FR2727303A1 - Fixateur chirurgical externe d'articulation - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un fixateur chirurgical externe d'articulation comportant deux bras (1, 2) montés à pivotement relatif l'un par rapport à l'autre et comportant un bloc porte-étaux constitué d'une coulisse (3) et de deux supports porte-étaux (4), assurant la distraction et la compression. L'invention consiste en ce que les supports porte-étaux (4) se présentent sous forme de pince s'adaptant sur la coulisse (3), recevant une tête porte-étaux ( 5) et comportant un dispositif de serrage excentré du support (4) de manière à bloquer la translation du bloc porte-étaux sur le bras (1, 2) du fixateur (F) ainsi que la rotation du support porte-étaux (4) et de la tête porte-étaux (5). Application à la chirurgie.

Description

Fixateur chirurgical externe d'articulation.

L'invention concerne un fixateur chirurgical externe d'articulation qui permet toutes les corrections secondaires dans le cadre de l'ostéosynthèse du poignet, de

la main et du pied.

Les fixateurs sont utilisés en chirurgie pour donner aux os une position fixe à la suite d'une opération, consécutive à une fracture. Ils sont destinés à permettre d'effectuer un mouvement de positionnement relatif entre deux fragments osseux pour leur réunion par ostéosynthèse, ces mouvements se classant en trois catégories: - mouvements de translation, à savoir distraction dans le cas d'un écartement et compression dans le cas d'un rapprochement; - mouvements de rotation, c'est-à-dire modification d'orientation relative des deux fragments; - mouvements d'angulation, à savoir de flexion ou

d'extension d'un fragment par rapport à l'autre.

Les fixateurs classiques sont d'une utilisation délicate et nécessitent en particulier la présence d'un assistant qui maintient le fixateur pendant que l'opérateur le met en place. Ceci rend leur usage difficile en chirurgie d'urgence qui représente pourtant une proportion très importante des cas

de chirurgie osseuse.

En outre, les fixateurs classiques ne permettent en général d'obtenir qu'un seul des mouvements précédents, de sorte que l'utilisateur doit disposer de plusieurs types de fixateurs et choisir celui qu'il doit mettre en place en

fonction de l'opération à effectuer.

Certains fixateurs permettent toutefois d'effectuer à la fois une distraction ou une compression et une rotation, ces mouvements devant dans certains cas être effectués

simultanément. Tel est le cas du fixateur décrit dans FR-A-

2.632.515. Cependant, dans le cas du dispositif décrit dans ce brevet, l'articulation centrale des bras, qui permet la réalisation de mouvements de rotation, était difficilement accessible au niveau de ses moyens de commande et n'était

pas précise dans l'exécution de son mouvement.

Le brevet FR-A-2.697.994 propose de réaliser un fixateur dont l'articulation centrale peut être réglée de manière fiable en raison de l'irréversibilité du dispositif, éliminant ainsi tout risque de "déréglage" au cours de manipulations. Ainsi, ce brevet décrit un fixateur chirurgical du type comportant deux bras montés à pivotement relatif l'un par rapport à l'autre et qui permet en particulier de réaliser des montages en "V dorsal" au moyen de manipulations précises et simples, les bras du fixateur pouvant occuper n'importe quelle position angulaire avec une précision de commande de positionnement très élevée et d'effectuer, de ce fait, tous mouvements entre deux fragments adjacents sans nécessiter l'aide d'un assistant. Dans le cas du dispositif décrit dans ce brevet, les blocs porte-étaux sont constitués d'une coulisse et de deux supports d'étaux fixés de part et d'autre de ladite coulisse. Chaque support est muni de trous taraudés permettant la réception d'une tige filetée d'un étau. L'un des blocs porte-étaux coulisse librement sur un des bras du fixateur et est positionné par une vis de blocage présente dans la coulisse tandis que la coulisse de l'autre bloc porte-étaux est commandée par une tige filetée coopérant

avec un écrou pour obtenir un déplacement micrométrique.

Cependant, ce fixateur présente encore plusieurs inconvénients. En effet, s'il est possible de bloquer les blocs porte- étaux en translation le long des bras du fixateur, le blocage en rotation des supports sur les coulisses n'est pas assuré de manière efficace. Il y a donc toujours un risque de déplacement des broches mises en place. De plus, les étaux étant fixés dans les supports par vissage, ils sont donc fixes et ne peuvent pas être positionnés indépendamment des supports sur lesquels ils sont fixés, ce qui limite la liberté de positionnement des broches. Enfin, les étaux ne sont pas positionnés par rapport au bras du fixateur dans un même plan de rotation et n'offrent donc pas la possibilité d'une symétrie totale des étaux par rapport audit bras lors de la mise en place

du fixateur.

Le but de la présente invention est donc de pallier ces inconvénients et de proposer un fixateur chirurgical qui permette des montages en "V dorsal" et qui présente, en outre, un blocage simple et sûr de la position desdits étaux et desdits supports porte-étaux en rotation sur les bras du fixateur, ainsi qu'un positionnement des supports permettant la mise en place des étaux dans un même plan de rotation autour du bras et une liberté de réglage des étaux

eux-mêmes par rapport aux supports.

Un autre but de la présente invention est de réaliser un fixateur dont le réglage et le blocage sont simples et

fiables et peuvent être réalisés par un seul instrument.

L'invention concerne à cet effet un fixateur chirurgical du type comportant deux bras montés à pivotement relatif l'un par rapport à l'autre, chaque bras du fixateur comportant un bloc porte-étaux constitué d'une coulisse et de deux supports porte-étaux, caractérisé en ce que les supports porte-étaux se présentent sous forme d'une pince s'adaptant sur ladite coulisse, recevant une tête porte-étaux et comportant un dispositif de serrage excentré dudit support de manière à bloquer la translation du bloc porte-étaux sur

le bras du fixateur ainsi que la rotation du support porte-

étaux autour de la coulisse et de la tête porte-étaux dans

le support.

Ainsi, lors de l'utilisation du fixateur selon l'invention, on positionne correctement les broches en réglant les différentes positions des blocs porte-étaux par translation le long des bras, puis l'ouverture des supports entre eux par rotation sur la coulisse et enfin la position des étaux eux-même par positionnement de la tête porte-étaux. Du fait qu'un seul dispositif de serrage est nécessaire pour bloquer la translation du bloc porte-étau, la rotation des supports et de la tête porte-étau, la mise en place du fixateur est grandement facilitée tout en étant rendue également beaucoup plus fiable, chaque pièce du fixateur

selon l'invention étant bloquée par une seule manipulation.

De plus, de manière avantageuse, ce dispositif de serrage excentré permet également d'éviter toute déformation par

écrasement de la coulisse ou du bras distal.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit

et des dessins joints, lesquels description et dessins sont

donnés essentiellement à titre d'exemple et ne sont nullement limitatifs. Dans ces dessins: la figure i est une vue en plan d'un fixateur selon un exemple de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en perspective du fixateur de la figure 1; les figures 3a et 3b représentent respectivement une vue de face et une vue du dessus d'un support porte-étaux conforme à l'invention; les figures 4a et 4b représentent une vue latérale et une vue frontale de la coulisse; la figure 5 représente une vue en coupe transversale de l'articulation centrale du fixateur et; la figure 6 représente une clé de serrage pour le

fixateur selon l'invention.

Le fixateur F, objet de l'invention, comporte deux bras 1 et 2, l'un distal, l'autre proximal, ces bras devant être susceptibles de se déplacer dans des plans orthogonaux de manière à obtenir un montage en V.

Chaque bras 1, 2 est équipé de blocs porte-étaux mobiles.

Ces blocs porte-étaux articulés sont constitués d'une coulisse 3 et de deux supports 4 placés de part et d'autre sur la coulisse 3. Sur les supports 4, en forme de pince, sont adaptées des têtes porte-étaux 5 qui sont munies, de préférence, de deux alésages traversants 6 perpendiculaires l'un à l'autre, destinés à recevoir une tige d'un étau 7 dont les mors 52, 53 (figure 2) sont serrés par deux vis 20. De préférence, la coulisse 3 est cruciforme avec les deux branches 3a (figure 4a) permettant la fixation et le coulissement de la coulisse 3 sur un bras 1 ou 2 et recevant les supports 4 de part et d'autre d'une branche orthogonale 3b qui présente un alésage 3c dans lequel on

peut placer une vis ou un écrou.

La translation des blocs porte-étaux le long des bras 1 ou 2 du fixateur F permet d'assurer la distraction ou la compression, qui est utile, par exemple, pour la main, en cas d'ostéosynthèse ou d'allongement segmentaire de

métacarpien ou de phalange.

Le support 4 se présente sous forme de pince dans la mesure o un évidement le long de l'axe longitudinal du support 4 sépare celui-ci en deux parties qui peuvent être plus ou moins symétriques et est ouvert à une des extrémités en une fente 11 (figure 3a) qui se prolonge sous forme d'un trou circulaire 8, se poursuit ensuite sous forme d'une fente 10 pour se terminer sous forme d'un alésage 9 à l'autre

extrémité du support 4.

Le dispositif de serrage est constitué par un alésage taraudé 12 pratiqué dans l'épaisseur du support 4 perpendiculairement à la fente 11 de manière à accueillir une vis filetée 14 qui, vissée dans ledit alésage 12, rapproche les deux parties symétriques du support 4 sous

forme de pince.

Le trou circulaire 8 permet l'adaptation du support 4 sur une branche 3a de la coulisse 3 de telle sorte que ledit support peut être entrainé en rotation autour de la branche 3a de ladite coulisse 3. L'alésage 9 permet, quant à lui, la réception d'une tête porte-étaux 5 de telle sorte que ladite tête 5 peut être montée rotative dans ledit alésage 9. Ainsi, lorsque la vis 14 resserre les deux parties du support 4 en forme de pince l'une vers l'autre, le diamètre du trou circulaire 8 retrécit, bloque en rotation le support 4 sur la coulisse 3 et exerce une pression sur la branche 3a de ladite coulisse 3 de telle sorte qui celle-ci se trouve alors immobilisée en translation sur le bras du fixateur F tandis que le diamètre de l'alésage 9, rétrécissant également, bloque en rotation la tête porte-

étaux 5 dans le support 4.

On a donc réalisé, par un dispositif de serrage excentré par rapport à l'axe de la coulisse 3, à la fois le blocage en translation des supports 4 adaptés sur la coulisse 3 le long d'un bras du fixateur F et le blocage en rotation des

supports 4 autour dudit bras et de la tête porte-étaux 5.

Les supports 4 du bloc porte-étaux présentent, de préférence, deux extrémités de largeur et d'épaisseur différentes. La première extrémité correspondant à la partie du support 4, permettant l'adaptation de celui-ci sur la coulisse 3 et par conséquent sur un des bras du fixateur F, présente la largeur et l'épaisseur les plus grandes sous forme d'un disque 13 tandis que la seconde extrémité, moins épaisse et moins large correspond à la

partie du support 4 accueillant la tête porte-étaux 5.

Les têtes porte-étaux 5 présentent, de préférence, deux alésages 6 perpendiculaires tandis qu'un alésage taraudé 15 perpendiculaire au plan des axes desdits alésages 6 accueille une vis filetée 16 qui bloque les étaux dans lesdites têtes porte-étaux 5 en quatre positions orthogonales possibles sur celles-ci. Les têtes porte-étaux 5 peuvent être montées sur n'importe quelle face du support 4 de sorte qu'on peut positionner les étaux dans un même plan de rotation par rapport au bras du fixateur F, comme

le montre la figure 2.

Les étaux 7 sont constitués de deux mors 52, 53 dont l'un est mobile par rapport à l'autre. Le premier mors 52 comporte une tige de fixation dans la tête porte-étaux 5 et deux alésages taraudés. Le second mors 53 (ou mors mobile) comporte des alésages, en regard des alésages du mors 52, dans lesquels des vis 20 sont installées et relient les

deux mors 52, 53 ensemble.

Afin d'obtenir un écartement ou une fermeture entre les mors, il suffit d'agir sur les vis 20 dans la même proportion ou dans une proportion différente, ce qui permet notamment dans ce dernier cas d'obtenir un angle d'inclinaison entre les deux mors 52 et 53. Grâce à cette configuration, il est possible d'utiliser des broches de

diamètre variable.

Les faces intérieures des mors 52, 53 appelées encore surfaces de serrage de l'étau peuvent comporter des encoches facilitant la prise sur une broche implantée dans

un os.

L'articulation centrale des deux bras 1 et 2 du fixateur F comprend un profilé creux 21 (figure 5), de préférence ouvert à ses deux extrémités qui sont munies d'échancrures et affectent de ce fait la forme d'étriers porte-roue. On peut imaginer que l'un des bras soit mobile et l'autre fixe mais on limite fortement dans ce cas les possibilités de mouvement. L'étrier porte-roue est traversé par au moins un axe 24 sur lequel est monté à rotation respectivement un élément d'engrenage 22 tel qu'une roue comportant un secteur denté, les roues 22 s'engrenant avec un deuxième élément d'engrenage 23 tel qu'une vis sans fin, le secteur denté 22 étant solidaire du bras 1 en un point de son secteur opposé au secteur d'engrènement. L'engrenage représenté à la figure 5 est un engrenage du type roue/vis mais on peut utiliser tout autre type d'engrenage. Le pas de vis de la vis sans fin 23 est réalisé de manière telle qu'il limite la plage angulaire de déplacement relatif des bras 1, 2. De préférence, les bras 1, 2 peuvent évoluer d'une position alignée avec le profilé 21 correspondant à l'angle 0 jusqu'à une position dans laquelle ils forment un angle de

avec le profilé 21.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les axes de rotation 24 des roues 22 sont orthogonaux de telle sorte que les bras 1, 2 se déplacent dans deux plans orthogonaux. Le dispositif d'engrenage est particulièrement intéressant en raison des caractéristiques propres d'un engrenage type roue/vis sans fin, à savoir l'irréversibilité du mouvement entraînant une impossibilité de déréglage et, à l'inverse, la facilité de commande du mouvement et sa précision. Telle que représentée, la roue 22 de l'engrenage comporte en un point de son secteur opposé à son secteur d'engrènement un plat muni d'un logement 26 à l'intérieur duquel vient se loger le bras 1, 2 correspondant. Ainsi, lors de la rotation de la vis 23, la roue 22 tourne autour de son axe 24 et entraîne de ce fait en déplacement le bras 1, 2 correspondant. La vis 23 est bien entendu accessible à ses deux extrémités, de préférence elle est en saillie par rapport au profilé 21, et y comporte des moyens d'entraînement en rotation tels qu'un profil creux, par exemple vis à tête creuse. L'axe de rotation 24 de la roue est quant à lui de préférence creux et comporte à l'une de ses extrémités saillantes une fente longitudinale 32 susceptible de recevoir une vis 33. Cet axe est entouré par un collier qui, sous l'action de la vis 33, assure le blocage éventuel en translation d'une broche de diamètre quelconque qui a pour fonction de positionner dans l'espace le dispositif multiarticulaire et de permettre de conserver intact, sous l'effet d'une modification angulaire du dispositif, la distraction ou la compression des fragments osseux. Ce collier peut être remplacé par un bloc 31' représenté à la figure 5 qui sert également de demi-palier à la vis 23. Ce bloc 31' offre plusieurs avantages. Il sert de protection (masquage) aux couples roues/vis sans fin et la partie proéminente de cette structure permet d'exécuter le blocage en translation d'une broche de diamètre variable qui a pour fonction, premièrement de positionner dans l'espace le dispositif multiarticulaire et, deuxièmement de permettre de conserver intégralement, sous l'effet d'une modification angulaire du dispositif, la distraction ou la compression des fragments osseux. Ce blocage s'effectue par l'intermédiaire d'une vis de pression 33 pouvant être positionnée de la manière la plus accessible au praticien. La vis de pression 33 agit par déformation d'une partie du demi-axe 24, grâce à la fente axiale 32. Grâce à ce moyen permettant de placer le fixateur en sustentation, on peut travailler sans assistance. Grâce au fixateur de l'invention, les broches peuvent être positionnées de manière sûre et simple, les bras 1, 2 occupant en outre n'importe quelle position angulaire avec

une précision de commande de positionnement très élevée.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'une des coulisses 3 est commandée par une tige filetée 40 le long du bras distal 1, comme le montre la figure 5, par l'intermédiaire d'un écrou logé dans l'alésage 3c de la coulisse 3. On peut, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, prévoir que la vis 40 soit disposée à une extrémité d'une cuvette venant en appui sur une bille 45 de manière à réduire les efforts en rotation. Quant à l'autre extrémité de la vis 40, elle est légèrement sphérique, pour là aussi réduire les efforts dus au frottement. De plus une couronne de microbilles 44 est interposée entre un collet situé sur la vis 40 et le fond d'une coiffe 41. Cette coiffe 41 est maintenue en position à l'aide d'une colle structurale résistant aux hautes températures de stérilisation. Dans ce cas, le bras proximal 2 laisse de préférence librement coulisser le bloc porte-étaux. Afin d'éviter un glissement du bloc porte-étaux hors du bras 2 et une perte dudit bloc, on peut prévoir une butée 19 à l'extrémité extérieure du bras 2 (voir figures 1 et 2) ou bien, on ménage, au moins à l'extrémité extérieure du bras 2, une gorge dans laquelle s'engage la bille d'une vis à butée à

bille présente sur la coulisse 3 dans l'alésage 3c.

De préférence, on utilise, partout o cela peut s'avérer nécessaire, des vis dites "imperdables" afin d'éviter la perte de vis de réglage/serrage des différentes pièces du

fixateur lors de manipulations pré-, per- ou post-

opératoires. Une seule clé de serrage 50 (figure 6) est nécessaire pour

tous les réglages et/ou serrages et de préférence, elle présente une forme en portion de sphère 51 qui ne nécessite pas un alignement axial avec la vis à serrer, ce qui se15 révèle particulièrement avantageux en cas d'accès difficile comme cela peut être souvent le cas en chirurgie.

Le fixateur selon l'invention est donc un outil fiable et

précis, d'une utilisation aisée et simple.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Fixateur chirurgical externe d'articulation comportant deux bras (1, 2) montés à pivotement relatif l'un par rapport à l'autre, chaque bras du fixateur comportant un bloc porte-étaux constitué d'une coulisse (3) et de deux supports porte-étaux (4), assurant la distraction et la compression, caractérisé en ce que les supports porte-étaux (4) se présentent sous forme de pince s'adaptant sur ladite coulisse (3), recevant une tête porte-étaux (5) et comportant un dispositif de serrage excentré dudit support (4) de manière à bloquer la translation du bloc porte-étaux sur le bras (1, 2) du fixateur (F) ainsi que la rotation du

support porte-étaux (4) et de la tête porte-étaux (5).

2. Fixateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support porte-étaux (4) se présente sous forme de pince ménagée par une fente (10) le long de l'axe longitudinal du support (4) séparant celui-ci en deux parties, ladite fente (10) étant ouverte à une extrémité en une fente (11), lesdites fentes (10 et 11) étant séparées par un trou circulaire (8) et ladite fente

(10) étant terminée à l'autre extrémité par un alésage (9).

3. Fixateur selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que le dispositif de serrage excentré est constitué par un alésage taraudé (12) pratiqué dans l'épaisseur du support (4) perpendiculairement à la fente (11) de manière à accueillir une vis filetée (14) qui, vissée dans ledit alésage (12), rapproche les deux parties

du support (4) sous forme de pince.

4. Fixateur selon l'une des revendications 2 et 3,

caractérisé en ce que le trou circulaire (8) permet l'adaptation du support (4) sur une branche (3a) de la coulisse (3) de telle sorte que ledit support (4) peut être

entraîné en rotation autour de ladite branche (3a).

4. Fixateur selon l'une des revendications 2 à 4,

caractérisé en ce que l'alésage (9) reçoit une tête porte-

étaux (5) de telle sorte que ladite tête (5) est montée rotative dans l'alésage (9).

5. Fixateur selon l'une des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce que les supports (4) du bloc porte-étaux présentent deux extrémités de largeur et d'épaisseur différentes, la première extrémité correspondant à la partie du support (4) permettant l'adaptation de celui-ci sur la coulisse (3) présente la largeur et l'épaisseur les plus grandes sous forme d'un disque (13) tandis que la seconde extrémité, moins épaisse et moins large, correspond à la partie du support (4) accueillant la tête porte-étaux (5).

6. Fixateur selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que la tête porte-étaux (5) présente deux alésages (6) perpendiculaires de réception d'un étau (7) tandis qu'un alésage taraudé (15) perpendiculaire auxdits alésages (6) accueille une vis filetée (16) qui bloque les

étaux (7) dans lesdits alésages (6).

7. Fixateur selon l'une des revendications 1 à 6,

caractérisé en ce que les étaux (7) sont constitués de deux mors (52) et (53), le mors (52) comportant une tige permettant la fixation dans une tête porte-étaux (5), le mors (53) étant mobile par rapport au mors (52) et relié à

celui-ci par deux vis (20).

8. Fixateur selon l'une des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce qu'il comprend un profilé creux (21) ouvert à au moins une de ses extrémités et muni à ladite extrémité d'échancrures de manière à affecter la forme d'un étrier porte-roue traversé par au moins un axe (24) sur lequel est monté à rotation un élément tel qu'une roue dentée (22) d'un engrenage, ladite roue (22), solidarisée à l'un des bras (1, 2) en un point de son secteur opposé au secteur d'engrènement animant, lors de son mouvement de rotation commandé par un deuxième élément (23) tel qu'une vis sans fin de l'engrenage, ledit bras (1, 2) d'un mouvement relatif par rapport au profilé (21).

9. Fixateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux extrémités du profilé (21) affectent la forme d'étriers porte-roue qui sont orientés de telle sorte que les axes (24) reliant leurs branches respectives sont orthogonaux de manière à ce que les bras

(1, 2) se déplacent dans deux plans orthogonaux.

10. Fixateur selon l'une des revendications 8 et 9,

caractérisé en ce que le deuxième élément (23) de l'engrenage est une vis sans fin perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue (22), ladite vis (23), de préférence en saillie par rapport au profilé (21), étant équipée de moyens d'entraînement en rotation à chacune de ses

extrémités.

11. Fixateur selon l'une des revendications 8 à 10,

caractérisé en ce que l'axe de rotation (24) de la roue (22) de l'engrenage est creux et comporte à une de ses extrémités en saillie une fente longitudinale (32) susceptible de recevoir une vis (33) qui déforme l'axe (24) de manière à immobiliser un collier ou un palier (31) qui lui-même immobilise en rotation et en translation une

broche fixée dans l'os.

12. Fixateur selon l'une des revendications 1 à 11,

caractérisé en ce que toutes les vis utilisées sont des vis

dites "imperdables".

13. Fixateur selon l'une des revendications 1 à 12,

caractérisé en ce qu'une seule clé de serrage (50) est

nécessaire et présente une forme en portion de sphère (51).