WO2006119591A1 - Instrument de visée pour la détermination de l'axe mécanique du fémur - Google Patents

Instrument de visée pour la détermination de l'axe mécanique du fémur Download PDF

Info

Publication number
WO2006119591A1
WO2006119591A1 PCT/BE2006/000049 BE2006000049W WO2006119591A1 WO 2006119591 A1 WO2006119591 A1 WO 2006119591A1 BE 2006000049 W BE2006000049 W BE 2006000049W WO 2006119591 A1 WO2006119591 A1 WO 2006119591A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plane
knee
axis
center
femur
Prior art date
Application number
PCT/BE2006/000049
Other languages
English (en)
Inventor
Michel Collete
Original Assignee
Michel Collete
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Michel Collete filed Critical Michel Collete
Priority to ES06721562T priority Critical patent/ES2391105T3/es
Priority to EP06721562A priority patent/EP1876974B1/fr
Priority to US11/913,718 priority patent/US7805852B2/en
Publication of WO2006119591A1 publication Critical patent/WO2006119591A1/fr

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G13/00—Operating tables; Auxiliary appliances therefor
    • A61G13/0036—Orthopaedic operating tables
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/14—Surgical saws ; Accessories therefor
    • A61B17/15—Guides therefor
    • A61B17/154—Guides therefor for preparing bone for knee prosthesis
    • A61B17/155—Cutting femur

Definitions

  • the present invention particularly relates to an apparatus and a method for assisting in determining or estimating the orientation of the mechanical axis of the femur.
  • Knee arthroplasty therefore requires the realization of bone cuts at the distal part of the femur with the most precise orientation possible.
  • the classical method to achieve this goal is to measure on a large preoperative radiograph of the lower limb the angle (alpha) between the diaphyseal axis (a) of the femur (real) and the mechanical axis (M) (virtual).
  • the femoral diaphyseal axis is used to introduce a guide rod for threading the cutting instruments at an angle equal to the angle alpha measured on the preoperative radiography.
  • computer navigation has made it possible to model the operated femur and to virtually visualize its mechanical axis so as to adjust the placement of the prosthesis in a plane as close as possible to the plane. perpendicular to this axis.
  • the first method traditionally used for many years, unfortunately lacks precision. Indeed, there may be angle measurement errors on the preoperative image (rotation errors, etc.). There may also be several degrees of inaccuracy in the introduction of the metal rod into the femoral shaft if the diaphysis is relatively wide and allows some freedom to the path of the rod. It is therefore not uncommon to note on postoperative images that a prosthesis has been placed with more than three degrees of deviation from the ideal axis. In addition, the introduction of the stem into the femoral shaft is not without inconvenience since it destroys to a certain extent the diaphyseal bone marrow and fat emboli have been described postoperatively possibly related to the introduction of this stem. .
  • the present invention makes it possible to know in a simple and inexpensive way the exact location of the mechanical axis relative to the knee and therefore to adjust with great precision the positioning of the prosthesis with respect to this axis. It also makes it possible to avoid having to place a metal rod inside the femoral medullary cavity.
  • an apparatus for assisting in the determination of the mechanical axis of the femur or the direction of the center of the femoral head with respect to the center of the knee comprising:
  • a mechanical means of articulated and / or sliding elements for determining and memorizing two positions in the space (F1 and F2) of the same point (F) of the knee when the latter is in the Pl position and P2, with respect to a reference frame, said positions being obtained by pivoting the lower limb from position P1 to position P2 around the center of the femoral head,
  • one of the degrees of freedom is constituted by a vertical or horizontal axis of rotation, either perpendicular to the frontal or sagittal plane.
  • the locating means may be elements cylindrical, for example hollow, able to position accurately above a fixed reference point F of the knee. These locating means may be drilling guides for inserting or removing a fiducial pin.
  • the means for materializing the orientation is preferably a mechanical means for orienting a rod in the middle of and perpendicular to the line segment separating the two said locating means.
  • the apparatus may be adapted to allow said pivoting in a frontal plane, in a sagittal plane or preferably in both planes.
  • the apparatus is attached to a repository which may for example be an operating table or the pelvis of the patient, for example at the level of the iliac bone, more particularly the iliac crest.
  • a repository which may for example be an operating table or the pelvis of the patient, for example at the level of the iliac bone, more particularly the iliac crest.
  • an apparatus for determining the direction of the center (Ct) of the femoral head with respect to the center of the knee (Cg), comprising:
  • a mechanical means of articulated bars comprising an arm of which two points (E1, E2) can be freely immobilized each in a fixed and constant relative position respectively at two positions in the space (F1 and F2) of the same point ( F) of the knee when it is in two different positions (P1 and P2) in the frontal or sagittal plane,
  • the invention also relates to a method for determining the mechanical axis of the lower limb comprising the following steps
  • the method is characterized in that the mechanical means of articulated bars consists of a quadrilateral integral with the operating table, one of whose sides is, after adjustment, rigidly fixed relative thereto and the opposite side has a length equal to the distance separating the points Fl and F2 to be determined, the ends of the side and the other two sides being hinged around two hollow axes.
  • a system with four articulated rods forming a parralelogram, pantograph type can be advantageously used.
  • One of the vertices of the parallelogram, integral with a support structure at the operating table or the patient's pelvis, is immobilized with respect to the selected reference frame and determines, using a locating means, the point F1 to the position Pl of the knee.
  • the opposite vertex can be freely brought by stretching towards the position P2 to determine F2 by a second locating means.
  • a mechanically secured rod passing through the other two vertices will indicate the direction of the center of the femoral head. In this system it is no longer necessary to adjust the position of the lower limb to the position imposed by the instrument.
  • a bar in the form of an arm, preferably a graduated bar, fixed, perpendicular or not to the axis of the operating table, or pivoting, comprising a slider provided with a locating means, which is actuated to slide at the end of the arm and determine the point F2 in position P2 of the knee.
  • the cursor moves along a distal end section of the arm preferably having a slot passing through the locating means.
  • the second marking means is fixed on the bar to determine the point Fl in position P1, whether or not the pivot possible.
  • a second slider can slide on the bar and be brought to the center of the two locating means immobilized in a known manner after the detection of F1 and F2.
  • the sliding bar comprising at its end the locating means for determining F2.
  • FIGS. 2 to 6 describe the geometric principle at the basis of the invention
  • FIG. 10 is a vertical section illustrating an arm with a hollow axis
  • FIG. 11 is a section of the axis with a spindle tube through the hollow portion
  • - fig. 20 shows a femur provided with the stem determining the mechanical axis of the lower limb - Figs. 21 to 26 describe another embodiment of the invention, currently less preferred.
  • Figs 27 to 42 describe the presently preferred embodiment of the invention, in which
  • - fig. 27 illustrates in perspective a first set of articulated elements attached to an operating table
  • - fig. 30 illustrates in perspective a second set of articulated elements intended to cooperate with the first set - fig. 31 is a vertical section through the center of a final adjustment bar of the second set
  • - fig. 32 illustrates a tip and a threaded pin cooperating with a guide provided in said final adjustment bar
  • - fig. 35 shows the establishment of a rod or alignment bar cooperating with the sighting system
  • - fig. 38 is a corresponding view for adjustments in the sagittal plane
  • - fig. 43 relates to a variant of the preferred embodiment in which the reference frame is the pelvis of the patient and no longer the operating table,
  • - fig. 44 schematically illustrates a particularly advantageous variant of the invention using a pantograph type articulated quadrilateral.
  • FIG. 45 also schematically illustrates another variant of the invention using a telescopic member.
  • the perpendicular line "a" lowered in the middle of AB passes through the center 0 of the circle to which the points A and B belong.
  • the perpendicular "b” lowered in the middle of the line joining two other arbitrary points (C and D) from the same circle also goes through the center O
  • any point belonging to the femur rotates around its center of rotation CRF which passes through the center of the hip (Fig 3).
  • FIGS. 7 to 9 describe a particular embodiment of the invention in the form of a structure of articulated bars forming a quadrilateral, composed of a fixed part (fixed support, Figs 7a and 7b) and a moving part. (Fig. 8) or sighting system.
  • Figures 7a and 7b illustrate the profile of the fixed part respectively from above and laterally.
  • the vertical segment 16 passes in a vise 2 which allows to adjust the position of the support relative to the patient.
  • the vise 2 slides on a metal rail (not shown) attached along any operating table.
  • This device makes it possible to adjust the position of the bar in L, on the one hand horizontally towards the head or feet of the patient along the axis longitudinal of the operating table and, secondly, vertically towards the ceiling or floor of the operating room.
  • the horizontal bar 1 is slit to 'its entire length to allow the insertion and sliding of the bolts 15 for fixing the sighting system (Figs. 9, 10) articulated.
  • the moving part or sighting system (FIG 8) comprises two movable arms 7, 8 and a transverse plate 4 which carries the actual sighting member, which is composed of the fixed gun or support 11 and the movable barrel 46.
  • the movable arms 7 and 8 (FIG. 8) each consist of a metal plate approximately 15 cm long and 25 mm wide and two to 3 mm thick. Each arm is pierced with a longitudinal slot 8 to 10 cm long and 5 to 6 mm wide (depending on the size of the fixing bolts) intended to allow the insertion and sliding of the fixing bolt 15 solidarizing the arm 7, 8 to the horizontal bar 1 of the fixed support.
  • FIG. 10 shows a top plan view of the aiming system articulated with the horizontal bar 1 of the fixed support.
  • Figure 10 shows a vertical section through the center of the movable arm (7 or 8) along its longitudinal axis.
  • the transverse plate 4 (Figs 8, 9, 10) consists of a metal plate about 20 cm long by 25 mm wide and about 3 mm thick. On its underside is fixed the aiming gun 11 itself already mentioned.
  • Each of the upper ends of the plate is provided with a hollow cylindrical pivot 30 of 2 to 3 cm high around which articulates the movable arm 7, 8 via the circular orifice located at its end (Fig. 10). Between these two elements is a cylindrical spacing ring 31 sliding around each cylindrical pivot of the transverse plate and maintaining the spacing between the movable arm and the transverse plate. This ring 31 has the effect of lowering the level of the transverse plate 4 relative to the movable arm 7, 8 and the horizontal bar 1 of the fixed support so that the sighting rod 12 of the shaft can pass freely below her.
  • a stop system (rivet 32 or other equivalent device) fixed on the end of the cylindrical pivot 30 prevents the parts from being detached while allowing the rotary movement of the one by report to the other.
  • the internal orifice of the cylindrical pivot 30 serves as a guide for the introduction of the cylindrical tube 34 carrying the threaded spindle 35 which will be introduced into the knee (FIG 11) at point F.
  • the internal diameter of the cylindrical pivot of the plate will be very slightly greater than the outside diameter of the spindle holder.
  • Figure 12 shows a view of the desous of the transverse plate with its aiming gun. This comprises a fixed barrel 11 in which slides a movable barrel 46 which guides the aiming rod 12.
  • the fixed barrel 11 is a metal cylinder about 3 cm long attached to the underside of the transverse plate 4.
  • the longitudinal axis of this barrel is strictly perpendicular to the major axis of the transverse plate 4 and lies exactly in the middle of the distance separating the central axis of each cylindrical pivot 5, 6. It is pierced by a longitudinal slot 17, downwardly whose width is insufficient to allow the movable barrel 46 to pass but sufficient to pass the sighting rod 12.
  • the movable barrel 46 is a cylinder 5 to 6 cm long whose outside diameter is adjusted to slide tightly but freely in the fixed barrel 11.
  • the viewing rod 12 is a rod of about 20 cm which slides in the movable barrel 16. It is pierced with several small holes 18 allowing the introduction of small metal pins for securing the guide rod to the femur after its orientation according to the mechanical axis sought was determined.
  • the knee is approached according to the usual technique.
  • the sterile vice 2 is put in place which is fixed over the surgical drapes (reinforcing them if necessary at the point of attachment by a small plastic self-adhesive field).
  • the position of the vice 2 is adjusted in such a way that the horizontal bar 1 overhangs the knee G of the patient approximately 15 cm cranially (in the direction of the head) with respect to the articular spacing (horizontal plane) (FIG. 13) and 5 to 6 cm above the knee in the vertical plane. (fig 14)
  • the knee is brought below one of the two cylindrical pivots 30 of the transverse bar 4 and the threaded spindle 35 is introduced (to the motor) perpendicularly into the knee G thanks to the spindle holder 34 itself guided by the cylindrical pivot perpendicular to the horizontal plane of the movable arm 7 or 8.
  • the knee is then brought under the cylindrical pivot of the second movable arm 7 which at this moment is always completely free, which makes it easy to adjust its position in space.
  • the adjustment is correct when the pin holder 34 guided by the cylindrical pin 30 "found” the axis of the footprint, hexagonal p.e, of the threaded pin which allows at this time to extract it from the femur.
  • the aiming rod 12 is then introduced.
  • the viewfinder 11 indicates the orientation of the perpendicular passing through the middle of the line segment joining the two determined points F F2, thus indicating in an extremely precise way the direction of the center of the hip.
  • the femur is then moved until the center of the knee is exactly in alignment with the sighting rod 12 and the mechanical femoral axis M. has been materialized.
  • the rod 12 can then be fixed to the femur by means of small nails passing through the orifices 18 (FIG.20) provided along the rod (making sure that this rod remains parallel to the frontal plane).
  • the instrument 3 can then be removed in block upwards by simply loosening the fixing vice of the support
  • the stem determines a plane perpendicular to the frontal plane and containing the center of the femoral head.
  • the femoral distal cutting instruments will be oriented perpendicularly to this plane which will facilitate obtaining a cutting plane strictly perpendicular to the mechanical femoral axis. It will be understood, however, that the orientation in the sagittal plane remains to be estimated by an identical or complementary technique.
  • the figs. 21 to 25 schematically illustrate another embodiment of the invention.
  • the principle applied also consists in determining two points P1 P2 on the arc of pivoting circle of the lower limb in a plane parallel to the body.
  • the bisector of the angle formed by this arc passes through the center of rotation and returned to the knee, determines the desired axis which will allow a strictly perpendicular cut of the bone.
  • the instrument is designed in such a way that on either side of the knee there are two elongate and laterally adjustable plates 20, 20 'which are laterally adjustable on an L-shaped support 24 (FIG 25) fixed to a fixed reference system, such as the table or patient's pelvis, and slidable cranially and vertically for example through a vise fixed on the rail of the operating table.
  • a fixed reference system such as the table or patient's pelvis
  • These recesses constitute contact receptors with an almost spherical marker 23 integral with the knee.
  • the user of the instrument rotates the lower limb so that the fixed marker 23 integral with the knee abuts on each of the plates 20.
  • the exact position of P1 and P2 is determined by adjusting the position of the rider 21 of such so that the convex relief of the mark 23 coincides perfectly with the concave relief corresponding to the recess 22 of the jumper 21, which is then clamped on the plate 20 to preserve the memory of its spatial position.
  • the bisector of the circular arc thus determined may be materialized by a mechanical means such as a pentograph 25 provided with a rod 12 forming bisector and provided with 2 spherical sensor elements to accurately find the spatial position of the recesses 22 of the riders 21 .
  • a mechanical means such as a pentograph 25 provided with a rod 12 forming bisector and provided with 2 spherical sensor elements to accurately find the spatial position of the recesses 22 of the riders 21 .
  • FIGS. 27 to 42 describe in more detail an embodiment of the invention in the form of a hinged bar structure 140 and 150 and a sighting system 160.
  • the main axis of the patient's body is aligned with the main axis of the operating table 100 and that the operating table is strictly horizontal (or parallel to the ground) .
  • the vertical term means perpendicular to the operating table and therefore compared to the ground in this case.
  • Figure 27 illustrates the primary adjustment assembly 140 consisting of a vertical bar 110 and a vice 190 in isometric view.
  • This is a rigid bar 110 slidable along the vertical axis (perpendicular to the operating table or perpendicular to the ground considering the strictly horizontal operating table) in a vise 90 that can be adjusted the position of the support relative to the patient.
  • the vice 90 has a knob 91 which makes it possible to block the vertical translation of the bar 110 at a given position relative to the vice 90.
  • the vice 90 can translate horizontally with respect to the longitudinal rail 101.
  • the vise 90 has a knob 92 which makes it possible to block the horizontal translation of the vice 90 with respect to the table 100.
  • Figure 28 illustrates the same primary adjustment assembly 140 in side view.
  • the rigid bar 110 may be hollowed to reduce its weight and may be made of materials known for the production of surgical instruments, such as stainless steel but may also be made from carbon fiber, which allows to reconcile rigidity and lightness.
  • a guide 111 capable of pivoting freely around the Bar 110.
  • the guide 111 is characterized by a preferably cylindrical opening 113, whose major axis (alpha) is perpendicular to the rigid bar 110.
  • the opening 113 proposes a tenon 114.
  • a wheel 112 can simultaneously block the rotation of the guide 111 relative to the rigid bar 110 and to restrict the opening 113, which will be better understood when explaining the use of the instrument ( Figure 29).
  • FIG. 29 shows the operating principle of the wheel 112.
  • the guide 111 acts as a clamping flange and proposes two openings 115, 116.
  • the spaces 115, 116 close and block thus the degrees of freedom provided by the guide 111.
  • Figure 30 illustrates the secondary adjustment assembly 150 consisting of two rigid bars 120 and 130 and an angular return 170 in isometric view.
  • the bar 120 is of compatible section with the opening 113 of the guide 111.
  • On a major part of the bar 120 is a slot opening 121 at one end of dimension compatible with the post 114.
  • the set of secondary adjustment 150 is aligned with the opening 113 of the guide 111.
  • the rotation of the secondary adjustment set 150 relative to the major axis (alpha) of the guide 111 is limited by the pin 114 relative to the At the opposite end of the opening slot, the bar 120 is connected to an angular return 170 which makes it possible to change the orientation of the final adjustment bar 130 from the frontal plane to the sagittal plane and reciprocally according to the work plan. decided.
  • the angular return 170 includes a drilling guide 132.
  • the final adjustment bar 130 can pivot about the axis of revolution (Beta) of the drilling guide 132.
  • a wheel 133 makes it possible to block the rotation of the final adjustment bar 130 relative to the adjustment bar 120.
  • the final adjustment bar 130 integrates a second guide 131 of similar dimensions to the guide 132.
  • the axis of revolution (gamma) of the drilling guide 131 is parallel to the axis of revolution (Beta) of the drilling guide 132.
  • a locating pin 134 is integrally fixed to the final adjustment bar 130 and lies exactly in the middle of the segment which separates the axes of revolution (Beta, Gamma of the guides 131, 132 .
  • Figure 31 shows the vertical section (CV) passing through the center of the final adjustment bar 130 along its longitudinal axis.
  • Each end of the final adjustment bar 130 is provided with a piercing guide 131, 132 in the form of a hollow cylindrical pivot with a height of at least 20 mm.
  • FIG. 32 shows a vertical section identical to FIG. 31.
  • the internal orifice 135a, 135b of the drilling guides 131, 132 serves as a guide for the insertion of the end piece 181, with a cylindrical bearing surface 182, carrying the threaded spindle 180 which will be introduced into the knee as a marker. It is understood that the diameter of the cylindrical surface 182 of the pin holder 181 is compatible with the diameter of the inner orifice 135a, 135b of the drilling guides 131, 132.
  • the outer diameter of the scope Cylinder 182 of the spindle gate 181 is slightly undersized with respect to the diameter of the inner hole 135a, 135b of the piercing guides 131, 132, but close enough for the piercing guides 131, 132 to provide adequate guiding of the spindle gate. 182.
  • the threaded spindle 180 is introduced into the knee through the piercing guide 132, its implantation axis coincides with the axis Beta of the piercing guide 132.
  • Fig. 33 shows the aiming block 160 in isometric view.
  • the aiming block 160 of parallelepipedal shape has a first slot 165 opening on both sides inverted U-shaped when the block is ready to be assembled on the final adjustment rod 130 and a second slot 164 opening on both sides in form of U and perpendicular to the first slot 165.
  • the second slot 164 defines an Omega plane of symmetry, which on both sides and at equal distance is two internal openings 161, 162 of similar diameter and calibrated to receive a spindle (not shown)
  • the internal outlets 161, 162 are at a constant distance from the first slot 165, this means that a plane created by the axes of revolution of the two internal orifices would be parallel to the first slot 165.
  • the first slot 165 and the second 164 are of sufficient length to open freely into one another.
  • a cylindrical pin 163 of sufficient length to be aligned with the center of the knee of the patient.
  • FIG. 34 shows the vertical section (CV) passing through the center of the final adjustment bar 130 along its longitudinal axis and explains the positioning of the aiming block with respect to the final adjustment bar 130.
  • the block 160 is positioned relative to the final adjustment bar 130 by matching the first slot 165 with the final adjustment bar 130 and aligning the opening created by the intersection of the slots 64, 65 with the nipple. location 134.
  • the dimensions of the first slot 165 are calibrated with the diameter of the final adjustment bar 130 to allow the sliding of the guide 160 tightly relative to the final adjustment bar 130, thus the plane of symmetry (omega of the second slot is strictly perpendicular to the final adjustment bar 130.
  • the diameter of the locating pin 34 is calibrated to correspond with the opening created by the intersection of the slots 164, 165, therefore no parasitic translation of the aiming block 160 along the main axis of the final adjustment bar 130 is possible and therefore the plane of symmetry (Omega) of the second slot 164 is at exact middle of the segment that separates the axes of revolution (Beta, Gamma) of the drilling guides 131, 132.
  • Figure 35 shows the establishment of an alignment bar 168 along the second slot 164.
  • the diameter of the alignment bar 168 is calibrated with the second slot 164 and thus the main axis of the alignment bar 168 belongs to the Omega plane of the second slot 164.
  • Figure 36 explains the change of configuration of the instrument for the passage of the search from the center of the femoral head in the frontal plane to the sagittal plane.
  • a locking screw 171 which allows the angular return 170 to be tightened with the end of the adjustment bar 120.
  • the unscrewing of the locking screw around its axis of rotation (Teta) makes it possible to pivot the angular return 170 and the final adjustment bar 130 relative to the adjustment bar 120 and thus to switch the plane defined by the axes of revolution (Beta, Gamma) perpendicular to the patient's frontal plane (represented by the XY plane) perpendicular to the sagittal plane of the patient (represented by the XZ plane).
  • Beta, Gamma perpendicular to the patient's frontal plane
  • XY plane perpendicular to the sagittal plane of the patient
  • FIG. 37 explains the settings available for adjusting the primary setting set 140 and the secondary setting set 150 in a repository linked to the operation table 100: -
  • the vise 90 can translate along the main axis of the table 100: Tx
  • the rigid bar can translate perpendicular to the vice 90: Tz -
  • the secondary setting set 150 can translate relative to the rigid bar 110 along the opening 113 of the guide 111: Talpha.
  • the secondary set of adjustment 150 can rotate around the rigid bar 110: Rz -
  • the final adjustment bar 130 can rotate about the axis of revolution (Beta) of the drill guide 132: Rbeta.
  • stop systems modeled here by clamping wheels 92, 91, 112, 133, prevent the bar system 110, 120, 130 and the vise 90 from separating.
  • the instrument is used for a search of the center of the femoral head in the frontal plane, thus the plane defined by the axes of revolution (Beta, Gamma) is perpendicular to the frontal plane (represented by the plane XY).
  • Figure 38 shows that the adjustments available in the sagittal plane are identical to those available in the frontal plane, with the difference that the plane defined by the axes of revolution (Beta, Gamma) is perpendicular to the sagittal plane of the patient (represented by the XZ plane).
  • Figures 13, 20, 39-42 explain the technique of use of the instrument:
  • the knee After placing the sterile fields, the knee is approached according to the usual surgical technique.
  • the sterile vice 90 is put in place which is fixed to the rail 101 of the operating table 100 over the surgical drapes (reinforcing them if necessary at the point of attachment by a small field self-adhesive plastic).
  • the position of the vice 90, the rigid bar 10 and the adjustment bar 120 are adjusted in such a way that the final adjustment bar 130 (considering the instrument configured for a search of the center of the femoral head in the frontal plane) overhangs the patient's knee G approximately 15 cm cranially (towards the head) with respect to the joint space in the horizontal plane (see Figure 13) and about 5 cm above the knee in the vertical plane (see Figure 14).
  • the knobs 92, 91, 112, 133 are loosened and thus the vice 90 can freely translate along the rail 101 of the operating table 100, the rigid bar 110 can translate vertically, the secondary set of adjustment 150 can translate along the main axis (alpha) of the opening 113 of the guide 111, the secondary adjustment set 150 can pivot around the rigid bar 110 and finally the final adjustment bar 130 can pivot about the axis of revolution (Beta) of the first piercing guide 132.
  • the surgeon uses these settings to obtain the desired position of the final adjustment bar 130 as explained above and tighten the knobs 92, 91, 112 to lock the settings.
  • the knee is brought below the first piercing guide
  • the adjustment is correct when the cylindrical bearing 182 of the spindle holder 81 "finds" the axis of the threaded spindle previously introduced into the knee G, which allows at this time to extract it from the knee G.
  • the aiming block 160 is then put in place along the final adjustment bar 130 and centered with the locating pin 134.
  • the alignment rod 168 can also be put into place in the second slot 164 of the aiming block 160.
  • the plane of symmetry (Omega) of the second slot 164 which includes the axis of revolution of the tenon cylindrical 163 of the aiming block 160 and that of the axis of the alignment bar 168 indicates the orientation of the perpendicular passing through the exact middle of the segment which separates the axes of revolution (Beta, Gamma) of the drill guides 131 , 132, thus indicating extremely precisely the direction of the center of the femoral head (O).
  • the two pins 161, 162 define a plane perpendicular to the mechanical femoral axis (3x).
  • FIG. 42 it is illustrated that the center of the femoral head (0) belongs to the plane of symmetry (Omega) of the second slot 64.
  • the surgeon can loosen the thumbwheel 171 of the joint extension 170.
  • the unscrewing of the locking screw 71 around its axis of rotation makes it possible to pivot the angular return 170 and the final adjustment bar 130 relative to the 120 and thus tilting the plane defined by the axes of revolution (Beta, Gamma) perpendicular to the patient's frontal plane perpendicular to the sagittal plane of the patient, which makes him allows to determine the center of the femoral head in the sagittal plane according to a method similar to that explained for the determination of the center of the femoral head in the frontal plane.
  • the surgeon can loosen the wheel 91 of the vice 90 and vertically withdraw upward the set of bars 110, 120, 130 and the sighting guide 160 and the alignment bar 168.
  • Femoral distal cutting instruments oriented by the pins set during the determination of the center of the femoral head (0) will thus obtain a distal cut rigorously perpendicular to the femoral mechanical axis.
  • FIG. 43 discloses another embodiment that eliminates the need to attach a vice 90 to the rail 101 of the operating table 100.
  • This other embodiment is in the form of a holding vise 210 provided with lateral clips 211, 212 which are attached to the patient's pelvis or ribcage.
  • a known mechanism such as a worm
  • the lateral clamps 211, 212 can be clamped (that is to say move towards each other) and come to lock against the patient. So the holding vise 210 is entirely integral with the patient.
  • the holding vise 210 has a large plate 214 placed in contact with the operating table and the rigid bar 110 is perpendicular to this plate 114, the rigid bar 110 is vertical.
  • the articulated bar system 110, 120, 130 is similar to the previous version.
  • the adjustment system of the bars 110, 120, 130 between them is also similar to the previous version, with the only difference that the guide 111 can also translate vertically along the rigid bar 110.
  • hybrid solution consisting of lateral vices strapping on both sides of the table from enclosing the patient.
  • Fig. 44 schematically illustrates the principle for another embodiment, using a pantograph assembly consisting of four articulated arms arranged lozenge two opposite peaks 51, 52 are axes in which can freely slide the sighting rod 53.
  • An alternative for the pantograph arrangement is illustrated in FIG. 26.
  • One of the vertices 58 of the rhombic assembly is pivotally attached to an arm 57 itself fixed, possibly pivotally, to an element of the operating table 55.
  • a rod 53 connecting two opposing vertices will always pass perpendicularly to the middle of the line segment (diagonal) connecting the two other vertices (58, 59), blocked after identification in F1 and F2, of the quadrilateral.
  • the blocking of the axis at Fl level is sufficient to freeze the orientation of the rod 53.
  • This arm comprises first marking means 61.
  • the second marking means 62 is fixed on a telescopic bar 63 which can at least partially retract and be immobilized in the arm 60.
  • An element 65 for example of the slider type, with the aiming device can slide on the bar 63 and be brought to the center of the two locating means 61, 62, themselves immobilized after the detection of points Fl- and F2 of the same point of the knee in position P1 and P2.

Abstract

L'invention concerne un appareil pour la détermination d'un plan contenant l'axe mécanique du fémur comprenant un dispositif dans lequel on prévoit un moyen mécanique d'éléments articulés et/ou coulissants (110, 120, 130) pour la détermination et la mémorisation de deux positions dans l'espace (Fl et F2) d'un même point quelconque (F) du genou lorsque celui-ci se trouve en position Pl et P2, par rapport à un référentiel. Ces positions sont obtenues par pivotement du membre inférieur depuis la position Pl à la position P2, autour du centre de la tête fémorale. L'orientation d'un plan oméga perpendiculaire au plan frontal ou sagittal contenant le centre de la tête fémorale (O) et le centre du genou peut être matérialisée par une tige (168) contenue dans ce plan, tige fixée perpendiculairement et au milieu d'un bras (130) comportant aux extrémités deux moyens de repérage (131, 132) des points Fl et F2.

Description

Instrument de visée pour la détermination de l'axe mécanique du fémur
La présente invention concerne notamment un appareil et un procédé pour aider à déterminer ou estimer 1 ' orientation de l'axe mécanique du fémur.
Il est en effet bien connu qu'une prothèse de genou doit être placée perpendiculairement à l'axe mécanique du membre inférieur. Cet axe passe par le centre de rotation de la hanche, le centre du genou et le centre de la cheville. Une arthroplastie du genou exige donc la réalisation de coupes osseuses au niveau de la partie distale du fémur avec une orientation la plus précise possible.
ART ANTERIEUR
La méthode classique pour réaliser cet objectif consiste à mesurer sur une grande radiographie préopératoire du membre inférieur l'angle (alpha) entre l'axe diaphysaire (a) du fémur (réel) et l'axe mécanique (M) (virtuel). Lors de l'intervention, on utilise l'axe diaphysaire fémoral pour y introduire une tige guide permettant d'enfiler les instruments de coupe avec un angle égal à l'angle alpha mesuré sur la radiographie préopératoire. Plus récemment, la navigation informatique a permis de modéliser le fémur opéré et de visualiser virtuellement son axe mécanique de manière à ajuster le placement de la prothèse selon un plan aussi proche que possible du plan perpendiculaire à cet axe.
La première méthode, traditionnellement utilisée depuis de nombreuses années manque malheureusement de précision. En effet, il peut y avoir des erreurs de mesure d'angle sur le cliché préopératoire (erreurs de rotation etc.). Il peut y avoir également plusieurs degrés d'imprécision lors de l'introduction de la tige métallique dans la diaphyse fémorale pour peu que cette diaphyse soit relativement large et autorise une certaine liberté au trajet de la tige. Il n'est donc pas rare de constater sur les clichés postopératoires qu'une prothèse a été placée avec plus de trois degrés d'écart par rapport à l'axe idéal. En outre, l'introduction de la tige dans la diaphyse fémorale n'est pas sans inconvénient puisqu'elle détruit dans une certaine mesure la moelle osseuse diaphysaire et que des embolies graisseuses ont été décrites en postopératoire possiblement liée à l'introduction de cette tige.
La deuxième méthode de navigation informatique parait plus précise et les études d'efficacité de cette méthode démontrent clairement qu'elle permet d'obtenir une réduction significative du degré d'erreur de positionnement de la prothèse par rapport à l'axe mécanique.
Cependant, cette méthode nécessite d'une part le déploiement de moyens techniques sophistiqués et coûteux et d'autre part, la mise en oeuvre de cette méthode entraîne généralement une augmentation du temps opératoire généralement évaluée entre 20 et 30 minutes. De manière plus spécifique, l'art antérieur peut être représenté notamment par les documents suivants :
- FR 2 829 376 Bergue Bertrand
- US 5 690 638 Dance et al
- WO 2004/041097 Aesculap AG & Co. KG
- WO 02/47559 Aesculap AG & Co. KG
- EP 1 421 042 Zimmer Technology, Inc.
- EP 0 839 501 Osteonics Corp
- EP 0 677 274 Osteonics Corp
La présente invention permet de connaître de façon simple rapide et peu coûteuse la localisation exacte de l'axe mécanique par rapport au genou et par conséquent d'ajuster avec une grande précision le positionnement de la prothèse par rapport à cet axe. Elle permet par ailleurs d'éviter de devoir placer une tige métallique à l'intérieur de la cavité médullaire fémorale.
EXPOSE GENERAL DE L'INVENTION
Selon l'invention on propose de manière générale un appareil pour aider à la détermination de l'axe mécanique du fémur ou de la direction du centre de la tête fémorale par rapport au centre du genou. Selon un premier aspect de l'invention, on propose un appareil pour la détermination d'un plan contenant l'axe mécanique du fémur comprenant :
- un moyen mécanique d'éléments articulés et/ou coulissants pour la détermination et la mémorisation de deux positions dans l'espace (Fl et F2) d'un même point quelconque (F) du genou lorsque celui-ci se trouve en position Pl et P2, par rapport à un référentiel, les dites positions étant obtenues par pivotement du membre inférieur depuis la position Pl à la position P2, autour du centre de la tête fémorale,
- un moyen pour matérialiser l'orientation d'un plan
(oméga) passant par le milieu du segment de droite défini par les deux dites positions Fl et F2, perpendiculairement à ce segment et contenant le centre de la tête fémorale.
Selon un autre aspect de l'invention, on prévoit pour la mémorisation des points Fl et F2 un moyen d'immobilisation mécanique d'une barre articulée supportée par un dispositif à au moins trois degrés de liberté, dont au moins un degré de liberté en rotation, et comportant au moins deux moyens de repérage dudit point quelconque du genou dans les deux positions Fl et F2.
De préférence un des degrés de liberté est constitué par un axe de rotation vertical ou horizontal, soit perpendiculaire au plan frontal ou sagittal.
Les moyens de repérage peuvent être des éléments cylindriques, par exemple creux, aptes à se positionner avec précision au dessus d'un repère fixé au point F du genou. Ces moyens de repérage peuvent être des guides de perçage pour insérer ou enlever une broche servant de repère.
Outre une broche, d'autres types de repère peuvent être proposés par exemple par marquage au laser ou par utilisation d'un crayon ou marqueur chirurgical.
Le moyen pour matérialiser l'orientation est de préférence un moyen mécanique permettant d'orienter une tige au milieu de, et perpendiculairement, au segment de droite séparant les deux dits moyens de repérage.
On peut également avantageusement prévoir un moyen permettant de désolidariser ladite tige pour, par exemple, la reporter et la fixer sur le fémur.
L'appareil peut être conçu pour permettre ledit pivotement dans un plan frontal, dans un plan sagittal ou de préférence dans les deux plans.
L'appareil est fixé à un référentiel qui peut être par exemple une table d'opération ou le bassin du patient, par exemple au niveau de l'os iliaque, plus particulièrement de la crête iliaque.
Selon un autre aspect de l'invention, on propose un appareil pour la détermination de la direction du centre (Ct) de la tête fémorale par rapport au centre du genou (Cg) , comprenant :
- un moyen mécanique de barres articulées comprenant un bras dont deux points (El, E2) peuvent être librement immobilisés chacun en une position relative fixe et constante respectivement à deux positions dans l'espace (Fl et F2) d'un même point quelconque (F) du genou lorsque celui-ci se trouve en deux positions différentes (Pl et P2) dans le plan frontal ou sagittal,
- un moyen pour matérialiser la direction d'une droite perpendiculaire au milieu dudit bras , ladite droite étant parallèle ou contenu au plan (P) frontal.
L'invention concerne également une méthode de détermination de l'axe mécanique du membre inférieur comportant les étapes suivantes
- détermination et mémorisation par un moyen mécanique de barres articulées de deux positions (Fl, F2) d'un même point (F) quelconque du genou, par rapport à une table d'opération ou le bassin du patient, les dites positions étant obtenues par pivotement du membre strictement dans le plan frontal ou sagittal, autour du centre de la hanche
- orientation d'une tige au milieu et perpendiculairement à la droite séparant les deux dites positions (Fl, F2) ,
- alignement de la tige avec le centre du genou.
Selon un aspect de l'invention, la méthode est caractérisée en ce que le moyen mécanique de barres articulées consiste en un quadrilatère solidaire de la table d'opération dont un des côtés est, après réglage, rigidement fixé par rapport à celle-ci et le côté opposé présente une longueur égale à la distance séparant les points Fl et F2 à déterminer, les extrémités du côté et les deux autres côtés étant articulés autour de deux axes creux.
On comprendra que d'autres variantes sont possibles, pour agencer des articulations et coulissements pour aboutir à un résultat similaire.
Ainsi selon encore une autre variante, un système à quatre tiges articulées formant un parralélogramme, du type pantographe, peut être avantageusement utilisé. Un des sommets du parallélogramme, solidaire d'une structure de support à la table d'opération ou au bassin du patient, est immobilisé par rapport au référentiel choisi et détermine, à l'aide d'un moyen de repérage, le point Fl à la position Pl du genou. Le sommet opposé peut être librement amené par étirement face à la position P2 pour déterminer F2 par un deuxième moyen de repérage. Une tige mécaniquement solidarisée et passant par les deux autres sommets indiquera la direction du centre de la tête fémorale. Dans ce système on ne doit plus ajuster la position du membre inférieur à la position imposée par l'instrument. C'est au contraire l'instrument qui va chercher la position de F2 par déplacement d'un sommet du pantographe jusqu'à ce qu'il coincide avec la position dans l'espace occupée par le repère osseux. Selon encore une autre variante, on peut concevoir une barre, sous la forme d'un bras, de préférence une barre graduée, fixe, perpendiculaire ou non à l'axe de la table d'opération, ou pivotante, comprenant un curseur muni d'un moyen de repérage, qui est actionné pour coulisser à l'extrémité du bras et déterminer le point F2 en position P2 du genou. Le curseur se déplace le long d'une section d'extrémité distale du bras comportant de préférence une fente laissant passer le moyen de repérage. Le second moyen de repérage est fixé sur la barre pour déterminer le point Fl en position Pl, au niveau ou non du pivot éventuel. Un deuxième curseur peut coulisser sur la barre et être amenée au centre des deux moyens de repérage immobilisés de manière connue après la détection de Fl et F2. En appliquant le même principe on peut faire appel à un système de barres télescopiques, la barre coulissante comprenant à son extrémité le moyen de repérage pour déterminer F2.
LISTE DES FIGURES
L'invention sera davantage comprise à la lecture de la description qui suit, à titre d'exemple uniquement, en se référant aux dessins en annexe dans lesquels :
- la fig. 1 illustre de manière générale l'axe mécanique du membre inférieur, - les figs. 2 à 6 décrivent le principe géométrique à la base de l'invention
- la fig. 7 décrit le support fixe d'un appareil selon 1 ' invention
- la fig. 8 décrit la partie mobile formant le système de visée
- la fig. 9 montre du dessus un ensemble de l'appareil montré
- la fig. 10 est une coupe verticale illustrant un bras avec un axe creux - la fig. 11 est une coupe de l'axe avec un tube porte broche traversant la partie creuse
- la fig. 12 décrit le support formant canon de visée fixe et mobile
- les figs. 13 à 14 décrivent le positionnement de l'appareil par rapport au' genou
- les figs. 15 à 19 décrivent les étapes d'utilisation de l'appareil selon l'invention
- la fig. 20 montre un fémur muni de la tige déterminant l'axe mécanique du membre inférieur - les figs. 21 à 26 décrivent un autre mode de réalisation de l'invention, actuellement moins préféré. Les figs 27 à 42 décrivent le mode de réalisation actuellement préféré de l'invention, dans lesquels
- la fig. 27 illustre en perspective un premier ensemble d'éléments articulés fixé à un une table d'opération
- la fig. 28 illustre le même ensemble en vue latérale
- la fig. 29 illustre en détail une molette de cet ensemble
- la fig. 30 illustre en perspective un deuxième ensemble d'éléments articulés destiné à coopérer avec le premier ensemble - la fig. 31 est une coupe verticale passant par le centre d'une barre de réglage final du second ensemble
- la fig. 32 illustre un embout et une broche filetée coopérant avec un guide prévu dans ladite barre de réglage final
- la fig. 33 illustre un bloc de visée fixé sur ladite barre de réglage final
- la fig. 34 est une coupe explicitant davantage la fig. 33
- la fig. 35 montre la mise en place d'une tige ou barre d'alignement coopérant avec le système de visée
- la fig. 36 explique le changement de • configuration de l'instrument permettant de passer d'une mesure dans le plan frontal à une mesure dans le plan sagittal,
- la fig. 37 est une vue d'ensemble des deux ensembles d'éléments articulés couplés fonctionnellement avec les différents degrés de liberté indiqués,
- la fig. 38 est une vue correspondante pour les réglages dans le plan sagittal,
- les figs . 39 à 42 illustrent la technique d'utilisation de l'instrument,
- la fig. 43 concerne une variante du mode de réalisation préféré dans laquelle le référentiel est le bassin du patient et non plus la table d'opération,
- la fig. 44 illustre de manière schématique une variante de l'invention particulièrement avantageuse faisant appel à un quadrilatère articulé du type pantographe
- la fig. 45 illustre également de manière schématique encore une autre variante de l'invention faisant appel à un organe télescopique. DISCUSSION DES FIGURES
Les figs. 2 à 6 expliquent le principe géométrique à la base de l'invention.
La perpendiculaire abaissée au milieu du segment de droite joignant deux points quelconques d'un cercle géométrique passe par le centre de ce cercle 0 (Fig 2) .
Par exemple, la droite perpendiculaire "a" abaissée au milieu de AB passe par le centre 0 du cercle auquel appartiennent les points A et B. La perpendiculaire "b" abaissée au milieu de la droite joignant deux autres points quelconques (C et D) du même cercle passe également par le centre O
Lorsque le fémur pivote dans le plan frontal de la position 1 (Pl) à la position 2 (P2), tout point appartenant au fémur tourne autour de son centre de rotation CRF qui passe par le centre de la hanche (Fig 3) .
Si l'on marque un point quelconque du fémur , par exemple F, et que l'on garde en "mémoire" la position dans l'espace de F lorsque le fémur est en position 1, on a identifié la position spatiale de F en Pl, soit Fl. On peut ensuite repérer la position du même point F du genou lorsque le fémur est en position 2 et identifier la localisation spatiale de F en P2 soit F2. La perpendiculaire passant par le milieu de la droite joignant Fl et F2 dans un plan contenant le centre de la tête fémorale (plan frontal) passe par définition par le centre de la hanche CRF (fig. 5) .
Enfin, si l'on amène le fémur dans une position telle que cette perpendiculaire passe par le centre du genou Cg, on a déterminé l'orientation de l'axe mécanique du fémur qui par définition est la droite joignant le centre de la hanche au milieu du genou (fig. 6) .
Les figures 7 à 9 décrivent un mode particulier de réalisation de l'invention sous la forme d'une structure de barres articulées formant quadrilatère, composé d'une partie fixe (support fixe, figs. 7a et 7b) et d'une partie mobile (fig. 8) ou système de visée.
Les figures 7a et 7b illustrent le profilé de la partie fixe vu respectivement d'en haut et latéralement .
Il s'agit d'une barre rigide en forme de L comprenant un segment vertical 16 et un segment horizontal 1. Le segment vertical 16 passe dans un étau 2 qui permet de régler la position du support par rapport au malade. L 'étau 2 coulisse sur un rail métallique (non illustré) fixé le long de toute table d'opération. Ce dispositif permet de régler la position de la barre en L , d'une part horizontalement en direction de la tête ou des pieds du malade selon l'axe longitudinal de la table d'opération et , d'autre part, verticalement en direction du plafond ou du sol de la salle d' opération.
La barre horizontale 1 est fendue sur' toute sa longueur afin de permettre l'introduction et le coulissement des boulons 15 de fixation du système de visée (figs. 9, 10) articulé .
La partie mobile ou système de visée (fig. 8) comprend deux bras mobiles 7, 8 et une plaque transversale 4 qui porte l'organe de visée proprement dit , qui se compose' du canon ou support fixe 11 et du canon mobile 46 .
Les bras mobiles 7 et 8 (fig 8) se composent chacune d'une plaque métallique d'environ 15 cm de long sur 25 mm de large et deux à 3 mm d'épaisseur. Chaque bras est percé d'une fente 14 longitudinale de 8 à 10 cm de long sur 5 à 6 mm de large (en fonction du calibre des boulons de fixation) destinée à permettre l'introduction et le coulissement du boulon 15 de fixation solidarisant le bras 7, 8 à la barre horizontale 1 du support fixe.
L'autre extrémité de la plaque est percée d'un orifice circulaire destiné à s'articuler avec le pivot cylindrique situé à chaque extrémité de la plaque transversale 4 , créant ainsi entre les deux éléments un mouvement rotatoire pur autour de l'axe 5 ou 6 passant par le centre du pivot cylindrique 30 (fig. 10) . La figure 9 montre une vue en plan de dessus du système de visée articulé avec la barre horizontale 1 du support fixe.
La figure 10 montre une coupe verticale passant par le centre du bras mobile ( 7 ou 8) selon son axe longitudinal.
La plaque transversale 4 (figs 8, 9, 10) se compose d'une plaque métallique d'environ 20 cm de long sur 25 mm de large et d'environ 3 mm d'épaisseur. Sur sa face inférieure est fixé le canon de visée 11 proprement dit déjà mentionné.
Chacune des extrémités supérieures de la plaque est munie d'un pivot cylindrique creux 30 de 2 à 3 cm de haut autour duquel s'articule le bras mobile 7, 8 par l'intermédiaire de l'orifice circulaire situé à son extrémité (fig. 10). Entre ces deux éléments se trouve une bague cylindrique d'écartement 31 coulissant autour de chaque pivot cylindrique de la plaque transversale et maintenant l'écartement entre le bras mobile et la plaque transversale. Cette bague 31 a pour effet d'abaisser le niveau de la plaque transversale 4 par rapport au bras mobile 7, 8 et à la barre horizontale 1 du support fixe de manière à ce que la tige de visée 12 de l'axe puisse passer librement en dessous d'elle.
Après articulation des éléments, un système d'arrêt (rivet 32 ou autre dispositif équivalent) fixé sur l'extrémité du pivot cylindrique 30 empêche les pièces de se désolidariser tout en permettant le mouvement rotatoire de l'une par rapport à l'autre.
L'orifice intérieur du pivot cylindrique 30 sert de guide à l'introduction du tube cylindrique 34 portant la broche filetée 35 qui sera introduite dans le genou (fig. 11) au point F. Le diamètre intérieur du pivot cylindrique de la plaque sera donc très légèrement supérieur au diamètre extérieur du porte-broche.
La figure 12 montre une vue du desous de la plaque transversale avec son canon de visée. Celui ci comprend un canon fixe 11 dans lequel coulisse un canon mobile 46 qui guide la tige de visée 12.
Le canon fixe 11 est un cylindre métallique d'environ 3 cm de long fixé sur la face inférieure de la plaque transversale 4.
L'axe longitudinal de ce canon est strictement , perpendiculaire au grand axe de la plaque transversale 4 et se trouve exactement au milieu de la distance qui sépare l'axe central de chaque pivot cylindrique 5, 6. Il est percé d'une fente longitudinale 17, orientée vers le bas dont la largeur est insuffisante pour laisser passer le canon mobile 46 mais suffisante pour laisser passer la tige de visée 12.
Le canon mobile 46 est un cylindre de 5 à 6 cm de long dont le diamètre extérieur est ajusté pour coulisser étroitement mais librement dans le canon fixe 11. La tige de visée 12 est une tige d'environ 20 cm qui coulisse dans le canon mobile 16. Elle est percée de plusieurs petits orifices 18 permettant l'introduction de petites broches métalliques destinées à fixer la tige guide au fémur après que son orientation selon l'axe mécanique recherché ait été déterminée .
Son diamètre étant inférieur à la largeur de la fente 17 pratiquée dans le canon fixe 11, il suffit pour la dégager d'enlever le canon mobile 46 par coulissement et tout l'appareil peut alors être ôté en bloc vers le haut en déserrant l'étau de- fixation 2.
Technique d'utilisation de l'instrument
Le patient est installé classiquement en décubitus dorsal. On s'assurera que le rail de fixation des accessoires de table d'opération est suffisamment saillant pour être palpé à travers les champs stériles après leur mise en place. Dans le cas contraire un segment de rail intermédiaire supplémentaire peut être fixé sur le rail original de manière à ce que cette pièce soit facilement palpée lorsque les champs opératoires auront été mis en place, afin d'y fixer facilement l'étau stérile portant le support fixe de 1 ' instrument .
Après mise en place des champs stériles, le genou est abordé selon la technique habituelle. L'articulation étant exposée , on met en place l'étau stérile 2 qui se fixe par dessus les champs opératoires (en les renforçant si nécessaire à l'endroit de fixation par un petit champ plastique autocollant) .
La position de l'étau 2 est réglée de telle manière que la barre horizontale 1 surplombe le genou G du patient environ 15 cm cranialement (en direction de la tête) par rapport à l'interligne articulaire (plan horizontal) (fig 13) et 5 à 6 cm au-dessus du genou dans le plan vertical. (fig 14)
Au départ, les deux écrous papillons 15,15' (fig. 9) sont déserrés et les bras mobiles 7, 8 sont donc essentiellement libre en pivotement et translation.
Le genou est amené en dessous d'un des deux pivots cylindriques 30 de la barre transversale 4 et la broche filetée 35 est introduite (au moteur) perpendiculairement dans le genou G grâce au porte broche 34 lui-même guidé par le pivot cylindrique perpendiculairement au plan horizontal du bras mobile 7 ou 8.
Le choix du site d'insertion de la broche filetée est tout à fait aléatoire mais une fois la localisation choisie, 11 faut impérativement garder la "mémoire" de cette localisation.
Il suffit pour cela de serrer l'écrou papillon 15 du bras mobile 14 ayant servi à l'introduction de la broche 35 avant de retirer le porte broche 34. Le serrage de cet écrou supprime en effet toute liberté de mouvement du bras 8 dans l'espace ce qui fige en quelque sorte sa position relative par rapport à Fl et donc fige la position Fl dans l'espace occupée par la broche sur l'arc de cercle lorsque le genou se trouve en position Pl.
On amène alors le genou sous le pivot cylindrique du deuxième bras mobile 7 qui à ce moment est toujours entièrement libre ce qui permet d'ajuster aisément sa position dans l'espace.
L'ajustement est correct lorsque le porte broche 34 guidé par le pivot cylindrique 30 "retrouve" l'axe de l'empreinte, p.e. hexagonale, de la broche filetée ce qui permet à ce moment de l'extraire du fémur.
Avant le retrait du porte broche, il est impératif de serrer le deuxième écrou papillon 15' de manière à conserver la "mémoire" de la localisation de la broche en position 2 du genou (=F2) . La localisation dans l'espace du deuxième point appartenant à l'arc de cercle décrit par la broche lorsque le genou est en position P2 (=F2) est ainsi déterminée .
La tige de visée 12 est alors introduite.
Par construction, le viseur 11 indique l'orientation de la perpendiculaire passant par le milieu du segment de droite joignant les deux points Fl F2 déterminés , indiquant ainsi de façon extrêmement précise la direction du centre de la hanche.
On déplace ensuite le fémur jusqu'à ce que le centre du genou se place exactement dans l'alignement de la tige 12 de visée et on a ainsi matérialisé l'axe mécanique fémoral M.
On peut alors fixer la tige 12 au fémur au moyen de petits clous passant par les orifices 18 (fig. 20) prévus le long de la tige (en s' assurant que cette tige reste parallèle au plan frontal) .
En enlevant le canon mobile 46 on permet à la tige de s'échapper par la fente longitudinale du canon fixe.
L'instrument 3 peut alors être ôté en bloc vers le haut en déserrant simplement l'étau de fixation du support
La tige détermine un plan perpendiculaire au plan frontal et contenant le centre de la tête fémorale. Les instruments de coupe distale fémorale seront orientés perpendiculairement à ce plan ce qui facilitera l'obtention d'un plan de coupe rigoureusement perpendiculaire à l'axe mécanique fémoral. On comprendra cependant que l'orientation dans le plan sagittal reste à être estimé par une technique identique ou complémentaire.
Les figs. 21 à 25 illustrent schématiquement un autre mode de réalisation de l'invention. Le principe appliqué consiste également à déterminer deux points Pl P2 sur l'arc de cercle de pivotement du membre inférieur dans un plan parallèle au corps. La bissectrice de l'angle formé par cet arc de cercle passe par le centre de rotation et ramenée au genou, détermine l'axe recherché qui va permettre une coupe rigoureusement perpendiculaire de l'os.
L'instrument est conçu de telle façon que de part et d'autre du genou se trouve deux plaques 20, 20' parallèles allongées et réglables latéralement sur un support 24 en L (fig. 25) fixé à un référentiel fixe, tel la table d'opération ou le bassin du patient, et pouvant coulisser cranialement et verticalement par exemple par l'intermédiaire d'un étau fixé sur le rail de la table d'opération. Sur ces plaques fixes coulissent un organe cavalier 21, 21' comportant un évidement 22, 22' hémisphérique se faisant face. Ces évidements constituent des récepteurs de contact avec un repère 23 quasi sphérique et solidaire du genou.
L'utilisateur de l'instrument fait pivoter le membre inférieur de façon à ce que le repère fixe 23 solidaire du genou vienne buter sur chacune des plaques 20. La position exacte de Pl et P2 est déterminée en ajustant la position du cavalier 21 de telle sorte que le relief convexe du repère 23 coincide parfaitement avec le relief concave correspondant à l' évidement 22 du cavalier 21, lequel est alors serré sur la plaque 20 pour conserver la mémoire de sa position spatiale.
La bissectrice de l'arc de cercle ainsi déterminé peut être matérialisé par un moyen mécanique tel un pentographe 25 muni d'une tige 12 formant bissectrice et muni de 2 éléments palpateurs sphériques permettant de retrouver avec exactitude la position spatiale des évidements 22 des cavaliers 21.
IL est bien entendu que diverses autres variantes existent pour orienter et immobiliser un bras ou un système articulé avec deux moyens de repérage aptes à s'aligner sur un repère du genou dans deux positions, et ainsi matérialiser, par exemple par une tige perpendiculaire fixée à distance égale desdits deux moyens de repérages, un plan passant par le centre de la tête fémorale.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE PREFERE DE REALISATION
Les figures 27 à 42 décrivent de manière plus détaillée un mode de réalisation de l'invention sous la forme d'une structure de barres articulées 140 et 150 et d'un système de visée 160.
Pour des raison de simplicité, il est considéré que l'axe principal du corps du patient est aligné avec l'axe principal de la table d'opération 100 et que la table d'opération est strictement horizontale (ou parallèle par rapport au sol) . Ainsi le terme vertical signifie perpendiculaire par rapport à la table d'opération et donc par rapport au sol dans le cas présent.
La figure 27 illustre l'ensemble de réglage primaire 140 constitué d'une barre verticale 110 et d'un étau 190 en vue isométrique. Il s'agit d'une barre rigide 110 pouvant coulisser selon l'axe vertical (perpendiculaire par rapport à la table d'opération ou perpendiculaire par rapport au sol considérant la table d'opération strictement horizontale) dans un étau 90 qui permet de régler la position du support par rapport au patient. L 'étau 90 dispose d'une molette 91 qui permet de bloquer la translation verticale de la barre 110 à une position déterminée par rapport à l'étau 90. Par ailleurs, l'étau 90 peut translater horizontalement par rapport au rail longitudinal 101 d'une table d'opération 100 destinée à recevoir le patient lors de l'intervention chirurgicale. L'étau 90 dispose d'une molette 92 qui permet de bloquer la translation horizontale de l'étau 90 par rapport à la table 100.
La figure 28 illustre le même ensemble de réglage primaire 140 en vue latérale. La barre rigide 110 peut-être creuse afin de diminuer son poids et peut-être fabriquée de matériaux connus pour la réalisation d'instruments chirurgicaux, tel que l'acier inoxydable mais peut aussi être réalisée à partir de fibre de carbone, ce qui permet de concilier rigidité et légèreté.
A l'extrémité supérieure de la barre rigide 110 se trouve un guide 111 capable de pivoter librement autour de la barre 110. Le guide 111 est caractérise par une ouverture 113 préférablement cylindrique, dont l'axe majeur (alpha) est perpendiculaire par rapport à la barre rigide 110. L'ouverture 113 propose un tenon 114. Une molette 112 permet de bloquer simultanément la rotation du guide 111 par rapport à la barre rigide 110 ainsi que de restreindre l'ouverture 113, ce qui sera mieux compris lors de l'explication de l'utilisation de l'instrument (Figure 29).
La figure 29 montre le principe de fonctionnent de la molette 112. Le guide 111 agit comme une bride de serrage et propose deux ouvertures 115, 116. Par l'action du vissage de la molette 112, les espaces 115, 116 se referment et bloquent ainsi les degrés de liberté fournis par le guide 111.
La figure 30 illustre l'ensemble de réglage secondaire 150 constitué de deux barres rigides 120 et 130 et d'un renvoi angulaire 170 en vue isométrique. La barre 120 est de section compatible avec l'ouverture 113 du guide 111. Sur une majeure partie de la barre 120 se trouve une fente débouchant 121 à une extrémité de dimension compatible avec le tenon 114. Lors de l'assemblage, le set de réglage secondaire 150 est aligné avec l'ouverture 113 du guide 111. La rotation du set de réglage secondaire 150 par rapport à l'axe majeur (alpha) du guide 111 est limité par le tenon 114 par rapport à la fente 121. A l'extrémité opposée de la fente débouchante, la barre 120 est reliée à un renvoi angulaire 170 qui permet de changer l'orientation de la barre de réglage final 130 du plan frontal au plan sagittal et réciproquement selon le plan de travail décidé.
Le renvoi angulaire 170 intègre un guide de perçage 132. La barre de réglage final 130 peut pivoter autour de l'axe de révolution (Beta) du guide de perçage 132. Une molette 133 permet de bloquer la rotation de la barre de réglage final 130 par rapport à la barre de réglage 120. A son extrémité opposée, la barre de réglage final 130 intègre un second guide 131 de dimensions similaires au guide 132. L'axe de révolution (gamma) du guide de perçage 131 est parallèle à l'axe de révolution (Bêta) du guide de perçage 132. Un téton de localisation 134 est fixé solidairement à la barre de réglage final 130 et se trouve exactement au milieu du segment qui sépare les axes de révolution (Bêta, Gamma des guides 131, 132.
La figure 31 montre la coupe verticale (cv) passant par le centre de la barre de réglage final 130 selon son axe longitudinal. Chacune des extrémités de la barre de réglage final 130 est munie d'un guide de perçage 131, 132 sous la forme d'un pivot cylindrique creux d'une hauteur d'au moins 20 mm.
La figure 32 montre une coupe verticale identique à la figure 31. L'orifice intérieur 135a, 135b des guides de perçage 131, 132 sert de guide à l'introduction de l'embout 181, à portée cylindrique 182, portant la broche filetée 180 qui sera introduite dans le genou comme repère. Il est compris que le diamètre de la portée cylindrique 182 du porte broche 181 est compatible avec le diamètre de l'orifice intérieur 135a, 135b des guides de perçage 131, 132. Par compatible, il doit être compris que le diamètre extérieur de la portée cylindrique 182 du porte broche 181 est légèrement sous-dimensionné par rapport au diamètre de l'orifice intérieur 135a, 135b des guides de perçage 131, 132, mais suffisamment proche pour que les guides de perçage 131, 132 offrent un guidage adéquat du porte broche 182. Par exemple lorsque la broche filetée 180 est introduite dans le genou à travers le guide de perçage 132, son axe d'implantation est confondu avec l'axe Beta du guide de perçage 132.
La figure 33 montre le bloc de visée 160 en vue isométrique. Selon un mode de réalisation, le bloc de visée 160 de forme parallélépipédique. dispose d'une première fente 165 débouchante de part et d'autre en forme de U inversée quand le bloc est prêt à être assemblé sur la tige de réglage final 130 et d'une seconde fente 164 débouchante de part et d'autre en forme de U et perpendiculaire à la première fente 165. La seconde fente 164 définie un plan de symétrie Oméga, dont de part et d'autre et à distance égale se trouve deux orifices internes débouchants 161, 162 de diamètre similaire et calibré pour recevoir une broche (non représentée) . Les orifices internes débouchants 161, 162 sont à une distance constante de la première fente 165, cela signifie qu'un plan crée par les axes de révolution des deux orifices internes serait parallèle à la première fente 165. La première fente 165 et la seconde 164 sont de longueur suffisante pour déboucher librement l'une dans l'autre. Finalement, au milieu de la face distale parallèle à la première fente 165 se trouve un tenon cylindrique 163 de longueur suffisante pour être aligné avec le centre du genou du patient.
La figure 34 montre la coupe verticale (cv) passant par le centre de la barre de réglage final 130 selon son axe longitudinal et explique le positionnement du bloc de visée par rapport à la barre de réglage finale 130. Il est désormais compris que le bloc de visée 160 se met en place par rapport à la barre de réglage finale 130 en faisant correspondre la fente première 165 avec la barre de réglage finale 130 et en alignant l'ouverture créée par l'intersection des fentes 64, 65 avec le téton de localisation 134. Les dimensions de la première fente 165 sont calibrées avec le diamètre de la barre de réglage final 130 pour permettre le glissement serré du guide 160 par rapport à la barre de réglage final 130, de ce fait le plan de symétrie (oméga de la seconde fente est strictement perpendiculaire .à la barre de réglage final 130. De plus, le diamètre du téton de localisation 34 est calibré pour correspondre avec l'ouverture créée par l'intersection des fentes 164, 165, de ce fait aucune translation parasite du bloc de visée 160 le long de l'axe principal de la barre de réglage final 130 n'est possible et donc le plan de symétrie (Oméga) de la seconde fente 164 se trouve au milieu exact du segment qui sépare les axes de révolution (Bêta, Gamma) des guides de perçage 131, 132.
La figure 35 montre la mise en place d'une barre d'alignement 168 le long de la seconde fente 164. Le diamètre de la barre d'alignement 168 est calibré avec la seconde fente 164 et de ce fait l'axe principal de la barre d'alignement 168 appartient au plan Oméga de la seconde fente 164.
La figure 36 explique le changement de configuration de l'instrument pour le passage de la recherche du centre de la tête fémorale dans le plan frontal au plan sagittal. Il existe une vis de blocage 171 qui permet le serrage du renvoi angulaire 170 avec l'extrémité de la barre de réglage 120. Le dévissage de la vis de blocage autour de son axe de rotation (Téta) permet de pivoter le renvoi angulaire 170 et la barre de réglage final 130 par rapport à la barre de réglage 120 et de ce fait de basculer le plan défini par les axes de révolution (Beta, Gamma) de perpendiculaire au plan frontal du patient (représenté par le plan XY) à perpendiculaire au plan sagittal du patient (représenté par le plan XZ) . Le passage d'un plan à l'autre obtenu, il suffit de revisser la vis de blocage 171.
La figure 37 explique les réglages disponibles pour ajuster le set de réglage primaire 140 et le set de réglage secondaire 150 dans un référentiel lié à la table d'opération 100 : - L'étau 90 peut translater le long de l'axe principal de la table 100 : Tx
- La barre rigide peut translater perpendiculairement par rapport à l'étau 90 : Tz - Le set de réglage secondaire 150 peut translater par rapport à la barre rigide 110 le long de l'ouverture 113 du guide 111 : Talpha.
- Le set de réglage secondaire 150 peut pivoter autour de la barre rigide 110 : Rz - La barre de réglage final 130 peut pivoter autour de l'axe de révolution (Beta) du guide de perçage 132 : Rbeta.
Après articulation des éléments, des systèmes d'arrêts, modélisés ici par des molettes de serrage 92, 91, 112, 133, empêchent le système de barres 110, 120, 130 et l'étau 90 de se désolidariser.
Dans le cas présent, l'instrument est utilisé pour une recherche du centre de la tête fémorale dans le plan frontal, de ce fait le plan défini par les axes de révolution (Beta, Gamma) est perpendiculaire au plan frontal (représenté par le plan XY) .
La figure 38 montre que les réglages disponibles dans le plan sagittal sont identiques à ceux disponibles dans le plan frontal, à la différence que le plan défini par les axes de révolution (Beta, Gamma) est perpendiculaire au plan sagittal du patient (représenté par le plan XZ) . Les figures 13, 20, 39-42 expliquent la technique d'utilisation de l'instrument :
Le patient est installé classiquement en décubitus dorsal. On s'assurera que le rail de fixation des accessoires de la table d'opération est suffisamment saillant pour être palpé a travers les champs stériles après leur mise en place. Dans le cas contraire un segment de rail intermédiaire supplémentaire peut-être fixe sur le rail original de manière à ce que cette pièce soit facilement palpée lorsque les champs opératoires auront été mis en place, afin d'y fixer facilement l'étau stérile 90 portant l'instrument.
Après mise en place des champs stériles, le genou est aborde selon la technique chirurgicale habituelle.
L'articulation étant exposée, on met en place l'étau stérile 90 qui se fixe au rail 101 de la table d'opération 100 par-dessus les champs opératoires (en les renforçant si nécessaire à l'endroit de fixation par un petit champ plastique autocollant) .
La position de l'étau 90, la barre rigide 10 et la barre de réglage 120 sont réglées de telle manière que la barre de réglage final 130 (considérant l'instrument configuré pour une recherche du centre de la tête fémorale dans le plan frontal) surplombe le genou G du patient d'environ 15 cm cranialement (en direction de la tête) par rapport à l'interligne articulaire dans le plan horizontal (voir figure 13) et d'environ 5 cm au-dessus du genou dans le plan vertical (voir figure 14) .
Au départ, les molettes 92, 91, 112, 133 sont desserrées et donc l ' étau 90 peut translater librement le long du rail 101 de la table d'opération 100, la barre rigide 110 peut translater verticalement, le set de réglage secondaire 150 peut translater le long de l'axe principal (alpha) de l'ouverture 113 du guide 111, le set de réglage secondaire 150 peut pivoter autour de la barre rigide 110 et finalement la barre de réglage final 130 peut pivoter autour de l'axe de révolution (Bêta) du premier guide de perçage 132. Le chirurgien utilise ces réglages pour obtenir la mise en position souhaitée de la barre de réglage finale 130 comme expliquée précédemment et serre les mollettes 92, 91, 112 pour bloquer les réglages .
Le genou est amené en dessous du premier guide de perçage
132 et la broche filetée 80 est introduite dans le genou G du patient le long de l'axe de révolution (Bê;ta) grâce au porte broche 181 guidé par sa portée cylindrique
180 le long de l'orifice interne 135b et perpendiculairement au plan défini par la table d'opération
100 (Figure 39) .
Le choix du site d'insertion de la broche filetée 180 est tout à fait aléatoire, mais une fois la localisation choisie, il faut impérativement garder " la mémoire " de cette localisation. E2006/000049
31
Le chirurgien pivote le membre inférieur du patient dans le plan frontal et amène le genou G sous le second guide 131, la barre de réglage final 130 étant toujours libre de pivoter autour de l'axe (Bêta) du premier guide de perçage 132, ce qui permet d'ajuster aisément sa position dans l'espace (Figure 39).
L'ajustement est correct lorsque la portée cylindrique 182 du porte-broche 81 " retrouve " l'axe de la broche filetée précédemment introduite dans le genou G, ce qui permet à ce moment de l'extraire du genou G.
Avant le retrait du porte broche 181, il est impératif de serrer la molette 133 de manière à conserver la "mémoire" de la localisation de la broche en position 2 du genou (=F2) . La localisation dans l'espace du deuxième point appartenant à l ' arc de cercle décrit par la broche lorsque le genou est en position P2 (=F2) est ainsi déterminée. Il est bien compris que le système de barres articulées est désormais complètement rigide par rapport à la table d' opération.
Le bloc de visée 160 est alors mis en place le long de la barre de réglage final 130 et centré avec le téton de localisation 134. La tige d'alignement 168 peut également être mise en place dans la seconde fente 164 du bloc de visée 160
Par construction, le plan de symétrie (Oméga) de la seconde fente 164 qui inclut l'axe de révolution du tenon cylindrique 163 du bloc de visée 160 et celui de l'axe de la barre d'alignement 168 indique l'orientation de la perpendiculaire passant par le milieu exact du segment qui sépare les axes de révolution (Bêta, Gamma) des guides de perçages 131, 132, indiquant ainsi de façon extrêmement précise la direction du centre de la tête fémorale (O) .
Le centre du genou G est alors amené à l'aplomb vertical du tenon cylindrique 163 ou de la barre d'alignement 168 et on a ainsi matérialisé l'axe mécanique fémoral (3x) (Figure 41) .
On peut alors fixer deux broches 182, 183 au travers des orifices internes 161, 162 du guide de visée 160. Par construction, les deux broches 161, 162 définissent un plan perpendiculaire par rapport à l'axe mécanique fémoral (3x) .
Par la figure 42, il est illustré que le centre de la tête fémorale (0) appartient au plan de symétrie (Oméga) de la seconde fente 64.
Si désiré, le chirurgien peut desserrer la molette 171 du renvoi articulaire 170. Le dévissage de la vis de blocage 71 autour de son axe de rotation (Téta) permet de pivoter le renvoi angulaire 170 et la barre de réglage final 130 par rapport à la barre de réglage 120 et de ce fait de basculer le plan défini par les axes de révolution (Bêta, Gamma) de perpendiculaire au plan frontal du patient à perpendiculaire au plan sagittal du patient, ce qui lui permet de déterminer le centre de la tête fémorale dans le plan sagittal selon une méthode similaire à celle expliqué pour la détermination du centre de la tête fémorale dans le plan frontal.
Après détermination du centre de la tête fémorale (0) dans le plan frontal ( et donc détermination de l'axe mécanique (3x1)) et potentiellement détermination du centre de la tête fémorale (0) dans le plan sagittal, le chirurgien peut desserrer la molette 91 de 1 ' étau 90 et retirer verticalement vers le haut le set de barres 110, 120, 130 ainsi que le guide de visée 160 et la barre d'alignement 168.
Les instruments de coupe distale fémorale orientés par les broches misent lors de la détermination du centre de la tête fémorale (0) permettront ainsi d'obtenir une coupe distale rigoureusement perpendiculaire à l'axe mécanique fémoral .
La figure 43 divulgue un autre mode de réalisation s ' affranchissant de la nécessité d'attacher un étau 90 au rail 101 de la table d'opération 100. Cet autre mode de réalisation se présente sous la forme d'un étau de maintien 210 muni de pinces latérales 211, 212 qui viennent s'attacher au bassin ou à la cage thoracique du patient. Par l'action d'un mécanisme connu (non représenté) tel qu'une vis sans fin, les pinces latérales 211, 212 peuvent se serrer (c'est à dire se déplacer l'une vers l'autre) et venir se bloquer contre le patient. Ainsi l'étau de maintien 210 est entièrement solidaire du patient. Parce que l'étau de maintien 210 dispose d'une large platine 214 posée au contact de la table d'opération et que la barre rigide 110 est perpendiculaire par rapport à cette platine 114, la barre rigide 110 est donc verticale. Le système de barre articulées 110, 120, 130 est similaire à la version précédente. Le système de réglage des barres 110, 120 , 130 entre elles est également similaire à la version précédente, à la seule différence que le guide 111 peut également se translater verticalement le long de la barre rigide 110.
Il est également possible de définir une solution hybride (non représentée) constituée d'étaux latéraux s ' attachant de part et d'autre de la table venant enserrer le patient.
La fig. 44 illustre schématiquement le principe pour un autre mode de réalisation, faisant appel à un montage en pantographe consistant en quatre bras articulés disposés en losange dont deux sommets 51, 52 opposés constituent des axes dans lesquels peut coulisser librement la tige de visée 53. Une alternative pour l'arrangement en pantographe est illustrée à la fig. 26. Un des sommets 58 du montage en losange est fixé en pivotement à un bras 57 lui même fixé, éventuellement en pivotement, à un élément de la table d'opération 55. Une tige 53 reliant deux sommets opposés passera toujours perpendiculairement au milieu du segment de droite (diagonale) reliant les deux autres sommets (58, 59), bloqués après repérage en Fl et F2, du quadrilatère. Le blocage de l'axe au niveau de Fl suffit à figer l'orientation de la tige 53.
Selon encore une autre variante dont le principe est illustré à la fig. 45, on peut prévoir une barre 60, sous la forme d'un bras, de préférence une barre graduée, perpendiculaire ou non à l'axe 55 de la table d'opération, ce bras étant fixe ou pivotant en 64. Ce bras comprend un premier moyen de repérage 61. Le second moyen de repérage 62 est fixé sur une barre télescopique 63 pouvant se rétracter au moins partiellement et être immobilisée dans le bras 60. Un élément 65, par exemple du type curseur, avec le dispositif de visée peut coulisser sur la barre 63 et être amené au centre des deux moyens de repérage 61, 62, eux-mêmes immobilisés après la détection des points Fl- et F2 du même point du genou en position Pl et P2.

Claims

REVENDICATIONS :
1 Appareil pour la détermination d'un plan contenant l'axe mécanique du fémur comprenant un dispositif dans lequel on prévoit:
- un moyen mécanique d'éléments articulés et/ou coulissants (3, 140, 150) pour la détermination et la mémorisation de deux positions dans l'espace (Fl et F2) d'un même point quelconque (F) du genou lorsque celui-ci se trouve en position Pl et P2, par rapport à un référentiel, les dites positions étant obtenues par pivotement du membre inférieur depuis la position Pl à la position P2, autour du centre de la tête fémorale,
- un moyen pour matérialiser l'orientation d'un plan oméga passant par le milieu du segment de droite défini par les deux dites positions Fl et F2, perpendiculairement à ce segment et contenant le centre de la tête fémorale.
2. Appareil selon la revendication 1 dans lequel on prévoit pour la mémorisation des points Fl et F2 au moins un moyen d'immobilisation mécanique d'une barre articulée (4, 130) supportée par un dispositif à au moins trois degrés de liberté et comportant au moins deux moyens de repérage (30, 131, 132) dudit point F quelconque du genou.
3. Appareil selon la revendication 2 dans lequel le dispositif comprend un degré de liberté de rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan sagittal ou frontal
4. Appareil selon la revendication 2 ou 3 dans lequel les moyens de repérage sont des éléments cylindriques creux (30) aptes à se positionner avec précision au dessus d'un repère fixé au point F du genou.
5. Appareil selon n'importe laquelle des revendications précédentes dans lequel le repère est fournit par l'action d'un faisceau laser, un crayon ou marqueur chirurgical ou un bistouri électrique.
β. Appareil selon n'importe laquelle des la revendication 2 à 5 dans lequel les moyens de repérage comprennent des guides de perçage (30, 131, 132) ou de marquage.
7. Appareil selon la revendication précédente dans lequel le repère est une broche (35, 180) éventuellement filetée.
8. Appareil selon n'importe laquelle des revendications 1 à 7 dans lequel le moyen pour matérialiser l'orientation du plan oméga est un moyen mécanique permettant d'orienter un élément de direction (12, 168) au milieu et perpendiculairement au segment de droite séparant les deux moyens de repérage (5, 6, 131, 132) .
9. Appareil selon la revendication précédente dans lequel on prévoit en outre un moyen permettant de reporter et fixer sur le fémur l'élément de direction dudit centre de la tête du fémur.
10. Appareil selon la revendication précédente dans lequel l'élément de direction est une tige (12, 168).
11. Appareil selon la revendication précédente dans lequel la tige est fixée au fémur et est apte à être désolidarisée du reste de l'appareil.
12. Appareil selon n'importe laquelle des revendications précédentes dans lequel le pivotement du membre inférieur se fait dans un plan frontal.
13. Appareil selon n'importe laquelle des revendications précédentes dans lequel le pivotement du membre inférieur se fait dans un plan sagittal.
14. Appareil selon n'importe laquelle des revendications précédentes dans lequel ledit référentiel est une table d' opération.
15. Appareil selon n'importe laquelle des revendications précédentes dans lequel ledit référentiel est le bassin associé audit fémur.
16. Appareil selon n'importe laquelle des revendications précédentes comprenant un moyen de fixation audit bassin, par exemple au niveau de l'os iliaque, par exemple au niveau de la crête iliaque.
17. Appareil selon n'importe laquelle des revendications précédentes dans lequel le moyen mécanique d'éléments articulés comprend quatre tiges articulées formant un parallélogramme dont deux sommets opposés (58, 59) sont munis des moyens de repérage, un des sommets (58) étant solidarisé audit référentiel, et les deux autres sommets (51, 52) étant associés au moyen pour déterminer l'orientation du plan oméga.
18. Appareil selon n' importe laquelle des revendications 1 à 16 dans lequel un des moyens de repérage (62) est situé sur un bras coulissant (63) dans ou le long d'un autre bras (60) fixé audit référentiel et comprenant l'autre moyen de repérage (61) .
19. Appareil pour la détermination d'un plan contenant l'axe mécanique du fémur comprenant :
- un moyen mécanique de barres articulées (3, 140, 150) comprenant un bras (4, 130) dont deux points (El, E2; 5,6;
131, 132) peuvent être librement immobilisés chacun en une position relative fixe et constante respectivement à deux positions dans l'espace (Fl et F2) d'un même point quelconque (F) du genou lorsque celui-ci se trouve en deux positions différentes (Pl et P2) dans le plan frontal ou sagittal,
- un moyen pour matérialiser l'orientation d'un plan passant par le milieu du segment de droite défini par les deux dites positions Fl et F2, perpendiculairement à ce segment et contenant le centre de la tête fémorale.
20. Méthode pour la détermination de l'axe mécanique du membre inférieur comportant les étapes suivantes
- détermination et la mémorisation par un moyen mécanique de barres articulées ou coulissantes de deux points dans l'espace (Fl, F2 ) d'un même point (F) quelconque du genou dans deux postions Pl et P2,. par rapport à une table d'opération ou par rapport au bassin du patient, les dites positions étant obtenues par pivotement du membre inférieur dans le plan frontal ou sagittal, autour du centre de la hanche - orientation d'une tige (12, 168) au milieu et perpendiculairement à la droite séparant les deux moyens de repérage bloqués lors par la détermination des points (Fl, F2) .
21. Méthode selon la revendication précédente caractérisée en ce que le moyen mécanique de barres articulées consiste en un quadrilatère solidaire de la table d'opération dont un des côtés (1) est, après réglage, rigidement fixé par rapport à celle-ci et le côté opposé (4) présente une longueur égale à la distance séparant les points Fl et F2 à déterminer, les extrémités du côté (4) et les deux autres côtés étant articulés autour de deux axes creux (5, 6) .
22. Méthode selon la revendication 20 ou 21 dans laquelle la détermination des points Fl et F2 se fait respectivement par fixation en position Pl et enlèvement en position P2 d'une broche à ou d'un point quelconque F du genou, à travers un axe (6, 30, 131, 132) du moyen de repérage (18, 180) .
23. Méthode selon n'importe laquelle des revendications 20 à 23 dans laquelle la détermination des points Fl et F2 se fait par fixation dans le genou à travers un premier axe (6, 30, 131, 132) d'une broche (18, 180) à un point F quelconque en position Pl du genou (=F1) , le côté adjacent (8) étant alors rigidement fixé, par exemple par une mollette ou un écrou papillon (15), au côté rigide (1), le genou est alors amené à une position P2 par mobilisation stricte dans le plan frontal ou sagittal, position que l'on fait correspondre par manipulation du quadrilatère à l'autre axe creux (5, 30) du côté (4), de telle sorte que la broche (18) puisse être retirée à travers ledit axe creux, la deuxième position (F2) ainsi déterminée pouvant alors être mémorisée par fixation rigide du côté adjacent (7), par exemple par serrage d'un écrou papillon (15) au côté rigide (1) , le quadrilatère étant alors totalement rigide et le centre de chaque axe creux situé aux deux extrémités du côté 4 déterminant les positions Fl et F2.
24. Méthode selon la revendication précédente dans laquelle la tige (12) est insérée perpendiculairement et au milieu du côté (4) dans un support (11) .
25. Méthode selon n'importe laquelle des revendications 20 à 24 dans laquelle le genou est mobilisé dans le plan frontal jusqu'à ce que son centre se place dans l'alignement exact de la direction de la tige (12, 168) qui est alors fixée à l'aide d'éléments de maintien, par exemple des clous (19), sur le fémur, puis désolidarisé du support (11, 160) de façon à ce qu'elle continue à indiquer l'orientation de l'axe mécanique du membre inférieur après retrait du moyen mécanique de barres articulées.
26. Appareil selon n'importe laquelle des revendications 1 à 19 caractérisé en ce qu'il est constitué d'un premier ensemble de réglage par éléments articulés (140) et d'un deuxième ensemble de réglage par éléments articulés (150), le deuxième ensemble comportant une barre de réglage finale (130) avec les éléments de repérage (131, 132), ce deuxième ensemble étant apte à pivoter d'un angle de 90° de sorte que la barre de réglage final peut passer d'un plan frontal à un plan sagittal.
PCT/BE2006/000049 2005-05-06 2006-05-08 Instrument de visée pour la détermination de l'axe mécanique du fémur WO2006119591A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES06721562T ES2391105T3 (es) 2005-05-06 2006-05-08 Instrumento de puntería para la determinación de un eje mecánico del fémur
EP06721562A EP1876974B1 (fr) 2005-05-06 2006-05-08 Instrument de visée pour la détermination de l'axe mécanique du fémur
US11/913,718 US7805852B2 (en) 2005-05-06 2006-05-08 Sighting instrument for determining the mechanical axis of the femur

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0504607 2005-05-06
FR0504607A FR2885293A1 (fr) 2005-05-06 2005-05-06 Instrument de viseee de l'axe mecanique du femur

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006119591A1 true WO2006119591A1 (fr) 2006-11-16

Family

ID=35431199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/BE2006/000049 WO2006119591A1 (fr) 2005-05-06 2006-05-08 Instrument de visée pour la détermination de l'axe mécanique du fémur

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7805852B2 (fr)
EP (1) EP1876974B1 (fr)
ES (1) ES2391105T3 (fr)
FR (1) FR2885293A1 (fr)
WO (1) WO2006119591A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104274238A (zh) * 2014-10-21 2015-01-14 中国人民解放军第三军医大学第二附属医院 股骨颈透视立体定位装置
KR20150141936A (ko) * 2013-02-08 2015-12-21 올디오패틱 인터내셔날 인코포레이티드 대퇴골의 역학적 축을 설정하는 장치 및 방법

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7559931B2 (en) 2003-06-09 2009-07-14 OrthAlign, Inc. Surgical orientation system and method
WO2004112610A2 (fr) 2003-06-09 2004-12-29 Vitruvian Orthopaedics, Llc Dispositif et procede d'orientation chirurgicale
FR2885293A1 (fr) * 2005-05-06 2006-11-10 Michel Collette Instrument de viseee de l'axe mecanique du femur
US20090234360A1 (en) * 2006-12-12 2009-09-17 Vladimir Alexander Laser assisted total joint arthroplasty
FR2917284A1 (fr) * 2007-06-13 2008-12-19 Farid Amirouche Dispositif mecanique de systeme laser et d'incision pour l'arthroplastie du genou
ES2683029T3 (es) 2008-07-24 2018-09-24 OrthAlign, Inc. Sistemas para el reemplazo de articulaciones
AU2009291743B2 (en) 2008-09-10 2015-02-05 Orthalign, Inc Hip surgery systems and methods
US8795282B2 (en) 2009-01-29 2014-08-05 Zimmer, Inc. Apparatus and method for the extramedullary location of the mechanical axis of a femur
US8118815B2 (en) 2009-07-24 2012-02-21 OrthAlign, Inc. Systems and methods for joint replacement
US10869771B2 (en) 2009-07-24 2020-12-22 OrthAlign, Inc. Systems and methods for joint replacement
EP2525740A4 (fr) 2010-01-21 2016-01-20 Orthalign Inc Systèmes et procédés de remplacement d'articulation
JP4652481B1 (ja) * 2010-07-29 2011-03-16 浩一 金粕 大腿骨頭中心位置特定装置
US9592099B2 (en) * 2011-11-15 2017-03-14 St. Jude Medical, Cardiology Division, Inc. Transapical collapsible valve reference fixture
JP2015517361A (ja) 2012-05-18 2015-06-22 オースアライン・インコーポレイテッド 膝関節形成術用の装置および方法
US9649160B2 (en) 2012-08-14 2017-05-16 OrthAlign, Inc. Hip replacement navigation system and method
JP6666066B2 (ja) * 2014-09-30 2020-03-13 京セラ株式会社 人工膝関節置換術用器具、及び人工膝関節置換術用器具ユニット
US10363149B2 (en) 2015-02-20 2019-07-30 OrthAlign, Inc. Hip replacement navigation system and method
JP7344122B2 (ja) 2017-03-14 2023-09-13 オースアライン・インコーポレイテッド 軟部組織の測定およびバランシングを行うシステムおよび方法
AU2018236220A1 (en) 2017-03-14 2019-09-26 OrthAlign, Inc. Hip replacement navigation systems and methods
CN107049417A (zh) * 2017-03-29 2017-08-18 苏州市吴中人民医院 一种膝关节置换髓外t型定位尺
CN108938073B (zh) * 2018-08-29 2023-09-22 万承兴 股骨颈前倾角指示器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5007912A (en) * 1990-05-30 1991-04-16 Albrektsson Bjoern Arrangement for fixing a knee-joint in defined positions and for positional control of instruments for replacing the knee-joint with a prosthesis
US5520694A (en) * 1993-06-21 1996-05-28 Dance; Mark N. Apparatus and method for aligning knee prostheses
US5611353A (en) * 1993-06-21 1997-03-18 Osteonics Corp. Method and apparatus for locating functional structures of the lower leg during knee surgery
FR2829376A1 (fr) * 2001-09-07 2003-03-14 Bertrand Bergue Materiel de reperage de coupes femoro-tibiale
US6554837B1 (en) * 1998-06-29 2003-04-29 Plus Endoprothetik Ag Device and method for inserting a prosthetic knee

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US762146A (en) * 1903-12-01 1904-06-07 William Cosbie Adjustable horse-collar measure.
US4349018A (en) * 1980-12-29 1982-09-14 Chambers Gary R Osteotomy apparatus
US4457307A (en) * 1982-08-20 1984-07-03 Stillwell William T Bone cutting device for total knee replacement
US4989337A (en) * 1989-02-08 1991-02-05 Mason Jeffrey T Leg measuring device
US5148606A (en) * 1989-02-08 1992-09-22 Don Joy, Inc. Leg measuring device
US5385567A (en) * 1990-09-07 1995-01-31 Goble; E. Marlowe Sight barrel arthroscopic instrument
US5376093A (en) * 1992-12-09 1994-12-27 Newman; Michael H. Tibiofemoral alignment guide
US5810831A (en) * 1994-02-16 1998-09-22 Osteonics Corp. Femoral sizing guide and method
US5643272A (en) * 1994-09-02 1997-07-01 Hudson Surgical Design, Inc. Method and apparatus for tibial resection
US5540696A (en) * 1995-01-06 1996-07-30 Zimmer, Inc. Instrumentation for use in orthopaedic surgery
US6024746A (en) * 1995-05-31 2000-02-15 Lawrence Katz Method and apparatus for locating bone cuts at the distal condylar femur region to receive a femoral prothesis and to coordinate tibial and patellar resection and replacement with femoral resection and replacement
US5776137A (en) * 1995-05-31 1998-07-07 Katz; Lawrence Method and apparatus for locating bone cuts at the distal condylar femur region to receive a knee prosthesis
US6077270A (en) * 1995-05-31 2000-06-20 Katz; Lawrence Method and apparatus for locating bone cuts at the distal condylar femur region to receive a femoral prothesis and to coordinate tibial and patellar resection and replacement with femoral resection and replacement
US6013081A (en) * 1998-09-09 2000-01-11 Sulzer Orthopedics Inc. Apparatus and method for anterior and posterior referenced sizing and distal femur resection
US6193724B1 (en) * 1998-11-25 2001-02-27 Kwan-Ho Chan Apparatus and method for determining the relative position of bones during surgery
FR2816200A1 (fr) * 2000-11-06 2002-05-10 Praxim Determination de la position d'une prothese du genou
US6595997B2 (en) * 2001-02-28 2003-07-22 Howmedica Osteonics Corp. Methods used in performing femoral and tibial resection in knee surgery
US6979299B2 (en) * 2002-02-05 2005-12-27 Zimmer Austin, Inc. Measuring guide for use in orthopedic procedure
US7241298B2 (en) * 2003-01-31 2007-07-10 Howmedica Osteonics Corp. Universal alignment guide
US20040153066A1 (en) * 2003-02-03 2004-08-05 Coon Thomas M. Apparatus for knee surgery and method of use
US7455647B2 (en) * 2003-07-24 2008-11-25 Samih Tarabichi Dynamic spacer for total knee arthroplasty
EP1491166B1 (fr) * 2003-09-15 2005-03-02 Zimmer GmbH Dispositif d'ajustage
US7488324B1 (en) * 2003-12-08 2009-02-10 Biomet Manufacturing Corporation Femoral guide for implanting a femoral knee prosthesis
US7335167B1 (en) * 2004-05-12 2008-02-26 Patrick Mummy Posture realignment system
US20100100011A1 (en) * 2008-10-22 2010-04-22 Martin Roche System and Method for Orthopedic Alignment and Measurement
US7695479B1 (en) * 2005-04-12 2010-04-13 Biomet Manufacturing Corp. Femoral sizer
FR2885293A1 (fr) * 2005-05-06 2006-11-10 Michel Collette Instrument de viseee de l'axe mecanique du femur
US9730616B2 (en) * 2008-10-22 2017-08-15 Biomet Manufacturing, Llc Mechanical axis alignment using MRI imaging
US7828752B2 (en) * 2006-10-05 2010-11-09 Arthroplasty Innovations, Llc Device and method for locating the anteroposterior femoral axis to determine proper femoral component rotation in knee replacement
US20090299376A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Martinez Jaime E Sensing Device for Medical Procedure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5007912A (en) * 1990-05-30 1991-04-16 Albrektsson Bjoern Arrangement for fixing a knee-joint in defined positions and for positional control of instruments for replacing the knee-joint with a prosthesis
US5520694A (en) * 1993-06-21 1996-05-28 Dance; Mark N. Apparatus and method for aligning knee prostheses
US5611353A (en) * 1993-06-21 1997-03-18 Osteonics Corp. Method and apparatus for locating functional structures of the lower leg during knee surgery
US6554837B1 (en) * 1998-06-29 2003-04-29 Plus Endoprothetik Ag Device and method for inserting a prosthetic knee
FR2829376A1 (fr) * 2001-09-07 2003-03-14 Bertrand Bergue Materiel de reperage de coupes femoro-tibiale

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150141936A (ko) * 2013-02-08 2015-12-21 올디오패틱 인터내셔날 인코포레이티드 대퇴골의 역학적 축을 설정하는 장치 및 방법
KR102131668B1 (ko) 2013-02-08 2020-07-08 올디오패틱 인터내셔날 인코포레이티드 대퇴골의 역학적 축을 설정하는 장치
CN104274238A (zh) * 2014-10-21 2015-01-14 中国人民解放军第三军医大学第二附属医院 股骨颈透视立体定位装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7805852B2 (en) 2010-10-05
FR2885293A1 (fr) 2006-11-10
ES2391105T3 (es) 2012-11-21
US20090216247A1 (en) 2009-08-27
EP1876974A1 (fr) 2008-01-16
EP1876974B1 (fr) 2012-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1876974B1 (fr) Instrument de visée pour la détermination de l'axe mécanique du fémur
FR2737967A1 (fr) Appareil de correction d'espaces pour prothese du genou
EP0721314B1 (fr) Appareil de resection des condyles du genou pour la mise en place d'une prothese
EP0955930B1 (fr) Systeme d'osteosynthese du rachis avec reglage en position et outillage de positionnement
EP1885267B1 (fr) Appareillage d'arthrodese pour une articulation, du genre articulation de la cheville
EP1643916B1 (fr) Dispositif d'aide pour l'implantation de protheses totales du genou
FR2831048A1 (fr) Dispositif d'osteosynthese a approche progressive et procede de premontage
WO2005092205A1 (fr) Ensemble d'ancillaires pour implanter une prothese de genou
EP3801398B1 (fr) Instrument chirurgical pour un équilibrage du genou
FR2770124A1 (fr) Instrumentation chirurgicale pour la retraction et l'ecartement de tissus mous et de vaisseaux en vue d'une approche du rachis par voie anterieure
FR2556583A1 (fr) Plaques d'osteosynthese pour derotation osseuse, en particulier derotation femorale
FR2938750A1 (fr) Dispositif d'aide a la pose d'implants dentaires
FR2906452A1 (fr) Ancillaire de visee pour resurfacage de la tete femorale
FR2635675A1 (fr) Instrumentation ancillaire pour l'implantation d'une prothese totale du genou et secondairement pour osteotomies de correction axiale
WO2010023399A1 (fr) Ensemble d'ancillaires pour implanter une prothese de genou
FR2949315A1 (fr) Instrument chirurgical
EP0959780B1 (fr) Ancillaire pour la preparation de la pose d'une prothese de genou
EP1457159B1 (fr) Canon de perçage pour le positionnement d'un implant glénoidien
FR2938178A1 (fr) Ancillaire pour la preparation osseuse d'un femur destine a recevoir un composant femoral prothetique
FR2996440A1 (fr) Guide de coupe pour osteotomie
FR2790381A1 (fr) Materiel de coupe femorale et tibiale
FR2697994A1 (fr) Fixateur chirurgical externe d'articulation.
FR2749499A1 (fr) Fixateur chirurgical externe d'articulation
FR2854563A1 (fr) Guide de coupe femorale pour prothese tricompartimentale du genou
EP2572658A1 (fr) Instrumentation chirurgicale pour réaliser une arthrodèse de la cheville, ainsi que kit d'arthrodèse de cheville correspondant

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006721562

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: RU

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006721562

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11913718

Country of ref document: US