FR3010628A1 - Procede permettant de realiser la courbure ideale d'une tige d'un materiel d'osteosynthese vertebrale destinee a etayer la colonne vertebrale d'un patient - Google Patents

Procede permettant de realiser la courbure ideale d'une tige d'un materiel d'osteosynthese vertebrale destinee a etayer la colonne vertebrale d'un patient Download PDF

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Abstract

Selon l'invention, le procédé qu'elle concerne comprend les étapes suivantes : a) réaliser une radiographie préopératoire sagittale de la colonne vertébrale du patient à traiter, s'étendant depuis les vertèbres cervicales jusqu'aux têtes fémorales ; b) repérer sur cette radiographie, les paramètres pelviens, la lordose lombaire, la position de la vertèbre lombaire apicale, des distances dites SVA et SFD et un nuage de points ; c) déduire de morphotypes prédéterminés, le morphotype auquel correspond la colonne vertébrale traitée et en déduire le point d'apex postopératoire souhaité ; d) positionner les différents points dudit nuage de points dans un repère centré au niveau du plateau de S1 ; e) simuler la correction à appliquer au segment lombaire à traiter, en définissant des arcs co-radiaux en dessous et au dessus du point d'apex postopératoire souhaité ; définir deux arcs concentriques aux deux courbures obtenues, qui sont tangents entre eux au niveau du point d'apex ; f) translater ces arcs à distance de la ligne moyenne de la colonne vertébrale et établir une modélisation en deux ou trois dimensions de la tige à implanter, courbée selon lesdits arcs.

Description

La présente invention concerne un procédé permettant de réaliser la courbure idéale d'une tige d'un matériel d'ostéosynthèse vertébrale destinée à étayer la colonne vertébrale d'un patient. Il est connu d'analyser la colonne vertébrale d'un patient en référence à des paramètres dits "pelviens" et à différents morphotypes d'une colonne vertébrale, documentés dans la littérature scientifique. La figure 1 annexée montre, de manière très schématique, la base d'une colonne vertébrale, à savoir une partie des vertèbres lombaires L et le sacrum S, ainsi que les têtes fémorales TF ; lesdits critères pelviens sont : - le critère SS, pour "sacral slope" en anglais, à savoir "pente sacrée" en français, qui est l'angle d'inclinaison du plateau de S1 (première vertèbre du sacrum) par rapport à l'horizontale ; - le critère PV, pour "pelvic version" en anglais, à savoir "version pelvienne" en français, qui est l'angle formé par le segment de droite reliant le centre des têtes 15 fémorales TF et le centre du plateau de S1 avec la verticale ; - le critère PI, pour "pelvic incidence" en anglais, à savoir "incidence pelvienne" en français, qui est l'angle formé par le segment de droite reliant le centre des têtes fémorales TF et le centre du plateau de S1 avec la perpendiculaire au plateau de S1. Les figures 2A à 2D montrent respectivement : 20 - un morphotype dit "de type 1", dans lequel l'apex (c'est-à-dire le point le plus antérieur de la colonne vertébrale) est situé au niveau du plan médian de L5 (cinquième vertèbre lombaire), et le critère SS correspond à un angle inférieur à 35° ; - un morphotype dit "de type 2", dans lequel l'apex est situé au niveau de la base de L4 (quatrième vertèbre lombaire), et le critère SS correspond à un angle inférieur à 25 350 ; - un morphotype dit "de type 3", dans lequel l'apex est situé au niveau du plan médian de L4, et le critère SS correspond à un angle compris entre 35° et 45° ; - un morphotype dit "de type 4", dans lequel l'apex est situé au niveau de la base de L3 (troisième vertèbre lombaire), et le critère SS correspond à un angle supérieur 30 à 45°. Il est admis qu'un individu va adopter une posture naturelle de colonne vertébrale, dite "économique", prévenant les douleurs et autres pathologies, si ses paramètres pelviens, notamment, sont en accord avec son morphotype de dos. Si tel n'est pas le cas, un traitement chirurgical pourra être envisagé afin de rétablir la bonne posture de la colonne vertébrale, dans laquelle cet accord existe. Il est bien connu d'opérer ce rétablissement au moyen de tiges vertébrales rigides, notamment métalliques, fixées aux vertèbres par des organes d'ancrage tels que des vis pédiculaires ou des crochets lamaires, qui doivent être courbée convenablement selon la correction à réaliser. La publication de demande de brevet N° WO 98/55038 illustre un matériel de ce type. Il s'avère que le fait de conférer à une tige droite la courbure adéquate peut être très difficile pour un chirurgien, cette courbure étant plus ou moins prononcée en tel ou tel emplacement de la tige. Actuellement, une telle courbure se fait au jugé et fait largement appel à l'expérience et à la dextérité du chirurgien. Les tâtonnements nécessaires à l'obtention d'une courbure adéquate ont pour inconvénient important de prolonger la durée de l'intervention, ce qui n'est pas souhaitable pour le patient, et le risque d'implanter une tige de courbure non idéale n'est pas à exclure.
La présente invention a pour objectif de remédier à cet inconvénient essentiel. À cet effet, le procédé qu'elle concerne comprend les étapes suivantes : a) réaliser une radiographie préopératoire sagittale de la colonne vertébrale du patient à traiter, s'étendant depuis les vertèbres cervicales jusqu'aux têtes fémorales ; b) repérer sur cette radiographie : les paramètres dits "pelviens", à savoir la pente sacrée, la version pelvienne et l'incidence pelvienne, la lordose lombaire, la position de la vertèbre lombaire apicale, c'est-à-dire celle située le plus en avant sur la radiographie, au moins une des mesures suivantes : la distance, dite SVA, allant de la verticale du point supérieur postérieur du plateau de la première vertèbre du sacrum, dite S1, à la verticale passant par le centre de la 7e vertèbre cervicale ; la distance, dite SFD, allant de la verticale du point supérieur postérieur du plateau de S1 à la verticale passant par le centre des têtes fémorales ; l'angle, dit T1/SPI, formé entre le segment allant du centre de la première vertèbre dorsale, dite T1, au centre des têtes fémorales et la verticale au centre de T1, un nuage de points définissant la courbure de la colonne vertébrale du patient, incluant un point par niveau vertébral, positionné au centre du plateau supérieur d'une vertèbre concernée, et un point définissant l'apex préopératoire relevé ; c) déduire, parmi des morphotypes de colonne vertébrale prédéterminés, à partir de la valeur de la pente sacrée relevée, le morphotype auquel correspond la colonne vertébrale traitée et en déduire le point d'apex postopératoire souhaité après réalisation de la correction, et définir les vertèbres dans lesquelles seront implantés les organes d'ancrage de la tige vertébrale à ancrer aux vertèbres ; d) réaliser une modélisation filaire de la colonne vertébrale du patient, à l'aide, par exemple, d'un logiciel de CAO ; e) définir, à partir desdits paramètres pelviens, un repère centré au niveau du plateau de S1, dont le point d'origine est le point central de ce plateau ; f) positionner les différents points dudit nuage de points, rattachés à chaque vertèbre, dans ce repère, et tracer de proche en proche des arcs entre les points repérés, tous les arcs étant tangents entre eux et l'arc s'étendant depuis S1 étant tangent à la droite perpendiculaire au plateau de S1 ; g) relever les valeurs des longueurs d'arcs ; h) simuler la correction à appliquer au segment lombaire à traiter comme suit : h1) tracer une droite tangente au point d'apex postopératoire souhaité, déplacer cette droite jusqu'à une position verticale de telle sorte que l'arc attaché à cette droite soit tangent à ce point d'apex postopératoire souhaité, ce dernier étant ainsi repositionné de manière à devenir le point d'apex du segment de colonne vertébrale modélisé, h2) définir comme co-radiaux entre eux les arcs situés en dessous de ce point d'apex et définir comme co-radiaux entre eux les arcs situés en dessus de ce même point d'apex, de manière à obtenir deux courbures différentes, une au-dessus de ce point d'apex et l'autre au-dessous de ce point d'apex, h3) définir la lordose lombaire comme égale à plus ou moins dix degrés de l'incidence pelvienne, et définir au choix l'une des trois valeurs suivantes : - distance SVA inférieure à 5 cm ; - ratio SVA/SFD compris -1,9 et +0,1 ; la valeur de ce ratio est positive sur le côté de la verticale du point supérieur postérieur du plateau de S1 situé vers des têtes fémorales et est négative sur le côté de cette verticale situé à l'opposé des têtes fémorales ; - angle T1/SPI compris entre -9° et 0°, cet angle étant négatif du côté de la verticale au centre de T1 se trouvant vers les têtes fémorales ; h4) définir deux arcs concentriques aux deux courbures obtenues à l'étape h2 ci-dessus, qui sont tangents entre eux au niveau du point d'apex, ces arcs formant un segment de courbe représentant la courbure idéale de la tige à implanter pour obtenir la correction du segment vertébral à traiter, h5) translater ce segment de courbe à distance de la ligne moyenne de la colonne vertébrale, sur une distance moyenne évaluée allant du centre des vertèbres aux points d'ancrage des organes d'ancrage de la tige aux vertèbres dudit segment vertébral à traiter, de manière que la position dudit segment de courbe corresponde à la position qu'aura la tige une fois implantée ; i) définir le diamètre de la tige à implanter ; j) établir une modélisation en deux ou trois dimensions de cette tige, courbée selon ledit segment de courbe, et k) à partir d'une tige droite, réaliser la courbure de cette tige conformément à cette modélisation.
De préférence, lesdits morphotypes de colonne vertébrale prédéterminés comprennent : - un morphotype dit "de type 1", dans lequel l'apex (c'est-à-dire le point le plus antérieur de la colonne vertébrale) est situé au niveau du plan médian de L5 (cinquième vertèbre lombaire), et le critère SS correspond à un angle inférieur à 35° ; - un morphotype dit "de type 2", dans lequel l'apex est situé au niveau de la base de L4 (quatrième vertèbre lombaire), et le critère SS correspond à un angle inférieur à 350 ; - un morphotype dit "de type 3", dans lequel l'apex est situé au niveau du plan médian de L4, et le critère SS correspond à un angle compris entre 35° et 45° ; - un morphotype dit "de type 4", dans lequel l'apex est situé au niveau de la base de L3 (troisième vertèbre lombaire), et le critère SS correspond à un angle supérieur à 45°. De préférence, la modélisation en deux ou trois dimensions opérée à l'étape j) consiste à établir un plan de la tige à réaliser. De préférence, la courbure opérée à l'étape k) est réalisée par un cintrage à froid.
De préférence, le procédé comprend, après l'étape h5) ou l'étape i) ou l'étape j), le transfert de données relatives à la tige à réaliser vers un prestataire chargé de réaliser la courbure de la tige. Ainsi, un praticien, ayant déterminé la forme de la tige à implanter au moyen du procédé selon l'invention, transfert les données relatives à la tige à réaliser à un prestataire chargé de réaliser la courbure de la tige. Une fois cette courbure réalisée, le prestataire livrera la tige courbée au praticien, lequel pourra opérer le patient avec sa tige vertébrale prête à être implantée. L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, différentes valeurs employées pour la mise en oeuvre du procédé concerné et différentes opérations accomplies dans le cadre de cette mise en oeuvre. La figure 3 est une vue très schématique d'une colonne vertébrale, sur laquelle sont figurés les points de définition d'une valeur SVA employée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; la figure 4 est une vue similaire à la figure 3, sur laquelle sont figurés les points de définition de la valeur SVA et d'une valeur SFD, ces deux valeurs étant utilisées pour définir un ratio employé pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; la figure 5 est une vue similaire à la figure 3, sur laquelle sont figurés les points 30 de définition d'une valeur dite T1 /SPI employée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; les figures 6 à 11 sont des vues très schématiques de points de repères, de segments, d'arcs de cercle et de courbes mis en oeuvre au cours de différentes étapes successives de ce procédé ; et la figure 12 est, sur le côté gauche de cette figure, une vue d'un plan P de la tige vertébrale courbe à obtenir, dont la forme a été définie par les étapes précédentes du procédé, et, sur le côté droit de cette figure, une vue de la tige vertébrale courbe TV, obtenue à partir de ce plan P.
La figure 3 représente de manière très schématique une colonne vertébrale CV, et comporte les mentions suivantes : LL : segment vertébral à traiter ; L1, L2, L3, L4, L5, S1, C7 : respectivement les premières, deuxième, troisième, quatrième et cinquième vertèbres lombaires, la première vertèbre du sacrum et la septième vertèbre cervicale ; Apex : le point le plus antérieur de la colonne vertébrale ; SS, PV, PI : les critères pelviens précités ; TF : les têtes fémorales, figurées par un cercle ; H1 et V1 : respectivement l'horizontale et la verticale au point supérieur postérieur du plateau de S1 ; V2 : la verticale passant par le centre de la 7e vertèbre cervicale (C7). Sur la figure 4, est en outre mentionnée une valeur dite "SFD", allant de la verticale V1 à la verticale passant par le centre des têtes fémorales TF. Sur la figure 5, est en outre mentionnée une valeur dite "T1 /SPI", qui est l'angle 20 formé entre le segment T1-TF allant du centre de la première vertèbre dorsale, dite T1, au centre des têtes fémorales TF et la verticale V3 au centre de T1. Les différentes étapes du procédé sont illustrées sur les figures 6 à 11 comme suit. Figure 6 : sur une radiographie préopératoire sagittale de la colonne vertébrale 25 du patient à traiter, s'étendant depuis les vertèbres cervicales jusqu'aux têtes fémorales, sont repérés : les paramètres pelviens, la lordose lombaire, la position de la vertèbre lombaire apicale, c'est-à-dire celle située le plus 30 en avant sur la radiographie, au choix la distance SVA uniquement, ou la distance SVA et la distance SFD, un nuage de points définissant la courbure de la colonne vertébrale du patient, incluant un point par niveau vertébral, positionné au centre du plateau supérieur d'une vertèbre concernée, et un point définissant l'apex préopératoire relevé. Sur les points relevés, est déduit, parmi les morphotypes de colonne vertébrale montrés sur les figures 2A à 2D, à partir de la valeur de la pente sacrée relevée, le morphotype auquel correspond la colonne vertébrale traitée ; le point d'apex postopératoire souhaité après réalisation de la correction en est déduit ; les vertèbres dans lesquelles seront implantés les organes d'ancrage de la tige vertébrale à ancrer aux vertèbres sont également définies à cette étape. Figures 7 et 8 : une modélisation filaire de la colonne vertébrale du patient est réalisée, à l'aide, par exemple, d'un logiciel de CAO ; Figure 9 : il est défini, à partir desdits paramètres pelviens, un repère centré au niveau du plateau de 51, dont le point d'origine est le point central de ce plateau, puis les différents points dudit nuage de points, rattachés à chaque vertèbre, sont positionnés dans ce repère, et des arcs entre les points repérés sont tracés de proche en proche, tous les arcs étant tangents entre eux et l'arc s'étendant depuis 51 étant tangent à la droite perpendiculaire au plateau de 51 ; Figure 10 : les valeurs des longueurs d'arcs sont relevées il est simulé la correction à appliquer au segment lombaire à traiter comme suit : tracer une droite tangente au point d'apex postopératoire souhaité, déplacer cette droite jusqu'à une position verticale de telle sorte que l'arc attaché à cette droite soit tangent à ce point d'apex postopératoire souhaité, ce dernier étant ainsi repositionné de manière à devenir le point d'apex du segment de colonne vertébrale modélisé, définir comme co-radiaux entre eux les arcs situés en dessous de ce 25 point d'apex et définir comme co-radiaux entre eux les arcs situés en dessus de ce même point d'apex, de manière à obtenir deux courbures différentes, une au-dessus de ce point d'apex et l'autre au-dessous de ce point d'apex, définir la lordose lombaire comme égale à plus ou moins dix degrés de l'incidence pelvienne, et définir au choix l'une des trois valeurs suivantes : 30 - distance SVA inférieure à 5 cm ; ratio SVA/SFD compris -1,9 et +0,1 ; la valeur de ce ratio est positive sur le côté de la verticale v1 situé vers des têtes fémorales TF et est négative sur le côté de cette verticale V1 situé à l'opposé des têtes fémorales TF ; - angle T1/SPI compris entre -9° et 0° ; cet angle est négatif du côté de la verticale V3 au centre de T1 se trouvant vers les têtes fémorales TF ; définir deux arcs concentriques aux deux courbures obtenues à l'étape ci-dessus, qui sont tangents entre eux au niveau du point d'apex, ces arcs formant un segment de courbe SC représentant la courbure idéale de la tige à implanter pour obtenir la correction du segment vertébral à traiter. Figure 11 : le segment de courbe SC est translaté à distance de la ligne moyenne de la colonne vertébrale, sur une distance moyenne évaluée allant du centre des vertèbres aux points d'ancrage des organes d'ancrage OA (sur la figure 10, il s'agit d'une vis pédiculaire) de la tige aux vertèbres dudit segment vertébral à traiter, de manière que la position dudit segment de courbe SC corresponde à la position qu'aura la tige une fois implantée ; le diamètre de la tige à implanter étant défini, il est alors établi une modélisation en deux ou trois dimensions de cette tige, courbée selon lesdits arcs. Figure 12 : un plan P est établi à partir de cette modélisation, puis la tige vertébrale TV à obtenir est aménagée à partir de ce plan P, notamment par un cintrage à froid. Le procédé selon l'invention a ainsi l'avantage déterminant de permettre de réaliser la courbure idéale d'une tige d'un matériel d'ostéosynthèse vertébrale destinée à étayer la colonne vertébrale d'un patient.

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS1 - Procédé permettant de réaliser la courbure idéale d'une tige d'un matériel d'ostéosynthèse vertébrale destinée à étayer la colonne vertébrale d'un patient, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) réaliser une radiographie préopératoire sagittale de la colonne vertébrale du patient à traiter, s'étendant depuis les vertèbres cervicales jusqu'aux têtes fémorales ; b) repérer sur cette radiographie : les paramètres dits "pelviens", à savoir la pente sacrée, la version pelvienne et l'incidence pelvienne, la lordose lombaire, la position de la vertèbre lombaire apicale, c'est-à-dire celle située le plus en avant sur la radiographie, au moins une des mesures suivantes : la distance, dite SVA, allant de la verticale du point supérieur postérieur du plateau de la première vertèbre du sacrum, dite S1, à la verticale passant par le centre de la 7e vertèbre cervicale ; la distance, dite SFD, allant de la verticale du point supérieur postérieur du plateau de S1 à la verticale passant par le centre des têtes fémorales ; l'angle, dit T1/SPI, formé entre le segment allant du centre de la première vertèbre dorsale, dite T1, au centre des têtes fémorales et la verticale au centre de T1, un nuage de points définissant la courbure de la colonne vertébrale du patient, incluant un point par niveau vertébral, positionné au centre du plateau supérieur d'une vertèbre concernée, et un point définissant l'apex préopératoire relevé ; c) déduire, parmi des morphotypes de colonne vertébrale prédéterminés, à partir de la valeur de la pente sacrée relevée, le morphotype auquel correspond la colonne vertébrale traitée et en déduire le point d'apex postopératoire souhaité après réalisation de la correction, et définir les vertèbres dans lesquelles seront implantés les organes d'ancrage de la tige vertébrale à ancrer aux vertèbres ; d) réaliser une modélisation filaire de la colonne vertébrale du patient, à l'aide, par exemple, d'un logiciel de CAO ;e) définir, à partir desdits paramètres pelviens, un repère centré au niveau du plateau de Sl, dont le point d'origine est le point central de ce plateau ; f) positionner les différents points dudit nuage de points, rattachés à chaque vertèbre, dans ce repère, et tracer de proche en proche des arcs entre les points repérés, tous les arcs étant tangents entre eux et l'arc s'étendant depuis S1 étant tangent à la droite perpendiculaire au plateau de S1 ; g) relever les valeurs des longueurs d'arcs ; h) simuler la correction à appliquer au segment lombaire à traiter comme suit : h1) tracer une droite tangente au point d'apex postopératoire souhaité, déplacer cette droite jusqu'à une position verticale de telle sorte que l'arc attaché à cette droite soit tangent à ce point d'apex postopératoire souhaité, ce dernier étant ainsi repositionné de manière à devenir le point d'apex du segment de colonne vertébrale modélisé, h2) définir comme co-radiaux entre eux les arcs situés en dessous de ce point d'apex et définir comme co-radiaux entre eux les arcs situés en dessus de ce même point d'apex, de manière à obtenir deux courbures différentes, une au-dessus de ce point d'apex et l'autre au-dessous de ce point d'apex, h3) définir la lordose lombaire comme égale à plus ou moins dix degrés de l'incidence pelvienne, et définir au choix l'une des deux valeurs suivantes : - distance SVA inférieure à 5 cm ; - ratio SVA/SFD compris -1,9 et +0,1 ; la valeur de ce ratio est positive sur le côté de la verticale du point supérieur postérieur du plateau de S1 situé vers des têtes fémorales et est négative sur le côté de cette verticale situé à l'opposé des têtes fémorales ; - angle Tl/SPI compris entre -9° et 0°, cet angle étant négatif du côté de la verticale au centre de T1 se trouvant vers les têtes fémorales ; h4) définir deux arcs concentriques aux deux courbures obtenues à l'étape h2 ci-dessus, qui sont tangents entre eux au niveau du point d'apex, ces arcs formant un segment de courbe représentant la courbure idéale de la tige à implanter pour obtenir la correction du segment vertébral à traiter,h5) translater ce segment de courbe à distance de la ligne moyenne de la colonne vertébrale, sur une distance moyenne évaluée allant du centre des vertèbres aux points d'ancrage des organes d'ancrage de la tige aux vertèbres dudit segment vertébral à traiter, de manière que la position dudit segment de courbe corresponde à la position qu'aura la tige une fois implantée ; i) définir le diamètre de la tige à implanter ; j) établir une modélisation en deux ou trois dimensions de cette tige, courbée selon ledit segment de courbe, et k) à partir d'une tige droite, réaliser la courbure de cette tige conformément à cette modélisation.
  2. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits morphotypes de colonne vertébrale prédéterminés comprennent : - un morphotype dit "de type 1", dans lequel l'apex (c'est-à-dire le point le plus antérieur de la colonne vertébrale) est situé au niveau du plan médian de L5 (cinquième vertèbre lombaire), et le critère SS correspond à un angle inférieur à 35° ; - un morphotype dit "de type 2", dans lequel l'apex est situé au niveau de la base de L4 (quatrième vertèbre lombaire), et le critère SS correspond à un angle inférieur à 350 ; - un morphotype dit "de type 3", dans lequel l'apex est situé au niveau du plan 20 médian de L4, et le critère SS correspond à un angle compris entre 35° et 45° ; - un morphotype dit "de type 4", dans lequel l'apex est situé au niveau de la base de L3 (troisième vertèbre lombaire), et le critère SS correspond à un angle supérieur à 45°.
  3. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la modélisation en 25 deux ou trois dimensions opérée à l'étape j) consiste à établir un plan de la tige à réaliser.
  4. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbure opérée à l'étape k) est réalisée par un cintrage à froid.
  5. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il 30 comprend, après l'étape h5) ou l'étape i) ou l'étape j), le transfert de données relatives à la tige à réaliser vers un prestataire chargé de réaliser la courbure de la tige.
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