Qu’est-ce que c’est ? Les différentes étapes de mise en place de la pièce tibiale Les différentes étapes de l’intervention Intérêts et avantages de la CAO Les inconvénients Conclusions
LA PROTHèSE TOTALE DU GENOU : QU’EST-CE QUE C’EST ?Il s’agit d’un resurfaçage prothétique qui consiste à remplacer les surfaces articulaires du genou, détruites par un processus arthrosique, par une ostéonécrose ou par une maladie rhumatismale.
La prothèse totale remplace donc toutes les surfaces articulaires, contrairement à une prothèse partielle qui ne remplace qu’un des compartiments fémoro-tibial (soit le compartiment fémoro-tibial médial, interne, soit le compartiment fémoro-tibial latéral, externe).
L’intervention consiste donc à mettre en place un implant fémoral, un implant tibial et un implant rotulien (ce dernier n’est pas systématique).
Le chirurgien va donc réaliser des coupes osseuses afin d’ajuster au mieux les implants sur la surface osseuse du patient.
Sur le fémur il y aura une coupe fémorale inférieure, une coupe antérieure, une coupe postérieure et deux chanfreins. Celles-ci seront réalisées avec un angle déterminé par la planification préopératoire et avec des gabarits de coupe appropriés. Elles correspondent à la forme exacte de la pièce fémorale qui va donc remplacer le cartilage pathologique.
Sur le tibia il faut également réséquer le cartilage pathologique par une coupe supérieure, perpendiculaire à l’axe mécanique du membre inférieur et selon des angles également calculés par la planification préopératoire. (Photos ci-dessous).
Les différentes étapes de mise en place de la pièce tibiale. (sur une maquette en plastique)
L’objectif de l’orientation des coupes est d’obtenir :
La chirurgie traditionnelle, avec les guides de coupe et les gabarits appropriés, permet évidemment de s’approcher au plus près du résultat recherché mais la chirurgie assistée par ordinateur nous permet d’optimiser le placement des implants.
La précision apportée par la chirurgie assistée par ordinateur (CAO) dans la mise en place des prothèses totales du genou n’est actuellement plus à démontrer. De nombreuses études ont confirmé l’amélioration indéniable du positionnement des implants par rapport à la chirurgie traditionnelle.
La CAO est donc de plus en plus utilisée par les chirurgiens orthopédistes et permettra très certainement d’améliorer de façon sensible le résultat clinique à long terme, même si ce n’est à l’heure actuelle pas démontré.
La plupart des systèmes utilisés actuellement sont des SYSTÈMES PASSIFS, dits systèmes de navigation informatisés.
Les SYSTÈMES ACTIFS comme les systèmes CASPAR et ROBODOC que nous avons déjà utilisés de 1989 à 2003, date de leur disparition du marché français, sont actuellement abandonnés.
Planification de la mise en place d’une PTG par le système « ROBODOC »
Il s’agissait de systèmes robotisés, basés sur des acquisitions per-opératoires qui nécessitaient :
Planification de la mise en place d’une prothèse totale du genou pour le système CASPAR
L’avantage de ces systèmes était leur précision inégalée.
Leurs inconvénients furent à l’origine de leur abandon :
ils étaient lourds et difficiles à mettre en oeuvre,
trop chers à l’achat,
trop chers à utiliser (matériel consommable, onéreux, à usage unique, pour chaque intervention),
le chirurgien ne pouvait pas modifier la procédure pendant l’intervention,
le système ne pouvait pas prendre en compte les éléments ligamentaires pendant l’intervention.
Leur commercialisation a donc été arrêtée car leur diffusion fut trop confidentielle et n’a pas permis de rentabiliser leur fabrication et toutes les études nécéssaires à leur évolution.
Ces premiers systèmes, qui paraissaient donc promis à un bel avenir ont disparu.
La ROBOTIQUE n’a cependant pas été complètement abandonnée. Les évolutions espérées sur les premiers systèmes :
absence d’imagerie préopératoire,
pas de marqueur préopératoire,
l’association de la navigation à ces systèmes actifs pour en faire des systèmes semi-actifs a abouti actuellement à l’utilisation du système I-BLOCK qui est un guide de coupe robotisé, que nous utilisons depuis Décembre 2007. C’est le seul système semi-actif commercialisé en France, pour la réalisation des cinq coupes fémorales.
Nous décrirons en détail l’utilisation de ce système que nous utilisons systématiquement. Les SYSTEMES PASSIFS sont de plus en plus utilisés actuellement. Il s’agit de systèmes avec ou sans imagerie préopératoire.
AVEC IMAGERIEIls nécessitent la reconstruction anatomique des os du patient à partir d’un scanner ou d’une image radiologique. Le chirurgien choisi des « points clés » qu’il utilisera comme référence pendant l’intervention. Les capteurs sont donc fixés à l’os pendant celle-ci et la palpation de ces points clés part le praticien pendant l’intervention permettra de calculer leur position relative par rapport aux capteurs placés sur les os. Le chirurgien pourra donc surveiller sur l’écran en 3D la réalisation des coupes osseuses et l’implantation de la prothèse.
SANS IMAGERIENous décrirons plus précisément le système que nous utilisons, sans imagerie, avec reconstruction virtuelle des surfaces articulaires par BONE MORPHING. Le BONE MORPHING est la reconstruction en 3D obtenue par la corrélation de points palpés par le chirurgien sur les surfaces articulaires du patient et de points obtenus à partir d’un modèle statistique afin d’avoir une reproduction exacte sur l’écran d’ordinateur des surfaces articulaires du patient à opérer.
Ceci nécessite d’utiliser une caméra optique infrarouge (localisateur) qui suit les mouvements et localise la position des os dans l’espace grâce à des pastilles réfléchissantes qui sont fixées solidement sur le fémur et sur le tibia sur des « corps rigides ». Le palpeur utilisé par le chirurgien ainsi que les guides de coupe sont également reliés par infrarouge à la caméra permettant au chirurgien d’être guidé pendant toute l’intervention par les images affichées sur l’écran de l’ordinateur. Nous utilisons un système passif sans imagerie pour la coupe tibiale : le Nanoblock, et un système semi-actif pour les coupes fémorales : le système IBlock.
Les surfaces osseuses vont être palpées par l’instrument calibré afin d’obtenir une reconstruction en 3D de la surface articulaire. Le déroulement des différents temps opératoires est donc visualisé sur l’écran d’ordinateur, étape après étape.
LES DIFFÉRENTES ÉTAPES DE L’INTERVENTION Installation des capteurs.
Mise en place des corps rigides (en forme de F pour le fémur et de T pour le tibia). Ils sont munis de pastilles réfléchissantes qui vont renvoyer le rayonnement infrarouge issu de la caméra.
Les différentes étapes de la coupe tibiale avec le NANO BLOCK (système de guide de coupe passif).
Ces différentes étapes servent à la reconstruction virtuelle de l’extrémité supérieure du tibia à opérer. C’est le BONE MORPHING.
On fixe le bloc de coupe (Nanoblock) sur le tibia.
Animation résumant le protocole : Nanoblock
Coupes fémorales avec le système IBlock (guide de coupe robotisé).Comme pour le tibia l’intervention commence par la palpation des zones spécifiques sur le fémur, qui vont conduire à la réalisation du BONE MORPHING
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Palpation du sommet de l’échancrure |
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Palpation du condyle médial postérieur |
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Palpation du condyle latéral postérieur |
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Palpation du condyle médial distal |
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Palpation du côté médial |
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Palpation du condyle latéral distal |
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Palpation du côté latéral |
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Palpation de la corticale antérieure |
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BONE MORPHING fémoral : C’est la reconstruction virtuelle du fémur du patient sur laquelle on va pouvoir programmer la mise en place de la pièce fémorale de la prothèse. |
L’écran de planification permet le positionnement optimal de la prothèse avec des données chiffrées (en millimètres et en degrés).
Toutes les informations pour la mise en place de la prothèse sont alors transférées à l’IBlock.
Le guide de coupe robotisé est fixé par deux vis au niveau de la partie interne du fémur.
Réglage
Le réglage est effectué pour la rotation et l’angulation à l’aide de 2 vis de réglage.
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L’animation suivante montre les positions successives du guide de coupe
Animation IBlock
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Le chirurgien fait lui-même les coupes à la scie oscillante à travers la fente du guide. Il répètera le même geste cinq fois de suite, pour les cinq coupes fémorales. |
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Les coupes sont vérifiées et contrôlées numériquement. |
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Vérification de la coupe distale. |
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Vérification de la coupe antérieure. |
Une fois la prothèse mise en place on a une ultime image qui résume les caractéristiques de l’implantation avec l’alignement prothétique, la taille des implants et l’équilibrage ligamentaire.
Nous utilisons le Nanoblock et l’Iblock de façon systématique depuis environ trois ans. Les premiers résultats ont été publiés. Les résultats sont très satisfaisants puisque nous obtenons une précision inférieure à 1mm et à 1 degré. (SUIVEZ LE LIEN)
INTÉRÊTS ET AVANTAGES DE LA CAOL’ordinateur nous permet d’avoir une planification préopératoire avec notamment une mesure de l’axe du membre inférieur qui est bien plus précise que les mesures radiologiques.
La CAO permet également de régler l’équilibrage ligamentaire entre les formations ligamentaires internes et externes, ce qui va entraîner une diminution des contraintes et donc une diminution de l’usure du polyéthylène du plateau prothétique.
La CAO améliore le positionnement des composants prothétiques dans tous les plans, ce qui laisse espérer une amélioration des résultats cliniques à long terme.
LES INCONVENIENTSIls sont peux nombreux :
CONCLUSIONLa chirurgie assistée par ordinateur est en plein développement et va évidemment progresser dans les années à venir. Elle permet de penser que l’amélioration indéniable du positionnement des prothèses de genou entraînera un meilleur résultat clinique à très long terme mais ceci n’est pas encore scientifiquement prouvé à cause d’un recul insuffisant.
Ces systèmes peuvent donc être très bénéfiques si le chirurgien les maîtrise, s’il en connaît les principes et les limites. Il ne s’agit en effet que d’une aide informatique lui permettant d’étre beaucoup plus précis mais lui laissant l’entière responsabilité de ses décisions et de l’acte chirurgical.
