse (2) au risque de sortir du champ opératoire stérile. De la même manière, et en référence à la figure 2, un autre dispositif (1) selon l'invention, ou bien le même dispositif (1) que celui de la figure 1 peut en outre comprendre une autre source lumineuse (2) apte à projeter deux faisceaux lumineux (2a, 2b) selon le plan anatomique frontal, et de part et d'autre du plan anatomique transversal du repère anatomique de l'articulation du genou. Cela permet au chirurgien de pouvoir contrôler visuellement le positionnement du spacer 5 par rapport audit plan frontal. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, et en référence aux figures 3 et 4, le dispositif de contrôle extra-médullaire (1) comprend trois sources lumineuses (2) aptes à projeter dans les trois plans anatomiques de références. Les trois sources lumineuses (2) 10 sont donc orientées pour projeter selon trois plans orthogonaux les uns aux autres. Le dispositif est prolongé par un plot (4) apte à se fixer sur une tige d'extension (non représentée) du spacer par exemple. La figure 3 illustre le positionnement dudit dispositif de contrôle extra-médullaire par rapport au genou d'un individu. 15 De cette manière, les faisceaux lumineux projetés permettent de visualiser et de matérialiser l'intersection entre les plans sagittal, frontal et transversal et la jambe de l'individu. Cela permet au chirurgien de pouvoir contrôler visuellement le positionnement du spacer par rapport audits plans anatomiques de références. 20 En référence aux figures 5 et 6, le dispositif selon l'invention peut également être mis en oeuvre ans le cas d'une opération de l'épaule par exemple. De la même manière, le dispositif (1) est fixé sur un élément devant être positionnée par rapport à des repères anatomiques de références, tel qu'un spacer. Le dispositif (1) comprend une source lumineuse (2) apte à projeter deux faisceaux lumineux (2a, 2b) pour matérialiser sur le bras 25 de l'individu et par des lignes de lumière (3), l'intersection entre les plans frontal et sagittal et ledit bras de l'individu. Cette caractéristique permet au chirurgien de vérifier le positionnement correct d'un spacer par exemple, au moyen d'un simple contrôle visuel. Le dispositif de contrôle extra-médullaire (1) selon l'invention fournit un système de 30 contrôle visuel utilisant un rayon L.A.S.E.R., une diode électroluminescente, ou toute autre source lumineuse (2) capable de produire une lumière assez puissante pour projeter des lignes de lumières (3) sur une partie du corps d'un individu selon chacun des plans de références choisis. Ces lignes de lumières (3) permettent de visualiser et de matérialiser l'intersection des plans anatomiques frontal, sagittal, et transversal avec un membre 35 comprenant l'articulation à opérer. Ces lignes de lumières (3) permettent ainsi au chirurgien de pouvoir effectuer n contrôle visuel d'un élément par rapport audits plans anatomiques de référence. Ces lignes de lumières (3) permettent de visualiser et matérialiser des axes directement sur une partie du corps d'un individu comprenant l'articulation osseuse considérée et d'éviter les effets de parallaxe, tout en ayant un système (1) peu encombrant, fiable, facile à mettre en oeuvre, précis et répétable. Le dispositif de contrôle extra-médullaire (1) selon l'invention permet également, par exemple, la mise en place d'un élément sous forme d'un bloc de coupe huméral, dans le cadre de la chirurgie de l'épaule, pour régler correctement l'alignement par rapport à l'avant-bras. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle extra-médullaire (1) du positionnement, en chirurgie orthopédique, d'un élément par rapport à un repère anatomique d'une articulation osseuse, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une source lumineuse (2), équipée de moyens de fixation (4) sur l'élément à positionner, et agencée pour projeter, sur un membre comprenant ladite articulation, au moins un faisceau lumineux (2a, 2b) selon un plan anatomique de référence du repère anatomique de l'articulation, de manière à matérialiser, par l'intermédiaire d'au moins une ligne de lumière (3), l'intersection dudit plan anatomique de référence avec le membre, et permettre un contrôle visuel dudit positionnement de l'élément par rapport au repère anatomique de l'articulation. 2. Dispositif de contrôle extra-médullaire (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les sources lumineuses (2) sont du type à L.A.S.E.R 3. Dispositif de contrôle extra-médullaire (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les sources lumineuses (2) sont du type à diode électroluminescente. 4. Dispositif de contrôle extra-médullaire (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux sources lumineuses (2), chacune étant apte à projeter au moins un faisceau lumineux (2a, 2b) selon un plan, les deux plans de projection étant orthogonaux l'un à l'autre. 5. Dispositif de contrôle extra-médullaire (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend trois sources lumineuses (2), chacune étant apte à projeter au moins un faisceau lumineux (2a, 2b) selon un plan, les trois plans de projection étant orthogonaux les uns aux autres. Dispositif de contrôle extra-médullaire (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les sources lumineuses (2) sont agencées pour projeter au moins deux faisceaux lumineux (2a, 2b) selon un même plan, et de part et d'autre d'un plan orthogonal au plan de projection de ladite source lumineuse.