FR2906706A1 - Dispositif de detection et de suivi d'une lesion du ligament croise anterieur (l.c.a.) du genou. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne en particulier un dispositif de détection et de suivi d'une lésion (rupture ou déchirure) du ligament croisé antérieur (LCA) du genou par translation antérieure du tibia par rapport au fémur comportant un support du membre inférieur avec moyen de déplacement du tibia et capteur de déplacement caractérisé en ce qu'il comporte au moins une électrode de surface en regard des muscles ischio-jambiers et une de référence au niveau du bord latéral ou médial du genou permettant de détecter toute contraction musculaire parasite qui empêche de déterminer avec exactitude la mesure du déplacement antérieur du tibia.Ce dispositif est particulièrement destiné à servir de test de dépistage (voire d'outil diagnostique) des lésions du LCA en Médecine du Sport mais aussi d'assurer un suivi préopératoire et post-opératoire en Chirurgie Orthopédique et en Médecine de Rééducation Fonctionnelle (suivi des ligamentoplasties).

Description

1 La présente invention concerne un appareil permettant de mesurer la

translation antérieure du tibia par rapport au fémur de façon à mettre en évidence une lésion du ligament croisé antérieur (LCA) du genou. Actuellement, les techniques instrumentales ne sont pas suffisamment précises afin de certifier une lésion du LCA (contraction musculaire non maîtrisée et manque de fiabilité ou trop invasive voire coûteuse pour l'IRM). En effet, la première technique, d'origine allemande, (le Télos), largement employée en Europe, depuis 1986 en France, consiste à placer le patient en décubitus latéral sur une table radiographique et à effectuer un cliché au niveau du genou (ce dernier étant soumis à une contrainte à la face postérieure du mollet (150 N voire 250N) reproduisant ainsi le tiroir antérieur. Selon Stâubli qui en a décrit le principe, le Télos ou radiographie dynamique mécanique, est constitué d'un bâti central métallique, le genou est fléchi à 25 degrés, avec la cuisse bloquée à la face antérieure (appui sus-rotulien) ainsi qu'à la face antéro-inférieure du tibia. La poussée postérieure doit apparaître à hauteur du rebord tibial postérieur en radioscopie télévisée. Deux forces de 150 puis de 250 Newtons sont appliquées (visualisées au dynamomètre). Deux clichés, un du membre lésé et, un, de l'autre membre sont réalisés ensuite et une comparaison est effectuée (c'est ce différentiel qui est analysé) d'où l'importance de la rigueur dans le placement du membre nécessairement identique des deux cotés (les condyles surtout doivent être superposés (vu sous radioscopie) ainsi que les plateaux tibiaux et le membre en position neutre de rotation). Sur les clichés, on trace une ligne parallèle aux plateaux tibiaux, une ligne perpendiculaire à cette dernière passant par le bord postérieur soit des condyles soit des plateaux tibiaux et on mesure la distance (en millimètres) entre cette verticale et le bord post soit des plateaux tibiaux ou soit des condyles : cela nous donne le tiroir antérieur du tibia par rapport au fémur. Cette technique relativement objective (risque d'erreur de mesures si mal position ou rotation du membre) pose tout d'abord le problème du rayonnement X qui empêche des mesures itératives dans le cadre d'un suivi du patient que ce soit en pré-opératoire ou post-lésionnel soit en post-opératoire pour suivre l'évolution de la ligamentoplastie par exemple. De même, le Télos est réputé pour sa faible sensibilité en raison des contractures réflexes des muscles ischio-jambiers lors de la poussée (position peu confortable et souvent douloureuse) qui ne permettent pas d'obtenir de bonnes mesures de la translation antérieure du tibia (taux de faux-négatifs élevé) : voir les conclusions de l'intervention des auteurs (P. Djian, P. Boyer, P. Christel) au congrès de la SFTS à Paris le 4-5 juin 2004 Fiabilité de l'arthromètre KT 1000 ... comparaison avec le Télos ou dans l'article paru dans la Revue de Chirurgie Orthopédique la même année. L'autre méthode, conçue aux Etats-Unis à San Diego en Californie par D.M. Daniel, n de brevet US4583555 et US4969471 (voir l'article Instrumented measurement of anterior 1 2906706 2 laxity in patients with acute ACL disruption Am J SportsMed, 1985, 13, 401-407) consiste à fixer un appareil, le KT 1000 , sur le devant de la jambe (le patient étant en décubitus dorsal) en le sanglant à l'aide de velcro et de tirer sur une poignée afin d'exercer une traction sur le tibia, la cuisse (le fémur) étant maintenue par un appui rotulien et le genou positionné à 20 de flexion 5 grâce à un support réglable au-dessous et le pied en position neutre à l'aide d'une cale situé sur un autre support. L'avantage de cet appareil est qu'il est facilement transportable et d'une mise en oeuvre très rapide mais il pose le problème de sa fiabilité : problème de la contraction musculaire aussi non objectivée et surtout, en inter-observateurs, peu de corrélation des données recensées. Cela nécessite donc d'être toujours réalisé par la même personne expérimentée 10 (bonne concordance des données en intra-observateur si manipulateur expérimenté). La figure 1 de la planche 1 /2 consiste en une vue de profil du dispositif décrit ultérieurement et la figure 2 de la planche 2/2 d'une vue du membre inférieur sur le dispositif avec les électrodes (10), (11) et (12) mises en place et le capteur de déplacement (13). Il s'agit d'un dispositif selon l'invention de détection et de suivi d'une lésion (rupture ou 15 déchirure) du LCA par translation antérieure du tibia par rapport au fémur comportant un support du membre inférieur caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de poussée (2) de la face postéro-supérieure du mollet et d'un capteur de déplacement (13) du tibia venant se positionner sur la face antéro-supérieure du tibia, sur la TTA (Tubérosité Tibiale Antérieure). Ce moyen de poussée (2) engendre un déplacement du tibia et, par conséquent, du capteur (13) 20 qui permet de mesurer la translation du tibia par rapport au fémur. Le déplacement du tibia seul se fait grâce à des sangles (5), (6) et (7) qui sont placées respectivement au niveau du pied autour des coques (1) et (8) pour la sangle (5) et au-dessus de la cuisse avec les sangles (6) et (7) (la rotule étant plaquée contre le fémur grâce à la coque (9)). Le déplacement ainsi mesuré par le capteur (13) apparaît sur un cadran (16) avec les différentes 25 forces respectives exercées par un vérin (18) et détectées par un capteur (19) ainsi que la pression de serrage initiale (modulable au début). Ce dispositif est caractérisé en ce que le membre inférieur se trouve toujours positionné sur l'appareil (quelque soit sa longueur) avec un genou compris entre 15 < x < 25 de flexion. La pression de serrage initiale doit correspondre à chaque fois pour le même patient à la même mesure (reproductible). Le serrage peut s'effectuer à 30 condition d'avoir réglé au préalable la longueur du membre de manière adéquat à savoir le bord postéro-supérieur du mollet au contact du bord supérieur du socle (2) grâce au réglage de la coque (1) sur les tubes coulissants (3) avec le serrage rapide (4) (réglage possible quelque soit l'âge de la personne). La mise en marche se fait à l'aide d'un bouton (15) sur le coté de la partie (23) qui permet l'activation du PIC (20) et la mise en route du vérin qui à tout moment peut être 35 arrêté en toute urgence par le patient ou le thérapeute grâce au bouton (26) dans le cas d'une 2 2906706 3 défaillance du système. Le pied peut être positionné en position neutre de rotation dans la coque (1) mais aussi avec le pied placé en rotation interne ou externe grâce à une rotation de la coque (1) sur ses fixations (28). Ainsi, le dispositif selon l'invention permet de garder les avantages de chacune des deux 5 techniques précédemment citées en évitant de reproduire leurs inconvénients. A savoir, le patient est allongé en décubitus dorsal (position la plus confortable et idéale pour le relâchement musculaire) et pose sa jambe sur l'appareil en posant son pied en position neutre de rotation (modifiable) dans une coque thermoformée (1) réglable à distance du socle (2) ou repose la face postéro-supérieure du mollet grâce aux tubes coulissants et à la clé de serrage (4). Ainsi, en 10 fonction de la grandeur du membre, on peut adapter la position du pied sur l'appareil de façon à ce que le bord postéro-supérieur du tibia soit au contact du bord supérieur du socle (2). Ensuite, on sangle, grâce aux sangles à attache rapide type chaussures de ski, le pied avec la sangle (6) et la coque du coup de pied (2 tailles : 1 enfant et 1 adulte) (8), la cuisse au niveau de la rotule grâce à la sangle (6) et la coque (9) ainsi que la deuxième sangle (7) pour bloquer la cuisse.

15 Ensuite, le capteur de déplacement (13) sera ajusté sur le devant de la jambe en regard de la tubérosité tibiale antérieure (TTA) grâce à des tubes coulissants et des colliers de serrage rapide type blocage de selle de vélo de façon à positionner le capteur perpendiculairement à la TTA. Auparavant, on aura pris soin de placer sur la face postérieure de la cuisse deux électrodes en regard des muscles ischio-jambiers (deux électrodes sont recommandées (10) et (11)) et une de 20 référence (12) sur le bord médial ou latéral du genou permettant de détecter toute contraction musculaire parasite qui empêche de déterminer avec exactitude la mesure du déplacement antérieur du tibia (amplitude totale). En effet, le déplacement du tibia ne peut s'effectuer qu'au moment du relâchement des muscles ischio-jambiers (ceci correspond à un certain seuil d'activité électrique prédéterminé) : couplage mise en action du vérin (18) et relâchement 25 musculaire). Aussi, le patient peut visualisé son relâchement musculaire au niveau des ischiojambiers grâce aux diodes (14) situées au-dessus du capteur de déplacement (13) (effet de biofeedback : plus il y a de diodes à s'éteindre, plus le relâchement est important). Les électrodes (10) et (11) doivent se situer sur la partie moyenne (tiers moyen) de la face postérieure de la cuisse en regard des muscles ischio-jambiers (groupe latéral et groupe médial). L'électrode de 30 référence (12) se trouve située soit sur le bord médial ou latéral du genou (proche d'un bord osseux). Les électrodes (10), (11) et (12) seront changées après chaque patient (les mêmes électrodes sont utilisées pour les mesures sur les deux membres chez un même patient). Ensuite, on appuie sur le bouton de commande (15) et l'analyse de la pression de serrage s'effectue et s'inscrit sur le cadran de données (16) (elle peut être modifiée en fonction de la force de serrage 35 souhaitée). Puis, le vérin (18) se met à fonctionner en effectuant une poussée sur le socle (2) si le 3 2906706 4 relâchement musculaire est suffisant (pas de diode allumée (14)). Les différentes pressions préprogrammées (67N, 89N et 134N) (elles peuvent être pré-sélectionnées séparément) s'inscrivent sur le cadran (16) ainsi que respectivement les chiffres de translation du tibia en dixièmes de millimètres. Puis le vérin retourne à son état initial.

5 On effectue la même procédure sur la jambe annexe (saine) afin d'obtenir des mesures de translation et de les comparer par rapport au membre lésé. C'est ce différentiel qui est analysé afin de montrer s'il existe une lésion ou non du LCA d'où l'intérêt d'avoir des chiffres très précis. De même, on peut se permettre de suivre dans le temps l'évolution des mesures effectuées sur un membre lésé afin de voir s'il existe une aggravation ou non de la lésion initiale 10 grâce à des mesures itératives de mois en mois par exemple. Cet appareil est pourvu d'un microprocesseur (PIC) (20) qui va analyser et piloter les caractéristiques suivantes : la contraction musculaire et le déclenchement du vérin (18), les pressions exercées par le vérin à l'aide du capteur de force. (19), les translations du tibia par rapport au fémur grâce au capteur de déplacement (13), la pression de serrage initiale par le 15 capteur (19)... L'invention est constituée d'un socle en inox (tôle pliée et fenêtrée pour l'alléger) (21) long de 60 centimètres (cm), large de 20 cm et de 15 cm à sa partie la plus haute (5 cm à la plus basse) supporté par des patins réglables (22). Des tubes en inox de 60 cm de long sont fixés à la partie haute du socle assurant le coulissement de la partie coque de pied (4) (1). Un vérin (18) est 20 fixé à la base du socle (21) et assure la poussée du socle de mollet (2). Un capteur de déplacement est fixé à un dispositif articulé de tubes en inox horizontaux et verticaux. Ces derniers ayant le tube de plus gros diamètre soudé à la partie latérale du socle (21) et en regard de la partie moyenne du socle (2). Une deuxième partie en matériau composite (23) (long et large de 20 cm) s'adapte au socle (21) par un système d'attache rapide. A l'intérieur, toute la partie 25 électrique et électronique est insérée (pic, câblages, cadran...) et, à l'extérieur, un moulage permet de recevoir la face postérieure de la cuisse. Cette partie est fixée au socle (21) par l'intermédiaire de quatre écrous fixés à chaque coin de la platine en inox noyée dans le matériau composite et qui est la réplique de la face du socle (21) en regard de celle-ci (une fenêtre est faite dans cette platine permettant le passage des câbles du vérin, des diodes, du capteur de 30 déplacement et de pression...). Les attaches rapides sont rivetées sur les côtés de la partie (23) et sur la coque (1). Cette invention permet ainsi de détecter une lésion du ligament croisé (LCA) quand il se trouve totalement rompu ou bien une déchirure grâce au suivi régulier du patient et aux mesures itératives permettant de voir l'évolution de la laxité du genou. Si la lésion n'est pas totale 35 (déchirure du LCA), elle peut être mise en évidence au fil du temps par les mesures itératives de 4 5 2906706 translation du tibia. En effet, le ligament dégénère (nécrose) très souvent inéluctablement. Ceci entraîne une aggravation de la laxité antérieure du tibia qui se verra lors des prises de mesures à répétition dans le temps. Ceci est très important car l'IRM à ce stade (de déchirure du LCA) ne permet pas toujours de 5 voir la lésion et se révèle très souvent négative (examen coûteux et non déterminant). Il en va de même pour le Télos. En fait, il s'agit d'un dispositif de détection et de suivi d'une lésion (rupture ou déchirure) du ligament croisé antérieur (LCA) du genou par translation antérieure du tibia par rapport au fémur comportant un support du membre inférieur avec moyen de déplacement du tibia et 10 capteur de déplacement caractérisé en ce qu'il comporte au moins une électrode de surface en regard des muscles ischio-jambiers et une de référence au niveau du bord latéral ou médial du genou permettant de détecter toute contraction musculaire parasite qui empêche de déterminer avec exactitude la mesure du déplacement antérieur du tibia. Aussi, des électrodes commandent la neutralisation des moyens de déplacement du tibia en cas de détection de la contraction 15 musculaire des ischio-jambiers et des moyens d'affichage du relâchement musculaire mesuré par les électrodes rendent le relâchement visualisable par le patient. Ce dispositif comporte au-moins deux électrodes (10) et (11) venant se positionner sur la partie moyenne (tiers moyen) de la face postérieure de la cuisse en regard des muscles ischio-jambiers (groupe latéral et groupe médial). Au moins une électrode de référence (12) se trouve située soit sur le bord médial ou 20 latéral du genou (proche d'un bord osseux). Cette invention intéressera donc toutes les équipes chirurgicales spécialisées dans la ligamentoplastie du LCA en France mais aussi à l'étranger. Notamment, en pré-opératoire, pour objectiver avec précision la laxité du genou et en post opératoire pour voir l'évolution de cette dernière au fil des mois des années et comparer les techniques opératoires entre elles (laxité plus 25 importante dans le temps pour une technique ou une autre...). De même, les médecins du sport qui voit dans cet appareil un outil de dépistage précoce ou à distance post-lésionnel ou de suivi des athlètes après intervention chirurgicale. Aussi, les médecins-rééducateurs (de médecine physique) et les masseurs-kinésithérapeutes qui peuvent suivre l'évolution des ligamentoplasties en rééducation et adapter leur traitement en fonction des laxités trouvées. 30 35

Claims (1)

REVENDICATIONS

10 1- Dispositif de détection et de suivi d'une lésion (rupture ou déchirure) du ligament croisé antérieur (LCA) du genou par translation antérieure du tibia par rapport au fémur comportant un support du membre inférieur avec moyen de déplacement du tibia et capteur de déplacement caractérisé en ce qu'il comporte au moins une électrode de 15 surface en regard des muscles ischio-jambiers et une de référence au niveau du bord latéral ou médial du genou permettant de détecter toute contraction musculaire parasite qui empêche de déterminer avec exactitude la mesure du déplacement antérieur du tibia.

2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les électrodes commandent la neutralisation des moyens de déplacement du tibia en cas de détection de la contraction 20 musculaire des ischio-jambiers.

3- Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que il comporte des moyens d'affichage du relâchement musculaire mesuré par les électrodes rendant le relâchement visualisable par le patient.

4- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que il comporte au-moins deux 25 électrodes (10) et (11) venant se positionner sur la partie moyenne (tiers moyen) de la face postérieure de la cuisse en regard des muscles ischio-jambiers (groupe latéral et groupe médial). 30 6 35