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Le risque de défaut d’implantation de la pièce tibiale persiste-t-il dans les poses de prothèses totales de genou assistées par ordinateur ?
Revue de chirurgie orthopédique et traumatologique (2010) 96, 611—617
MÉMOIRE ORIGINAL
Le risque de défaut d’implantation de la pièce tibiale persiste-t-il dans les poses de prothèses totales de genou assistées par ordinateur ?夽 Computer-assisted total knee arthroplasty: Does the tibial component remain at malposition risk? J.-C. Bové Polyclinique du Val-de-Sambre, 162, route de Mons, 59600 Maubeuge, France Acceptation définitive le : 28 octobre 2009
MOTS CLÉS Chirurgie assistée par ordinateur ; Arthroplastie totale de genou
Résumé Introduction. — Le développement de la chirurgie assistée par ordinateur dans le domaine de l’arthroplastie de genou est sous-tendu par la recherche d’une meilleure précision dans le positionnement spatial des pièces prothétiques et dans l’obtention d’une balance ligamentaire idéale. De nombreuses études ont souligné l’intérêt de la navigation dans la réalisation de coupes osseuses précises, que ce soit dans leur orientation ou dans leur localisation permettant une résection osseuse à même d’induire un équilibrage ligamentaire satisfaisant. Or l’amélioration de la précision des coupes osseuses peut être atténuée par des erreurs de positionnement des implants définitifs lors de leur mise en place. Le but de ce travail prospectif est d’évaluer cette perte de précision et d’exposer les solutions envisageables pour la minimiser. Matériel et méthodes. — Une série consécutive de 50 arthroplasties totales de genou, naviguées à l’aide d’un système imageless a été étudiée. Cette étude a permis de comparer l’orientation spatiale des pièces prothétiques déterminées à l’aide du logiciel (positionnement frontal de la pièce fémorale, frontal et sagittal pour la pièce tibiale), à l’orientation des coupes osseuses correspondantes, ce qui a permis de quantifier la perte de précision dudit positionnement après la coupe. L’orientation des implants d’essai et définitifs a été prise en compte. De plus, les axes mécaniques du membre inférieur, prothèse d’essai, puis définitive en place ont été comparés. Deux abandons de procédure sont à déplorer ainsi que deux dossiers incomplets, soit une série de 46 cas (29 femmes et 17 hommes d’un âge moyen de 67 ans à l’intervention, IMC moyen de 31,27).
DOI de l’article original : 10.1016/j.otsr.2009.11.017. Ne pas utiliser, pour citation, la référence franc ¸aise de cet article, mais celle de l’article original paru dans Orthopaedics &Traumatology: Surgery & Research, en utilisant le DOI ci-dessus. Adresse e-mail : [email protected]. 夽
1877-0517/$ – see front matter © 2010 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. doi:10.1016/j.rcot.2010.05.008
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J.-C. Bové Résultats. — L’orientation des coupes osseuses s’est constamment révélée satisfaisante. L’orientation frontale de la pièce fémorale définitive (0,2◦ de valgus) ne différait pas de manière statistiquement significative de celle de la coupe fémorale distale (0,3◦ de valgus) et de l’orientation de la pièce fémorale d’essai de même que la pente de la pièce tibiale (4,8◦ ) versus coupe tibiale (6,3◦ ) et l’axe mécanique du membre inférieur avec prothèse d’essai et pièce définitive. L’orientation frontale de la pièce tibiale (0,6◦ varus) différait de manière statistiquement significative de l’orientation de la coupe osseuse (0,1◦ valgus). Discussion. — Plusieurs études ont démontré l’intérêt de la chirurgie assistée par ordinateur et notamment dans la précision des coupes osseuses, ce que confirme notre travail. La perte de précision, observée entre coupe et implantation définitive, ne peut s’expliquer que par une interposition de parties molles, une épaisseur inégale de ciment, une erreur d’orientation de la poignée d’impaction de l’implant définitif, un conflit quille prothétique os cortical. Une meilleure exposition des plateaux tibiaux, l’abandon du ciment, un ancillaire d’impaction navigué pourraient réduire ces erreurs. Niveau de preuve. — Type d’étude : prospective. Niveau IV. © 2010 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Introduction
Matériel et méthodes
Le développement de la chirurgie assistée par ordinateur [1—4] dans l’arthroplastie totale du genou est motivé par la recherche d’une meilleure précision dans l’orientation des implants et d’un meilleur équilibre ligamentaire, tout en minimisant les contraintes de cette technologie (courbe d’apprentissage, coût du matériel). Cette amélioration de précision par la navigation informatique, garant de la longévité prothétique, a été démontrée par plusieurs études [1,5—15]. Afin d’augmenter cette précision de pose, plusieurs axes de recherche sont envisageables :
De mai 2008 à juin 2009, 50 arthroplasties totales primaires de genou ont été réalisées dans le service par l’auteur. L’implant de première intention a toujours été la prothèse ProfixTM (Smith et Nephew, Memphis, Tennessee, États-Unis) (Fig. 1), prothèse classique à glissement comportant sept tailles de bouclier fémoral et cinq tailles pour la pièce tibiale, cette dernière étant munie d’une quille standard de 60 mm de longueur et de 14 mm de diamètre (Fig. 2). La pente tibiale postérieure intrinsèque est nulle, l’orientation sagittale de l’implant étant induite par l’utilisation d’un bloc de coupe spécifique de 0◦ , 4◦ et 7◦ de pente tibiale postérieure. La prothèse était naviguée à l’aide du système VectorVision Kolibri (Brainlab, Munich, Allemagne) (Fig. 3). Il s’agit d’un système de navigation ne nécessitant pas de scanner préopératoire dit imageless et comportant une caméra stéréoscopique à infrarouges. Les antennes réfléchissantes sont solidaires du fémur et du tibia (corps rigides), une antenne réfléchissante mobile losangique à quatre billes est utilisée pour contrôler le positionnement des blocs de coupe (Fig. 4). La technique employée était celle du bone morphingTM . L’acquisition informatique, grâce au stylet, d’un certain nombre de repères anatomiques fondamentaux (épicondyles, plateaux tibiaux, malléoles, surface osseuse sus trochléenne, ligne de Whiteside, etc.) permettait, outre le choix dans la base de données d’un genou « approchant », la détermination quasi instantanée de l’axe mécanique du membre inférieur. La précision des mesures est de l’ordre du demi-degré, très largement acceptable compte tenu de l’imprécision des déterminations spatiales et notamment lors de l’enregistrement des repères anatomiques. La navigation a été utilisée à titre systématique lors de toutes les arthroplasties de première intention. Nous avons eu deux abandons de procédure naviguée, l’un pour mobilisation peropératoire du corps rigide fémoral, l’autre pour panne informatique.
• une meilleure définition des repères anatomiques fondamentaux, en particulier lors du réglage de la rotation du composant fémoral qui pose toujours problème [7,11,16] ; • une diminution des imperfections lors de la réalisation des coupes osseuses (lames de scie non déformables, ancrage plus stable des blocs de coupe, voire lames de scie naviguées) ; • une diminution de la perte de précision lors de l’implantation des pièces prothétiques (cimentées ou non) [12] ; • une meilleure stabilité peropératoire des corps rigides [11]. La revue de la littérature met toujours en évidence l’existence d’une dispersion résiduelle des résultats dans le positionnement des implants, dispersion moindre dans le cadre des arthroplasties naviguées qu’en cas d’utilisation d’ancillaires conventionnels [2,3] mais réelle, malgré la précision d’orientation accrue obtenue grâce à l’emploi de la navigation. Le but de ce travail prospectif était d’évaluer la perte de précision de l’orientation des implants lors de leur positionnement définitif en recherchant particulièrement les plans de l’espace où cette perte est la plus importante pour envisager les solutions susceptibles de les minimiser.
PTG naviguée et perte de précision de l’orientation de la pièce tibiale
Figure 1 Prothèse ProfixTM (Smith and Nephew, Memphis, Tennessee, États-Unis).
Deux cas n’ont pu être exploités en raison d’un enregistrement incomplet de données La série comporte donc 46 cas, 29 femmes et 17 hommes, d’un âge moyen de 67 ans à l’intervention (extrêmes de 38 à 88 ans), 26 genoux droits, 20 gauches, d’un IMC moyen de 31,27 (extrêmes de 18,82 à 41,93). La déviation moyenne préopératoire déterminée par l’ordinateur (donc en décharge) était de 1,3◦ de varus (17,5◦ de varus à 14,2◦ de valgus, 13 valgus, 31 varus). Les coupes osseuses ont été réalisées de manière indépendante, coupe fémorale distale en premier. La pente tibiale souhaitée était de 7◦ .
Figure 2
Prothèse ProfixTM : pièce tibiale.
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Figure 3 Système de navigation VectorVision Kolibri (Brainlab, Munich, Allemagne).
La prise du ciment s’effectuait genou en extension, la pièce fémorale n’ayant été cimentée que trois fois soit 6,5 %, la pièce tibiale l’ayant été systématiquement. Afin de répondre au but de l’étude, trois étapes supplémentaires ont été rajoutées à la procédure classique de navigation (cette dernière comprenant de manière systématique la vérification informatique des coupes osseuses après réalisation) : • vérification informatique de l’orientation frontale du bouclier fémoral d’essai à l’aide de l’antenne réfléchissante utilisée pour la vérification préalable des coupes osseuses ; • vérification à l’ordinateur de l’orientation frontale et sagittale de la pièce tibiale d’essai toujours à l’aide de l’antenne mobile positionnée sur l’implant d’essai ; • répétition de ces deux étapes, implant définitif en place, à l’aide du même instrument (Fig. 5).
Figure 4
Système Kolibri : antenne réfléchissante mobile.
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J.-C. Bové d’essai puis définitives, l’hypothèse d’une perte de précision de l’orientation des implants a pu être étudiée.
Résultats L’orientation frontale fémorale distale L’orientation frontale de la coupe osseuse fémorale distale, évaluée 46 fois (100 %), était en moyenne de 0,3◦ de valgus (1,5◦ de varus à 1,7◦ de valgus, écart-type 0,71), celle de la prothèse fémorale d’essai, évaluée 46 fois également (100 %), de 0,2◦ de valgus (1,9◦ de varus à 2,1◦ de valgus, écart-type 0,90), celle de la prothèse définitive en place, évaluée 43 fois (93 %), de 0,2◦ de valgus (2,0◦ de varus à 2,5◦ de valgus, écart-type 0,99). La perte de précision lors de l’impaction du bouclier fémoral définitif était non statistiquement significative (p = 0,068) (Fig. 6).
L’orientation frontale tibiale proximale Figure 5
Vérification du positionnement de la pièce tibiale.
Le flexum de la pièce fémorale et la rotation des deux composants n’ont pas été étudiés [12]. Les différentes données ont été enregistrées par captures successives d’écran, permettant leur exploitation statistique ultérieure. Cette dernière a porté sur la significativité statistique de la perte de précision de l’orientation frontale des pièces fémorales d’essai et définitive par rapport à l’orientation de la coupe osseuse fémorale, puis de la perte de précision au niveau tibial (frontale et sagittale), enfin sur la perte de précision de l’axe mécanique global du membre inférieur, prothèse d’essai, puis définitive en place. Elle a fait appel au test du Khi2 , valeur de référence plus ou moins deux degrés. Le risque bêta a été évalué afin de qualifier la puissance de l’étude. Il était de 4 % pour les mesures tibiales. En comparant le positionnement successif, au cours des 50 procédures, des coupes osseuses, des pièces prothétiques
Figure 6
L’orientation frontale de la coupe tibiale, évaluée 44 fois (96 %), était de 0,1◦ de valgus (1,8◦ varus à 1,5◦ de valgus, écart-type 0,72), celle de la prothèse d’essai, évaluée 43 fois (93 %), de 0◦ de varus (3,7◦ de varus à 2,0◦ de valgus, écart-type 0,98), enfin celle de la prothèse tibiale définitive, évaluée 42 fois (91 %), de 0,6◦ de varus (3,4◦ de varus à 2,2◦ de valgus, écart-type 1,45) (Fig. 7) ; soit respectivement 90,9 %, 86,0 % et 50,0 % dans la fourchette idéale. La différence était statistiquement significative (p = 0,001) entre coupe osseuse et implant définitif. Le côté et l’IMC n’avaient aucune influence sur l’erreur.
La pente tibiale postérieure La pente tibiale postérieure de la coupe osseuse, évaluée 44 fois soit 96 %, était de 6,3◦ en moyenne (3,3◦ à 9,0◦ , écart-type 1,47), celle de la pièce tibiale d’essai, évaluée 43 fois soit 93 %, de 5,9◦ (1,0◦ à 8,5◦ , écart-type 1,56), enfin celle de l’implant définitif, évaluée 42 fois soit 91 %, de 4,8◦ (−1,9◦ , soit une pente antérieure, à 9,5◦ , écart-type 2,08)
Orientation frontale comparée des coupes osseuses et des pièces fémorales.
PTG naviguée et perte de précision de l’orientation de la pièce tibiale
Figure 7
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Orientation frontale comparée des coupes osseuses et des pièces tibiales.
0,2◦ de valgus (extrêmes de 2,9◦ de varus à 3,5◦ de valgus, écart-type de 1,67) après implantation des pièces définitives (évalué 46 fois, soit 100 %) (différence non significative, p = 0,467).
Discussion
Figure 8
Pente tibiale comparée.
(Fig. 8). La perte de précision lors de l’implantation de la pièce tibiale définitive dans le plan sagittal n’était pas statistiquement significative (p = 0,168).
L’axe mécanique global du membre inférieur L’axe mécanique global du membre inférieur (Fig. 9), prothèse d’essai en place (41 cas soit 89 %) était de 0,3◦ de valgus (2,9◦ de varus à 2,6◦ de valgus, écart-type 1,45) et de
Figure 9
Plusieurs études [1—15] ont prouvé l’intérêt de la chirurgie assistée par ordinateur et notamment dans la précision accrue des coupes osseuses, ce que confirme notre travail. En effet, la coupe osseuse fémorale distale se situe en moyenne à 0,3◦ de valgus (extrêmes de 1,5◦ de varus à 1,7◦ de valgus) ce qui correspond aux données de la littérature [8,13]. De même, les coupes tibiales frontales et sagittales (respectivement de 0,1◦ de valgus, extrêmes de 1,8◦ de varus à 1,5◦ de valgus et 6,3◦ , extrêmes de 3,3◦ à 9,0◦ ) se révèlent conformes à notre attente (utilisation du bloc de coupe tibiale de 7◦ de pente postérieure). Les seules imperfections résiduelles concernent l’orientation en rotation du composant fémoral [16]. Jeffrey et al. [17] ont montré qu’une orientation plus précise des pièces prothétiques est le garant de la longévité de l’arthroplastie.
Axe mécanique du membre inférieur.
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J.-C. Bové
Encore faut-il que la précision des coupes osseuses se traduise par une orientation idéale des implants définitifs donc sans perte de précision entre la réalisation des coupes et l’implantation prothétique (cimentée ou non). Or, pour Catani et al. [12], il existe une perte de précision entre ces deux étapes. Dans cette étude, la perte de précision entre coupe osseuse et positionnement des implants excède 1◦ dans le plan frontal pour le fémur et dans le plan frontal et sagittal pour le tibia dans respectivement 20 %, 11 % et 33 % des cas et 2◦ dans 4 %, 3 % et 9 % des patients. Des pertes de précision de plus de 3◦ ont été constatées mais uniquement pour la pente tibiale. L’auteur insiste sur la vérification peropératoire régulière de l’orientation des coupes et des pièces prothétiques durant la procédure et notamment avant la prise du ciment. Aucune différence significative n’a été retrouvée, contrairement à notre étude, quant à l’importance de la perte de précision de l’orientation de la pièce tibiale comparativement à celle de la pièce fémorale. Notre travail met en effet l’accent sur l’erreur de positionnement de la pièce tibiale. L’orientation frontale tibiale moyenne passe de 0,1◦ de valgus pour les coupes osseuses à 0◦ de varus pour l’implant d’essai, puis à 0,6◦ de varus pour l’implant définitif (soit respectivement 90,9 %, 86,0 % et 50,0 % dans la fourchette idéale). Cette perte de précision est statistiquement significative (p = 0,001). L’utilisation de ciment, l’existence d’une quille tibiale assez longue et volumineuse peuvent expliquer cette perte de précision, notable en ce qui concerne l’implant définitif. Compte tenu du caractère asymétrique de la métaphyse tibiale proximale, un conflit quille prothétique—corticale peut exister sans être pour autant détectable aux radiographies standard. Il serait intéressant de tenter de le visualiser à l’aide d’un scanner. La pente tibiale, vraisemblablement pour les mêmes raisons, est sujette à une grande variabilité, néanmoins non statistiquement significative. La résultante de ces erreurs cumulées est la modification de l’axe mécanique global du membre inférieur entre implant d’essai et implant définitif (de 0,3◦ de valgus en moyenne, à 0,2◦ de valgus), cette différence n’étant toutefois pas statistiquement significative. Une réduction de ces imperfections de positionnement des implants définitifs devrait par conséquent augmenter le pourcentage des axes mécaniques situés dans la fourchette idéale (plus ou moins 3◦ , voire mieux plus ou moins 2◦ ). Au vu des résultats de notre série, la divergence d’orientation frontale fémorale et surtout tibiale frontale et sagittale entre coupes osseuses et implants, mérite d’être prise en compte et corrigée au cours d’une arthroplastie totale de genou par une mesure itérative de l’orientation des coupes et des pièces. Cette étude d’une série, monocentrique, prospective et continue présente quelques insuffisances :
• ensuite, le fait que la série ne prenne en compte qu’un seul type d’implant et un seul système de navigation limite son interprétation ; • enfin, cette étude ne permet pas de distinguer la responsabilité respective, dans les erreurs de mesures détectées, du système informatique (erreur de mesure) et de l’implant lui-même (erreur de positionnement, conflit pièce prothétique—os). L’erreur de mesure informatique a été bien étudiée [18,19]. Les conclusions sont concordantes. La précision des systèmes de mesure informatique permet une fiabilité et une reproductibilité des procédures naviguées en chirurgie orthopédique, que ce soit dans le cadre des arthroplasties ou dans celui des ostéotomies de réaxation [20,21]. Jenny, dans une série de 20 prothèses totales de genou, retrouve une différence inter- et intra-observateur de 0,1◦ dans la détermination de l’axe mécanique global du membre inférieur et conclut en la fiabilité des mesures peropératoires de cet axe mécanique lors d’une procédure naviguée [20]. Hüfner évalue la précision des systèmes de navigation à plus ou moins 1 mm et plus ou moins un degré [21]. Il est donc hautement probable que les erreurs retrouvées dans notre étude soient des erreurs de positionnement des implants.
• tout d’abord, la taille de la série pourrait induire une puissance statistique insuffisante. Néanmoins le risque bêta dans la série comparative tibiale est évalué à 4 %, ce qui permet d’accorder une fiabilité satisfaisante aux conclusions de l’étude ;
Cette étude prospective de 50 arthroplasties totales naviguées de genou confirme l’intérêt majeur de la chirurgie assistée par ordinateur notamment dans la précision des coupes osseuses, garant du positionnement satisfaisant des pièces prothétiques et de la longévité de l’implant.
Solutions envisageables Elles résident tout d’abord en l’absence de mobilisation peropératoire des corps rigides. Cette dernière est actuellement aisément détectable et doit imposer soit la conversion en arthroplastie conventionnelle soit la réinitialisation globale de la procédure informatique, facteur d’allongement du temps opératoire : • la suppression du scellement peut être envisagée (pièce tibiale en ce qui nous concerne, principalement) mais cela pose le problème de la qualité de l’ancrage [18] (vissage, modification de la quille tibiale) ; • tout conflit quille—os cortical doit être évité. Le dessin de la prothèse doit absolument en tenir compte ; • l’exposition anatomique doit permettre d’éviter toute interposition de tissus mous entre os et pièce prothétique ; • la conception d’un ancillaire préhensif permettant la pose naviguée de la pièce tibiale grâce à une poignée naviguée [12]. Il serait alors intéressant de réaliser la même étude en comparant les pertes de précision respectives lors de l’impaction de la prothèse tibiale. Ce n’est qu’à cette condition que la réduction de la fréquence des reprises de prothèse de genou permettra de compenser le surcoût pour le système de santé, de l’acquisition du système de navigation, matériel encore très onéreux [19].
Conclusion
PTG naviguée et perte de précision de l’orientation de la pièce tibiale Cet intérêt est toutefois minimisé par des erreurs de positionnement commises lors de l’implantation de la prothèse définitive, surtout au tibia. Une implantation plus rigoureuse de la pièce tibiale définitive doit être recherchée, en s’aidant peut-être d’une poignée préhensive naviguée, en libérant bien au préalable les plateaux tibiaux de tous les tissus mous risquant de s’interposer, en évitant tout conflit quille tibiale corticale (genoux de petite taille, reprises d’ostéotomies tibiales de soustraction latérale), voire en abandonnant le ciment.
Conflit d’intérêt Aucun.
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MÉMOIRE ORIGINAL
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DOI de l’article original : 10.1016/j.otsr.2009.11.017. Ne pas utiliser, pour citation, la référence franc ¸aise de cet article, mais celle de l’article original paru dans Orthopaedics &Traumatology: Surgery & Research, en utilisant le DOI ci-dessus. Adresse e-mail : [email protected]. 夽
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J.-C. Bové Résultats. — L’orientation des coupes osseuses s’est constamment révélée satisfaisante. L’orientation frontale de la pièce fémorale définitive (0,2◦ de valgus) ne différait pas de manière statistiquement significative de celle de la coupe fémorale distale (0,3◦ de valgus) et de l’orientation de la pièce fémorale d’essai de même que la pente de la pièce tibiale (4,8◦ ) versus coupe tibiale (6,3◦ ) et l’axe mécanique du membre inférieur avec prothèse d’essai et pièce définitive. L’orientation frontale de la pièce tibiale (0,6◦ varus) différait de manière statistiquement significative de l’orientation de la coupe osseuse (0,1◦ valgus). Discussion. — Plusieurs études ont démontré l’intérêt de la chirurgie assistée par ordinateur et notamment dans la précision des coupes osseuses, ce que confirme notre travail. La perte de précision, observée entre coupe et implantation définitive, ne peut s’expliquer que par une interposition de parties molles, une épaisseur inégale de ciment, une erreur d’orientation de la poignée d’impaction de l’implant définitif, un conflit quille prothétique os cortical. Une meilleure exposition des plateaux tibiaux, l’abandon du ciment, un ancillaire d’impaction navigué pourraient réduire ces erreurs. Niveau de preuve. — Type d’étude : prospective. Niveau IV. © 2010 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Introduction
Matériel et méthodes
Le développement de la chirurgie assistée par ordinateur [1—4] dans l’arthroplastie totale du genou est motivé par la recherche d’une meilleure précision dans l’orientation des implants et d’un meilleur équilibre ligamentaire, tout en minimisant les contraintes de cette technologie (courbe d’apprentissage, coût du matériel). Cette amélioration de précision par la navigation informatique, garant de la longévité prothétique, a été démontrée par plusieurs études [1,5—15]. Afin d’augmenter cette précision de pose, plusieurs axes de recherche sont envisageables :
De mai 2008 à juin 2009, 50 arthroplasties totales primaires de genou ont été réalisées dans le service par l’auteur. L’implant de première intention a toujours été la prothèse ProfixTM (Smith et Nephew, Memphis, Tennessee, États-Unis) (Fig. 1), prothèse classique à glissement comportant sept tailles de bouclier fémoral et cinq tailles pour la pièce tibiale, cette dernière étant munie d’une quille standard de 60 mm de longueur et de 14 mm de diamètre (Fig. 2). La pente tibiale postérieure intrinsèque est nulle, l’orientation sagittale de l’implant étant induite par l’utilisation d’un bloc de coupe spécifique de 0◦ , 4◦ et 7◦ de pente tibiale postérieure. La prothèse était naviguée à l’aide du système VectorVision Kolibri (Brainlab, Munich, Allemagne) (Fig. 3). Il s’agit d’un système de navigation ne nécessitant pas de scanner préopératoire dit imageless et comportant une caméra stéréoscopique à infrarouges. Les antennes réfléchissantes sont solidaires du fémur et du tibia (corps rigides), une antenne réfléchissante mobile losangique à quatre billes est utilisée pour contrôler le positionnement des blocs de coupe (Fig. 4). La technique employée était celle du bone morphingTM . L’acquisition informatique, grâce au stylet, d’un certain nombre de repères anatomiques fondamentaux (épicondyles, plateaux tibiaux, malléoles, surface osseuse sus trochléenne, ligne de Whiteside, etc.) permettait, outre le choix dans la base de données d’un genou « approchant », la détermination quasi instantanée de l’axe mécanique du membre inférieur. La précision des mesures est de l’ordre du demi-degré, très largement acceptable compte tenu de l’imprécision des déterminations spatiales et notamment lors de l’enregistrement des repères anatomiques. La navigation a été utilisée à titre systématique lors de toutes les arthroplasties de première intention. Nous avons eu deux abandons de procédure naviguée, l’un pour mobilisation peropératoire du corps rigide fémoral, l’autre pour panne informatique.
• une meilleure définition des repères anatomiques fondamentaux, en particulier lors du réglage de la rotation du composant fémoral qui pose toujours problème [7,11,16] ; • une diminution des imperfections lors de la réalisation des coupes osseuses (lames de scie non déformables, ancrage plus stable des blocs de coupe, voire lames de scie naviguées) ; • une diminution de la perte de précision lors de l’implantation des pièces prothétiques (cimentées ou non) [12] ; • une meilleure stabilité peropératoire des corps rigides [11]. La revue de la littérature met toujours en évidence l’existence d’une dispersion résiduelle des résultats dans le positionnement des implants, dispersion moindre dans le cadre des arthroplasties naviguées qu’en cas d’utilisation d’ancillaires conventionnels [2,3] mais réelle, malgré la précision d’orientation accrue obtenue grâce à l’emploi de la navigation. Le but de ce travail prospectif était d’évaluer la perte de précision de l’orientation des implants lors de leur positionnement définitif en recherchant particulièrement les plans de l’espace où cette perte est la plus importante pour envisager les solutions susceptibles de les minimiser.
PTG naviguée et perte de précision de l’orientation de la pièce tibiale
Figure 1 Prothèse ProfixTM (Smith and Nephew, Memphis, Tennessee, États-Unis).
Deux cas n’ont pu être exploités en raison d’un enregistrement incomplet de données La série comporte donc 46 cas, 29 femmes et 17 hommes, d’un âge moyen de 67 ans à l’intervention (extrêmes de 38 à 88 ans), 26 genoux droits, 20 gauches, d’un IMC moyen de 31,27 (extrêmes de 18,82 à 41,93). La déviation moyenne préopératoire déterminée par l’ordinateur (donc en décharge) était de 1,3◦ de varus (17,5◦ de varus à 14,2◦ de valgus, 13 valgus, 31 varus). Les coupes osseuses ont été réalisées de manière indépendante, coupe fémorale distale en premier. La pente tibiale souhaitée était de 7◦ .
Figure 2
Prothèse ProfixTM : pièce tibiale.
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Figure 3 Système de navigation VectorVision Kolibri (Brainlab, Munich, Allemagne).
La prise du ciment s’effectuait genou en extension, la pièce fémorale n’ayant été cimentée que trois fois soit 6,5 %, la pièce tibiale l’ayant été systématiquement. Afin de répondre au but de l’étude, trois étapes supplémentaires ont été rajoutées à la procédure classique de navigation (cette dernière comprenant de manière systématique la vérification informatique des coupes osseuses après réalisation) : • vérification informatique de l’orientation frontale du bouclier fémoral d’essai à l’aide de l’antenne réfléchissante utilisée pour la vérification préalable des coupes osseuses ; • vérification à l’ordinateur de l’orientation frontale et sagittale de la pièce tibiale d’essai toujours à l’aide de l’antenne mobile positionnée sur l’implant d’essai ; • répétition de ces deux étapes, implant définitif en place, à l’aide du même instrument (Fig. 5).
Figure 4
Système Kolibri : antenne réfléchissante mobile.
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J.-C. Bové d’essai puis définitives, l’hypothèse d’une perte de précision de l’orientation des implants a pu être étudiée.
Résultats L’orientation frontale fémorale distale L’orientation frontale de la coupe osseuse fémorale distale, évaluée 46 fois (100 %), était en moyenne de 0,3◦ de valgus (1,5◦ de varus à 1,7◦ de valgus, écart-type 0,71), celle de la prothèse fémorale d’essai, évaluée 46 fois également (100 %), de 0,2◦ de valgus (1,9◦ de varus à 2,1◦ de valgus, écart-type 0,90), celle de la prothèse définitive en place, évaluée 43 fois (93 %), de 0,2◦ de valgus (2,0◦ de varus à 2,5◦ de valgus, écart-type 0,99). La perte de précision lors de l’impaction du bouclier fémoral définitif était non statistiquement significative (p = 0,068) (Fig. 6).
L’orientation frontale tibiale proximale Figure 5
Vérification du positionnement de la pièce tibiale.
Le flexum de la pièce fémorale et la rotation des deux composants n’ont pas été étudiés [12]. Les différentes données ont été enregistrées par captures successives d’écran, permettant leur exploitation statistique ultérieure. Cette dernière a porté sur la significativité statistique de la perte de précision de l’orientation frontale des pièces fémorales d’essai et définitive par rapport à l’orientation de la coupe osseuse fémorale, puis de la perte de précision au niveau tibial (frontale et sagittale), enfin sur la perte de précision de l’axe mécanique global du membre inférieur, prothèse d’essai, puis définitive en place. Elle a fait appel au test du Khi2 , valeur de référence plus ou moins deux degrés. Le risque bêta a été évalué afin de qualifier la puissance de l’étude. Il était de 4 % pour les mesures tibiales. En comparant le positionnement successif, au cours des 50 procédures, des coupes osseuses, des pièces prothétiques
Figure 6
L’orientation frontale de la coupe tibiale, évaluée 44 fois (96 %), était de 0,1◦ de valgus (1,8◦ varus à 1,5◦ de valgus, écart-type 0,72), celle de la prothèse d’essai, évaluée 43 fois (93 %), de 0◦ de varus (3,7◦ de varus à 2,0◦ de valgus, écart-type 0,98), enfin celle de la prothèse tibiale définitive, évaluée 42 fois (91 %), de 0,6◦ de varus (3,4◦ de varus à 2,2◦ de valgus, écart-type 1,45) (Fig. 7) ; soit respectivement 90,9 %, 86,0 % et 50,0 % dans la fourchette idéale. La différence était statistiquement significative (p = 0,001) entre coupe osseuse et implant définitif. Le côté et l’IMC n’avaient aucune influence sur l’erreur.
La pente tibiale postérieure La pente tibiale postérieure de la coupe osseuse, évaluée 44 fois soit 96 %, était de 6,3◦ en moyenne (3,3◦ à 9,0◦ , écart-type 1,47), celle de la pièce tibiale d’essai, évaluée 43 fois soit 93 %, de 5,9◦ (1,0◦ à 8,5◦ , écart-type 1,56), enfin celle de l’implant définitif, évaluée 42 fois soit 91 %, de 4,8◦ (−1,9◦ , soit une pente antérieure, à 9,5◦ , écart-type 2,08)
Orientation frontale comparée des coupes osseuses et des pièces fémorales.
PTG naviguée et perte de précision de l’orientation de la pièce tibiale
Figure 7
615
Orientation frontale comparée des coupes osseuses et des pièces tibiales.
0,2◦ de valgus (extrêmes de 2,9◦ de varus à 3,5◦ de valgus, écart-type de 1,67) après implantation des pièces définitives (évalué 46 fois, soit 100 %) (différence non significative, p = 0,467).
Discussion
Figure 8
Pente tibiale comparée.
(Fig. 8). La perte de précision lors de l’implantation de la pièce tibiale définitive dans le plan sagittal n’était pas statistiquement significative (p = 0,168).
L’axe mécanique global du membre inférieur L’axe mécanique global du membre inférieur (Fig. 9), prothèse d’essai en place (41 cas soit 89 %) était de 0,3◦ de valgus (2,9◦ de varus à 2,6◦ de valgus, écart-type 1,45) et de
Figure 9
Plusieurs études [1—15] ont prouvé l’intérêt de la chirurgie assistée par ordinateur et notamment dans la précision accrue des coupes osseuses, ce que confirme notre travail. En effet, la coupe osseuse fémorale distale se situe en moyenne à 0,3◦ de valgus (extrêmes de 1,5◦ de varus à 1,7◦ de valgus) ce qui correspond aux données de la littérature [8,13]. De même, les coupes tibiales frontales et sagittales (respectivement de 0,1◦ de valgus, extrêmes de 1,8◦ de varus à 1,5◦ de valgus et 6,3◦ , extrêmes de 3,3◦ à 9,0◦ ) se révèlent conformes à notre attente (utilisation du bloc de coupe tibiale de 7◦ de pente postérieure). Les seules imperfections résiduelles concernent l’orientation en rotation du composant fémoral [16]. Jeffrey et al. [17] ont montré qu’une orientation plus précise des pièces prothétiques est le garant de la longévité de l’arthroplastie.
Axe mécanique du membre inférieur.
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J.-C. Bové
Encore faut-il que la précision des coupes osseuses se traduise par une orientation idéale des implants définitifs donc sans perte de précision entre la réalisation des coupes et l’implantation prothétique (cimentée ou non). Or, pour Catani et al. [12], il existe une perte de précision entre ces deux étapes. Dans cette étude, la perte de précision entre coupe osseuse et positionnement des implants excède 1◦ dans le plan frontal pour le fémur et dans le plan frontal et sagittal pour le tibia dans respectivement 20 %, 11 % et 33 % des cas et 2◦ dans 4 %, 3 % et 9 % des patients. Des pertes de précision de plus de 3◦ ont été constatées mais uniquement pour la pente tibiale. L’auteur insiste sur la vérification peropératoire régulière de l’orientation des coupes et des pièces prothétiques durant la procédure et notamment avant la prise du ciment. Aucune différence significative n’a été retrouvée, contrairement à notre étude, quant à l’importance de la perte de précision de l’orientation de la pièce tibiale comparativement à celle de la pièce fémorale. Notre travail met en effet l’accent sur l’erreur de positionnement de la pièce tibiale. L’orientation frontale tibiale moyenne passe de 0,1◦ de valgus pour les coupes osseuses à 0◦ de varus pour l’implant d’essai, puis à 0,6◦ de varus pour l’implant définitif (soit respectivement 90,9 %, 86,0 % et 50,0 % dans la fourchette idéale). Cette perte de précision est statistiquement significative (p = 0,001). L’utilisation de ciment, l’existence d’une quille tibiale assez longue et volumineuse peuvent expliquer cette perte de précision, notable en ce qui concerne l’implant définitif. Compte tenu du caractère asymétrique de la métaphyse tibiale proximale, un conflit quille prothétique—corticale peut exister sans être pour autant détectable aux radiographies standard. Il serait intéressant de tenter de le visualiser à l’aide d’un scanner. La pente tibiale, vraisemblablement pour les mêmes raisons, est sujette à une grande variabilité, néanmoins non statistiquement significative. La résultante de ces erreurs cumulées est la modification de l’axe mécanique global du membre inférieur entre implant d’essai et implant définitif (de 0,3◦ de valgus en moyenne, à 0,2◦ de valgus), cette différence n’étant toutefois pas statistiquement significative. Une réduction de ces imperfections de positionnement des implants définitifs devrait par conséquent augmenter le pourcentage des axes mécaniques situés dans la fourchette idéale (plus ou moins 3◦ , voire mieux plus ou moins 2◦ ). Au vu des résultats de notre série, la divergence d’orientation frontale fémorale et surtout tibiale frontale et sagittale entre coupes osseuses et implants, mérite d’être prise en compte et corrigée au cours d’une arthroplastie totale de genou par une mesure itérative de l’orientation des coupes et des pièces. Cette étude d’une série, monocentrique, prospective et continue présente quelques insuffisances :
• ensuite, le fait que la série ne prenne en compte qu’un seul type d’implant et un seul système de navigation limite son interprétation ; • enfin, cette étude ne permet pas de distinguer la responsabilité respective, dans les erreurs de mesures détectées, du système informatique (erreur de mesure) et de l’implant lui-même (erreur de positionnement, conflit pièce prothétique—os). L’erreur de mesure informatique a été bien étudiée [18,19]. Les conclusions sont concordantes. La précision des systèmes de mesure informatique permet une fiabilité et une reproductibilité des procédures naviguées en chirurgie orthopédique, que ce soit dans le cadre des arthroplasties ou dans celui des ostéotomies de réaxation [20,21]. Jenny, dans une série de 20 prothèses totales de genou, retrouve une différence inter- et intra-observateur de 0,1◦ dans la détermination de l’axe mécanique global du membre inférieur et conclut en la fiabilité des mesures peropératoires de cet axe mécanique lors d’une procédure naviguée [20]. Hüfner évalue la précision des systèmes de navigation à plus ou moins 1 mm et plus ou moins un degré [21]. Il est donc hautement probable que les erreurs retrouvées dans notre étude soient des erreurs de positionnement des implants.
• tout d’abord, la taille de la série pourrait induire une puissance statistique insuffisante. Néanmoins le risque bêta dans la série comparative tibiale est évalué à 4 %, ce qui permet d’accorder une fiabilité satisfaisante aux conclusions de l’étude ;
Cette étude prospective de 50 arthroplasties totales naviguées de genou confirme l’intérêt majeur de la chirurgie assistée par ordinateur notamment dans la précision des coupes osseuses, garant du positionnement satisfaisant des pièces prothétiques et de la longévité de l’implant.
Solutions envisageables Elles résident tout d’abord en l’absence de mobilisation peropératoire des corps rigides. Cette dernière est actuellement aisément détectable et doit imposer soit la conversion en arthroplastie conventionnelle soit la réinitialisation globale de la procédure informatique, facteur d’allongement du temps opératoire : • la suppression du scellement peut être envisagée (pièce tibiale en ce qui nous concerne, principalement) mais cela pose le problème de la qualité de l’ancrage [18] (vissage, modification de la quille tibiale) ; • tout conflit quille—os cortical doit être évité. Le dessin de la prothèse doit absolument en tenir compte ; • l’exposition anatomique doit permettre d’éviter toute interposition de tissus mous entre os et pièce prothétique ; • la conception d’un ancillaire préhensif permettant la pose naviguée de la pièce tibiale grâce à une poignée naviguée [12]. Il serait alors intéressant de réaliser la même étude en comparant les pertes de précision respectives lors de l’impaction de la prothèse tibiale. Ce n’est qu’à cette condition que la réduction de la fréquence des reprises de prothèse de genou permettra de compenser le surcoût pour le système de santé, de l’acquisition du système de navigation, matériel encore très onéreux [19].
Conclusion
PTG naviguée et perte de précision de l’orientation de la pièce tibiale Cet intérêt est toutefois minimisé par des erreurs de positionnement commises lors de l’implantation de la prothèse définitive, surtout au tibia. Une implantation plus rigoureuse de la pièce tibiale définitive doit être recherchée, en s’aidant peut-être d’une poignée préhensive naviguée, en libérant bien au préalable les plateaux tibiaux de tous les tissus mous risquant de s’interposer, en évitant tout conflit quille tibiale corticale (genoux de petite taille, reprises d’ostéotomies tibiales de soustraction latérale), voire en abandonnant le ciment.
Conflit d’intérêt Aucun.
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