Brevet FR3024027A1 — publié le 20160129

La présente invention se rapporte au secteur technique de la chirurgie orthopédique, et concerne plus particulièrement un dispositif chirurgical d'aide à la pose d'un implant orthopédique entre deux os d'une articulation d'un patient. L'invention trouve une application pour tout type d'implant d'articulation orthopédique telles que prothèses du genou, prothèses d'épaule et, plus généralement, tout type d'implant orthopédique nécessitant de réaliser des coupes au niveau de la zone osseuse anatomique devant être prothésée. Il est parfaitement connu pour un homme du métier d'utiliser différents dispositifs, communément appelés ancillaires de pose pour la mise en place de différents implants orthopédiques. Par exemple, les dispositifs peuvent être constitués par des blocs de guidage tibial, des blocs de guidage fémoral ...Ces blocs intègrent des fentes dans leur épaisseur pour le passage et le guidage d'instruments à lame de coupe, lesquelles fentes sont convenablement orientées et positionnées en fonction des coupes osseuses qu'il convient de réaliser pour la pose de l'implant. Par exemple, dans le cas de l'arthrose du genou, le cartilage de l'articulation s'use jusqu'à générer une déformation angulaire du membre comprenant l'articulation. Par exemple, une déformation du genou en valgus se caractérise par une usure articulaire au niveau du compartiment externe du genou. Le centre du genou se retrouve très éloigné de l'axe mécanique de la jambe. Ainsi, pour pallier à ce problème, il faut insérer une « cale » au niveau de la partie usée pour combler l'espace défini par l'usure et ré-axer automatiquement le genou. Pour effectuer une telle opération, il est connu de l'état de la technique de réaliser en premier lieu une coupe osseuse tibiale, puis de positionner dans l'espace généré par la coupe un organe de stabilisation intra articulaire, dit « spacer », jouant le rôle de la « cale » susmentionnée, afin de réaligner le membre inférieur. Après cette opération, on réalise en second lieu une coupe distale du fémur, puis on contrôle l'espace entre les deux os ainsi obtenu. Ainsi, selon l'état de la technique actuel, on réalise une première coupe, puis on oriente et on règle la position de la seconde coupe par rapport à la première. De ce fait, le contrôle se fait à postériori, avec des coupes indépendantes les unes des autres, ce qui laisse place à des imprécisions induites par ce 3024027 2 mode opératoire. De plus, le balancement ligamentaire résultant des coupes est imprécis, et dois souvent être rectifié. Cela entraine parfois une coupe sur une partie du tibia plus importante que nécessaire, au risque de décaler l'interligne articulaire. 5 L'un des buts de l'invention est donc de proposer un dispositif chirurgical d'aide à la pose d'un implant orthopédique entre deux os d'une articulation d'un patient, qui permette de remédier au moins à l'un des inconvénients précités. Selon l'invention, le dispositif chirurgical comprend un organe de stabilisation intra 10 articulaire, destiné à être positionné entre les deux os de l'articulation, et deux blocs de guidage fixés à l'organe de stabilisation et de part et d'autre d'un plan défini par ledit organe de stabilisation. Les blocs de guidage comprennent des moyens de fixation à l'os et présentent chacun au moins une fente pour l'engagement et le guidage d'un instrument destiné à réaliser des opérations de coupes de parties des os. 15 Ainsi, l'invention fournit un dispositif d'aide à la pose d'un implant orthopédique entre deux os d'une articulation d'un patient, dans lequel la ou lesdites fentes de l'un des blocs de guidage comprennent des orientations et des positions déterminées par rapport à la ou aux fentes de l'autre bloc de guidage. Le dispositif selon l'invention permet, en outre, 20 d'aligner correctement les deux os de l'articulation et de positionner simultanément toutes les coupes osseuses à réaliser. De plus, les plans de coupes définis par les fentes d'un bloc de guidage sont orientés et positionnés relativement par rapport aux plans de coupes de l'autre bloc de guidage. La position relative des coupes les unes par rapport aux autres est parfaite et correctement balancée entre les deux os, ce qui assure une restitution optimale 25 de l'interligne articulaire. L'invention met en oeuvre un seul dispositif pour mettre en place en une seule opération tous les plans de coupes nécessaires. D'une manière avantageuse, l'un au moins des blocs de guidage, et de préférence les deux, est fixé d'une manière amovible à l'organe de stabilisation intra articulaire. 30 Ainsi, après avoir positionné l'organe de stabilisation entre les deux os de l'articulation, et fixé les blocs de guidage aux os correspondants en position d'extension, une mise en flexion des os permet de désolidariser l'un ou les deux blocs de guidage de l'organe de stabilisation intra articulaire. Cette opération permet de séparer les deux blocs de guidage 35 afin de faciliter les opérations de coupes osseuses ultérieures. 3024027 3 Selon une forme de réalisation particulière, le dispositif chirurgical comprend un organe apte à verrouiller la fixation des blocs de guidage sur l'organe de stabilisation intra articulaire. 5 Avantageusement, pour faciliter la manipulation et la préhension de l'instrument, notamment pour aider à sa mise en place et son retrait, l'organe de verrouillage dudit instrument comprend une poignée. 10 Selon une forme de réalisation particulière, l'organe de stabilisation intra articulaire présente une épaisseur variable afin de s'adapter au mieux à la morphologie du patient et de pouvoir ré-axer d'une manière optimale les deux os de l'articulation avant les opérations de coupes osseuses. 15 Selon une forme de réalisation particulière, l'organe de stabilisation intra articulaire présente deux faces destinées à être en appui avec les os du patient, et dont au moins l'une des faces présente une forme complémentaire à l'os avec lequel elle est destinée à être en appui. De cette manière, le dispositif selon l'invention est sur mesure et s'adapte parfaitement à la morphologie du patient. 20 Selon une autre forme de réalisation de l'organe de stabilisation intra articulaire, celui-ci est constitué par un empilement de cales concaves ou convexes. Cette caractéristique permet de pouvoir ajuster l'épaisseur de l'organe de stabilisation en rajoutant ou en retirant une cale. Cela permet notamment de pouvoir s'adapter à la morphologie du patient et de 25 ré-axer d'une manière optimale les deux os de l'articulation. Avantageusement, les blocs de guidage forment une butée pour le positionnement de l'organe de stabilisation intra articulaire. Plus précisément, les surfaces des blocs de guidage destinées à être en appui avec l'os, forment des butées. Ces surfaces d'appui sont, 30 de préférence, adaptées à la forme des os avec lesquels elles sont destinées à être en appui. L'invention vise également à fournir un procédé de conception assistée par ordinateur d'un dispositif chirurgical d'aide à la pose d'un implant orthopédique entre deux os d'une articulation d'un patient. 35 3024027 4 Selon l'invention, le procédé de conception comprend des étapes consistant à : - reconstruire, à partir d'imageries médicales, un modèle virtuel en trois dimensions de la portion d'articulation concernée ; - corriger virtuellement l'alignement de l'articulation de sorte à définir un espace entre les 5 deux os de ladite articulation correspondant à une partie usée à remplacer par l'implant ; - positionner virtuellement dans l'espace du modèle virtuel de la portion d'articulation corrigée, un volume d'encombrement prothétique défini au moins entre deux plans ; - concevoir virtuellement un organe de stabilisation intra articulaire apte à remplir l'espace défini entre les deux os de l'articulation corrigée ; 10 - concevoir virtuellement deux blocs de guidage fixés, dont l'un au moins d'une manière amovible, à l'organe de stabilisation intra articulaire et de part et d'autre d'un plan défini par ledit organe de stabilisation intra articulaire, lesdits blocs de guidage comprenant chacun une fente coplanaire à un des deux plans définissant le volume d'encombrement prothétique. 15 Ainsi, le dispositif chirurgical d'aide à la pose d'un implant est conçu sur mesure et permet, d'une part, de ré-axer les deux os d'une articulation, et, d'autre part, de positionner correctement les plans de coupes dans une position relative les uns par rapport aux autres. Après la mise en place du dispositif chirurgical entre les deux os de l'articulation, aucun 20 ajustement de la balance ligamentaire n'est nécessaire. L'invention vise aussi à fournir un procédé d'utilisation dudit dispositif chirurgical précité d'aide à la pose d'un implant orthopédique entre deux os d'une articulation d'un patient. 25 Selon l'invention, le procédé comprend des étapes consistant à : - positionner l'organe de stabilisation intra articulaire entre les deux os en extension de l'articulation de manière à stabiliser et aligner les os de ladite articulation - fixer chaque bloc de guidage à un os de l'articulation ; - mettre en flexion les deux os de l'articulation pour désolidariser au moins l'un des deux 30 blocs de guidage de l'organe de stabilisation ; - réaliser des opérations de coupes de parties des os au moyen d'un instrument guidé par les fentes des blocs de guidage. De cette manière, l'utilisation du dispositif est simplifiée et permet de réaliser des coupes 35 osseuses dans un environnement peu encombrant. En effet, les deux blocs de coupes sont 3024027 5 positionnés simultanément et avec des plans de coupes positionnés relativement les uns par rapport aux autres, et sont ensuite rendus indépendants par une mise en flexion des deux os de l'articulation. Aucun ajustement de la balance ligamentaire ne nécessite d'être effectué, et les coupes osseuses sont précises. 5 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 : 10 - la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un dispositif chirurgical selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique illustrant le dispositif chirurgical selon l'invention vu de face ; 15 - la figure 3 est une représentation schématique illustrant le dispositif chirurgical selon l'invention vue de côté ; - la figure 4 est une représentation schématique illustrant le dispositif chirurgical selon 20 l'invention vu en perspective éclatée ; - la figure 5 est une représentation schématique illustrant un modèle virtuel reconstruit en trois dimension d'une articulation usée et déformée avant la mise en place d'un implant ; 25 - la figure 6 est une représentation schématique illustrant le modèle virtuel de l'articulation de la figure 5, dont l'alignement a été corrigé virtuellement ; - la figure 7 est un agrandissement du modèle virtuel de l'articulation de la figure 6, de manière à illustrer l'espace ainsi défini entre les deux os de l'articulation virtuellement 30 corrigée ; - la figure 8 est une représentation schématique illustrant le dispositif chirurgical d'aide à la pose d'un implant orthopédique disposé virtuellement entre les deux os de l'articulation ; 35 - la figure 9 est une représentation schématique similaire à celle de la figure 8, illustrant les plans de coupes virtuellement positionnés relativement l'un par rapport à l'autre ; 3024027 6 - la figure 10 est une représentation schématique illustrant virtuellement l'articulation après la réalisation des coupes osseuses selon les plans de coupes ; - la figure 11 est une représentation schématique illustrant un implant orthopédique mis en 5 place après avoir réalisé les coupes osseuses. On a illustré aux figures des dessins un exemple du dispositif de guidage selon les caractéristiques de l'invention adapté, par exemple, pour réaliser des coupes fémorales et tibiales sans pour cela exclure d'autres applications en fonction du type d'implant 10 orthopédique à implanter, par exemple, un implant fémoral. Quelle que soit la forme de réalisation, et en référence aux figures 1 à 4, le dispositif (1) comprend, d'une part, un organe de stabilisation intra articulaire (2), et, d'autre part, deux blocs de guidage (3) d'un instrument destiné à réaliser des opérations de coupes de parties 15 des os. L'organe de stabilisation intra articulaire (2) peut présenter diverses formes sans sortir du cadre de l'invention. En effet, l'essentiel réside dans le fait que l'organe de stabilisation intra articulaire (2) est destiné à être positionné entre les deux os de l'articulation (6), 20 notamment pour stabiliser et ré-axer le membre comprenant l'articulation (6), en comblant un espace (7) défini par l'usure d'une portion de l'articulation (6). En référence à la forme de réalisation illustrée, l'organe de stabilisation intra articulaire (2), généralement appelé « spacer », comprend deux faces, chacune destinées à être en 25 appui avec un os de l'articulation (6), et défini de cette manière un plan principal. L'une des faces du spacer (2), et de préférence les deux, peuvent présenter des formes complémentaires à l'os avec lesquelles elles sont destinées à être en appui. De cette manière, ledit spacer (2) est sur mesure et bien adapté à la morphologie du patient 30 Pour concevoir un tel spacer (2) et en référence à la figure 5, il est nécessaire de reconstruire en premier lieu, et à partir d'imageries médicales, un modèle virtuel en trois dimensions de la portion d'articulation (6) concernée. 35 Cette portion d'articulation (6) nécessitant l'implantation d'une prothèse doit donc comprendre une partie usée et doit donc ne pas être correctement alignée. Une seconde étape consiste alors et en référence aux figures 6 et 7, à corriger virtuellement l'alignement de l'articulation (6) de sorte à définir un espace (7) entre les deux os de ladite articulation (6) correspondant à la partie usée à remplacer par un implant orthopédique (8). 3024027 7 En référence aux figures 8 et 9, le spacer (2) est donc conçu d'une manière assistée par ordinateur par un ajout de matière virtuelle pour effectuer un remplissage de l'espace (7) défini entre les eux os de l'articulation (6). De cette manière, on obtient un spacer (2) de 5 forme anatomique et sur mesure. Le positionnement ultérieur pendant l'intervention chirurgicale d'un tel spacer (2) entre les deux os de l'articulation (6) du patient permet ainsi de stabiliser et de ré-axer d'une manière optimale l'articulation (6) concernée. Les blocs de guidage (3) sont fixés au spacer (2), avantageusement d'une manière 10 amovible, et de part et d'autre du plan principal défini par ledit spacer (2). Les blocs de guidage (3) comprennent des moyens de fixation (4) à l'os, par exemple sous la forme de tubes orientés et aptes à recevoir chacun un moyen d'ancrage, telle qu'une broche lisse ou filetée. Ces tubes (4) s'étendent à partir des blocs de guidage (3) et comprennent une surface d'appui avec l'os. Cette surface d'appui permet de réaliser une butée lors du 15 positionnement du spacer (2) entre les deux os de l'articulation (6). D'une manière avantageuse, la surface d'appui des tubes (4) présente une forme complémentaire à l'os avec lequel elle est destinée à être en appui pour assurer la stabilité rotatoire. Dans un mode de réalisation avantageux et non représenté, les blocs de guidage (3) sont 20 verrouillés dans leur position fixée sur le spacer (2) par l'intermédiaire d'un organe de verrouillage. Cet organe de verrouillage peut se présenter sous la forme d'une pince venant enserrer lesdits blocs de guidage (3) pour les maintenir en position fixée. La pince peut par exemple être prolongée par une poignée facilitant la manutention du dispositif chirurgical (1), et permettant ainsi de faciliter le positionnement du spacer (2) entre les deux os de 25 l'articulation (6). La pince peut comprendre un système à encliquetage, par exemple, pour coopérer facilement avec lesdits blocs de guidage (3). Les blocs de guidage (3) présentent ensuite chacun au moins une fente (5) pour l'engagement et le guidage d'un instrument destiné à réaliser des opérations de coupes des 30 différentes parties osseuses. La ou les fentes (5) de l'un des blocs de guidage (3) comprennent des orientations et des positions déterminées par rapport à la ou aux fentes (5) de l'autre bloc de guidage. Ainsi et en référence à la figure 9, les fentes (5) déterminent des plans de coupes, lesquels sont 35 positionnés d'une manière relative les uns par rapport aux autres. De la même manière que précédemment, les blocs de guidage (3) sont conçus d'une manière assistée par ordinateur. Le volume d'encombrement prothétique positionné dans l'espace (7) du modèle virtuel de l'articulation (6) vient en intersection avec les os dudit 3024027 8 modèle virtuel. Les plans d'intersection définissent des plans de coupes osseuses à réaliser pour mettre en place l'implant orthopédique (8). Les blocs de guidage (3) sont conçus de manière à ce que leurs fentes (5) soient dans le prolongement de ces plans d'intersections. En d'autres termes, les fentes (5) des blocs de guidage (3) sont coplanaires avec lesdits 5 plans de coupes définis par le volume d'encombrement prothétique. Ainsi la conception assistée par ordinateur permet de concevoir sur mesure ces blocs de guidage (3). En effet, les surfaces d'appui des blocs de guidage (3) ainsi que l'extrémité des tubes (4) sont conçues pour être de formes complémentaires avec les os sur lesquels 10 elles sont en appui. De plus, les fentes (5) des blocs de guidage (3) sont positionnées pour permettre de réaliser des coupes osseuses selon les plans de coupes définis par le volume d'encombrement prothétique. Lorsque les blocs de guidage (3) et le spacer (2) sont conçus d'une manière virtuelle, il 15 convient de programmer leur fabrication par des techniques bien connues de l'état de la technique, telle que par impression 3D directe ou indirecte. Les blocs de guidage (3) peuvent être fixés de toute manière appropriée au spacer (2), et peuvent même former qu'une seule pièce avec ledit spacer (2). D'une manière 20 avantageuse, au moins l'un des blocs de guidage (3), et de préférence les deux, est fixé d'une manière amovible audit spacer (2) pour faciliter les opérations de coupes comme il sera décrit ci-après. En effet, lors de l'utilisation du dispositif chirurgical (1) d'aide à la mise en place d'un 25 implant orthopédique (8) entre deux os d'une articulation (6) d'un patient, il convient tout d'abord de positionner le spacer (2) entre les deux os en extension de l'articulation (6). Comme vu ci-avant, le positionnement du spacer (2) permet de stabiliser et de ré-axer l'articulation (6). Cette mise en place peut être effectuée en maintenant ledit spacer (2) par la poignée de l'organe de verrouillage du type pince. Le spacer (2) est positionné jusqu'à 30 ce que les blocs de guidage (3), et notamment leurs tubes de fixation (4), viennent en butée contre les os de l'articulation (6). Ensuite, il convient de fixer chaque bloc de guidage (3) à l'os correspondant de l'articulation (6). Cette étape est réalisée en insérant des broches lisses ou filetées dans 35 chaque tube de fixation (4), et en les solidarisant à l'os de l'articulation (6), par exemple par vissage. Ensuite, il convient de retirer la pince pour déverrouiller la fixation des blocs de guidage (3) sur le spacer (2). Ainsi, une mise en flexion des deux os permet de désolidariser les 3024027 9 deux blocs de guidage (3) du spacer (2). Comme évoqué plus haut, il suffit que l'un au moins des blocs de guidage (3) soit fixé d'une manière amovible au spacer (2) pour que cette opération soit réalisable. De préférence, les deux blocs de guidage (3) sont fixés d'une manière amovible au spacer (2) pour faciliter les opérations de coupes ultérieures. 5 Il reste ensuite à réaliser des opérations de coupes en tant que telles de parties des os par l'intermédiaire d'un instrument à lame, guidé par les fentes (5) des blocs de guidage (3). En référence à la figure 10, les coupes osseuses (9) permettent de préparer les os pour 10 recevoir, en référence à la figure 11, l'implant orthopédique (8) proprement dit. Le dispositif chirurgical (1) selon l'invention permet donc de positionner simultanément les plans de coupes osseuses de telle façon que la position relative des coupes sera parfaite et correctement balancée ce qui assure une restitution optimale de l'interligne articulaire. 15 5 10 2. 15 20 4. 5. 25 6. 30 7. 35 8. 40 REVENDICATIONS1. Dispositif chirurgical (1) d'aide à la pose d'un implant orthopédique (8) entre deux os d'une articulation (6) d'un patient, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de stabilisation intra articulaire (2), destiné à être positionné entre les deux os de l'articulation (6), et deux blocs de guidage (3) fixés à l'organe de stabilisation (2) et de part et d'autre d'un plan défini par ledit organe de stabilisation (2), lesdits blocs de guidage (3) comprennent des moyens de fixation (4) à l'os et présentent chacun au moins une fente (5) pour l'engagement et le guidage d'un instrument destiné à réaliser des opérations de coupes de parties des os. Dispositif chirurgical (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins des blocs de guidage (3) est fixé d'une manière amovible à l'organe de stabilisation intra articulaire (2). Dispositif chirurgical (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux blocs de guidage (3) sont fixés d'une manière amovible à l'organe de stabilisation intra articulaire (2). Dispositif chirurgical (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un organe apte à verrouiller la fixation des blocs de guidage (3) sur l'organe de stabilisation intra articulaire (2). Dispositif chirurgical (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de stabilisation intra articulaire (2) présente une épaisseur variable. Dispositif chirurgical (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de stabilisation intra articulaire (2) présente deux faces destinées à être en appui avec les os du patient, et dont au moins l'une des faces présente une forme complémentaire à l'os avec lequel elle est destinée à être en appui. Dispositif chirurgical (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de stabilisation intra articulaire (2) est constitué par un empilement de cales concaves ou convexes. Dispositif chirurgical (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs de guidage (3) forment une butée pour le positionnement de l'organe de stabilisation intra articulaire (2). 3024027 11 9. Procédé de conception assistée par ordinateur d'un dispositif chirurgical (1) d'aide à la pose d'un implant orthopédique (8) entre deux os d'une articulation (6) d'un patient, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à : - reconstruire, à partir d'imageries médicales, un modèle virtuel en trois dimensions de la portion d'articulation (6) concernée ; - corriger virtuellement l'alignement de l'articulation (6) de sorte à définir un espace (7) entre les deux os de ladite articulation (6) correspondant à une partie usée à remplacer par l'implant ; - positionner virtuellement dans l'espace (7) du modèle virtuel de la portion d'articulation (6) corrigée, un volume d'encombrement prothétique défini au moins entre deux plans ; - concevoir virtuellement un organe de stabilisation intra articulaire (2) apte à remplir l'espace (7) défini entre les deux os de l'articulation (6) corrigée ; - concevoir virtuellement deux blocs de guidage (3) fixés, dont l'un au moins d'une manière amovible, à l'organe de stabilisation intra articulaire (2) et de part et d'autre d'un plan défini par ledit organe de stabilisation intra articulaire (2), lesdits blocs de guidage (3) comprenant chacun une fente (5) coplanaire à un des deux plans définissant le volume d'encombrement prothétique.