CH701935B1

CH701935B1 - Device for positioning viewing axis with respect to fixation hole of intramedullary nail used for surgical treatment of fractures of e.g. femur, has viewing device whose position is regulated by translatory movements with main component

Info

Publication number: CH701935B1
Application number: CH02014/06A
Authority: CH
Inventors: Yvan Arlettaz; Bernhard Clausen; Glenn Flueckiger
Original assignee: Fond The Ark
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2011-04-15

Abstract

The device has a rigid support (3) determining a viewing axis parallel to that of an distal fixation hole and assuring longitudinal positioning of an adjustable viewing device (9) with respect to a nail (1). The position of the viewing device with respect to the nail is regulated by translatory movements with a main component in a plane (Y) perpendicular to the nail. An adjusting unit displaces the viewing device with respect to the support along an adjusting direction (Z) that is orthogonal to an axis of the distal hole and orthogonal to the longitudinal axis of the nail.

Description

Domaine techniqueTechnical area

[0001] La présente invention concerne un perfectionnement aux dispositifs de positionnement d’un axe de visée, notamment pour la localisation d’un trou distal traversant des clous intramédullaires utilisés pour le traitement chirurgical de fractures d’os longs. The present invention relates to an improvement to the positioning devices of a line of sight, in particular for the localization of a distal hole through intramedullary nails used for the surgical treatment of long bone fractures.

Etat de la techniqueState of the art

[0002] Les clous centromédullaires sont utilisés dans le domaine chirurgical pour stabiliser les fractures des os longs. Ce type de clou s’introduit dans les os longs, par exemple le fémur, présentant des cavités centrales dans lesquelles ils peuvent être logés en perçant simplement les extrémités longitudinales de l’os. Néanmoins, le clou intramédullaire ne permet pas d’empêcher les mouvements de torsion, et c’est la raison pour laquelle ces clous contiennent des trous de fixation à leurs extrémités, dans lesquels des vis ou des clavettes sont introduites transversalement pour supprimer ces mouvements de torsion indésirables. [0002] Intramedullary nails are used in the surgical field to stabilize fractures of long bones. This type of nail is introduced into the long bones, for example the femur, having central cavities in which they can be housed by simply piercing the longitudinal ends of the bone. Nevertheless, the intramedullary nail does not prevent torsion movements, and this is the reason why these nails contain fixing holes at their ends, in which screws or keys are introduced transversely to suppress these movements. unwanted twist.

[0003] La difficulté pour le chirurgien orthopédiste consiste d’une part à localiser l’endroit du trou, et d’autre part à déterminer l’alignement avec l’axe du trou lors du perçage pour l’introduction des vis de fixation. L’emplacement et la direction de perçage est d’une part invisible, et dépend d’autre part de la déformation subie par le clou pour suivre la forme de la cavité de l’os. Il est ainsi impossible d’utiliser une méthode de localisation statique et reproductible pour le positionnement et l’alignement par rapport à ce trou de verrouillage distal notamment. The difficulty for the orthopedic surgeon consists firstly in locating the location of the hole, and secondly in determining the alignment with the axis of the hole during drilling for the introduction of the fixing screws. The location and direction of drilling is on the one hand invisible, and on the other hand depends on the deformation undergone by the nail to follow the shape of the cavity of the bone. It is thus impossible to use a static and reproducible localization method for positioning and alignment with respect to this particular distal locking hole.

[0004] Etant donné la difficulté de ce processus de visée, de nombreux systèmes existent pour aider les chirurgiens pour ce type d’opération et les assister lors du perçage. Ces systèmes présentent néanmoins souvent de nombreux inconvénients, qui peuvent inclure l’exposition à des rayons X. Par ailleurs, des appareils électroniques interviennent souvent pour la visualisation de coordonnées de visée, comme par exemple dans US 4 621 628 ou encore US 5 411 503. Ces appareils électroniques nécessitent la présence d’une source de courant qui n’est pas toujours disponible, voire même le placement et la coopération avec des appareils électroniques in vivo, comme dans US 6 503 249, ce qui résulte en un câblage complexe. De tels appareils nécessitent de plus une maîtrise de la complexité inhérente à leur utilisation et donc un entraînement approprié. Ils s’avèrent par ailleurs souvent très onéreux. Given the difficulty of this process of sighting, many systems exist to help surgeons for this type of operation and assist them during drilling. However, these systems often have many drawbacks, which may include exposure to X-rays. Moreover, electronic devices often intervene for the visualization of sighting coordinates, for example in US 4,621,628 or US 5,411,503. These electronic devices require the presence of a power source that is not always available, or even the placement and cooperation with electronic devices in vivo, as in US 6,503,249, resulting in complex wiring. Such devices also require a control of the complexity inherent in their use and therefore an appropriate training. They are also often very expensive.

[0005] Des solutions faisant intervenir des aimants sont apparues pour permettre un réglage nécessitant moins d’appareillage électronique pour l’affichage, le traitement du signal, et la connectique et ainsi réduire les coûts opératoires. Un ou plusieurs aimants situés à l’intérieur du clou intramédullaire coopèrent avec un ou plusieurs aimants de visée, comme par exemple dans US 5 049 051 et US 5 514 145, pour permettre de localiser précisément le trou simultanément lors du perçage. Ces méthodes utilisant des appareils de visée essentiellement mécaniques ne garantissent cependant pas une précision optimale, notamment pour l’alignement de l’axe de perçage par rapport au trou. Dans la plupart des cas, la perceuse est couplée à un système de visée basé sur un aimant pivotant qui détermine un axe variable selon tous les degrés de libertés. L’aimant permet certes de localiser précisément la position du trou, mais ses lignes de champ étant omnidirectionnelles et isotropes, elles n’indiquent pas de direction préférentielle correspondant à l’axe du trou. Le viseur permet de savoir dans quelle direction se trouve l’aimant, mais pas de déterminer son orientation. Dès lors, l’angle de perçage peut être oblique par rapport à l’axe du trou sans que ce système ne puisse ni l’indiquer ni le corriger. Solutions involving magnets have emerged to allow adjustment requiring less electronic equipment for display, signal processing, and connectivity and thus reduce operating costs. One or more magnets located within the intramedullary nail cooperate with one or more aiming magnets, such as, for example, in US 5,049,051 and US 5,141,145, to accurately locate the hole simultaneously during piercing. However, these methods using essentially mechanical aiming devices do not guarantee optimum accuracy, especially for alignment of the drilling axis with respect to the hole. In most cases, the drill is coupled to an aiming system based on a rotating magnet that determines a variable axis in all degrees of freedom. The magnet certainly allows to precisely locate the position of the hole, but its field lines being omnidirectional and isotropic, they do not indicate a preferential direction corresponding to the axis of the hole. The viewfinder allows you to know in which direction the magnet is, but not to determine its orientation. Therefore, the drilling angle can be oblique to the axis of the hole without this system can neither indicate nor correct it.

[0006] Afin de permettre la fixation préalable de certains paramètres de réglage et ainsi éviter un réglage simultané selon plusieurs degrés de liberté, des supports ont été introduits pour porter et maintenir le système de visée et le dispositif de perçage selon un axe parallèle à la direction longitudinale du clou. US 6 162 228 et WO 9 814 121 décrivent de tels supports en forme de U, avec un rail essentiellement parallèle au clou intramédullaire. Le support permet d’orienter le système de visée et le dispositif de perçage dans un plan perpendiculaire au clou. Le viseur peut pivoter dans ce plan afin de l’orienter selon l’axe du trou de fixation traversant le clou. In order to allow the prior fixing of certain adjustment parameters and thus avoid simultaneous adjustment according to several degrees of freedom, supports have been introduced to carry and maintain the sighting system and the drilling device along an axis parallel to the longitudinal direction of the nail. US 6,162,228 and WO 9,814,121 describe such U-shaped supports with a rail substantially parallel to the intramedullary nail. The support makes it possible to orient the sighting system and the drilling device in a plane perpendicular to the nail. The viewfinder can pivot in this plane to orient it along the axis of the fixing hole passing through the nail.

[0007] Ces dispositifs permettent certes d’éviter un perçage oblique, mais ne sont d’aucune aide lorsque le trou ne se trouve pas à l’endroit attendu dans le plan. These devices certainly avoid oblique drilling, but are of no help when the hole is not at the expected location in the plan.

[0008] Par ailleurs, US 6 162 228 nécessite d’orienter correctement l’aimant à l’intérieur du clou afin de positionner ses pôles par rapport à l’axe du trou de fixation. Il est difficile de positionner correctement un aimant amovible dans un clou déformé. Furthermore, US 6 162 228 requires correctly orient the magnet inside the nail to position its poles relative to the axis of the fixing hole. It is difficult to correctly position a removable magnet in a deformed nail.

[0009] Un tel réglage en rotation seule ne permet pas par ailleurs d’adapter de manière satisfaisante l’axe de visée lorsque le clou intramédullaire est courbé selon la forme de l’os du patient, notamment lorsque cette déformation s’effectue dans un plan perpendiculaire à l’axe du trou de fixation. Such an adjustment in rotation alone also makes it possible to satisfactorily adapt the axis of view when the intramedullary nail is curved according to the shape of the patient's bone, especially when this deformation takes place in a patient. plane perpendicular to the axis of the fixing hole.

[0010] D’autre part, US 6 162 228 utilise une boussole électronique pour générer un signal visuel ou acoustique. Les coûts de fabrication d’une telle boussole s’avèrent élevés et d’autre part la forme des pièces qui la constituent rend difficile sa stérilisation pour un usage répété. On the other hand, US 6 162 228 uses an electronic compass to generate a visual or acoustic signal. The manufacturing costs of such a compass are high and secondly the shape of the parts that make it difficult to sterilize for repeated use.

[0011] Aucun document ne propose une solution composée d’éléments exclusivement magnétiques et mécaniques garantissant des coûts de mise en œuvre raisonnables, ainsi qu’un réglage simple et rapide garantissant néanmoins une visée précise notamment pour l’alignement de l’axe de visée par rapport au trou de fixation distal, même en cas de légère déformation du clou dans l’os fracturé. [0011] No document proposes a solution composed of exclusively magnetic and mechanical elements guaranteeing reasonable implementation costs, as well as a simple and fast adjustment guaranteeing nevertheless a precise aiming in particular for the alignment of the line of sight relative to the distal fixation hole, even in case of slight deformation of the nail in the fractured bone.

Brève description de l’inventionBrief description of the invention

[0012] La présente invention a pour but la réalisation d’un dispositif pour le positionnement et l’alignement d’un axe de visée par rapport à un orifice de fixation distal d’un clou intramédullaire exempt des limitations connues de l’état de l’art. The present invention aims to provide a device for the positioning and alignment of a line of sight with respect to a distal attachment hole of an intramedullary nail free of known limitations of the state of art.

[0013] En particulier, la présente invention a pour but la réalisation d’un dispositif pour le positionnement et l’alignement d’un axe de visée par rapport à un orifice de fixation distal d’un clou intramédullaire et dont le réglage permet de suivre les déformations du clou, notamment les déformations dans un plan perpendiculaire à l’axe du trou de fixation. In particular, the object of the present invention is to provide a device for positioning and aligning an axis of view with respect to a distal fixation orifice of an intramedullary nail and whose adjustment makes it possible to follow the deformations of the nail, in particular the deformations in a plane perpendicular to the axis of the fixing hole.

[0014] Ces buts sont atteints en utilisant un dispositif selon l’invention pour le positionnement d’un axe de visée par rapport à un orifice de fixation distal d’un clou intramédullaire, comprenant un viseur réglable et un support rigide déterminant un axe de visée parallèle à celui dudit orifice de fixation distal et assurant le positionnement longitudinal du viseur par rapport au clou. La position du viseur n’est réglable qu’en translation avec une composante principale dans le plan perpendiculaire au clou. These objects are achieved by using a device according to the invention for positioning an axis of view relative to a distal fixation orifice of an intramedullary nail, comprising an adjustable viewfinder and a rigid support defining an axis of parallel to that of said distal fixing orifice and ensuring the longitudinal positioning of the viewfinder relative to the nail. The position of the viewfinder is adjustable only in translation with a main component in the plane perpendicular to the nail.

[0015] Dans une variante préférentielle, la position du viseur est réglable en translation avec un seul degré de liberté. Il est aussi possible de concevoir un viseur réglable en translation selon deux degrés de liberté dans un plan perpendiculaire au clou. Dans ce cas, le viseur peut par exemple être déplacé librement le long de son axe propre (dans l’axe du trou) afin de le rapprocher de l’aimant, et indépendamment selon une direction perpendiculaire dans le même plan perpendiculaire au clou. In a preferred embodiment, the viewfinder position is adjustable in translation with a single degree of freedom. It is also possible to design a viewfinder adjustable in translation according to two degrees of freedom in a plane perpendicular to the nail. In this case, the viewfinder may for example be moved freely along its own axis (in the axis of the hole) to bring it closer to the magnet, and independently in a perpendicular direction in the same plane perpendicular to the nail.

[0016] Dans une autre variante, la position du viseur peut être déplacée avec un mouvement de translation le long d’une trajectoire non rectiligne, par exemple une trajectoire comportant une composante principale dans le plan perpendiculaire au clou et une composante de moindre ampleur parallèle au clou. Les deux composantes sont dépendantes l’une de l’autre. In another variant, the position of the viewfinder can be moved with a translational movement along a non-rectilinear trajectory, for example a trajectory comprising a principal component in the plane perpendicular to the nail and a smaller parallel magnitude component. to the nail. Both components are dependent on each other.

[0017] Dans une variante préférentielle d’implémentation, le dispositif selon l’invention n’est composé que d’éléments mécaniques et magnétiques. In a preferred embodiment, the device according to the invention consists only of mechanical and magnetic elements.

[0018] Les avantages du dispositif proposé par rapport à l’état de la technique concernent tout d’abord l’absence d’exposition à des rayons X et l’indépendance par rapport à des moyens électroniques et électriques. Le dispositif revendiqué peut donc être employé lorsqu’aucune source électrique n’est disponible, par exemple dans le tiers-monde. La solution proposée permet par ailleurs une utilisation simple et rapide et néanmoins très précise. Le réglage ne nécessite d’une part aucun calibrage des appareils de visée et peu d’entraînement préalable des chirurgiens pour pouvoir se servir des appareils; d’autre part ce réglage ne fait intervenir qu’un seul paramètre, et permet donc un réglage fin et plus facilement reproductible que si plusieurs paramètres selon plusieurs dimensions de l’espace étaient impliqués simultanément. Le dispositif proposé peut par ailleurs être utilisé avec tout type de clou. Par ailleurs, le support permet d’assurer que la direction de perçage est toujours sensiblement perpendiculaire au trou – sans que l’opérateur ne risque de modifier accidentellement cette direction par un réglage inconsidéré. The advantages of the proposed device compared to the state of the art concern first of all the lack of exposure to X-rays and independence from electronic and electrical means. The claimed device can therefore be used when no electric source is available, for example in the third world. The proposed solution also allows a simple and fast use and nevertheless very precise. Adjustment requires firstly no calibration of sighting devices and little prior training of surgeons to use the devices; on the other hand this setting involves only one parameter, and thus allows a fine adjustment and more easily reproducible if several parameters according to several dimensions of the space were involved simultaneously. The proposed device can also be used with any type of nail. Furthermore, the support ensures that the drilling direction is always substantially perpendicular to the hole - without the operator may accidentally change this direction by a reckless adjustment.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

[0019] L’invention sera mieux comprise grâce aux illustrations fournies par les figures annexées représentant différentes vues du dispositif et de différentes de ses pièces constitutives selon l’invention. <tb>La fig. 1<sep>consiste en une vue en 3D montrant en relief les différentes pièces nécessaires à l’opération. <tb>La fig. 2<sep>est un schéma illustrant géométriquement l’impact des déformations du clou et mettant en évidence la direction dans laquelle le réglage s’effectue. <tb>La fig. 3<sep>montre une coupe d’un exemple de forme géométrique utilisée comme détrompeur. <tb>La fig. 4A<sep>montre une coupe du viseur et la fig. 4Billustre le plan de visée et la direction préférentielle de réglage dans le viseur.The invention will be better understood from the illustrations provided by the accompanying figures showing different views of the device and different of its component parts according to the invention. <tb> Fig. 1 <sep> consists of a 3D view showing in relief the different parts needed for the operation. <tb> Fig. 2 <sep> is a diagram illustrating geometrically the impact of the deformations of the nail and highlighting the direction in which the adjustment takes place. <tb> Fig. 3 <sep> shows a section of an example of a geometrical shape used as a key. <tb> Fig. 4A <sep> shows a section of the viewfinder and FIG. 4Bill shows the aiming plane and the preferred direction of adjustment in the viewfinder.

Description détailléedetailed description

[0020] Lorsqu’un chirurgien veut introduire un clou intramédullaire dans un os long, par exemple le fémur, il en perce d’abord une extrémité longitudinale, en général au niveau de la fesse, et enfonce le clou dans la cavité centrale de l’os. Afin d’empêcher les mouvements de torsion de ce clou intramédullaire ainsi positionné, ces clous contiennent des trous de fixation à leurs extrémités proximales et distales, dans lesquels des vis ou des clavettes doivent être introduites transversalement pour supprimer ces mouvements de torsion indésirables pour une guérison rapide. La difficulté majeure pour les chirurgiens dans la détermination de la position et de l’axe du trou de fixation distal provient de l’incertitude liée à la déformation subie par le clou lors de son introduction dans l’os, car le clou possède évidemment des propriétés élastiques pour pouvoir suivre la trajectoire de cavité de l’os. When a surgeon wants to introduce an intramedullary nail into a long bone, for example the femur, it first pierces a longitudinal end, usually at the buttock, and drives the nail into the central cavity of the 'bone. In order to prevent twisting movements of such intramedullary nail, these nails contain fixation holes at their proximal and distal ends, in which screws or keys must be inserted transversely to remove unwanted twisting movements for healing. fast. The major difficulty for surgeons in determining the position and the axis of the distal fixation hole comes from the uncertainty related to the deformation undergone by the nail during its introduction into the bone, because the nail obviously has elastic properties to be able to follow the cavity trajectory of the bone.

[0021] Le dispositif part de la constatation que la position longitudinale du trou distal varie très peu, même lorsque le clou est déformé. De même, l’orientation de l’axe du trou est presque fixe. Il est donc possible de réaliser un support qui permette un réglage fin du viseur et de la perceuse selon la direction de déformation la plus pertinente, et de fixer les degrés de liberté, notamment la position longitudinale et l’orientation du viseur et de la perceuse. Dans une variante préférentielle, le viseur et la perceuse peuvent donc uniquement se déplacer par des mouvements de translation dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal du clou non déformé; le support empêche tous les autres déplacements par rapport au clou. On exploite donc la connaissance de la position théorique a priori du trou dans l’axe longitudinal. The device is based on the observation that the longitudinal position of the distal hole varies very little, even when the nail is deformed. Likewise, the orientation of the axis of the hole is almost fixed. It is therefore possible to make a support that allows a fine adjustment of the viewfinder and the drill in the direction of the most relevant deformation, and to set the degrees of freedom, including the longitudinal position and the orientation of the viewfinder and the drill . In a preferred embodiment, the viewfinder and the drill can only move by translational movements in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the undeformed nail; the support prevents all other movements relative to the nail. We therefore exploit the knowledge of the theoretical position a priori of the hole in the longitudinal axis.

[0022] La fig. 1 est une vue en 3 dimensions des principales pièces du dispositif utilisé selon l’invention pour une telle opération, sur laquelle des axes (X, Y, Z) sont représentés pour indiquer leur positionnement dans l’espace. L’axe X correspond à l’axe longitudinal du clou 1 non déformé et l’axe Y correspond à l’axe de l’orifice de fixation distal 2 non déformé. Le support rigide 3 permet de positionner un viseur 9 par rapport au clou. La référence 4 indique un détrompeur 4 au niveau de la fixation du support 3 sur le clou 1. FIG. 1 is a 3-dimensional view of the main parts of the device used according to the invention for such an operation, on which axes (X, Y, Z) are shown to indicate their positioning in space. The X axis corresponds to the longitudinal axis of the undeformed nail 1 and the Y axis corresponds to the axis of the distal fixing orifice 2 which is not deformed. The rigid support 3 makes it possible to position a viewfinder 9 with respect to the nail. The reference 4 indicates a polarizer 4 at the level of the fixing of the support 3 on the nail 1.

[0023] La molette de réglage 7 permet de déplacer le viseur selon l’axe Z par rapport au clou 1. Un manchon amovible 14 permet d’adapter la longueur du support rigide 3 en fonction de la longueur du clou employé. The adjustment wheel 7 can move the viewfinder along the axis Z relative to the nail 1. A removable sleeve 14 can adapt the length of the rigid support 3 according to the length of the nail used.

[0024] Le clou 1 est de préférence creux pour permettre sa déformation dans l’os et afin d’y introduire un aimant 6 faisant office de cible pour la visée à l’intérieur, en choisissant un des trous de verrouillage distal, par exemple l’orifice de fixation distal 2. On peut distinguer un orifice 10 par lequel il est possible d’introduire une tige 5 contenant par exemple l’aimant 6 à son extrémité. La tige 5 et l’aimant 6 sont représentés plus loin sur la fig. 4A; on peut néanmoins discerner les lignes de champ de l’aimant 15 qui permettront d’orienter la visée. The nail 1 is preferably hollow to allow its deformation in the bone and to introduce a magnet 6 serving as a target for the aim inside, choosing a distal locking holes, for example the distal fixation orifice 2. It is possible to distinguish an orifice 10 through which it is possible to introduce a rod 5 containing, for example, the magnet 6 at its end. Rod 5 and magnet 6 are shown later in FIG. 4A; we can nevertheless discern the field lines of the magnet 15 which will guide the aim.

[0025] Dans une première variante, le réglage de la position du viseur (9) par rapport au clou peut s’effectuer uniquement en translation selon l’axe rectiligne Z. Des mouvements indépendants de rotation du viseur (9) autour de son axe longitudinal Y, et des mouvements de translation du viseur en Y, sont éventuellement aussi possibles, par exemple pour rapprocher le viseur de l’os. Dans ce cas, le viseur reste dans un plan fixe perpendiculaire au clou non déformé, et ne change pas d’orientation par rapport à ce clou. In a first variant, the adjustment of the position of the viewfinder (9) relative to the nail can be performed only in translation along the straight axis Z. Independent movements of rotation of the viewfinder (9) about its axis longitudinal Y, and translation movements of the Y-viewfinder, are possibly also possible, for example to bring the viewfinder to the bone. In this case, the viewfinder remains in a fixed plane perpendicular to the undistorted nail, and does not change orientation with respect to this nail.

[0026] Les déformations du clou dans le plan X–Z entraînent cependant un déplacement du trou distal selon une trajectoire circulaire avec un centre de rotation proche de l’extrémité proximale du clou 1 ou du point de rotation de la hanche. Le trou distal se déplace donc principalement selon l’axe Z, mais également, avec une moins grande amplitude, selon l’axe X. Dans un autre mode de réalisation, l’organe de réglage permet de déplacer l’extrémité du viseur selon une trajectoire courbe comportant une composante principale en Z et une composante moins importante en X, afin de suivre les déplacements de l’orifice distal. Le mouvement reste un mouvement de translation; l’orientation du viseur n’est pas modifiée. Les deux composantes en Z et en X sont liées; on a donc un seul degré de liberté pour positionner le viseur le long d’une trajectoire courbe dans le plan X–Z. The deformations of the nail in the X-Z plane, however, cause a displacement of the distal hole in a circular path with a center of rotation close to the proximal end of the nail 1 or the point of rotation of the hip. The distal hole thus moves mainly along the Z axis, but also, with a smaller amplitude, along the X axis. In another embodiment, the adjustment member makes it possible to move the end of the viewfinder according to a curve trajectory comprising a main component in Z and a smaller component in X, in order to follow the movements of the distal orifice. The movement remains a translation movement; the orientation of the viewfinder is not changed. The two components in Z and X are linked; so we have a single degree of freedom to position the viewfinder along a curved path in the X-Z plane.

[0027] Dans un mode de réalisation préférentiel, la molette 7 agit donc sur un coulisseau se déplaçant dans un guide ou une coulisse définissant la trajectoire désirée. In a preferred embodiment, the wheel 7 thus acts on a slider moving in a guide or a slider defining the desired trajectory.

[0028] Le support rigide 3 permet donc de déterminer d’une part la position longitudinale du viseur (9) par rapport au trou distal (2). L’organe de réglage permet uniquement des petites variations le long de cet axe longitudinal; ces variations sont par ailleurs dépendantes des corrections en Z. The rigid support 3 allows to determine on the one hand the longitudinal position of the viewfinder (9) relative to the distal hole (2). The adjustment member allows only small variations along this longitudinal axis; these variations are also dependent on Z corrections.

[0029] Le support rigide 3 détermine aussi la direction de l’axe du viseur, déterminée par le détrompeur 4 selon Y. The rigid support 3 also determines the direction of the axis of the viewfinder, determined by the polarizer 4 according to Y.

[0030] Le réglage se fait à l’aide de la molette 7 en agissant selon un seul degré de liberté pour déplacer le viseur en Z, éventuellement avec une composante dépendante en X. Il est éventuellement possible de rapprocher le viseur de l’os selon l’axe Y. Le réglage est donc très rapide. The adjustment is made using the wheel 7 by acting in a single degree of freedom to move the viewfinder Z, optionally with a dependent component X. It is possible to bring the viewfinder to the bone along the Y axis. The setting is very fast.

[0031] La longueur du support rigide, déterminant la position selon l’axe X, peut être modifiée préalablement en choisissant une pièce d’assemblage, comme le manchon 14 de la fig. 1, de longueur appropriée afin de permettre la collaboration avec des clous de longueurs différentes. The length of the rigid support, determining the position along the axis X, can be modified beforehand by choosing an assembly part, as the sleeve 14 of FIG. 1, of appropriate length to allow collaboration with nails of different lengths.

[0032] Le viseur 9 est monté et maintenu sur le support rigide 3 selon une direction parallèle à l’axe de visée grâce notamment au détrompeur 4 dans le plan (Y,Z); le support rigide 3 peut cependant comporter plusieurs détrompeurs 4 pour garantir que un axe de visée parallèle à l’axe du trou distal 2 une fois que le viseur 9 est monté. Une coupe d’un détrompeur 4 possible est illustrée à titre d’exemple par la fig. 3, selon le plan (Y, Z). The viewfinder 9 is mounted and held on the rigid support 3 in a direction parallel to the line of sight thanks in particular to the polarizer 4 in the plane (Y, Z); the rigid support 3 may, however, have several polarizers 4 to ensure that a line of sight parallel to the axis of the distal hole 2 once the viewfinder 9 is mounted. A section of a possible polarizer 4 is illustrated by way of example in FIG. 3, according to the plane (Y, Z).

[0033] Une méthode préférentielle pour le positionnement de l’axe de visée par rapport à l’orifice de fixation distal 2 du clou intramédullaire consiste à fixer le support rigide 3 sur l’extrémité proximale du clou préalablement introduit dans l’os, puis à monter le viseur 9 réglable sur le support rigide 3. Le réglage de la position s’effectue ensuite au moyen de la molette 7 par des mouvements de translation le long d’une trajectoire dans le plan X–Z perpendiculaire au viseur. A preferred method for positioning the axis of view relative to the distal fixation 2 of the intramedullary nail is to fix the rigid support 3 on the proximal end of the nail previously introduced into the bone, then to mount the viewfinder 9 adjustable on the rigid support 3. The position is then adjusted by means of the wheel 7 by translational movements along a path in the X-Z plane perpendicular to the viewfinder.

[0034] Une hypothèse fondamentale de l’invention est qu’une fois la position longitudinale du trou distal 2 et la direction de son axe connues, une déformation du clou entraînant un déplacement du trou distal selon son axe portera nettement moins à conséquence qu’une déformation déplaçant le trou distal dans un plan perpendiculaire à son axe. L’explication de cette hypothèse faisant intervenir l’emplacement et la direction axiale théorique du trou de fixation distal est illustrée plus loin par la fig. 2qui montre un schéma géométrique montrant l’impact des déformations du clou selon deux cas extrêmes. A fundamental assumption of the invention is that once the longitudinal position of the distal hole 2 and the direction of its axis known, a deformation of the nail resulting in displacement of the distal hole along its axis will be significantly less consequential than a deformation moving the distal hole in a plane perpendicular to its axis. The explanation of this hypothesis involving the location and the theoretical axial direction of the distal fixation hole is illustrated below in FIG. 2 which shows a geometric diagram showing the impact of the deformations of the nail in two extreme cases.

[0035] Sur ce schéma de la fig. 2, le support rigide 3 sur lequel sont attachés le clou 1 et le viseur 9 est défini dans le plan (X, Y) correspondant à l’axe longitudinal du clou et à l’axe de l’orifice distal du clou 2 définis précédemment. Il est néanmoins possible d’utiliser un support 3 qui ne soit pas plan. La position longitudinale du viseur selon l’axe X est fixée par le support de manière à correspondre à la position théorique D du centre du trou distal 2, qui correspond également au positionnement du centre de l’aimant cible 6. Les déplacements du trou distal peuvent être décomposées en déplacements linéaires selon l’axe Y, qui correspond à l’axe de l’orifice distal de fixation 2, et en déplacements linéaires selon l’axe vertical Z. Les déformations en X sont négligées dans un premier temps, notamment lorsque le rayon de courbure est suffisamment grand pour assimiler le déplacement du trou distal à une translation. In this diagram of FIG. 2, the rigid support 3 on which are attached the nail 1 and the viewfinder 9 is defined in the plane (X, Y) corresponding to the longitudinal axis of the nail and to the axis of the distal orifice of the nail 2 defined above . It is nevertheless possible to use a support 3 which is not plane. The longitudinal position of the viewfinder along the X axis is fixed by the support so as to correspond to the theoretical position D of the center of the distal hole 2, which also corresponds to the positioning of the center of the target magnet 6. The displacements of the distal hole can be decomposed into linear displacements along the Y axis, which corresponds to the axis of the distal fixation orifice 2, and in linear displacements along the vertical axis Z. The X deformations are neglected at first, in particular when the radius of curvature is large enough to assimilate the displacement of the distal hole to a translation.

[0036] Dans des cas extrêmes où la déformation entraîne une translation du trou selon un seul axe Y ou Z, un angle de déformation α et une longueur L entre l’extrémité proximale du clou et l’orifice de fixation distal 2 conduit à un décalage du point D, correspondant à l’emplacement théorique du centre du trou distal 2, d’une distance sensiblement égale à D*tanα selon cet axe, vers des points respectivement D ́ selon l’axe Y et D ́ ́ selon l’axe Z. In extreme cases where the deformation causes a translation of the hole along a single axis Y or Z, a deformation angle α and a length L between the proximal end of the nail and the distal fixation orifice 2 leads to a offset of the point D, corresponding to the theoretical location of the center of the distal hole 2, by a distance substantially equal to D * tanα along this axis, towards points respectively D along the axis Y and D according to the Z axis.

[0037] L’impact pour la visée et le perçage ultérieur d’un déplacement en Y (vers D ́) ou en Z (vers D ́ ́) est cependant très différent. L’amplitude des déformations n’étant au maximum que de quelques degrés (typiquement 5 à 10 degrés), il est aisé de constater, sur la base de l’illustration de la fig. 2, que pour par exemple une longueur de 30 cm et une déformation de 5 degrés, le déplacement du clou est d’environ 25 mm. On pourra aisément constater que pour de telles déformations, le déplacement selon X, égal à 30*(1-cos α) soit environ 1 mm est beaucoup plus faible. The impact for aiming and the subsequent drilling of a displacement in Y (towards D) or in Z (towards D) is however very different. The amplitude of the deformations being at most only a few degrees (typically 5 to 10 degrees), it is easy to see, on the basis of the illustration of FIG. 2, that for example a length of 30 cm and a deformation of 5 degrees, the movement of the nail is about 25 mm. It can easily be seen that for such deformations, the displacement along X, equal to 30 * (1-cos α) is about 1 mm is much lower.

[0038] Si ce décalage s’effectue selon l’axe Y, l’endroit du perçage sera déplacé d’une distance d’environ 25 mm et le nouvel angle d’attaque pour le perçage sera complémentaire à l’angle α au lieu d’être orthogonal à l’axe de l’orifice de fixation distal 2. En d’autres termes, une déformation du clou 1 en Y (par déformation selon un angle α de rotation autour de l’axe Z) entraîne un déplacement du centre du trou distal 2 de quelques millimètres sur l’axe de perçage Y; ce déplacement est simplement compensé en modifiant la profondeur de plongée lors du perçage. Cette déformation provoque aussi un simple pivotement de l’axe du trou distal 2 selon un angle égal à celui de la déformation, soit au maximum 5 à 10 degrés. Le jeu entre le diamètre de la mèche et le diamètre du trou est choisi suffisant pour permettre l’introduction de la mèche même en cas d’erreurs d’orientation de cet ordre. Dans un mode de réalisation, le trou distal 2 a un diamètre de 5 millimètres tandis que le trou de perçage et la clavette ont un diamètre de 4 millimètres. If this shift occurs along the Y axis, the location of the hole will be moved by a distance of about 25 mm and the new angle of attack for drilling will be complementary to the angle α instead to be orthogonal to the axis of the distal fixation orifice 2. In other words, a deformation of the nail 1 Y (by deformation at an angle of rotation around the Z axis) causes a displacement of center of the distal hole 2 of a few millimeters on the Y drilling axis; this displacement is simply compensated by modifying the dive depth during drilling. This deformation also causes a simple pivoting of the axis of the distal hole 2 at an angle equal to that of the deformation, ie at most 5 to 10 degrees. The clearance between the diameter of the wick and the diameter of the hole is chosen sufficient to allow the introduction of the wick even in the event of orientation errors of this order. In one embodiment, the distal hole 2 has a diameter of 5 millimeters while the piercing hole and the key have a diameter of 4 millimeters.

[0039] L’impact d’une déformation identique du clou avec un même angle α selon l’axe Z (par rotation autour de l’axe Y) a par contre des conséquences beaucoup plus sérieuses pour la visée et un perçage ultérieur éventuel, puisqu’il a pour effet de déplacer le centre de l’orifice de fixation en Z de la même distance (environ 25 mm), rendant alors le perçage impossible. Cette déformation dans le plan (X, Z) produit aussi un déplacement moins important du trou distal en X. Le déplacement du trou peut cependant être compensé en déplaçant le viseur en hauteur selon l’axe Z (ou Z plus X), ce qui est possible grâce à la molette 7 illustrée par la fig. 1. The impact of an identical deformation of the nail with the same angle α along the Z axis (by rotation about the Y axis) has by cons much more serious consequences for sighting and possible subsequent drilling, since it has the effect of moving the center of the Z-fixing hole the same distance (about 25 mm), thus making drilling impossible. This deformation in the plane (X, Z) also produces a smaller displacement of the distal hole at X. The displacement of the hole can however be compensated by moving the viewfinder in height along the Z axis (or Z plus X), which is possible thanks to the wheel 7 illustrated in FIG. 1.

[0040] Un tel réglage selon l’axe Z doit être très fin car comme mentionné précédemment le jeu pour le positionnement de la clavette dans l’orifice distal de fixation 2 n’est que de l’ordre du millimètre. Il est en outre nécessaire d’empêcher un dérèglement lors du remplacement du viseur par la perceuse. Dans une variante, une tige filetée 16 est solidaire de la molette 7 et tourne avec elle; l’autre extrémité de cette tige est engagée dans un trou taraudé solidaire du viseur 9 (non représenté). Un ressort (non représenté) maintient une compression selon l’axe de réglage Z sur le viseur 9, de telle sorte que le viseur 9 soit engagé dans un déplacement de coulisse selon Z lorsque la tige 16 tourne avec la molette 7. La compression exercée par le ressort permet d’augmenter les forces de friction pour le maintien de molette 7 dans une position de réglage, tout en permettant néanmoins un réglage fin selon cet axe. Il est aussi possible de munir l’axe de la molette d’une vis sans fin engrenant une crémaillère solidaire du viseur. Si les déplacements en X doivent être compensés, on emploiera par exemple une coulisse ou un guide occasionnant une translation en X dépendant de la correction en Z. La compensation en X est d’autant plus efficace si l’on connaît le rayon de courbure de la déformation du clou; on pourra donc concevoir des coulisses interchangeables, par exemple des coulisses jetables, permettant d’adapter la compensation en X à la longueur du clou. Such adjustment along the Z axis must be very fine because as mentioned above the clearance for the positioning of the key in the distal fixing hole 2 is only of the order of a millimeter. It is also necessary to prevent a disturbance when replacing the viewfinder by the drill. In a variant, a threaded rod 16 is integral with the wheel 7 and rotates with it; the other end of this rod is engaged in a threaded hole secured to the viewfinder 9 (not shown). A spring (not shown) maintains a compression along the adjustment axis Z on the viewfinder 9, so that the viewfinder 9 is engaged in a slide movement along Z when the rod 16 rotates with the wheel 7. The compression exerted by the spring makes it possible to increase the frictional forces for maintaining wheel 7 in a position of adjustment, while nevertheless allowing a fine adjustment along this axis. It is also possible to provide the axis of the wheel of an endless screw meshing with a rack secured to the viewfinder. If the displacements in X must be compensated, one will use for example a slide or a guide causing a translation in X depending on the correction in Z. The compensation in X is all the more effective if one knows the radius of curvature of deformation of the nail; it will therefore be possible to design interchangeable slides, for example disposable slides, making it possible to adapt the compensation in X to the length of the nail.

[0041] Cet ajustement longitudinal selon l’axe Z est possible même si l’aimant 6 pivote dans l’os; il est uniquement nécessaire que la position longitudinale de l’aimant corresponde à la position du trou distal. En revanche l’aimant 6 peut parfaitement être monté à l’extrémité d’une tige souple avec un axe cylindrique, libre de tourner sur elle-même dans le trou; les lignes de champ 15 de l’aimant, même isotropes, suffiront pour le positionnement du viseur 9 selon l’axe Z. This longitudinal adjustment along the Z axis is possible even if the magnet 6 pivots in the bone; it is only necessary that the longitudinal position of the magnet corresponds to the position of the distal hole. On the other hand, the magnet 6 can perfectly be mounted at the end of a flexible rod with a cylindrical axis, free to turn on itself in the hole; the field lines 15 of the magnet, even isotropic, will suffice for the positioning of the viewfinder 9 along the axis Z.

[0042] Lorsque le positionnement de l’axe de visée est effectué, il est possible d’entamer une étape de perçage, pour laquelle une canule de perçage (non représentée) peut être introduite en lieu et place du viseur 9 sur le support rigide 3. Selon un mode de réalisation préférentiel utilisant l’aimant 6 incorporé à une tige 5 comme décrit dans le paragraphe précédent lors de la phase de positionnement de l’axe de visée, ces derniers pourront être retirés avant la phase de perçage par l’orifice 10 de la fig. 2. When the positioning of the axis of sight is performed, it is possible to begin a drilling step, for which a drilling cannula (not shown) can be introduced in place of the viewfinder 9 on the rigid support 3. According to a preferred embodiment using the magnet 6 incorporated in a rod 5 as described in the preceding paragraph during the positioning phase of the axis of sight, they can be removed before the drilling phase by the orifice 10 of FIG. 2.

[0043] Les fig. 4A et 4B illustrent différentes vues d’un viseur 9 selon un mode de réalisation préférentiel de l’invention qui ne fait intervenir que des éléments magnétiques et mécaniques. La fig. 4Amontre une vue en perspective de la coopération des aimants 6 et 8 pour la visée, le viseur 9 étant illustré en coupe selon l’axe Y, Z. L’aimant 6 est introduit dans le clou 1, par exemple à l’aide d’une tige 5 à l’extrémité de laquelle il est fixé. L’aimant 8 est fixé au bout d’une tige 13 qui pivote autour d’un point de pivot 12, de telle sorte que l’aimant 8 ne puisse pas coulisser le long de l’axe Y. Le point de pivot peut par exemple consister en un simple trou dans une plaque de tôle. La tige comporte des butées 17 de part et d’autre du trou pour empêcher tout mouvement de translation selon l’axe Y. Figs. 4A and 4B illustrate different views of a viewfinder 9 according to a preferred embodiment of the invention which involves only magnetic and mechanical elements. Fig. 4A shows a perspective view of the cooperation of the magnets 6 and 8 for the aiming, the viewfinder 9 being illustrated in section along the axis Y, Z. The magnet 6 is introduced into the nail 1, for example with the aid of a rod 5 at the end of which it is fixed. The magnet 8 is attached to the end of a rod 13 which pivots about a pivot point 12, so that the magnet 8 can not slide along the Y axis. example consist of a simple hole in a sheet metal plate. The rod has stops 17 on either side of the hole to prevent any translational movement along the Y axis.

[0044] Lorsque l’aimant pivotant 8 s’oriente vers l’aimant 6, un pointeur 11 à l’extrémité de la tige 5 opposée à l’os se déplace dans l’objectif du viseur 9 de façon correspondante. La fig. 4B montre une vue d’un objectif du viseur 9 selon une variante préférentielle de l’invention selon le plan (X, Z). Cet objectif comporte par exemple des cercles concentriques sur une surface en verre ou en plastique transparent, et dessiner ainsi une cible dans laquelle se déplace le pointeur 11 pour indiquer la position de l’orifice distal de fixation 2. Le réglage de la molette 7 entraîne un déplacement du viseur 9. L’aimant 8 pivote pour s’orienter vers l’aimant 6, entraînant le pointeur 11 selon une direction rectiligne proche de l’axe Z. L’axe selon lequel se déplace le pointeur 11 dans l’exemple illustré ne concorde pas tout à fait avec l’axe Z car les déformations du clou selon l’axe Z ou l’axe Y du trou distal 2 induisent de très faibles modifications des coordonnées longitudinales selon l’axe X, la trajectoire de l’orifice distal 2 du clou entre son point de départ D et son point d’arrivée étant circulaire et non pas rectiligne. When the swivel magnet 8 is oriented towards the magnet 6, a pointer 11 at the end of the rod 5 opposite the bone moves in the lens of the viewfinder 9 correspondingly. Fig. 4B shows a view of an objective of the viewfinder 9 according to a preferred embodiment of the invention according to the plane (X, Z). This objective comprises for example concentric circles on a surface of glass or transparent plastic, and thus draw a target in which the pointer 11 moves to indicate the position of the distal fixing orifice 2. The setting of the wheel 7 causes a displacement of the viewfinder 9. The magnet 8 pivots to move towards the magnet 6, driving the pointer 11 in a rectilinear direction close to the Z axis. The axis in which the pointer 11 moves in the example illustrated does not quite agree with the Z axis because the deformations of the nail along the Z axis or the Y axis of the distal hole 2 induce very small changes in the longitudinal coordinates along the X axis, the trajectory of the distal orifice 2 of the nail between its point of departure D and its point of arrival being circular and not rectilinear.

[0045] Outre la précision accrue et la simplicité des réglages que le dispositif selon l’invention confère, ce dispositif s’avère être particulièrement adapté pour diminuer les coûts opératoires et simplifier le mode opératoire grâce à l’utilisation de pièces peu coûteuses, faciles à usiner et modulaires. La modularité des pièces, par exemple pour les séquences de visée et de perçage, permet de nettoyer et stériliser plus facilement les différentes pièces lorsqu’elles sont prises séparément que pour un appareil où il est impossible de désolidariser les pièces constitutives du dispositif, notamment celles destinées à la visée et celles destinées au perçage. La plupart des pièces qui sont réutilisées, notamment le support rigide 3 et éventuellement la tige 5 avec l’aimant 6, peuvent ainsi être conçues avec une section cylindrique permettant une stérilisation efficace. Les autres pièces, notamment le viseur 9 et le manchon 14, sont de préférence jetables. In addition to the increased precision and simplicity of the settings that the device according to the invention provides, this device proves to be particularly suitable for reducing operating costs and simplify the operating mode through the use of inexpensive, easy parts machining and modular. The modularity of the parts, for example for sighting and drilling sequences, makes it easier to clean and sterilize the different parts when they are taken separately than for an apparatus where it is impossible to separate the component parts of the device, particularly those intended for aiming and those intended for drilling. Most of the parts that are reused, including the rigid support 3 and possibly the rod 5 with the magnet 6, can thus be designed with a cylindrical section for efficient sterilization. The other parts, in particular the viewfinder 9 and the sleeve 14, are preferably disposable.

[0046] L’utilisation d’un viseur 9 et/ou d’un manchon 14 jetables, constitués uniquement de pièces mécaniques, est indépendante des déplacements du viseur 9 restreints selon l’axe Z. The use of a viewfinder 9 and / or a sleeve 14 disposable, consisting solely of mechanical parts, is independent of the movements of the viewfinder 9 restricted along the Z axis.

Liste des référencesList of references

[0047] <tb>(1)<sep>Clou <tb>(2)<sep>Orifice distal de fixation <tb>(3)<sep>Support rigide <tb>(4)<sep>Détrompeur de fixation du support <tb>(5)<sep>Tige à l’intérieur du clou <tb>(6)<sep>Aimant cible <tb>(7)<sep>Molette de réglage <tb>(8)<sep>Aimant pivotant de visée <tb>(9)<sep>Viseur <tb>(10)<sep>Orifice d’introduction pour la tige et l’aimant fixe de visée <tb>(11)<sep>Pointeur pour la visée <tb>(12)<sep>Point de pivot de la tige du viseur <tb>(13)<sep>Tige du viseur <tb>(14)<sep>Manchon <tb>(15)<sep>Lignes de champ de l’aimant cible <tb>(16)<sep>Tige filetée de la molette <tb>(17)<sep>Butées de la tige du viseur[0047] <Tb> (1) <September> Nail <tb> (2) <sep> Distal Fixation Hole <tb> (3) <sep> Rigid support <tb> (4) <sep> Support Mounting Decal <tb> (5) <sep> Stem inside the nail <tb> (6) <sep> Target magnet <tb> (7) <sep> Adjustment wheel <tb> (8) <sep> Swivel aiming magnet <Tb> (9) <September> Viewfinder <tb> (10) <sep> Inlet port for rod and fixed aiming magnet <tb> (11) <sep> Pointer for aiming <tb> (12) <sep> Pivot point of viewfinder rod <tb> (13) <sep> Viewfinder stem <Tb> (14) <September> Barrel <tb> (15) <sep> Target Magnet Field Lines <tb> (16) <sep> Threaded stem of the wheel <tb> (17) <sep> Bumpers of the viewfinder rod

Claims

A device for positioning an axis of view with respect to a distal fixation hole (2) of an intramedullary nail (1), comprising an adjustable viewfinder (9) and a rigid support (3), characterized in that said rigid support (3) determines a line of sight parallel to that of said distal attachment hole and provides longitudinal positioning of said viewfinder (9) with respect to said nail (1) and the position of the viewfinder (9) relative to the nail can be adjusted only by translational movements with a principal component in a plane (Y; Z) perpendicular to the nail.

2. Device according to claim 1, comprising an adjusting member for moving the viewfinder (9) relative to the support (3) in a direction of adjustment (Z) both orthogonal to the axis of the distal orifice ( 2) and orthogonal to the longitudinal axis of the nail.

3. Device according to claim 2, said adjusting member being arranged to cause a correction of the viewfinder position along the longitudinal axis of the nail during movement of said viewfinder according to said adjustment direction (Z).

4. Device according to one of claims 1 to 3, the viewfinder further being movable in the axis of said distal orifice.

5. Device according to one of claims 1 to 3, the parts are composed of exclusively mechanical parts and / or magnetic.

6. Device according to one of claims 1 to 5, the viewfinder (9) comprising a pivoting magnet (8) relative to the support (3) and cooperating with a magnet (6) housed in said nail (1).

7. Device according to claim 6, said pivoting magnet (8) being connected to a rod (13) pivoting about a fixed point (12) of the viewfinder, the end of the rod opposite said pivoting magnet being provided with a pointer (11).

8. Device according to one of claims 6 or 7, said magnet (6) housed in said nail (1) can be inserted and removed with a rod (5) in the nail (1).

9. Device according to one of claims 1 to 8, said rigid support (3) with a polarizer (4) cooperating with said nail (1) to determine an axis of sight parallel to that of said distal attachment hole.

10. Device according to one of claims 1 to 9, the length of said rigid support (3) can be adjusted by adding an additional piece of removable assembly to allow collaboration with nail types of different lengths.

11. Device according to one of claims 1 to 10, the rigid support (3) being designed to be able to alternately maintain a piercing cannula instead of said viewfinder (9) at the end of a positioning sequence.

12. Device according to one of claims 1 to 11, with a linear actuator comprising a wheel (7) acting on the viewfinder (9) to move in a translational movement along a defined path.