1) Principes de pose d’une prothèse de genou
La prothèse de genou est faite d’une pièce tibiale en chrome cobalt, d’une pièce fémorale en chrome cobalt et d’une pièce intermédiaire (le plateau mobile) en poly-éthylène (sorte de plastique très résistant).
Le fabricant propose en général 6 tailles tibiales et 5 pièces fémorales (gauche ou droite) et des pièces intermédiaires avec plusieurs tailles et épaisseurs disponibles.
La pose de la prothèse a trois objectifs :
taille des pièces prothétiques adaptées à la taille du genou opéré : Pour une prothese donnée, il existe plusieurs tailles de pièces pour le fémur (5 et droite ou gauche donc 10) 6 pour le tibia, plusieurs tailles de pièce intermédiaire. Le chirurgien choisit la taille la mieux adaptée au genou en fonction des radiographies préopératoires et de calques reproduisant la prothèse.
l’axe du membre inférieur : l’axe post-opératoire doit être proche de 0° (+/-3°)
les pièces de la prothèse doivent glisser l’une sur l’autre tout en restant au contact grâce aux ligaments. Ces ligaments peuvent être rétractés ou étirés. Le « release » consiste à équilibrer les ligaments pour que la prothèse soit stable.
Les différents temps de l’intervention:
ouverture du genou en respectant les muscles et en prévoyant la fermeture à la fin de l’intervention.`
ensuite sont réalisées les coupes osseuse puis l’équilibrage ligamentaire . les pièces d’essai sont ensuite posées pour vérifier la stabilité de la prothèse.
si les essais sont concluants, les pièces définitives stériles sont posées en respectant les tailles et épaisseur des pièces d’essai.
Objectif du chirurgien :
Faire en sorte que la prothèse soit le mieux posée possible à chaque fois .
Dans ce but, les fabricants de prothèse ont développé des guides de coupe pour chaque temps de l’opération. ce qui permet de faire les coupes osseuses de façon cohérente pour que la prothèse puisse s’y appliquer parfaitement.
Philosophie : il ne s’agit pas pour un chirurgien de réussir de temps en temps une prothèse de genou mais de « viser l’excellence », c’est à dire que le pourcentage de prothèses bien posées se rapproche de 100% en sachant que 97% est déjà une excellent score.
Notez que la qualité de la pose de la prothèse n’est pas le seul facteur de réussite pour le patient : traitement de la douleur post opératoire, rééducation, âge du patient, mobilité pré- opératoire du genou, qualité des muscles en pré-opératoire et psychologie du patient sont aussi très importants.
Le choix de la taille de la prothèse
Le but est de choisir les pièces les mieux adaptées à chaque genou. Cela peut se faire en se basant sur des radiographies pré-opératoires avec affinement du choix lors des essais pendant l’intervention.
Cela peut aussi se faire de manière plus précise en utilisant l’informatique pendant l’intervention : il s’agit de donner à l’ordinateur des données pour qu’il puisse créer une image virtuelle du genou opéré. Ces données sont des enregistrements de « points » avec un capteur stérile qui communique avec l’ordinateur. Mais l’enregistrement de ces points reste « opérateur dépendant ».
L’intérêt des guides de coupes sur mesure réalisés avant l’intervention à partir d’images scanner est de diminuer ce facteur humain sans le supprimer complètement bien sûr. Mais surtout ils permettent de positionner les pièces comme prévu en pré opératoire et cela devrait permettre d’améliorer le résultat de nos prothèses.
La taille de la prothèse est en pratique facile à choisir. Le positionnement dans l’espace, des implants choisis est une des orientations de la recherche actuellement
Pour améliorer les résultats, des outils sont à la disposition du chirurgien : les nouvelles technologies peuvent être employées telle la chirurgie assistée par ordinateur et plus récemment les guides de coupe sur mesure .
2) Quels outils pour le chirurgien
L’idéal théorique serait une prothèse sur mesure pour chaque genou. En pratique , il vaut mieux favoriser une technique sur mesure, adaptée au genou opéré et utiliser la prothèse de la taille la plus proche (il existe en général six tailles croissantes pour la pièce fémorale et idem pour la piece tibiale).
Traditionnels
Traditionnellement, il part des radios préopératoires pour planifier les différentes coupes osseuses avec des calques fournis par le fabricant.
Pendant l’intervention, il retrouve l’axe du fémur en posant une tige dans cet os. Un guide de coupe de la taille choisie, se fixe sur cette tige et l’angle de coupe mesuré sur les radios pré-opératoires est reporté sur le guide, etc..
Ce matériel, appelé « ancillaire », permet de faire une coupe osseuse perpendiculaire à l’axe du membre inférieur au niveau du tibia et du fémur. Cet axe une fois vérifié, l’ancillaire permet de complèter les coupes pour que la prothèse s’applique sur l’os de façon étroite.
Techniques modernes pour améliorer la pose des prothèses de genou Assistance par ordinateur
Elle permet de sécuriser les coupes; il s’agit de repérer manuellement, avec un stylet stérile, sur le genou, les points clés nécessaires à l’ordinateur pour créer une image 3D du genou .
Ceci nécessite de poser des « antennes »: fiches stériles équipées de « boules réfléchissantes » stériles, qui sont vissées dans le tibia et le fémur de part et d’autre du genou. Ces antennes permettent de repèrer l’axe du membre inférieur, de transmettre les données du stylet à l’ordinateur qui aide à vérifier l’orientation des coupes osseuses par rapport à cet axe. (pose de prothèse de genou assistée par ordinateur). Notez que le choix des points repères, facile sur le scanner, peut être difficile sur le genou réel lors de l’intervention. Il est chirurgien dépendant et certains points essentiels peuvent être difficiles à repérer précisément sur un genou (variations morphologiques fréquentes entre les individus).
Plus récemment, sont apparus des guides de coupes personnalisés Guides de coupe sur mesure pour chaque genou.
réalisés AVANT L’OPÉRATION à partir d’un scanner (ou d’une IRM pour certains) : le scanner du membre inférieur permet de mesurer la position de l’extrémité du fémur et du tibia par rapport à l’axe du membre inférieur . Le chirurgien planifie comment il veut mettre la prothèse dans les différents plans de l’espace (axe du membre inférieur à 0° mais aussi dans les autres plans de l’espace). Ceci comme les radios se fait sur un plan en deux dimensions alors que le genou réel est en trois dimensions
Le scanner permet grâce à un logiciel informatique spécifique, développé par des ingénieurs, de créer une reproduction virtuelle exacte des surfaces osseuses en trois dimensions sur l’écran de l’ordinateur ; un procédé permet ensuite d’imprimer ces modèles virtuels en objets réels (ce qui s’appelle un prototypage).
Cette reproductions 3D des surfaces articulaires intègre toutes les petites irrégularités, bosses, saillies, creux qui seront retrouvées par le chirurgien pendant l’opération sur le genou du patient. Puis, à partir des instructions données par le chirurgien, sont créés des guides de coupe sur mesure qui vont s’adapter à la perfection sur ces reliefs des extrémités osseuses. Puis les guides vont être fixés par des broches dans l’os pour les stabiliser et faire la première coupe fémorale. Sur ces broches vont se fixer les autres pièces de l’ancillaire pour faire les coupes osseuses spécifiques de la prothèse.
Ces guides sont très prometteurs mais il faut noter qu’une fois les coupes osseuses réalisées, le guide ne sert plus à rien et seul le matériel habituel permet de VERIFIER LES COUPES.
3) Les guides de coupe sur messure
Les guides de coupes personnalisés, exactement adaptés à l’anatomie du genou opéré, sont réalisés à partir d’un scanner.
Ce scanner doit donc être fait un mois avant la date prévue de l’intervention : le patient peut faire le scanner aux maussins en sortant de la consultation, une fois la décision prise.
Notez que le scanner est réalisé selon un protocole spécifique et qu’il doit être réalisé à la clinique des maussins (en général le jour de la consultation d’anesthésie).
Le scanner
Le scanner du membre inférieur permet d’obtenir des images exactes de l’extrémité inférieure du fémur et supérieure du tibia de même que des repères que sont le centre de la tête fémorale et le centre de la cheville . Le chirurgien planifie la position idéale des pièces prothétiques pour qu’elles soient au plus près de l’anatomie du genou. .
Du plan en deux dimensions (scanner) à la troisième dimension (3D): le modèle
Le scanner permet grâce à un logiciel informatique spécifique (knee plan), développé par des ingénieurs, de créer une reproduction virtuelle exacte des surfaces osseuses de votre genou en trois dimensions sur l’écran de l’ordinateur ; un procédé permet ensuite d’imprimer en 3D ces modèles virtuels en objets réels (ce qui s’appelle un prototypage).
Cette reproduction 3D des surfaces articulaires intègre toutes les petites irrégularités, bosses, saillies, creux qui seront retrouvées par le chirurgien pendant l’opération sur le genou du patient. Puis, à partir des instructions données par le chirurgien, sont créés des guides de coupe sur mesure qui vont s’adapter à la perfection sur ces reliefs des extrémités osseuses.
En salle d’intervention, les guides sont fournis stériles au chirurgien qui va les placer sur le genou puis les fixer sur l’os par des broches pour les stabiliser. Une fois les guides fixés le chirurgien fait la première coupe osseuse puis la seconde etc . Ces coupes précises vont permettre de poser la prothèse au mieux et faire la première coupe fémorale. Sur ces broches vont se fixer les autres pièces de l’ancillaire pour faire les coupes osseuses spécifiques de la prothèse.
Le rôle très important de l’ingénieur
il faut souligner ici l’importance de la qualité du travail de l’ingénieur pour analyser le scanner et créer ces guides de coupe sur mesure à partir du scanner. Cette qualité fera souvent la différence d’un laboratoire de fabrication à l’autre . Importance aussi de l’équipe formée par le chirurgien et l’ingénieur et de la confiance.
Planification des coupes
Mesure des angles du membre inférieur (ici 14° de valgus), en position couchée à partir du scanner; Signalement des « ostéophytes » cachés derrière le genou qui peuvent géner la mise en place de la prothèse.
Modélisation 3D
Les modèles virtuels réalisés à partir du scanner avec les reliefs en bleu sur lesquels va s’appuyer le guide; le chirurgien nettoie soigneusement l’os dans ces zones pour un placement parfait du guide coupe.
Planification des coupes pour obtenir un axe à 0° le fémur Il est donc prévu de couper 7 mm et 12mm .
le tibia: Les modèles stériles fournis au chirurgien
guides de coupe (exemple sur le côté fémoral):
Le guide s’applique très exactement sur le le moule (photo de droite) et sur l’os réel, une fois celui-ci préparé par le chirurgien (excision de tout ce qui n’est pas osseux: cartilage restant et tissus mous). Une fois positionné, il permet de poser des broches de manière très précises dans les trous à cet effet (sur les deux photos de gauche).
Ces broches permettent d’utiliser « l’ancillaire », c’est-à-dire les guides de coupe habituels (non personnalisés) de la prothèse.
La prothèse fémorale se pose exactement sur les coupes réalisées. La pièce tibiale est en général cimentée, la pièce mobile est posée sur un plot central de la pièce tibiale et la pièce fémorale se pose sans ciment, en force sur l’os.