WO2015114244A1 - Dispositif et procédé de contrôle ultrasonore de la qualité osseuse - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an implantable device for estimating bone quality.
- ALIF anterior lumbar interbody fusion arthrodesis
- disc arthroplasty consisting of the establishment of a disc prosthesis.
- the procedure involves replacing the pathological intervertebral disc with an implantable medical device.
- ALIF consists of obtaining bone fusion (arthrodesis) between two or more lumbar vertebrae by positioning a bone graft in place of a previously removed intervertebral disk.
- the bone graft is positioned in an implantable device called "cage", which is positioned in the intersomatic space to arthrodéser in order to restore the disc height and stabilize this space pending final consolidation by the formation of bone.
- Disc arthroplasty involves replacing the degenerated intervertebral disc with a joint prosthesis, usually chromium-cobalt and polyethylene or other suitable materials, which re-establishes the intervertebral height and mobility of the vertebral unit.
- the objective is to maintain the mobility of a disc floor to limit mechanical stress on adjacent floors, in contrast with arthrodesis, where the interbody implant no longer has kinematic function once the intervertebral bone fusion obtained .
- Impaction of the implant in vertebral endplate bone may be related to several factors, including pre-existing vertebral osteoporosis, excessive vertebral vertebral preperation by the surgeon (with bone fragility), or placement of a implant of inappropriate size: either too thick, tending to penetrate the vertebral bodies, or too small, resulting in excessive mechanical stress at the bone-implant interface.
- surgeons have expressed the need to obtain an assessment of bone quality of the vertebra intraoperatively to adapt their surgical strategy, particularly in the case of ALI F but also in the case of disc prostheses.
- the intraoperative discovery of a poor bone quality could for example contraindicate the establishment of a disc prosthesis and could justify additional fixation by screwing if necessary in case of cage arthrodesis.
- Anterior plates can also be placed on the vertebra but this procedure involves risks of performance and alteration of the sympathetic system. This is why this procedure is not systematic.
- Other procedures involving the installation of conventional pedicle screws can also be implemented to strengthen the system, with again operating risks. Given the risks associated with these procedures intended to accompany implant placement, they can and should only be implemented on the basis of a diagnosis to assess the bone quality of the vertebra intraoperatively.
- DXA bi-photonic absorptiometry
- it is a radiating technique, expensive and especially, which does not provide information on bone quality in terms of mechanical properties (porosity, type of microstructure), which is the relevant information in the species, but rather in terms of bone mineral density, less interest in decision-making regarding the procedures outlined above.
- this technique does not provide reliable information about the L5 vertebra.
- the present invention aims to overcome this disadvantage.
- the invention achieves its goal by providing an implant device for estimating bone quality, said device comprising, on the one hand,
- a first implantable piece able to be implanted in a bone tissue
- said first implantable part comprising a hooking part in which is embedded an ultrasonic transducer and able to be held against a bone surface of said bone tissue so as to position an active surface of said ultrasonic transducer substantially in contact with said bone surface, and a guide portion which protrudes from said latching portion, said guide portion having a shaft guide housing parallel to said active surface of said ultrasonic transducer, for to allow access to the bone tissue through said guide portion when said attachment portion is secured against said bone surface,
- said ultrasonic transducer being adapted to emit an ultrasonic wave propagating in said bone tissue in a direction of propagation perpendicular to said active surface and to measure first and second echo signals produced by said ultrasonic wave as it propagates through said tissue bone, respectively in the absence of said second implantable piece implanted in said bone tissue and in the presence of said second implantable piece implanted in said bone tissue at said predetermined distance from said active surface of said ultrasonic transducer,
- said device further comprising processing means adapted to subtract said first measured echo signal from said second measured echo signal to generate an analysis signal corresponding to the echo generated by the reflection of the ultrasonic wave by said second implantable piece, said processing means being adapted to determine an indicator representative of the mechanical properties of said bone tissue from said analysis signal.
- the device of the invention provides the surgeon with a means of adapting his surgical strategy during implant placement and allows him to opt for the surgical protocol providing the best benefit for the patient. It also presents, by virtue of the non-destructive and non-irradiating qualities of the ultrasonic measurement method that it makes it possible to implement, a particularly advantageous alternative to the bi-photonic absorptiometry which is currently the reference technology used in the framework for the placement of orthopedic implants at the spine, to provide information on bone quality.
- a preferred application of the device according to the invention is thus to provide a decision-aid tool for the surgeon to enable him to evaluate bone quality prior to the insertion of orthopedic implants and, in particular, to implants used in the context of spine surgery.
- said processing means are able to determine the ultrasonic velocity in said bone tissue as an indicator representative of the mechanical properties of said bone tissue.
- Ultrasound propagates at a rate that is a function of the nature of the propagation medium, in this case bone tissue, and is strongly correlated with the bone mineral density as well as the type of microstructure of the bone tissue. so that the measurement of the ultrasonic velocity advantageously constitutes an indicator representative of the mechanical properties of said bone tissue.
- said processing means are able to determine the slope of the ultrasound attenuation coefficient in said bone tissue as a function of frequency as an indicator representative of the mechanical properties of said bone tissue.
- said second implantable piece comprises a rod made of a metal alloy, for example a titanium alloy, said rod being intended to move soft tissue around said bone tissue when implanted in said bone tissue.
- retractor As explained above, during an implant placement procedure at the spine, the surgeon uses a tool called retractor (or "pinch”), which is in the form of a rod with a diameter of 4 mm approximately, which is inserted into the vertebral bodies on either side of the space to accommodate the implant to hold the soft tissues during the procedure.
- the device of the invention then advantageously makes it possible to take advantage of this specific tool, the known purpose of which is to hold the soft tissues during the procedure, using it quite unexpectedly as a second implantable part of the device.
- device of the invention to generate an ultrasound echo exploitable in the bone tissue, by which we can trace to the determination bone quality.
- a feature of the invention lies in the use of a spacer, as a second implantable part, a part of which is inserted in a manner known per se in the vertebral bodies during the intervention to hold the soft tissue, to allow reflection of the ultrasonic wave emitted from the transducer to it and thus allow by appropriate treatment of the collected signal, the determination of an indicator representative of the mechanical properties of bone tissue.
- said attachment portion comprises at least one attachment member intended to engage in said bone tissue to maintain said attachment portion against said surface of said bone tissue.
- said ultrasonic transducer is a broadband ultrasonic transducer having a center frequency of between 100 kHz and 1 MHz, advantageously equal to 500 kHz.
- said guide housing is positioned on said guide portion so that said predetermined distance between said second implantable part and said active surface of said ultrasonic transducer is equal to 10 mm.
- the invention also relates to a method for estimating the bone quality of bone tissue, comprising steps in which:
- said ultrasonic transducer transmitting an ultrasonic wave propagating in said bone tissue in a direction of propagation perpendicular to said active surface of said ultrasonic transducer;
- said first and second echo signals produced by said ultrasound wave as it is propagated through said bone tissue are respectively measured, with the aid of said ultrasound transducer, respectively in the absence of a second implantable piece (implanted in said tissue bone and in the presence of said second implantable piece implanted in said bone tissue at a controlled distance from said active surface of said ultrasonic transducer; said first measured echo signal is subtracted from said second measured echo signal so as to obtain an analysis signal corresponding to the echo generated by the reflection of the ultrasonic wave by said second implantable part;
- an indicator representative of the mechanical properties of said bone tissue is determined from said analysis signal.
- the flight time of the ultrasonic wave between said active surface, said second implantable part and said active surface and, from said flight time and from said flight time, said flight time is determined from said analysis signal.
- the ultrasonic speed is determined as an indicator representative of the mechanical properties of said bone tissue.
- the spectrum of said analysis signal can be calculated and, from said calculated spectrum, the slope of the ultrasound attenuation coefficient as a function of frequency in said bone tissue is determined as an indicator representative of the mechanical properties of said bone tissue.
- FIG. 1 is a schematic axial sectional view of the implant device according to the invention, implanted in bone tissue;
- FIG. 2 is an example of a reference ultrasound signal measured by the ultrasound transducer during a calibration phase of the implant device according to the invention
- FIG. 3 is an example of an ultrasound analysis signal generated during an operating phase of the implant device according to the invention.
- Figure 1 shows a first implantable piece 10 implanted in bone tissue 20.
- the latter constitutes for example the anterior part of a vertebra, and has a bone surface 21, said lateral bone surface and a substantially planar upper bone surface 22.
- implantable part 10 is made for example of a metal alloy, for example a titanium alloy, or of another suitable material, for example plastic or other. It comprises a hooking part 1 1, of parallelepipedal general shape, in which is embedded an ultrasonic transducer 12 so that the active surface 13 of the ultrasonic transducer is substantially flush with the front surface of the attachment portion intended to come into position against the lateral bone surface 21 of the bone tissue 20.
- the attachment portion 1 1 also comprises, on its front surface intended to come into position against the lateral bone surface 21 of the bone tissue 20, fastening members 14, located either side of the active surface 13 flush with said front surface and intended to be inserted into the bone tissue 20 to fix and hold in place the attachment part 1 1 against the lateral bone surface of the bone tissue 20 in s' ensuring that the active surface 13 of the ultrasound transducer 12 is positioned substantially in contact with said lateral bone surface 21, when the implantable piece 10 is installed in the bone tissue for the implementation of the bone quality estimation method.
- the attachment members 14 are for example in the form of anchor teeth protruding from the front surface of the attachment portion 1 1 and provided to be inserted into the bone tissue when the attachment portion 1 1 of the first implantable piece 10 is pushed against the lateral bone surface 21 of the bone tissue.
- the first implantable part 10 illustrated in Figure 1 also comprises a guide portion 15 which projects from the attachment portion 1 January.
- the guide portion 15 is arranged relative to the hooking portion so as to be positioned facing the upper bone surface 22 of the bone tissue when the attachment portion 1 1 of the first implantable piece 10 is hooked on the lateral bone surface 21.
- the guiding portion 15 has a housing 16 guiding axis parallel to the active surface 13 of the ultrasonic transducer 12, passing right through the guide portion 15 and opening axially on the side of the surface of the guide portion 15 intended next to the upper bone surface 22.
- the guide housing 16 is intended to guide a second implantable part 17 during its implantation in the bone tissue 20 after the introduction of the first implantable part 10, so that this second implantable part 17 can be implanted in the bone tissue at a predetermined distance L from the active surface 13 of the ultrasonic transducer 12. so, during its insertion into the bone tissue through the guide housing 16, the second implantable part 17 may be positioned at a distance from the active surface 13 of the ultrasonic transducer 12 exactly controlled, preferably of the order of 10 mm.
- this second implantable part 17 is one of the four spacers, conventionally in the form of a rod made of a metal alloy, for example a titanium alloy, with a diameter of About 4 mm, which are placed in the vertebral bodies on either side of the space in which the implantable medical device (cage or disc prosthesis) is to be positioned.
- the spacer 17 is inserted into the bone tissue perpendicular to the axis of the ultrasonic transducer 12 and at the predetermined distance L with respect to the active surface 13 of the ultrasonic transducer 12.
- the implant device therefore enables the ultrasound transducer 12 to be positioned intraoperatively at the level of the bone surface 21 of the bone tissue 20 whose bone quality is to be estimated, so that its active surface 13 is positioned along the bone surface.
- this surface 21 at a predetermined distance L exactly controlled with respect to one of the four vertebral body spacers 17, which is conventionally used to hold the soft tissues and which is inserted into the bone tissue 20 during the procedure.
- the bone surface 21 of reception of the ultrasonic transducer 12 may be smoothed before the introduction of the implant device of the invention, so as to ensure good contact conditions between the ultrasonic transducer 12 and the bone surface 21 .
- the method for estimating the bone quality implemented by treatment means 18 of the implant device of the invention consists in estimating a average of the bone quality between the lateral bone surface 21 and the spacer 17, based on the propagation properties of an ultrasonic wave emitted by the ultrasonic transducer 12 and advantageously reflected by the spacer 17 towards the ultrasonic transducer 12
- the processing means comprise digital processing means, for example a microprocessor, a microcontroller or the like.
- the connection between the ultrasonic transducer 12 and the processing means 18 is made wired by means of a cable 19.
- the transmission of measurement signals acquired by the ultrasonic transducer 12 to the processing means 18 could be achieved by means of a wireless link.
- the ultrasonic wave emitted by the ultrasonic transducer is a broadband pulse type signal of central frequency, preferably between 100 kHz and 1 MHz, and advantageously chosen around 500 kHz.
- a calibration phase of the latter is performed prior to the exploitation of the implant device of the invention.
- this calibration phase is carried out in water.
- the spacer 17 is inserted into water at the predetermined distance L of the active surface 13 of the ultrasonic transducer 12 according to the same arrangement described with reference to FIG. 1 and, after emission of an ultrasonic wave, it is collected a reference signal corresponding to the ultrasound echo generated by the spacer 17 inserted into the water.
- the emitted ultrasonic wave is a 500 kHz central frequency wave with a broad spectral band.
- This reference signal Sref (t) corresponding to the echo of the spacer 17 inserted into the water is illustrated in FIG. 2 and is used by the processing means 18 for calibration purposes.
- a first step consists in performing the acquisition by the ultrasound transducer 12 of a first signal corresponding to an ultrasound echo collected following the emission by the ultrasonic transducer 12 of a wave ultrasound in the bone tissue in the absence of the spacer 17, the ultrasonic wave emitted having the same characteristics as the wave used in the calibration phase.
- the echo signal measured during this first step then corresponds to the microstructure of the bone tissue in which the ultrasound wave emitted has propagated.
- the spacer 17 is inserted into the bone tissue 20 while being guided through the guide housing 16 arranged at the guide portion. 15 of the implant device.
- the acquisition by the ultrasonic transducer 12 of a second signal corresponding to the ultrasound echo is carried out collected following the emission by the ultrasonic transducer 12 of the ultrasonic wave into the bone tissue 20 in the presence of the spacer 17.
- the processing means 18 are then designed to generate an analysis signal S (t) corresponding to the second echo signal measured in the bone tissue in the presence of the spacer 17 to which the first echo signal measured has been subtracted in the absence of the retractor 17, so as to remove from the signal thus obtained the echo linked to the microstructure of the bone and to keep only the echo of the spacer 17 inserted into the bone.
- This analysis signal S (t) resulting from the subtraction of the first and second measured echo signals therefore corresponds to the echo generated by the reflection of the ultrasound wave by the spacer 17 implanted at the predetermined distance L. representation of this signal is shown in Figure 3.
- the ultrasonic velocity in the bone tissue which is likely to provide a reliable indicator of bone quality, representative in particular of the mechanical properties of the bone tissue.
- ultrasound propagates at a speed that is a function of the nature of the propagation medium, in this case the bone tissue, and which depends in particular on the type of microstructure of the bone tissue (porosity, arrangement of bone trabeculae. .).
- Ultrasound velocity is thus strongly correlated with bone strength and hence can provide a reliable indicator of bone quality, particularly useful in orthopedic implant placement in the spine.
- the means of treatment 18 are then designed to determine the ultrasonic velocity C in bone tissue 20 by the following formula:
- L the predetermined distance between the active surface 13 of the ultrasonic transducer 12 and the spacer 17;
- ⁇ the difference in the flight time of the echo of the spacer 17, between the calibration medium, ie the water, and the bone analysis tissue.
- This difference in time of flight can be determined by using the same time marker of the detection of the spacer between the reference signal Sref (t) corresponding to the echo of the spacer 17 inserted into the water (FIG. 2). and the analysis signal S (t) corresponding to the echo of the spacer 17 inserted into the bone tissue 20 (FIG. 3).
- this time marker is chosen as being the time T max / os , respectively T max / water , corresponding to the first maximum above a predefined amplitude threshold V, reached by the analysis signal, respectively the signal reference.
- This predefined threshold V may for example correspond to a percentage with respect to the maximum amplitude of the signal.
- the formula (1) above then makes it possible to determine the ultrasonic velocity C in the bone analysis tissue and thus the bone quality of the bone tissue analysis.
- the slope of the ultrasonic attenuation coefficient in bone tissue is calculated as a function of frequency as an indicator of bone quality.
- the processing means 18 are designed to perform a measurement of the ultrasonic attenuation from the analysis signal S (t), corresponding to the signal determined by measuring the ultrasound echo in the bone tissue 20 in the presence of the retractor 17 minus the signal determined by measuring the ultrasound echo in the bone tissue 20 in the absence of the retractor 17. More precisely, the spectrum Rref (f) of the reference signal Sref (t) obtained during the calibration phase and the spectrum R (f) of the analysis signal S (t) are calculated. The ultrasonic attenuation coefficient a (f) is then calculated as a function of the frequency
- BUA Broadband Ultrasonic Attenuation according to the English terminology
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Abstract
Dispositif pour estimer la qualité osseuse d'un tissu osseux, comprenant: une première pièce (10) comportant une partie d'accrochage (11) enchâssant un transducteur ultrasonore (12) et apte à être maintenue contre une surface osseuse (21) de manière à positionner une surface active (13) dudit transducteur ultrasonore au contact de ladite surface osseuse, et une partie de guidage (15) faisant saillie comportant un logement de guidage (16) d'axe parallèle à ladite surface active, une seconde pièce (17) apte à être implantée dans le tissu osseux au travers dudit logement de guidage de manière à être insérée dans le tissu osseux à une distance prédéterminée (L) de ladite surface active, des moyens de traitement (18) étant aptes à générer un signal d'analyse (S(t)) correspondant à l'écho généré par la réflexion d'une onde ultrasonore par ladite seconde pièce, à partir duquel un indicateur de la qualité osseuse peut être déterminé.
Description
Dispositif et procédé de contrôle ultrasonore de la qualité osseuse
La présente invention concerne un dispositif implantable destiné à l'estimation de la qualité osseuse.
Elle s'applique notamment à la caractérisation des propriétés mécaniques du tissu osseux préalablement à l'insertion d'implants orthopédiques et, en particulier, d'implants adaptés à la chirurgie du rachis pour le traitement de patients souffrant d'une dégénérescence discale au niveau des vertèbres.
Dans le cadre de la chirurgie du rachis, en cas de pathologie invalidante des disques vertébraux, deux options chirurgicales peuvent être discutées : l'arthrodèse intersomatique lombaire par voie antérieure (ALI F) et L'arthroplastie discale consistant en la mise en place d'une prothèse discale. Dans les deux cas, l'intervention consiste à remplacer le disque intervertébral pathologique par un dispositif médical implantable. Plus précisément, l'ALIF consiste à obtenir la fusion osseuse (arthrodèse) entre deux ou plusieurs vertèbres lombaires en positionnant un greffon osseux à la place d'un disque intervertébral préalablement enlevé. La greffe osseuse est positionnée dans un dispositif implantable appelé « cage », qui est positionné dans l'espace intersomatique à arthrodéser afin de restituer la hauteur discale et stabiliser cet espace en attendant la consolidation définitive par la formation d'os.
L'arthroplastie discale consiste quant à elle à remplacer le disque intervertébral dégénéré par une prothèse articulaire, généralement en chrome- cobalt et polyéthylène ou autres matériaux appropriés, qui rétablit la hauteur intervertébrale et la mobilité de l'unité vertébrale. L'objectif est ainsi de conserver la mobilité d'un étage discal pour limiter les contraintes mécaniques sur les étages adjacents, par contraste avec l'arthrodèse, où l'implant intersomatique n'a plus de fonction cinématique une fois la fusion osseuse intervertébrale obtenue.
Au cours de la procédure chirurgicale, des écarteurs (« pinch ») sont insérés dans les corps vertébraux de part et d'autre de l'espace intervertébral (par exemple deux écarteurs ou plus par corps vertébral) et servent à l'écartement temporaire des tissus mous situés autour des vertèbres, tels que les structures tendineuses ou musculaires environnantes. Une fois l'espace intersomatique libéré, les plateaux vertébraux, c'est-à-dire les surfaces
sensiblement planes qui limitent en haut et en bas les corps vertébraux sont préparés par le chirurgien et un implant d'essai y est positionné et sa taille et son positionnement sont contrôlés à l'amplificateur de brillance. L'implant définitif est ensuite impacté dans ledit espace sous contrôle vidéoscopique et à l'amplificateur de brillance, et vient se loger entre les plateaux vertébraux avec éventuellement une fixation complémentaire par vissage. Une fois le bon positionnement de l'implant vérifié, les écarteurs sont retirés.
Que ce soit pour les implants de type ALI F ou prothèse discale, une des causes d'échec de l'intervention est la mobilisation secondaire de l'implant causée par la faiblesse du tissu osseux sur lequel il est posé. Cette mobilisation de l'implant peut entraîner des conséquences mécaniques (douleurs, absence de fusion, absence d'ostéo-intégration) et neurologiques (compression nerveuse) pouvant nécessiter une reprise chirurgicale. L'impaction de l'implant dans l'os des plateaux vertébraux peut être lié à plusieurs facteurs, dont une ostéoporose vertébrale préexistante, une prépération excessive des plateaux vertébraux par le chirurgien (avec fragilisation osseuse), ou la mise en place d'un implant de taille inadaptée : soit trop épais, ayant tendance à pénétrer dans les corps vertébraux, soit trop petit d'où un excès de contraintes mécaniques à l'interface os-implant.
Aussi, les chirurgiens ont exprimé le besoin d'obtenir une estimation de la qualité osseuse de la vertèbre en per opératoire afin d'adapter leur stratégie chirurgicale, en particulier dans le cas des ALI F mais aussi dans le cas des prothèses discales. En effet, la découverte en per opératoire d'une qualité osseuse médiocre pourrait par exemple contre-indiquer la mise en place d'une prothèse discale et pourrait justifier d'une fixation complémentaire par vissage le cas échéant en cas d'arthrodèse par cage. Des plaques antérieures peuvent aussi être posées sur la vertèbre mais cette procédure comporte toutefois des risques de performation et d'altération du système sympathique. C'est pourquoi cette procédure n'est pas systématique. D'autres procédures impliquant la pose de vis pédiculaires classiques peuvent aussi être mises en œuvre pour renforcer le système, avec là aussi des risques opératoires. Compte tenu des risques associés à ces procédures destinées à accompagner la pose de l'implant, elles ne peuvent et ne doivent être mises en œuvre que sur la base
d'un diagnostic permettant d'évaluer la qualité osseuse de la vertèbre en per opératoire.
Or, des qualités d'os très différentes peuvent se rencontrer d'un patient à un autre. Aujourd'hui, les chirurgiens utilisent l'absorptiométrie bi-photonique (DXA), qui présente cependant de nombreux inconvénients. En particulier, il s'agit d'une technique irradiante, coûteuse et surtout, qui ne permet pas de fournir des informations portant sur la qualité osseuse en termes de propriétés mécaniques (porosité, type de microstructure), qui est l'information pertinente en l'espèce, mais plutôt en termes de densité minérale osseuse, de moindre intérêt quant à la prise de décision concernant les procédures énoncées plus haut. En outre, cette technique ne permet pas d'obtenir d'informations fiables concernant la vertèbre L5.
Aussi, il n'existe pas à ce jour de moyens permettant de déterminer facilement et rapidement, en per opératoire, la qualité osseuse de la vertèbre en termes de propriétés mécaniques de l'os, et au surplus, qui ne nécessitent pas de changer substantiellement de technique de pose.
Dans ce contexte, la présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient.
L'invention atteint son but en proposant un dispositif implantaire destiné à estimer la qualité osseuse, ledit dispositif comprenant d'une part,
une première pièce implantable apte à être implantée dans un tissu osseux, ladite première pièce implantable comportant une partie d'accrochage dans laquelle est enchâssé un transducteur ultrasonore et apte à être maintenue contre une surface osseuse dudit tissu osseux de manière à positionner une surface active dudit transducteur ultrasonore sensiblement au contact de ladite surface osseuse, et une partie de guidage qui s'étend en saillie de ladite partie d'accrochage, ladite partie de guidage comportant un logement de guidage d'axe parallèle à ladite surface active dudit transducteur ultrasonore, destiné à permettre un accès au tissu osseux au travers de ladite partie de guidage lorsque ladite partie d'accrochage est fixée contre ladite surface osseuse,
et, d'autre part, une seconde pièce implantable apte à être implantée dans le tissu osseux en étant guidée au travers dudit logement de guidage de
manière à pouvoir être implantée dans ledit tissu osseux à une distance prédéterminée de ladite surface active dudit transducteur ultrasonore,
ledit transducteur ultrasonore étant apte à émettre une onde ultrasonore se propageant dans ledit tissu osseux selon une direction de propagation perpendiculaire à ladite surface active et à mesurer des premier et second signaux d'écho produits par ladite onde ultrasonore lors de sa propagation au travers dudit tissu osseux, respectivement en l'absence de ladite seconde pièce implantable implantée dans ledit tissu osseux et en présence de ladite seconde pièce implantable implantée dans ledit tissu osseux à ladite distance prédéterminée de ladite surface active dudit transducteur ultrasonore,
ledit dispositif comprenant en outre des moyens de traitement aptes à soustraire ledit premier signal d'écho mesuré dudit second signal d'écho mesuré pour générer un signal d'analyse correspondant à l'écho généré par la réflexion de l'onde ultrasonore par ladite seconde pièce implantable, lesdits moyens de traitement étant aptes à déterminer un indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux à partir dudit signal d'analyse.
Grâce à cet agencement, le dispositif de l'invention fournit au chirurgien un moyen d'adapter sa stratégie chirurgicale lors de la pose d'implants et lui permet d'opter pour le protocole chirurgical apportant le meilleur bénéfice pour le patient. Il présente en outre, de part les qualités non destructive et non irradiante de la méthode de mesure ultrasonore qu'il permet de mettre en œuvre, une alternative particulièrement avantageuse à l'absorptiométrie bi- photonique qui est actuellement la technologie de référence utilisée dans le cadre de la pose d'implants orthopédiques au niveau du rachis, pour fournir des informations sur la qualité osseuse. Une application préférentielle du dispositif selon l'invention est ainsi de procurer un outil d'aide à la décision pour le chirurgien destiné à lui permettre d'évaluer la qualité osseuse préalablement à l'insertion d'implants orthopédiques et, en particulier, d'implants utilisés dans le cadre de la chirurgie du rachis.
Selon un premier mode de réalisation, lesdits moyens de traitement sont aptes à déterminer la vitesse ultrasonore dans ledit tissu osseux en tant qu'indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux.
En effet, grâce à l'agencement décrit ci-dessus, on peut aisément déterminer le temps nécessaire à l'onde ultrasonore pour se propager entre la
surface active du transducteur ultrasonore, la seconde pièce implantable et ladite surface active, puisque la mesure est avantageusement effectuée en mode échographique. Ainsi, à partir du temps de vol mesuré de l'écho ultrasonore généré par la seconde pièce implantable et de la connaissance de ladite distance prédéterminée entre la seconde pièce implantable et la surface active du transducteur ultrasonore, laquelle distance étant en outre avantageusement exactement contrôlée grâce au logement de guidage prévu pour guider l'insertion de la seconde pièce implantable dans le tissu osseux à ladite distance prédéterminée, il est possible de déterminer la vitesse ultrasonore dans le tissu osseux entre la surface active du transducteur ultrasonore et la seconde pièce implantable. Or, les ultrasons se propagent à une vitesse qui est fonction de la nature du milieu de propagation, en l'occurrence le tissu osseux, et qui est fortement corrélée à la densité minérale osseuse ainsi qu'au type de microstructure du tissu osseux, de sorte que la mesure de la vitesse ultrasonore constitue avantageusement un indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux.
Selon un autre mode de réalisation, lesdits moyens de traitement sont aptes à déterminer la pente du coefficient d'atténuation ultrasonore dans ledit tissu osseux en fonction de la fréquence en tant qu'indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux.
Avantageusement, ladite seconde pièce implantable comprend une tige réalisée dans un alliage métallique, par exemple un alliage de titane, ladite tige étant destinée à venir écarter des tissus mous autour dudit tissu osseux lorsqu'elle est implantée dans ledit tissu osseux.
Comme expliqué plus haut, lors d'une intervention de pose d'implants au niveau du rachis, le chirurgien utilise un outil appelé écarteur (ou « pinch »), se présentant sous la forme d'une tige d'un diamètre de 4 mm environ, qui est insérée dans les corps vertébraux de part et d'autre de l'espace devant accueillir l'implant afin de tenir les tissus mous lors de l'intervention. Le dispositif de l'invention permet alors avantageusement de tirer parti de cet outil spécifique, dont la destination connue est de tenir les tissus mous lors de l'intervention, en l'utilisant de façon tout à fait inattendue en tant que seconde pièce implantable du dispositif de l'invention, pour générer un écho ultrasonore exploitable dans le tissu osseux, par quoi on peut remonter à la détermination
de la qualité osseuse. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans l'utilisation d'un écarteur, en tant que seconde pièce implantable, dont une partie vient s'insérer de façon connue en soi dans les corps vertébraux lors de l'intervention afin de tenir les tissus mous, pour permettre la réflexion de l'onde ultrasonore émise depuis le transducteur vers celui-ci et ainsi permettre par un traitement approprié du signal recueilli, la détermination d'un indicateur représentatif des propriétés mécaniques du tissu osseux.
Avantageusement, ladite partie d'accrochage comprend au moins un organe d'accrochage destiné à venir en prise dans ledit tissu osseux pour maintenir ladite partie d'accrochage contre ladite surface dudit tissu osseux.
De préférence, ledit transducteur ultrasonore est un transducteur ultrasonore large bande ayant une fréquence centrale comprise entre 100 kHz et 1 MHz, avantageusement égale à 500 kHz.
De préférence, ledit logement de guidage est positionné sur ladite partie de guidage de manière que ladite distance prédéterminée entre ladite seconde pièce implantable et ladite surface active dudit transducteur ultrasonore est égale à 10 mm.
L'invention concerne également un procédé d'estimation de la qualité osseuse d'un tissu osseux, comprenant des étapes dans lesquelles :
on fournit une première pièce implantable dans laquelle est enchâssé un transducteur ultrasonore ;
on positionne au moyen de ladite première pièce implantable une surface active dudit transducteur ultrasonore sensiblement au contact d'une surface osseuse dudit tissu osseux ;
on émet, à l'aide dudit transducteur ultrasonore, une onde ultrasonore se propageant dans ledit tissu osseux selon une direction de propagation perpendiculaire à ladite surface active dudit transducteur ultrasonore ;
on mesure, à l'aide dudit transducteur ultrasonore, des premier et second signaux d'écho produits par ladite onde ultrasonore lors de sa propagation au travers dudit tissu osseux, respectivement en l'absence d'une seconde pièce implantable (implantée dans ledit tissu osseux et en présence de ladite seconde pièce implantable implantée dans ledit tissu osseux à une distance contrôlée par rapport à ladite surface active dudit transducteur ultrasonore ;
on soustrait ledit premier signal d'écho mesuré dudit second signal d'écho mesuré de manière à obtenir un signal d'analyse correspondant à l'écho généré par la réflexion de l'onde ultrasonore par ladite seconde pièce implantable ;
on détermine un indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux à partir dudit signal d'analyse.
Selon un mode de réalisation, on détermine, à partir dudit signal d'analyse, le temps de vol de l'onde ultrasonore entre ladite surface active, ladite seconde pièce implantable et ladite surface active et, à partir dudit temps de vol et de ladite distance prédéterminée entre ladite surface active et ladite seconde pièce implantable, on détermine la vitesse ultrasonore en tant qu'indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux.
En variante, on peut calculer le spectre dudit signal d'analyse et, à partir dudit spectre calculé, on détermine la pente du coefficient d'atténuation ultrasonore en fonction de la fréquence dans ledit tissu osseux en tant qu'indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la Figure 1 est une vue schématique en coupe axiale du dispositif implantaire conforme à l'invention, implanté dans un tissu osseux;
- la Figure 2 est un exemple d'un signal échographique de référence mesuré par le transducteur ultrasonore au cours d'une phase de calibration du dispositif implantaire conforme à l'invention ;
- la Figure 3 est un exemple d'un signal échographique d'analyse généré au cours d'une phase d'exploitation du dispositif implantaire conforme à l'invention ;
La Figure 1 montre une première pièce implantable 10 implantée dans un tissu osseux 20. Ce dernier constitue par exemple la partie antérieure d'une vertèbre, et présente une surface osseuse 21 , dite surface osseuse latérale et une surface osseuse supérieure sensiblement plane 22. La pièce implantable 10 est réalisée par exemple dans un alliage métallique, par exemple un alliage de titane, ou en une autre matière appropriée, par exemple en plastique ou
autre. Elle comprend une partie d'accrochage 1 1 , de forme générale parallélépipédique, dans laquelle est enchâssé un transducteur ultrasonore 12 de sorte que la surface active 13 du transducteur ultrasonore affleure sensiblement à la surface avant de la partie d'accrochage destinée à venir en position contre la surface osseuse latérale 21 du tissu osseux 20. La partie d'accrochage 1 1 comporte également, sur sa surface avant destinée à venir en position contre la surface osseuse latérale 21 du tissu osseux 20, des organes d'accrochage 14, situés de part et d'autre de la surface active 13 affleurant à ladite surface avant et destinés à être insérés dans le tissu osseux 20 pour fixer et maintenir en place la partie d'accrochage 1 1 contre la surface osseuse latérale du tissu osseux 20 en s'assurant que la surface active 13 du transducteur ultrasonore 12 est positionnée sensiblement au contact de ladite surface osseuse latérale 21 , lorsque la pièce implantable 10 est installée dans le tissu osseux pour la mise en œuvre de la méthode d'estimation de la qualité osseuse. Les organes d'accrochage 14 se présentent par exemple sous la forme de dents d'ancrage faisant saillie de la surface avant de la partie d'accrochage 1 1 et prévues pour venir s'insérer dans le tissu osseux lorsque la partie d'accrochage 1 1 de la première pièce implantable 10 est poussée contre la surface osseuse latérale 21 du tissu osseux.
La première pièce implantable 10 illustrée sur la figure 1 comprend aussi une partie de guidage 15 qui s'étend en saillie de la partie d'accrochage 1 1 . La partie de guidage 15 est agencée par rapport à la partie d'accrochage de manière à venir se positionner en regard de la surface osseuse supérieure 22 du tissu osseux lorsque la partie d'accrochage 1 1 de la première pièce implantable 10 est accrochée sur la surface latérale osseuse 21 . La partie de guidage 15 présente un logement 16 de guidage d'axe parallèle à la surface active 13 du transducteur ultrasonore 12, traversant de part en part la partie de guidage 15 et débouchant axialement du côté de la surface de la partie de guidage 15 destinée à venir en regard de la surface osseuse supérieure 22. Le logement de guidage 16 est destiné à guider une seconde pièce implantable 17 lors de son implantation dans le tissu osseux 20 après la mise en place de la première pièce implantable 10, de manière à ce que cette seconde pièce implantable 17 puise être implantée dans le tissu osseux à une distance prédéterminée L de la surface active 13 du transducteur ultrasonore 12. De la
sorte, lors de son insertion dans le tissu osseux au travers du logement de guidage 16, la seconde pièce implantable 17 pourra être positionnée à une distance de la surface active 13 du transducteur ultrasonore 12 exactement contrôlée, préférentiellement de l'ordre de 10 mm. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, cette seconde pièce implantable 17 est l'un des quatre écarteurs, se présentant classiquement sous la forme d'une tige réalisée dans un alliage métallique, par exemple un alliage de titane, d'un diamètre de 4 mm environ, qui sont placés dans les corps vertébraux de part et d'autre de l'espace dans lequel doit être positionné le dispositif médical implantable (cage ou prothèse discale). Ainsi, grâce au guidage procuré par le logement de guidage 16, l'écarteur 17 est inséré dans le tissu osseux perpendiculairement à l'axe du transducteur ultrasonore 12 et à la distance prédéterminé L par rapport à la surface active 13 du transducteur ultrasonore 12.
Le dispositif implantaire selon l'invention permet donc de positionner en per opératoire le transducteur ultrasonore 12 au niveau de la surface osseuse 21 du tissu osseux 20 dont on cherche à estimer la qualité osseuse, de sorte que sa surface active 13 soit positionnée le long de cette surface 21 à une distance prédéterminée L exactement contrôlée par rapport à l'un des quatre écarteurs 17 de corps vertébraux, qui est classiquement utilisé afin de tenir les tissus mous et qui est inséré dans le tissu osseux 20 lors de l'intervention. De préférence, la surface osseuse 21 d'accueil du transducteur ultrasonore 12 pourra être préalablement lissée avant la mise en place du dispositif implantaire de l'invention, de manière à assurer de bonnes conditions de contact entre le transducteur ultrasonore 12 et la surface osseuse 21 .
Après la mise en place de la première pièce implantable 10 telle qu'illustrée sur la figure 1 , la méthode d'estimation de la qualité osseuse mise en œuvre par des moyens de traitement 18 du dispositif implantaire de l'invention, consiste à estimer une moyenne de la qualité osseuse entre la surface osseuse latérale 21 et l'écarteur 17, en se basant sur les propriétés de propagation d'une onde ultrasonore émise par le transducteur ultrasonore 12 et avantageusement réfléchi par l'écarteur 17 en direction du transducteur ultrasonore 12. Les moyens de traitement comprennent des moyens numériques de traitement, par exemple un microprocesseur, un microcontrôleur ou autre. De préférence, la liaison entre le transducteur ultrasonore 12 et les
moyens de traitement 18 est réalisée de manière filaire au moyen d'un câble 19. En variante, la transmission des signaux de mesure acquis par le transducteur ultrasonore 12 vers les moyens de traitement 18 pourrait être réalisée au moyen d'une liaison sans fil.
L'onde ultrasonore émise par le transducteur ultrasonore est un signal de type impulsionnel, à large bande, de fréquence centrale comprise de préférence entre 100 kHz et 1 Mhz, et avantageusement choisie autour de 500 kHz.
Préférentiellement, on réalise préalablement à l'exploitation du dispositif implantaire de l'invention, une phase de calibration de ce dernier. On réalise par exemple cette phase de calibration dans l'eau. Aussi, l'écarteur 17 est inséré dans de l'eau à la distance prédéterminée L de la surface active 13 du transducteur ultrasonore 12 suivant le même agencement décrit en référence à la figure 1 et, après émission d'une onde ultrasonore, on recueille un signal de référence correspondant à l'écho ultrasonore généré par l'écarteur 17 inséré dans l'eau. Selon un exemple de réalisation, l'onde ultrasonore émise est une onde de fréquence centrale 500 kHz, à large bande spectrale. Ce signal de référence Sref(t) correspondant à l'écho de l'écarteur 17 inséré dans l'eau est illustré à la figure 2 et est utilisé par les moyens de traitement 18 à des fins de calibration.
Puis, une fois la phase de calibration effectuée, une phase d'exploitation des mesures acquises peut être mise en œuvre après la mise en place du dispositif implantaire sur le tissu osseux d'analyse 20, telle qu'illustrée sur la figure 1 . De préférence, lors de cette phase d'exploitation, une première étape consiste à effectuer l'acquisition par le transducteur ultrasonore 12 d'un premier signal correspondant à un écho ultrasonore recueilli suite à l'émission par le transducteur ultrasonore 12 d'une onde ultrasonore dans le tissu osseux en l'absence de l'écarteur 17, l'onde ultrasonore émise présentant les mêmes caractéristiques que l'onde utilisée dans la phase de calibration. Le signal d'écho mesuré lors de cette première étape correspond alors à la microstructure du tissu osseux dans lequel s'est propagée l'onde ultrasonore émise.
Puis, l'écarteur 17 est inséré dans le tissu osseux 20 en étant guidé au travers du logement de guidage 16 agencé au niveau de la partie de guidage
15 du dispositif implantaire. Après que l'écarteur 17 est mis en place dans le tissu osseux 20 à la distance prédéterminée L de la surface active 13 du transducteur 12, on effectue l'acquisition par le transducteur ultrasonore 12 d'un second signal correspondant à l'écho ultrasonore recueilli suite à l'émission par le transducteur ultrasonore 12 de l'onde ultrasonore dans le tissu osseux 20 en présence de l'écarteur 17. Les moyens de traitements 18 sont alors conçus pour générer un signal d'analyse S(t) correspondant au second signal d'écho mesuré dans le tissu osseux en présence de l'écarteur 17 auquel on a soustrait le premier signal d'écho mesuré en l'absence de l'écarteur 17, de façon à retirer du signal ainsi obtenu l'écho lié à la microstructure de l'os et à ne conserver que l'écho de l'écarteur 17 inséré dans l'os. Ce signal d'analyse S(t) issu de la soustraction des premier et second signaux d'écho mesurés correspond donc à l'écho généré par la réflexion de l'onde ultrasonore par l'écarteur 17 implanté à la distance prédéterminé L. Une représentation de ce signal est illustrée à la figure 3.
Selon un premier mode de réalisation, à partir du temps de vol de l'écho généré par l'écarteur 17 et de la connaissance de la distance prédéterminée L entre la surface active 13 du transducteur 12 et l'écarteur 17, il est possible de déterminer la vitesse ultrasonore dans le tissu osseux, laquelle est susceptible de fournir un indicateur fiable de la qualité osseuse, représentatif notamment des propriétés mécaniques du tissu osseux. En effet, les ultrasons se propagent à une vitesse qui est fonction de la nature du milieu de propagation, en l'occurrence le tissu osseux, et qui dépend en particulier du type de microstructure du tissu osseux (porosité, agencement des travées osseuses...). La vitesse ultrasonore est ainsi fortement corrélée à la solidité osseuse et partant, est à même de fournir un indicateur fiable de la qualité osseuse, particulièrement utile dans le cadre d'une pose d'implants orthopédiques au niveau du rachis.
Ainsi, en captant au niveau du transducteur ultrasonore 12, l'écho généré par la réflexion de l'onde ultrasonore par l'écarteur 17, on peut mesurer le temps nécessaire à l'onde ultrasonore émise par le transducteur ultrasonore 12 pour se propager entre la surface active 13 du transducteur ultrasonore, l'écarteur 17 et la surface active 13 du transducteur ultrasonore, puisque la mesure est effectuée en mode échographique. Les moyens de traitement 18
sont alors conçus pour déterminer la vitesse ultrasonore C dans le tissu osseux 20 par la formule suivante :
Ce + 2L
avec :
Ce : la vitesse de propagation des ondes ultrasonores dans l'eau, correspondant au milieu de calibration ;
L : la distance prédéterminée entre la surface active 13 du transducteur ultrasonore 12 et l'écarteur 17 ;
Δί : la différence de temps de vol de l'écho de l'écarteur 17, entre le milieu de calibration, i.e. l'eau, et le tissu osseux d'analyse. Cette différence de temps de vol peut être déterminée en utilisant un même marqueur temporel de la détection de l'écarteur entre le signal de référence Sref (t) correspondant à l'écho de l'écarteur 17 inséré dans l'eau (figure 2) et le signal d'analyse S(t) correspondant à l'écho de l'écarteur 17 inséré dans le tissu osseux 20 (figure 3). Par exemple, on choisit ce marqueur temporel comme étant le temps Tmax/os, respectivement Tmax/eau, correspondant au premier maximum au dessus d'un seuil d'amplitude prédéfini V, atteint par le signal d'analyse, respectivement le signal de référence. Ce seuil prédéfini V peut par exemple correspondre à un pourcentage par rapport à l'amplitude maximale du signal. Soit :
La formule (1 ) ci-dessus permet alors de déterminer la vitesse ultrasonore C dans le tissu osseux d'analyse et partant, la qualité osseuse du tissu osseux d'analyse.
Selon un autre mode de réalisation, plutôt que d'utiliser la vitesse ultrasonore dans le tissu osseux, on calcule la pente du coefficient d'atténuation ultrasonore dans le tissu osseux en fonction de la fréquence en tant qu'indicateur de la qualité osseuse. Selon cet autre mode de réalisation, les moyens de traitement 18 sont conçus pour effectuer une mesure de l'atténuation ultrasonore à partir du signal d'analyse S(t), correspondant au signal déterminé en mesurant l'écho ultrasonore dans le tissu osseux 20 en présence de l'écarteur 17 moins le signal déterminé en mesurant l'écho ultrasonore dans le tissu osseux 20 en absence de l'écarteur 17. Plus
précisément, on calcule le spectre Rref(f) du signal de référence Sref(t) obtenu pendant la phase de calibration et le spectre R(f) du signal d'analyse S(t). On calcule ensuite le coefficient d'atténuation ultrasonore a(f) en fonction de la fréqu
où d est égal à deux fois la distance prédéterminée L entre la surface active 13 du transducteur ultrasonore 12 et l'écarteur 17. On détermine ensuite la pente, notée BUA (pour Broadband Ultrasonic Atténuation selon la terminologie anglaise), du coefficient d'atténuation ultrasonore du coefficient a(f) en fonction de la fréquence dans la bande passante du transducteur ultrasonore 12.
Claims
1 . Dispositif implantaire destiné à estimer la qualité osseuse, ledit dispositif comprenant d'une part,
une première pièce implantable (10) apte à être implantée dans un tissu osseux (20), ladite première pièce implantable comportant une partie d'accrochage (1 1 ) dans laquelle est enchâssé un transducteur ultrasonore (12) et apte à être maintenue contre une surface osseuse (21 ) dudit tissu osseux de manière à positionner une surface active (13) dudit transducteur ultrasonore sensiblement au contact de ladite surface osseuse (21 ), et une partie de guidage (15) qui s'étend en saillie de ladite partie d'accrochage, ladite partie de guidage comportant un logement de guidage (16) d'axe parallèle à ladite surface active dudit transducteur ultrasonore, destiné à permettre un accès au tissu osseux au travers de ladite partie de guidage lorsque ladite partie d'accrochage est fixée contre ladite surface osseuse,
et, d'autre part, une seconde pièce implantable (17) apte à être implantée dans le tissu osseux (20) en étant guidée au travers dudit logement de guidage de manière à pouvoir être implantée dans ledit tissu osseux à une distance prédéterminée (L) de ladite surface active dudit transducteur ultrasonore,
ledit transducteur ultrasonore étant apte à émettre une onde ultrasonore se propageant dans ledit tissu osseux selon une direction de propagation perpendiculaire à ladite surface active et à mesurer des premier et second signaux d'écho produits par ladite onde ultrasonore lors de sa propagation au travers dudit tissu osseux, respectivement en l'absence de ladite seconde pièce implantable implantée dans ledit tissu osseux et en présence de ladite seconde pièce implantable implantée dans ledit tissu osseux à ladite distance prédéterminée de ladite surface active dudit transducteur ultrasonore,
ledit dispositif comprenant en outre des moyens de traitement (18) aptes à soustraire ledit premier signal d'écho mesuré dudit second signal d'écho mesuré pour générer un signal d'analyse (S(t)) correspondant à l'écho généré par la réflexion de l'onde ultrasonore par ladite seconde pièce implantable, lesdits moyens de traitement étant aptes à déterminer un indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux à partir dudit signal d'analyse.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (18) sont aptes à déterminer la vitesse ultrasonore dans ledit tissu osseux en tant qu'indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux.
3. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (18) sont aptes à déterminer la pente du coefficient d'atténuation ultrasonore dans ledit tissu osseux en fonction de la fréquence en tant qu'indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite seconde pièce implantable (17) comprend une tige réalisée dans un alliage métallique et destinée à venir écarter des tissus mous autour dudit tissu osseux lorsqu'elle est implantée dans ledit tissu osseux.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite partie d'accrochage (1 1 ) comprend au moins un organe d'accrochage (14) destiné à venir en prise dans ledit tissu osseux pour maintenir ladite partie d'accrochage contre ladite surface (21 ) dudit tissu osseux.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit transducteur ultrasonore (12) est un transducteur ultrasonore large bande ayant une fréquence centrale comprise entre 100 kHz et 1 MHz, avantageusement égale à 500 kHz.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit logement de guidage (16) est positionné sur ladite partie de guidage (15) de manière que ladite distance prédéterminée (L) entre ladite seconde pièce implantable (17) et ladite surface active (13) dudit transducteur ultrasonore (12) est égale à 10 mm.
8. Procédé d'estimation de la qualité osseuse d'un tissu osseux (20), comprenant des étapes dans lesquelles :
on fournit une première pièce implantable (10) dans laquelle est enchâssé un transducteur ultrasonore (12) ;
on positionne au moyen de ladite première pièce implantable une surface active (13) dudit transducteur ultrasonore sensiblement au contact d'une surface osseuse (21 ) dudit tissu osseux ;
on émet, à l'aide dudit transducteur ultrasonore, une onde ultrasonore se propageant dans ledit tissu osseux (20) selon une direction de propagation perpendiculaire à ladite surface active (13) dudit transducteur ultrasonore ; on mesure, à l'aide dudit transducteur ultrasonore, des premier et second signaux d'écho produits par ladite onde ultrasonore lors de sa propagation au travers dudit tissu osseux, respectivement en l'absence d'une seconde pièce implantable (17) implantée dans ledit tissu osseux et en présence de ladite seconde pièce implantable (17) implantée dans ledit tissu osseux à une distance contrôlée par rapport à ladite surface active dudit transducteur ultrasonore ;
on soustrait ledit premier signal d'écho mesuré dudit second signal d'écho mesuré de manière à obtenir un signal d'analyse (S(t)) correspondant à l'écho généré par la réflexion de l'onde ultrasonore par ladite seconde pièce implantable ;
on traite ledit signal d'analyse ((S(t)) pour déterminer un indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel on détermine, à partir dudit signal d'analyse, le temps de vol de l'onde ultrasonore entre ladite surface active, ladite seconde pièce implantable et ladite surface active et, à partir dudit temps de vol et de ladite distance prédéterminée entre ladite surface active et ladite seconde pièce implantable, on détermine la vitesse ultrasonore en tant qu'indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux.
10. Procédé selon la revendication 8, dans lequel on calcule le spectre dudit signal d'analyse et, à partir dudit spectre calculé, on détermine la pente du coefficient d'atténuation ultrasonore en fonction de la fréquence dans ledit tissu osseux en tant qu'indicateur représentatif des propriétés mécaniques dudit tissu osseux.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112099100A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-18 | 吉林大学 | 基于自适应局部迭代滤波的磁共振测深信号包络提取方法 |
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2014
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2015
- 2015-01-27 WO PCT/FR2015/050180 patent/WO2015114244A1/fr active Application Filing
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| CN112099100A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-18 | 吉林大学 | 基于自适应局部迭代滤波的磁共振测深信号包络提取方法 |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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