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Relation entre l’alignement du membre inférieur et les paramètres anatomiques du fémur proximal lors d’une arthroplastie totale de hanche
Revue de chirurgie orthopédique et traumatologique (2013) 99, 415—422
Disponible en ligne sur
www.sciencedirect.com
MÉMOIRE ORIGINAL
Relation entre l’alignement du membre inférieur et les paramètres anatomiques du fémur proximal lors d’une arthroplastie totale de hanche夽 Relation between lower extremity alignment and proximal femur anatomy parameters during total hip arthroplasty
M. Ollivier , S. Parratte ∗, L. Lecoz , X. Flecher , J.-N. Argenson Institut du mouvement et de l’appareil locomoteur, centre hospitalo-universitaire Sud, hôpital Sainte-Marguerite, 270, boulevard Sainte-Marguerite, 13009 Marseille, France Acceptation définitive le : 10 mars 2013
MOTS CLÉS Prothèse totale de hanche ; Offset fémoral ; Axe mécanique des membres inférieurs ; Adulte
Résumé Introduction. — L’alignement des membres inférieurs est corrélé à l’offset fémoral natif. Les conséquences de la modification de l’offset après prothèse totale de hanche (PTH) sur l’alignement des membres inférieurs ne sont pas documentées. Hypothèse. — La réalisation d’une PTH modifie significativement l’alignement des membres inférieurs et cette variation est corrélée à la variation de l’offset fémoral. Patients et méthodes. — Deux-cent patients ayant bénéficié de la mise en place d’une PTH sans ciment avec pivot fémoral sur mesure reproduisant l’anatomie fémorale native avec planification tomodensitométrique (pour coxarthrose primaire ou ostéonécrose) ont été inclus prospectivement (âge moyen 58 ans [min 28 — max 83]). Deux observateurs non opérateurs ont évalué sur les télémétries en préopératoire et au recul minimal de deux ans : l’axe mécanique du membre inférieur (angle hip knee ankle : HKA), l’offset fémoral, l’angle cervico-diaphysaire (CC’D), l’inégalité des membres inférieurs (ILMI).
DOI de l’article original : http://dx.doi.org/10.1016/j.otsr.2013.02.006. 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. ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (S. Parratte). 夽
1877-0517/$ – see front matter © 2013 Publié par Elsevier Masson SAS. http://dx.doi.org/10.1016/j.rcot.2013.03.050
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M. Ollivier et al. Résultats. — L’angle HKA préopératoire était de 179,2 ± 3,9◦ (170,5 à 190,5◦ ) et de 177,7 ± 3,5◦ (173 à 187◦ ) au recul. L’ILMI préopératoire était en moyenne de —0,7 mm (—30 à +25 mm) et de +5,1 mm (—7 à +21 mm) au recul. L’angle CC’D était de 134 ± 7,5◦ (100 à 124◦ ) en préopératoire et de 135 ± 4,2◦ (124 à 146◦ ) au recul. L’offset préopératoire moyen était de 42 ± 7,8 mm (24 à 68 mm) et de 49 ± 7,5 mm (33 à 70 mm) au recul. L’axe des membres inférieurs était significativement modifié par la pose de la PTH mais les analyses univariée et multivariée des relations entre variation d’offset et d’angle HKA ne permettait pas de conclure à une relation directe entre modification de l’HKA et modification de la valeur de l’offset fémoral du patient. Discussion. — L’alignement des membres inférieurs était significativement affecté par la réalisation d’une PTH même si les modifications constatées de l’angle HKA étaient modestes. Le caractère minime de ces variations était lié à la recherche du respect de l’offset lors de l’arthroplastie, mais il peut aussi être consécutif au caractère limité de notre effectif et à des erreurs potentielles de mesure du fait de la petitesse des variations. Nos résultats semblent indiquer que, si l’on tente de reproduire l’offset fémoral lors de la pose d’une PTH chez des patients présentant une anatomie préopératoire peu perturbée, il n’y a pas de répercussion majeure sur les paramètres biomécaniques pour le genou sous-jacent. Niveau de preuve. — Niveau III, étude prospective diagnostique. © 2013 Publié par Elsevier Masson SAS.
Introduction
Patients et méthodes
De nombreux facteurs tels le poids, le sexe, les travaux de forces, ou une conformation anatomique des membres inférieures ont été désignés comme responsables du développement de l’arthrose fémoro-tibiale [1—8]. Les conséquences de l’alignement tibio-fémoral sur le développement de l’arthrose fémoro-tibiale sont documentés dans la littérature [9—10]. Certains paramètres anthropométriques et anatomiques de l’articulation coxo-fémorale semblent également être associés à une fréquence accrue de gonarthrose [11]. L’offset fémoral (ou déport fémoral) (OF) correspond à la distance entre l’axe de la diaphyse fémorale et le centre de rotation de la tête fémorale mesurée sur la perpendiculaire à l’axe diaphysaire fémoral [12]. Steinberg et Harris [13] ont souligné l’importance de ce paramètre dans la biomécanique de la hanche qui permet de définir la balance entre le poids du corps et la force de résistance des abducteurs [14—20]. Les répercussions de valeurs anormales des paramètres biomécaniques de la hanche ont été étudiées par Kerboull [21], pour des hanches ankylosées ou dysplasiques de haut grade. De même, Weidow et al. [11] montrent une relation statistique entre le développement d’une arthrose fémoro-tibiale et l’importance de l’offset fémoral natif. Néanmoins, cette relation n’a jamais été mise en évidence lors de la modification de l’offset par la pose d’une prothèse totale de hanche (PTH). L’hypothèse de notre étude était que la modification de la biomécanique de la hanche par une PTH modifiait significativement l’alignement des membres inférieurs. Le premier objectif de notre étude était de vérifier la fiabilité et la reproductibilité de notre technique d’analyse radiographique, le deuxième était d’analyser l’impact d’une modification des paramètres biomécaniques de la hanche après PTH sur l’alignement des membres inférieurs, et enfin de rechercher une corrélation en fonction du type d’alignement du patient en varus, valgus ou aligné.
Patients Cette étude prospective monocentrique a été réalisée entre 1993 et 2007. Les critères d’inclusion étaient : patients candidats à une PTH bilatérale séquentielle réalisée avec deux ans minimum d’intervalle entre les deux interventions, opérés pour coxarthrose primaire ou ostéonécrose aseptique de la tête fémorale par deux chirurgiens seniors (J.N.A et J.M.A). Les critères d’exclusions étaient un âge supérieur à 85 ans et inférieur à 18 ans, antécédents chirurgicaux ou traumatique sur l’une des deux hanches opérées, pathologie sous-jacente (sur au moins l’une des deux hanches) autre que coxarthrose primaire ou ostéonécrose aseptique de la tête fémorale (dysplasie, fracture, pathologie inflammatoire ou néoplasie). La série comprenait 88 hommes (44 %) et 112 femmes (56 %). L’âge moyen était de 58 ± 11 ans (min 28 ; max 83). L’index de masse corporel moyen était de 26,24 ± 4,8 kg/m2 (min 15 ; max 40). Le premier côté opéré était le droit dans 57 % des cas. Le recul moyen (délai moyen entre la pose de la première et de la seconde PTH) était de 33,6 mois. Tous les patients ont été opérés avec pose successive de deux prothèses totale de hanche réalisées selon le même protocole : opération en décubitus dorsal, voie d’abord de type Watson-Jones modifiée, pose d’une tige fémorale sur mesure sur planification tomodensitométrique (ayant pour objectif de restaurer l’offset du patient) sans ciment (SymbiosTM , Yverdon, Suisse) et d’une cupule sans ciment (SymbiosTM , Yverdon, Suisse).
Méthodes de mesure L’analyse de l’OF était réalisée en préopératoire et lors du recul maximal correspondant à la date du bilan radiologique de la hanche controlatérale selon la même méthode dans un
Modification axe mécanique des membres inférieurs et PTH
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même centre sur une radiographie standard de hanche en position de debout avec contrôle de la rotation du membre inférieur (rotation interne de 15◦ en postopératoire et rotation interne la plus proche possible de 15◦ en préopératoire par un radiologue senior entraîné) et correction de la magnification radiologique par une méthode standardisée de mise à l’échelle (bille métal de 1 cm). L’analyse de l’axe mécanique des membres inférieurs était réalisée en pré- et en postopératoire avec un recul minimum de deux ans, sur des télémétries des membres inférieurs réalisées dans le même centre de radiologie selon le même protocole, debout, de face et incluant un contrôle des rotations. Chaque examen d’imagerie était interprété par deux opérateurs indépendants grâce à une technique manuelle en procédure d’aveugle, le premier opérateur n’ayant pas accès aux valeurs retrouvées par le second, le deux campagne de mesure ayant lieu à un mois d’intervalle et les radiographies étant « anonymisées ». Sur ces clichés (Fig. 1 et 2) ont été évalués avec mesure manuelle les paramètres biomécaniques des membres inférieurs incluant le déport fémoral ou offset fémoral [12], l’angle CC’D, correspondant à l’angle entre l’axe du col anatomique ou prothétique et l’axe anatomique de la diaphyse fémorale [13], l’angle HKA, correspondant à l’angle entre l’axe mécanique fémoral et l’axe mécanique tibial [22]. La réalisation de ces clichés
Figure 2 Radiographie mesure de l’angle HKA sur télémétrie. Sur cette télémétrie mesure de l’angle HKA correspondant à l’angle en degrés entre l’axe mécanique fémoral et l’axe mécanique tibial [2].
permettait également d’apprécier le degré de gravité de la coxarthrose préopératoire et/ou le statut arthrosique des compartiments fémoro-tibiaux et fémoro-patellaire, ainsi que l’existence pré- et postopératoire d’une inégalité de longueur des membres inférieurs.
Méthodes statistiques
Figure 1 Radiographie avec mesure des paramètres radiologiques du fémur proximal. Sur cette radiographie sont représentés les mesures recueillies en pré- et postopératoire au niveau du fémur proximal. CRF : centre de rotation de l’articulation coxo-fémorale. Offset fémoral : distance entre l’axe de la diaphyse fémorale et le centre de rotation de la tête mesuré sur la perpendiculaire à l’axe diaphysaire fémoral au niveau du centre de rotation de la tête fémorale. Angle CC’D : l’angle entre l’axe du col anatomique ou prothétique et de l’axe anatomique de la diaphyse fémorale. Axe mécanique fémoral : axe allant du centre de rotation de la tête fémorale ou prothétique au centre des condyles fémoraux. Axe principal de la diaphyse fémorale.
Les caractéristiques démographiques de l’échantillon ainsi que le report des paramètres radiologiques ont été décrites en utilisant des moyennes avec écart-type, le nombre de sujets nécessaire avait été préalablement calculé à partir d’une valeur préopératoire moyenne de l’offset de 42,90 ± 5,43 mm, une variation attendue de l’offset pré/postopératoire sur les radiographies de 1,88 ± 4,71 [23], pour détecter une différence pré/postopératoire de 2 mm sur les télémétries grands axes avec un niveau de significativité ␣ = 0,05 et 1 —  = 0,95, le nombre de sujet nécessaire était de 50 patients par groupe pour l’analyse en sous-groupe. Une étude de la répétabilité inter- et intra-observateur des données radiologiques a été obtenue selon la méthode de Bland et Altman [24]. Une analyse de la reproductibilité des mesures se basait sur l’obtention du coefficient de corrélation intra-classe (CCI). L’analyse univariée de la modification pré- et postopératoire des paramètres radiologiques a été réalisée par t-test de Student et analyse de type régression linéaire, une analyse en sousgroupe était également réalisée en définissant : • en fonction de l’axe mécanique des membres inférieurs trois groupes : ◦ varus avec HKA préopératoire inférieur à 178◦ , ◦ neutre 178◦ < HKA < 182◦ , ◦ valgus supérieur à 182◦ ;
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• en fonction des modifications de l’offset fémoral lors de la PTH : ◦ variation comprise entre ±3 mm, ◦ offset augmenté de plus de 3 mm. Une analyse multivariée des relations entre ces paramètres a également été réalisée. L’analyse statistique a été réalisée dans le service de santé publique et d’information médicale de l’hôpital Sainte-Marguerite (Marseille) avec un logiciel SPSS (version 12 ; SPSS Inc. Chicago, IL).
Résultats Nous avons inclus 200 hanches correspondant à 200 patients, répondant aux critères de sélection dans la période d’inclusion de l’étude. La reproductibilité des mesures était évaluée par l’analyse du coefficient de CCI ; il était de 0,809 pour les mesures préopératoires et de 0,796 en postopératoire, ce qui correspond à une reproductibilité considérée comme bonne. L’analyse de la fiabilité reposait sur la méthode de Bland et Altman [24] avec une différence moyenne de mesure de l’HKA entre les deux opérateurs en préopératoire de 0,53◦ avec un intervalle de confiance a 95 % [—3,95 à 5◦ ]. La différence entre les deux évaluations ne variant pas selon la valeur elle-même de l’HKA et une différence moyenne postopératoire de —0,96 intervalle de confiance à 95 % [—5,47 à 3,54◦ ]. Ces résultats sont résumés dans le Tableau 1 ainsi qu’illustrés sur la Fig. 3a, b, qui représentent schématiquement les analyses de la reproductibilité des mesures de l’angle HKA pré- et postopératoire. L’analyse statistique univariée de ces paramètres permettait d’évaluer les éléments suivants avec au moins deux ans de recul : modification de l’offset fémoral lors de l’arthroplastie l’offset moyen passant de 42,03 ± 7,85 mm (24 à 68) à 49,90 ± 7,55 mm en postopératoire (33 à 70) (p < 0,001) ; modification de l’angle HKA passant de 179,2 ± 3,96◦ (170,5 à 190,5◦ ) à 177,75 ± 3,55◦ (173 à 187◦ ) (p < 0,001). L’ILMI passait de —0,74 ± 3,7 mm (—30 à +25 mm) préopératoire à +5,1 ± 5,9 mm (—7 à +21 mm) postopératoire (p < 0,001) (Tableau 2). La modification des autres paramètres radiologiques ne dépassait pas le seuil de significativité préalablement déterminé. Au niveau des genoux sous-jacent, on dénombrait en préopératoire 131 patients (65 %) sans gonarthrose préalable, 65 (33 %) patients présentant une gonarthrose coté Alhback 1, un (0,5 %) patient ayant une gonarthrose Alhback 2, deux patients (1 %) ayant une gonarthrose Alhback 3 et un patient (0,5 %) ayant une gonarthrose sévère Alhback 4. Ces données étaient superposables aux constations à deux ans de recul, le patient porteur d’une gonarthrose sévère ayant bénéficié de la pose d’une prothèse unicompartimentale interne du genou un an après la PTH sus-jacente (sans notion de majoration de la symptomatologie). Aucune corrélation n’était retrouvée au cours de cette analyse concernant ces paramètres biomécaniques, les analyses uni- et multivariée permettaient d’évaluer si les modifications de l’axe des membres inférieurs étaient influencées par la modification de l’offset et par les autres paramètres. L’analyse univariée entre variation de l’offset et celles de l’HKA ne retrouvait pas de relation statistiquement significative entre ces deux paramètres lors de leur
Figure 3 a, b : résultats de l’analyse de la reproductibilité des mesures radiographiques de l’angle HKA en pré- (a) et postopératoire (b) par méthode de Bland et Altman. Chaque point correspond à la différence moyenne dans la mesure de l’angle HKA par les deux observateurs pour un patient donné, en fonction de la moyenne de ces deux valeurs.
modification par arthroplastie totale de hanche (p = 0,110). La Fig. 4 présente les résultats de l’étude des corrélations entre les variations périopératoires des valeurs de l’OF et de l’angle HKA, cette analyse de régression linéaire ne retrouvait pas de corrélation dans l’évolution des ces deux paramètres, R2 = 0,04. L’analyse en sous-groupe apportait les éléments suivants : 120 patients (60 %) étaient normoaxés avec un HKA moyen préopératoire de 179,8 ± 3,9◦ , 50 étaient en varus du membre inférieur considéré ; HKA moyen préopératoire 175,9 ± 1,5◦ , 30 patients étaient en valgus ; HKA moyen préopératoire 183,9 ± 2,9◦ . Les résultats de l’analyse univariée en sous-groupes sont présentés dans le Tableau 3. L’analyse multivariée en sous-groupes ne retrouvait pas avec deux ans de recul de corrélation nette entre les modifications postopératoire de l’offset (ajusté sur sa valeur initiale) et la valeur postopératoire de l’angle HKA. L’analyse univariée en sous-groupe selon l’importance de la variation de l’offset lors de la PTH est présenté dans le Tableau 4, elle ne retrouvait pas de différence significative
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Tableau 1 Résultats de l’analyse de la reproductibilité et de la fiabilité de nos analyses radiographiques. Analyse de la reproductibilité intra-opérateur par la recherche du coefficient de corrélation intra-classe. Analyse de la fiabilité par méthode de Bland et Altman ; détermination de la différence de mesures relevée entre les opérateurs en fonction de la moyenne des deux mesures obtenues pour chaque patient. Mesure radiographique
Fiabilité inter-opérateur (corrélation intra-classe)
Méthode Bland et Altman (erreur moyenne entre opérateurs)
HKA préopératoire
0,809
0,53◦ IC 95 % [—3,95 à 5◦ ]
HKA postopératoire
0,796
—0,96◦ IC 95 % [—5,47 à 3,54◦ ]
Tableau 2 Résultats de l’analyse univariée des modifications des paramètres radiologiques mesurés. Valeurs moyennes et écart-types en degrés et millimètres. Seuil de significativité à 0,05. Paramètres radiologiques
Préopératoire
Recul
Significativité
Offset fémoral
42,03 ± 7,85 mm (24 à 68 mm)
49,90 ± 7,55 mm (33 à 70 mm)
p < 0,001
HKA
179,20 ± 3,09◦ (170,5 à 190,5◦ )
177,75 ± 2,93◦ (173 à 187◦ )
p < 0,001
C’CD
134,34 ± 7,51◦ (100 à 124◦ )
135,43 ± 4,62◦ (124 à 146◦ )
p = 0,143
ILMI
—0,74 ± 5,72 mm (—30 à +25 mm)
+5,1 ± 5,94 mm (—7 à +21 mm)
p < 0,001
dans la variation pré-postopératoire de l’angle dans les trois sous-groupes : diminution de l’OF d’au moins 3 mm/variation de l’OF comprise entre —3 mm et +3 mm/augmentation de plus de 3 mm.
Discussion La restauration de l’offset est justifiée pour la stabilité des PTH, l’usure du polyéthylène et l’efficacité du moyen
fessier [14,16,19,25—27]. Ce paramètre a aussi un rôle sur l’axe des membres inférieurs pour des hanches natives [18]. En revanche, la relation entre l’offset prothétique et l’axe des membres inférieurs n’avait pas été étudiée à notre connaissance. L’hypothèse de ce travail était que la modification des paramètres biomécaniques de la hanche lors de la pose d’une PTH influenc ¸ait la statique des membres inférieurs, notamment que cette modification était en partie imputable à la variation relevée de l’offset fémoral. En se basant sur l’analyse, par deux opérateurs indépendants, de
Figure 4 Résultat de l’analyse de corrélation entre les variations des valeurs de l’offset fémoral et de l’angle HKA lors de l’arthroplastie.
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Tableau 3 Résultats de l’analyse univariée recherchant une différence de mesures des paramètres biomécaniques pré- et postopératoire en sous-groupe selon alignement préopératoire : varus HKA inférieur à 178◦ , normo-axé 178◦ < HKA < 182◦ , valgus HKA supérieur à 182◦ . Valeurs moyennes et écart-types en degrés et millimètres. Seuil de significativité 0,05. HKA préopératoire HKA postopératoire Offset préopératoire Offset postopératoire ILMI préopératoire ILMI postopératoire Varus (120 patients) Mesure 177 ± 1,98◦ p 0,053
44,41 ± 7,59 mm
50,97 ± 8,24 mm < 0,001
—1,08 ± 4,57 mm
6,26 ± 5,74 mm < 0,001
Normo-axé (50 patients) Mesure 179,2 ± 2,95◦ p 0,4
42 ± 7,85 mm
49 ± 7,55 mm < 0,001
—0,7 ± 5,7 mm
6,30 ± 5,94 mm < 0,001
Valgus (30 patients) Mesure 182,7 ± 2,18◦ p 0,2
39 ± 6,77 mm
48,33 ± 6,50 mm < 0,001
0,83 ± 7,50 mm
6,44 ± 7,25 mm < 0,001
200 télémétries pré- et postopératoires de patients opérés pour coxarthrose primaire, nous avons évalué les relations géométriques reliant l’offset fémoral à l’alignement des membres inférieurs. La statique des membres inférieurs représentée par l’angle HKA et l’offset fémoral étaient significativement modifiés par la PTH mais l’analyse statistique des paramètres radiologiques ne permettait pas d’identifier une corrélation significative entre modification de l’offset fémoral et la modification de l’angle HKA. L’analyse en sous-groupe selon la valeur préopératoire de l’HKA (normoaxé/valgus/varus) ne retrouvait pas non plus de relation significative entre la modification de l’offset et les variations de l’axe mécanique des membres inférieurs. De même, l’analyse en sous-groupe selon l’importance de la variation de l’offset fémoral lors de la PTH ne montrait pas de différence significative de variation de l’angle HKA à la suite de l’implantation de la PTH. Notre étude comporte plusieurs limites qui amènent à pondérer nos résultats : • tout d’abord l’absence de corrélation entre l’évolution de l’offset fémoral lors de la pose de la PTH et l’angle HKA alors que ces deux paramètres sont significativement modifiés entre les mesures pré- et postopératoires. Ce phénomène peut avoir plusieurs explications. La taille de l’échantillon est modeste mais ne souffre d’aucun perdu
de vue. Le nombre de sujets nécessaires avait été préalablement calculé pour un risque ß inférieur à 10 % et alpha 5 %. Certains résultats pourraient néanmoins différer avec un échantillon plus important et atteindre le seuil de significativité. De même, l’analyse en sous-groupe a été menée sur des groupes de taille limitée. L’existence de facteurs de confusions comme une inégalité de longueur préopératoire ou une gonarthrose sous-jacente peuvent être confondants vis-à-vis de la variation de l’angle HKA [9]. Nous avons tenté de limiter ce biais en incluant les facteurs influenc ¸ant en analyse univariée la statique du membre inférieur dans une analyse multivariée ; • les critères principaux de jugement sélectionnés peuvent être source de biais : il s’agit de paramètres radiologiques se heurtant au problème de biais de mesure. La mesure de l’offset fémoral par radiographie standard décrite par Steinberg et Harris est remise en question par certaines équipes [23] qui préconisent des techniques plus précises. Pasquier et al. [23] démontraient qu’il existait une sous-estimation des mesures radiologiques de l’offset fémoral de 3,28 ± 4,11 mm (0 à 12,5 mm), soit une marge d’erreur de 8 %, en pré- comme postopératoire par rapport à une mesure 3D en tomodensitométrie. L’échelle des clichés est variable selon les protocoles et les appareils de radiographie, de même que les incidences sont dépendantes de la technique propre à chaque laboratoire. Ces
Tableau 4 Résultats de l’analyse univariée recherchant une différence de mesures des paramètres biomécaniques postopératoire en sous-groupe selon la modification de l’offset fémoral lors de la PTH : offset augmenté de plus de 3 mm. Variation comprise entre ±3 mm. Offset diminué de plus de 3 mm. Valeurs moyennes et écart-types en degrés et millimètres. Seuil de significativité 0,05. Variation offset
Variation HKA
Modif > 3◦
Groupe diminution < —3 mm Delta moyen 5,5 ± 1,1 mm14 patients
0,25 ± 1,45◦ (0 à 3◦ )
1 patient
Modification maximum ± 3 mm Delta moyen 0,76 ± 2 mm 73 patients
0,2 ± 1,9◦ (0 à 5◦ )
7 patients
Augmentation > 3 mm Delta moyen 11 ± 4,7 mm113 patients
0,32 ± 2,27◦ (0 à 5,7◦ )
13 patients
p
0,8
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paramètres ont été maîtrisés dans notre étude par l’utilisation systématique du même appareil dans le même cabinet de radiographie et de la correction de la magnification radiologique par une méthode standardisée. De même, il a été démontré [28] que la mesure de l’offset fémoral était directement influencée par la position du patient lors du cliché radiographique ; notamment le degré de rotation du membre inférieur avec des différences pouvant aller jusqu’a 25 mm pour une même hanche. De la même fac ¸on, une antéversion ou une hélitorsion anatomique mais excessive du fémur peuvent modifier la mesure de l’offset ; • l’analyse de l’influence des modifications constatées de la biomécanique de la hanche opérée pour coxarthrose devrait comporter des informations sur l’évolution de l’arthrose du genou sous-jacent, néanmoins, en raison de notre faible recul, nous n’avons pas détaillé cette analyse ; • l’existence d’un biais de mesure lié à l’utilisation de la radiographie et non de la tomodensitométrie. Mais l’analyse radiologique par les deux radiologues seniors avait était validée préalablement ; • finalement, il est possible de soulever l’existence d’un biais lors de l’analyse statistique, en effet, l’évaluation de la corrélation de deux variables géométriquement dépendantes (offset fémoral et angle HKA) pose le problème de la constitution d’un modèle statistique.
l’usure du polyéthylène) est donc possible sans altérer la biomécanique du genou sous-jacent. Les résultats de notre série sans déformation préopératoire importante (coxarthrose et ostéonécrose) montrent que lorsque l’on tente de reproduire l’offset fémoral avec une prothèse fémorale sur mesure, on est amené à augmenter l’offset préopératoire de 7 mm en moyenne sans modifier l’angle HKA de plus de 3◦ en moyenne. L’arthrose fémoro-tibiale est une pathologie d’origine multifactorielle [1—7], avec notamment des facteurs mécaniques liés au genou [8]. L’angle HKA est une estimation validée [22] de l’axe mécanique des membres inférieurs, qui par ses variations influence le développement d’une arthrose fémoro-tibiale médiale ou latérale [9]. Les facteurs pouvant influencer l’angle HKA sont nombreux [10] et notamment l’offset fémoral natif [11]. Pour étudier en profondeur les relations entre l’offset natif puis prothétique et les variations postopératoires de l’axe mécanique des membres inférieurs, nous avons divisé en trois groupes notre échantillon global en fonction de la valeur initiale de l’angle HKA séparant les patients en valgus, normo-axé. Lors de cette analyse en sous-groupe, il n’existait pas de différence significative entre l’HKA pré- et postopératoire, soulignant l’indépendance entre l’axe mécanique des membres inférieurs et la modification de l’offset fémoral même dans des groupes de valeurs extrêmes. La mesure de l’offset et l’impact de ses répercutions est un sujet de polémique depuis les travaux de Bourne et Rorabeck [15]. La difficulté est de déterminer l’offset à restituer lorsque l’on se trouve dans le cadre d’une hanche pathologique. La planification préopératoire peut se baser alors sur la hanche controlatérale mais cette méthode est peu fiable [30] ou sur une construction géométrique statistique 2D à partir de la dimension du bassin selon Pierchon et al. [31] qui semble plus précise. La planification tomodensitométrique semble plus intéressante, permettant de restituer de fac ¸on très précise les paramètres biomécaniques après planification en 3D [23—25]. Néanmoins, la compréhension des relations entre offset fémoral et la biomécanique de la hanche reste floue, de nombreuses études [11,16,19] accordent à l’offset fémoral un rôle clef dans le fonctionnement et le vieillissement des articulations des membres inférieurs, mais sans expliquer réellement pourquoi. Notre étude apporte des informations nouvelles sur les relations entre les modifications possibles de l’offset à la suite de la pose d’une PTH et les répercussions de celles-ci sur l’axe mécanique des membres inférieurs après au moins deux ans de recul. En effet, la restauration voire l’augmentation de l’offset lors de la pose d’une PTH semble possible sans influencer l’angle HKA et donc sans modifier le risque d’arthrose du genou sousjacent. Cette étude démontre que la pose d’une PTH influence significativement la valeur radiographique de l’offset fémoral. L’objectif principal était d’évaluer les répercussions de la modification de l’offset fémoral sur la statique des membres inférieurs, notre analyse statistique ne retrouvait aucune corrélation entre les variations de l’offset fémoral et celles de l’axe mécanique des membres inférieurs. Des études avec des échantillons plus importants, avec détermination tomodensitométrique de l’offset sont nécessaires pour éclaircir les relations entre les paramètres
Nous avons décidé dans cette étude d’étudier successivement la variation des paramètres biomécaniques au cours du temps (pré- et postopératoire) puis étudier la relation dans l’évolution des modèles HKA pré-postopératoire et offset pré-postopératoire. Cette multiplication des modèles d’analyse en elle-même peut induire un biais statistique et fausser un résultat normalement significatif. Malgré ces biais, notre étude est à notre connaissance la seule analysant ces corrélations de manière prospective avec un échantillon important de patients. Au final, l’analyse des modifications des paramètres biomécaniques avant et après PTH met en évidence que la pose d’une prothèse modifie significativement dans notre série la mécanique articulaire en augmentant la valeur moyenne de l’offset, en diminuant significativement la valeur de l’angle HKA, ces deux paramètres combinés semblent avoir un effet sur la longueur des membres inférieurs dans le sens d’un allongement significatif. Cet aspect n’avait pas été recherché ni prévu par la planification mais il est observé même en cas d’utilisation d’un outil de contrôle peropératoire [29]. Il faut souligner que les paramètres biomécaniques étudiés (offset et angle HKA) sont nécessairement liés géométriquement, et la confirmation de l’absence de répercussion néfaste « clinique » de la restauration de l’offset fémoral sur l’alignement des membres inférieurs nécessite des études à plus long terme s’intéressant notamment à la sévérité de l’arthrose des genoux sous-jacents. Il est toutefois possible que dans la fourchette des modifications effectuées dans notre série, les modifications de l’offset n’aient pas de conséquence sur l’axe du membre inférieur. La restitution d’un offset fémoral « idéal » à même de favoriser le bras de levier des muscles abducteurs [14—15], et d’améliorer le fonctionnement de l’implant (diminution de
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biomécaniques du fémur proximal et leurs impacts potentiels sur la fonction des membres inférieurs. [15]
Déclaration d’intérêts S. Parratte déclare être consultant pour Zimmer, Graftys, Adler et perc ¸oit des royalties de Euros. X. Flecher déclare être consultant pour Zimmer et percevoir des royalties de Euros. J.-N. Argenson déclare être consultant pour Zimmer et Convatech et déclare percevoir des fonds de Stryker et Adler et des Royaties de Zimmer et Symbios. M. Ollivier et L. Lecoz déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.
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Disponible en ligne sur
www.sciencedirect.com
MÉMOIRE ORIGINAL
Relation entre l’alignement du membre inférieur et les paramètres anatomiques du fémur proximal lors d’une arthroplastie totale de hanche夽 Relation between lower extremity alignment and proximal femur anatomy parameters during total hip arthroplasty
M. Ollivier , S. Parratte ∗, L. Lecoz , X. Flecher , J.-N. Argenson Institut du mouvement et de l’appareil locomoteur, centre hospitalo-universitaire Sud, hôpital Sainte-Marguerite, 270, boulevard Sainte-Marguerite, 13009 Marseille, France Acceptation définitive le : 10 mars 2013
MOTS CLÉS Prothèse totale de hanche ; Offset fémoral ; Axe mécanique des membres inférieurs ; Adulte
Résumé Introduction. — L’alignement des membres inférieurs est corrélé à l’offset fémoral natif. Les conséquences de la modification de l’offset après prothèse totale de hanche (PTH) sur l’alignement des membres inférieurs ne sont pas documentées. Hypothèse. — La réalisation d’une PTH modifie significativement l’alignement des membres inférieurs et cette variation est corrélée à la variation de l’offset fémoral. Patients et méthodes. — Deux-cent patients ayant bénéficié de la mise en place d’une PTH sans ciment avec pivot fémoral sur mesure reproduisant l’anatomie fémorale native avec planification tomodensitométrique (pour coxarthrose primaire ou ostéonécrose) ont été inclus prospectivement (âge moyen 58 ans [min 28 — max 83]). Deux observateurs non opérateurs ont évalué sur les télémétries en préopératoire et au recul minimal de deux ans : l’axe mécanique du membre inférieur (angle hip knee ankle : HKA), l’offset fémoral, l’angle cervico-diaphysaire (CC’D), l’inégalité des membres inférieurs (ILMI).
DOI de l’article original : http://dx.doi.org/10.1016/j.otsr.2013.02.006. 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. ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (S. Parratte). 夽
1877-0517/$ – see front matter © 2013 Publié par Elsevier Masson SAS. http://dx.doi.org/10.1016/j.rcot.2013.03.050
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M. Ollivier et al. Résultats. — L’angle HKA préopératoire était de 179,2 ± 3,9◦ (170,5 à 190,5◦ ) et de 177,7 ± 3,5◦ (173 à 187◦ ) au recul. L’ILMI préopératoire était en moyenne de —0,7 mm (—30 à +25 mm) et de +5,1 mm (—7 à +21 mm) au recul. L’angle CC’D était de 134 ± 7,5◦ (100 à 124◦ ) en préopératoire et de 135 ± 4,2◦ (124 à 146◦ ) au recul. L’offset préopératoire moyen était de 42 ± 7,8 mm (24 à 68 mm) et de 49 ± 7,5 mm (33 à 70 mm) au recul. L’axe des membres inférieurs était significativement modifié par la pose de la PTH mais les analyses univariée et multivariée des relations entre variation d’offset et d’angle HKA ne permettait pas de conclure à une relation directe entre modification de l’HKA et modification de la valeur de l’offset fémoral du patient. Discussion. — L’alignement des membres inférieurs était significativement affecté par la réalisation d’une PTH même si les modifications constatées de l’angle HKA étaient modestes. Le caractère minime de ces variations était lié à la recherche du respect de l’offset lors de l’arthroplastie, mais il peut aussi être consécutif au caractère limité de notre effectif et à des erreurs potentielles de mesure du fait de la petitesse des variations. Nos résultats semblent indiquer que, si l’on tente de reproduire l’offset fémoral lors de la pose d’une PTH chez des patients présentant une anatomie préopératoire peu perturbée, il n’y a pas de répercussion majeure sur les paramètres biomécaniques pour le genou sous-jacent. Niveau de preuve. — Niveau III, étude prospective diagnostique. © 2013 Publié par Elsevier Masson SAS.
Introduction
Patients et méthodes
De nombreux facteurs tels le poids, le sexe, les travaux de forces, ou une conformation anatomique des membres inférieures ont été désignés comme responsables du développement de l’arthrose fémoro-tibiale [1—8]. Les conséquences de l’alignement tibio-fémoral sur le développement de l’arthrose fémoro-tibiale sont documentés dans la littérature [9—10]. Certains paramètres anthropométriques et anatomiques de l’articulation coxo-fémorale semblent également être associés à une fréquence accrue de gonarthrose [11]. L’offset fémoral (ou déport fémoral) (OF) correspond à la distance entre l’axe de la diaphyse fémorale et le centre de rotation de la tête fémorale mesurée sur la perpendiculaire à l’axe diaphysaire fémoral [12]. Steinberg et Harris [13] ont souligné l’importance de ce paramètre dans la biomécanique de la hanche qui permet de définir la balance entre le poids du corps et la force de résistance des abducteurs [14—20]. Les répercussions de valeurs anormales des paramètres biomécaniques de la hanche ont été étudiées par Kerboull [21], pour des hanches ankylosées ou dysplasiques de haut grade. De même, Weidow et al. [11] montrent une relation statistique entre le développement d’une arthrose fémoro-tibiale et l’importance de l’offset fémoral natif. Néanmoins, cette relation n’a jamais été mise en évidence lors de la modification de l’offset par la pose d’une prothèse totale de hanche (PTH). L’hypothèse de notre étude était que la modification de la biomécanique de la hanche par une PTH modifiait significativement l’alignement des membres inférieurs. Le premier objectif de notre étude était de vérifier la fiabilité et la reproductibilité de notre technique d’analyse radiographique, le deuxième était d’analyser l’impact d’une modification des paramètres biomécaniques de la hanche après PTH sur l’alignement des membres inférieurs, et enfin de rechercher une corrélation en fonction du type d’alignement du patient en varus, valgus ou aligné.
Patients Cette étude prospective monocentrique a été réalisée entre 1993 et 2007. Les critères d’inclusion étaient : patients candidats à une PTH bilatérale séquentielle réalisée avec deux ans minimum d’intervalle entre les deux interventions, opérés pour coxarthrose primaire ou ostéonécrose aseptique de la tête fémorale par deux chirurgiens seniors (J.N.A et J.M.A). Les critères d’exclusions étaient un âge supérieur à 85 ans et inférieur à 18 ans, antécédents chirurgicaux ou traumatique sur l’une des deux hanches opérées, pathologie sous-jacente (sur au moins l’une des deux hanches) autre que coxarthrose primaire ou ostéonécrose aseptique de la tête fémorale (dysplasie, fracture, pathologie inflammatoire ou néoplasie). La série comprenait 88 hommes (44 %) et 112 femmes (56 %). L’âge moyen était de 58 ± 11 ans (min 28 ; max 83). L’index de masse corporel moyen était de 26,24 ± 4,8 kg/m2 (min 15 ; max 40). Le premier côté opéré était le droit dans 57 % des cas. Le recul moyen (délai moyen entre la pose de la première et de la seconde PTH) était de 33,6 mois. Tous les patients ont été opérés avec pose successive de deux prothèses totale de hanche réalisées selon le même protocole : opération en décubitus dorsal, voie d’abord de type Watson-Jones modifiée, pose d’une tige fémorale sur mesure sur planification tomodensitométrique (ayant pour objectif de restaurer l’offset du patient) sans ciment (SymbiosTM , Yverdon, Suisse) et d’une cupule sans ciment (SymbiosTM , Yverdon, Suisse).
Méthodes de mesure L’analyse de l’OF était réalisée en préopératoire et lors du recul maximal correspondant à la date du bilan radiologique de la hanche controlatérale selon la même méthode dans un
Modification axe mécanique des membres inférieurs et PTH
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même centre sur une radiographie standard de hanche en position de debout avec contrôle de la rotation du membre inférieur (rotation interne de 15◦ en postopératoire et rotation interne la plus proche possible de 15◦ en préopératoire par un radiologue senior entraîné) et correction de la magnification radiologique par une méthode standardisée de mise à l’échelle (bille métal de 1 cm). L’analyse de l’axe mécanique des membres inférieurs était réalisée en pré- et en postopératoire avec un recul minimum de deux ans, sur des télémétries des membres inférieurs réalisées dans le même centre de radiologie selon le même protocole, debout, de face et incluant un contrôle des rotations. Chaque examen d’imagerie était interprété par deux opérateurs indépendants grâce à une technique manuelle en procédure d’aveugle, le premier opérateur n’ayant pas accès aux valeurs retrouvées par le second, le deux campagne de mesure ayant lieu à un mois d’intervalle et les radiographies étant « anonymisées ». Sur ces clichés (Fig. 1 et 2) ont été évalués avec mesure manuelle les paramètres biomécaniques des membres inférieurs incluant le déport fémoral ou offset fémoral [12], l’angle CC’D, correspondant à l’angle entre l’axe du col anatomique ou prothétique et l’axe anatomique de la diaphyse fémorale [13], l’angle HKA, correspondant à l’angle entre l’axe mécanique fémoral et l’axe mécanique tibial [22]. La réalisation de ces clichés
Figure 2 Radiographie mesure de l’angle HKA sur télémétrie. Sur cette télémétrie mesure de l’angle HKA correspondant à l’angle en degrés entre l’axe mécanique fémoral et l’axe mécanique tibial [2].
permettait également d’apprécier le degré de gravité de la coxarthrose préopératoire et/ou le statut arthrosique des compartiments fémoro-tibiaux et fémoro-patellaire, ainsi que l’existence pré- et postopératoire d’une inégalité de longueur des membres inférieurs.
Méthodes statistiques
Figure 1 Radiographie avec mesure des paramètres radiologiques du fémur proximal. Sur cette radiographie sont représentés les mesures recueillies en pré- et postopératoire au niveau du fémur proximal. CRF : centre de rotation de l’articulation coxo-fémorale. Offset fémoral : distance entre l’axe de la diaphyse fémorale et le centre de rotation de la tête mesuré sur la perpendiculaire à l’axe diaphysaire fémoral au niveau du centre de rotation de la tête fémorale. Angle CC’D : l’angle entre l’axe du col anatomique ou prothétique et de l’axe anatomique de la diaphyse fémorale. Axe mécanique fémoral : axe allant du centre de rotation de la tête fémorale ou prothétique au centre des condyles fémoraux. Axe principal de la diaphyse fémorale.
Les caractéristiques démographiques de l’échantillon ainsi que le report des paramètres radiologiques ont été décrites en utilisant des moyennes avec écart-type, le nombre de sujets nécessaire avait été préalablement calculé à partir d’une valeur préopératoire moyenne de l’offset de 42,90 ± 5,43 mm, une variation attendue de l’offset pré/postopératoire sur les radiographies de 1,88 ± 4,71 [23], pour détecter une différence pré/postopératoire de 2 mm sur les télémétries grands axes avec un niveau de significativité ␣ = 0,05 et 1 —  = 0,95, le nombre de sujet nécessaire était de 50 patients par groupe pour l’analyse en sous-groupe. Une étude de la répétabilité inter- et intra-observateur des données radiologiques a été obtenue selon la méthode de Bland et Altman [24]. Une analyse de la reproductibilité des mesures se basait sur l’obtention du coefficient de corrélation intra-classe (CCI). L’analyse univariée de la modification pré- et postopératoire des paramètres radiologiques a été réalisée par t-test de Student et analyse de type régression linéaire, une analyse en sousgroupe était également réalisée en définissant : • en fonction de l’axe mécanique des membres inférieurs trois groupes : ◦ varus avec HKA préopératoire inférieur à 178◦ , ◦ neutre 178◦ < HKA < 182◦ , ◦ valgus supérieur à 182◦ ;
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• en fonction des modifications de l’offset fémoral lors de la PTH : ◦ variation comprise entre ±3 mm, ◦ offset augmenté de plus de 3 mm. Une analyse multivariée des relations entre ces paramètres a également été réalisée. L’analyse statistique a été réalisée dans le service de santé publique et d’information médicale de l’hôpital Sainte-Marguerite (Marseille) avec un logiciel SPSS (version 12 ; SPSS Inc. Chicago, IL).
Résultats Nous avons inclus 200 hanches correspondant à 200 patients, répondant aux critères de sélection dans la période d’inclusion de l’étude. La reproductibilité des mesures était évaluée par l’analyse du coefficient de CCI ; il était de 0,809 pour les mesures préopératoires et de 0,796 en postopératoire, ce qui correspond à une reproductibilité considérée comme bonne. L’analyse de la fiabilité reposait sur la méthode de Bland et Altman [24] avec une différence moyenne de mesure de l’HKA entre les deux opérateurs en préopératoire de 0,53◦ avec un intervalle de confiance a 95 % [—3,95 à 5◦ ]. La différence entre les deux évaluations ne variant pas selon la valeur elle-même de l’HKA et une différence moyenne postopératoire de —0,96 intervalle de confiance à 95 % [—5,47 à 3,54◦ ]. Ces résultats sont résumés dans le Tableau 1 ainsi qu’illustrés sur la Fig. 3a, b, qui représentent schématiquement les analyses de la reproductibilité des mesures de l’angle HKA pré- et postopératoire. L’analyse statistique univariée de ces paramètres permettait d’évaluer les éléments suivants avec au moins deux ans de recul : modification de l’offset fémoral lors de l’arthroplastie l’offset moyen passant de 42,03 ± 7,85 mm (24 à 68) à 49,90 ± 7,55 mm en postopératoire (33 à 70) (p < 0,001) ; modification de l’angle HKA passant de 179,2 ± 3,96◦ (170,5 à 190,5◦ ) à 177,75 ± 3,55◦ (173 à 187◦ ) (p < 0,001). L’ILMI passait de —0,74 ± 3,7 mm (—30 à +25 mm) préopératoire à +5,1 ± 5,9 mm (—7 à +21 mm) postopératoire (p < 0,001) (Tableau 2). La modification des autres paramètres radiologiques ne dépassait pas le seuil de significativité préalablement déterminé. Au niveau des genoux sous-jacent, on dénombrait en préopératoire 131 patients (65 %) sans gonarthrose préalable, 65 (33 %) patients présentant une gonarthrose coté Alhback 1, un (0,5 %) patient ayant une gonarthrose Alhback 2, deux patients (1 %) ayant une gonarthrose Alhback 3 et un patient (0,5 %) ayant une gonarthrose sévère Alhback 4. Ces données étaient superposables aux constations à deux ans de recul, le patient porteur d’une gonarthrose sévère ayant bénéficié de la pose d’une prothèse unicompartimentale interne du genou un an après la PTH sus-jacente (sans notion de majoration de la symptomatologie). Aucune corrélation n’était retrouvée au cours de cette analyse concernant ces paramètres biomécaniques, les analyses uni- et multivariée permettaient d’évaluer si les modifications de l’axe des membres inférieurs étaient influencées par la modification de l’offset et par les autres paramètres. L’analyse univariée entre variation de l’offset et celles de l’HKA ne retrouvait pas de relation statistiquement significative entre ces deux paramètres lors de leur
Figure 3 a, b : résultats de l’analyse de la reproductibilité des mesures radiographiques de l’angle HKA en pré- (a) et postopératoire (b) par méthode de Bland et Altman. Chaque point correspond à la différence moyenne dans la mesure de l’angle HKA par les deux observateurs pour un patient donné, en fonction de la moyenne de ces deux valeurs.
modification par arthroplastie totale de hanche (p = 0,110). La Fig. 4 présente les résultats de l’étude des corrélations entre les variations périopératoires des valeurs de l’OF et de l’angle HKA, cette analyse de régression linéaire ne retrouvait pas de corrélation dans l’évolution des ces deux paramètres, R2 = 0,04. L’analyse en sous-groupe apportait les éléments suivants : 120 patients (60 %) étaient normoaxés avec un HKA moyen préopératoire de 179,8 ± 3,9◦ , 50 étaient en varus du membre inférieur considéré ; HKA moyen préopératoire 175,9 ± 1,5◦ , 30 patients étaient en valgus ; HKA moyen préopératoire 183,9 ± 2,9◦ . Les résultats de l’analyse univariée en sous-groupes sont présentés dans le Tableau 3. L’analyse multivariée en sous-groupes ne retrouvait pas avec deux ans de recul de corrélation nette entre les modifications postopératoire de l’offset (ajusté sur sa valeur initiale) et la valeur postopératoire de l’angle HKA. L’analyse univariée en sous-groupe selon l’importance de la variation de l’offset lors de la PTH est présenté dans le Tableau 4, elle ne retrouvait pas de différence significative
Modification axe mécanique des membres inférieurs et PTH
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Tableau 1 Résultats de l’analyse de la reproductibilité et de la fiabilité de nos analyses radiographiques. Analyse de la reproductibilité intra-opérateur par la recherche du coefficient de corrélation intra-classe. Analyse de la fiabilité par méthode de Bland et Altman ; détermination de la différence de mesures relevée entre les opérateurs en fonction de la moyenne des deux mesures obtenues pour chaque patient. Mesure radiographique
Fiabilité inter-opérateur (corrélation intra-classe)
Méthode Bland et Altman (erreur moyenne entre opérateurs)
HKA préopératoire
0,809
0,53◦ IC 95 % [—3,95 à 5◦ ]
HKA postopératoire
0,796
—0,96◦ IC 95 % [—5,47 à 3,54◦ ]
Tableau 2 Résultats de l’analyse univariée des modifications des paramètres radiologiques mesurés. Valeurs moyennes et écart-types en degrés et millimètres. Seuil de significativité à 0,05. Paramètres radiologiques
Préopératoire
Recul
Significativité
Offset fémoral
42,03 ± 7,85 mm (24 à 68 mm)
49,90 ± 7,55 mm (33 à 70 mm)
p < 0,001
HKA
179,20 ± 3,09◦ (170,5 à 190,5◦ )
177,75 ± 2,93◦ (173 à 187◦ )
p < 0,001
C’CD
134,34 ± 7,51◦ (100 à 124◦ )
135,43 ± 4,62◦ (124 à 146◦ )
p = 0,143
ILMI
—0,74 ± 5,72 mm (—30 à +25 mm)
+5,1 ± 5,94 mm (—7 à +21 mm)
p < 0,001
dans la variation pré-postopératoire de l’angle dans les trois sous-groupes : diminution de l’OF d’au moins 3 mm/variation de l’OF comprise entre —3 mm et +3 mm/augmentation de plus de 3 mm.
Discussion La restauration de l’offset est justifiée pour la stabilité des PTH, l’usure du polyéthylène et l’efficacité du moyen
fessier [14,16,19,25—27]. Ce paramètre a aussi un rôle sur l’axe des membres inférieurs pour des hanches natives [18]. En revanche, la relation entre l’offset prothétique et l’axe des membres inférieurs n’avait pas été étudiée à notre connaissance. L’hypothèse de ce travail était que la modification des paramètres biomécaniques de la hanche lors de la pose d’une PTH influenc ¸ait la statique des membres inférieurs, notamment que cette modification était en partie imputable à la variation relevée de l’offset fémoral. En se basant sur l’analyse, par deux opérateurs indépendants, de
Figure 4 Résultat de l’analyse de corrélation entre les variations des valeurs de l’offset fémoral et de l’angle HKA lors de l’arthroplastie.
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M. Ollivier et al.
Tableau 3 Résultats de l’analyse univariée recherchant une différence de mesures des paramètres biomécaniques pré- et postopératoire en sous-groupe selon alignement préopératoire : varus HKA inférieur à 178◦ , normo-axé 178◦ < HKA < 182◦ , valgus HKA supérieur à 182◦ . Valeurs moyennes et écart-types en degrés et millimètres. Seuil de significativité 0,05. HKA préopératoire HKA postopératoire Offset préopératoire Offset postopératoire ILMI préopératoire ILMI postopératoire Varus (120 patients) Mesure 177 ± 1,98◦ p 0,053
44,41 ± 7,59 mm
50,97 ± 8,24 mm < 0,001
—1,08 ± 4,57 mm
6,26 ± 5,74 mm < 0,001
Normo-axé (50 patients) Mesure 179,2 ± 2,95◦ p 0,4
42 ± 7,85 mm
49 ± 7,55 mm < 0,001
—0,7 ± 5,7 mm
6,30 ± 5,94 mm < 0,001
Valgus (30 patients) Mesure 182,7 ± 2,18◦ p 0,2
39 ± 6,77 mm
48,33 ± 6,50 mm < 0,001
0,83 ± 7,50 mm
6,44 ± 7,25 mm < 0,001
200 télémétries pré- et postopératoires de patients opérés pour coxarthrose primaire, nous avons évalué les relations géométriques reliant l’offset fémoral à l’alignement des membres inférieurs. La statique des membres inférieurs représentée par l’angle HKA et l’offset fémoral étaient significativement modifiés par la PTH mais l’analyse statistique des paramètres radiologiques ne permettait pas d’identifier une corrélation significative entre modification de l’offset fémoral et la modification de l’angle HKA. L’analyse en sous-groupe selon la valeur préopératoire de l’HKA (normoaxé/valgus/varus) ne retrouvait pas non plus de relation significative entre la modification de l’offset et les variations de l’axe mécanique des membres inférieurs. De même, l’analyse en sous-groupe selon l’importance de la variation de l’offset fémoral lors de la PTH ne montrait pas de différence significative de variation de l’angle HKA à la suite de l’implantation de la PTH. Notre étude comporte plusieurs limites qui amènent à pondérer nos résultats : • tout d’abord l’absence de corrélation entre l’évolution de l’offset fémoral lors de la pose de la PTH et l’angle HKA alors que ces deux paramètres sont significativement modifiés entre les mesures pré- et postopératoires. Ce phénomène peut avoir plusieurs explications. La taille de l’échantillon est modeste mais ne souffre d’aucun perdu
de vue. Le nombre de sujets nécessaires avait été préalablement calculé pour un risque ß inférieur à 10 % et alpha 5 %. Certains résultats pourraient néanmoins différer avec un échantillon plus important et atteindre le seuil de significativité. De même, l’analyse en sous-groupe a été menée sur des groupes de taille limitée. L’existence de facteurs de confusions comme une inégalité de longueur préopératoire ou une gonarthrose sous-jacente peuvent être confondants vis-à-vis de la variation de l’angle HKA [9]. Nous avons tenté de limiter ce biais en incluant les facteurs influenc ¸ant en analyse univariée la statique du membre inférieur dans une analyse multivariée ; • les critères principaux de jugement sélectionnés peuvent être source de biais : il s’agit de paramètres radiologiques se heurtant au problème de biais de mesure. La mesure de l’offset fémoral par radiographie standard décrite par Steinberg et Harris est remise en question par certaines équipes [23] qui préconisent des techniques plus précises. Pasquier et al. [23] démontraient qu’il existait une sous-estimation des mesures radiologiques de l’offset fémoral de 3,28 ± 4,11 mm (0 à 12,5 mm), soit une marge d’erreur de 8 %, en pré- comme postopératoire par rapport à une mesure 3D en tomodensitométrie. L’échelle des clichés est variable selon les protocoles et les appareils de radiographie, de même que les incidences sont dépendantes de la technique propre à chaque laboratoire. Ces
Tableau 4 Résultats de l’analyse univariée recherchant une différence de mesures des paramètres biomécaniques postopératoire en sous-groupe selon la modification de l’offset fémoral lors de la PTH : offset augmenté de plus de 3 mm. Variation comprise entre ±3 mm. Offset diminué de plus de 3 mm. Valeurs moyennes et écart-types en degrés et millimètres. Seuil de significativité 0,05. Variation offset
Variation HKA
Modif > 3◦
Groupe diminution < —3 mm Delta moyen 5,5 ± 1,1 mm14 patients
0,25 ± 1,45◦ (0 à 3◦ )
1 patient
Modification maximum ± 3 mm Delta moyen 0,76 ± 2 mm 73 patients
0,2 ± 1,9◦ (0 à 5◦ )
7 patients
Augmentation > 3 mm Delta moyen 11 ± 4,7 mm113 patients
0,32 ± 2,27◦ (0 à 5,7◦ )
13 patients
p
0,8
Modification axe mécanique des membres inférieurs et PTH
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paramètres ont été maîtrisés dans notre étude par l’utilisation systématique du même appareil dans le même cabinet de radiographie et de la correction de la magnification radiologique par une méthode standardisée. De même, il a été démontré [28] que la mesure de l’offset fémoral était directement influencée par la position du patient lors du cliché radiographique ; notamment le degré de rotation du membre inférieur avec des différences pouvant aller jusqu’a 25 mm pour une même hanche. De la même fac ¸on, une antéversion ou une hélitorsion anatomique mais excessive du fémur peuvent modifier la mesure de l’offset ; • l’analyse de l’influence des modifications constatées de la biomécanique de la hanche opérée pour coxarthrose devrait comporter des informations sur l’évolution de l’arthrose du genou sous-jacent, néanmoins, en raison de notre faible recul, nous n’avons pas détaillé cette analyse ; • l’existence d’un biais de mesure lié à l’utilisation de la radiographie et non de la tomodensitométrie. Mais l’analyse radiologique par les deux radiologues seniors avait était validée préalablement ; • finalement, il est possible de soulever l’existence d’un biais lors de l’analyse statistique, en effet, l’évaluation de la corrélation de deux variables géométriquement dépendantes (offset fémoral et angle HKA) pose le problème de la constitution d’un modèle statistique.
l’usure du polyéthylène) est donc possible sans altérer la biomécanique du genou sous-jacent. Les résultats de notre série sans déformation préopératoire importante (coxarthrose et ostéonécrose) montrent que lorsque l’on tente de reproduire l’offset fémoral avec une prothèse fémorale sur mesure, on est amené à augmenter l’offset préopératoire de 7 mm en moyenne sans modifier l’angle HKA de plus de 3◦ en moyenne. L’arthrose fémoro-tibiale est une pathologie d’origine multifactorielle [1—7], avec notamment des facteurs mécaniques liés au genou [8]. L’angle HKA est une estimation validée [22] de l’axe mécanique des membres inférieurs, qui par ses variations influence le développement d’une arthrose fémoro-tibiale médiale ou latérale [9]. Les facteurs pouvant influencer l’angle HKA sont nombreux [10] et notamment l’offset fémoral natif [11]. Pour étudier en profondeur les relations entre l’offset natif puis prothétique et les variations postopératoires de l’axe mécanique des membres inférieurs, nous avons divisé en trois groupes notre échantillon global en fonction de la valeur initiale de l’angle HKA séparant les patients en valgus, normo-axé. Lors de cette analyse en sous-groupe, il n’existait pas de différence significative entre l’HKA pré- et postopératoire, soulignant l’indépendance entre l’axe mécanique des membres inférieurs et la modification de l’offset fémoral même dans des groupes de valeurs extrêmes. La mesure de l’offset et l’impact de ses répercutions est un sujet de polémique depuis les travaux de Bourne et Rorabeck [15]. La difficulté est de déterminer l’offset à restituer lorsque l’on se trouve dans le cadre d’une hanche pathologique. La planification préopératoire peut se baser alors sur la hanche controlatérale mais cette méthode est peu fiable [30] ou sur une construction géométrique statistique 2D à partir de la dimension du bassin selon Pierchon et al. [31] qui semble plus précise. La planification tomodensitométrique semble plus intéressante, permettant de restituer de fac ¸on très précise les paramètres biomécaniques après planification en 3D [23—25]. Néanmoins, la compréhension des relations entre offset fémoral et la biomécanique de la hanche reste floue, de nombreuses études [11,16,19] accordent à l’offset fémoral un rôle clef dans le fonctionnement et le vieillissement des articulations des membres inférieurs, mais sans expliquer réellement pourquoi. Notre étude apporte des informations nouvelles sur les relations entre les modifications possibles de l’offset à la suite de la pose d’une PTH et les répercussions de celles-ci sur l’axe mécanique des membres inférieurs après au moins deux ans de recul. En effet, la restauration voire l’augmentation de l’offset lors de la pose d’une PTH semble possible sans influencer l’angle HKA et donc sans modifier le risque d’arthrose du genou sousjacent. Cette étude démontre que la pose d’une PTH influence significativement la valeur radiographique de l’offset fémoral. L’objectif principal était d’évaluer les répercussions de la modification de l’offset fémoral sur la statique des membres inférieurs, notre analyse statistique ne retrouvait aucune corrélation entre les variations de l’offset fémoral et celles de l’axe mécanique des membres inférieurs. Des études avec des échantillons plus importants, avec détermination tomodensitométrique de l’offset sont nécessaires pour éclaircir les relations entre les paramètres
Nous avons décidé dans cette étude d’étudier successivement la variation des paramètres biomécaniques au cours du temps (pré- et postopératoire) puis étudier la relation dans l’évolution des modèles HKA pré-postopératoire et offset pré-postopératoire. Cette multiplication des modèles d’analyse en elle-même peut induire un biais statistique et fausser un résultat normalement significatif. Malgré ces biais, notre étude est à notre connaissance la seule analysant ces corrélations de manière prospective avec un échantillon important de patients. Au final, l’analyse des modifications des paramètres biomécaniques avant et après PTH met en évidence que la pose d’une prothèse modifie significativement dans notre série la mécanique articulaire en augmentant la valeur moyenne de l’offset, en diminuant significativement la valeur de l’angle HKA, ces deux paramètres combinés semblent avoir un effet sur la longueur des membres inférieurs dans le sens d’un allongement significatif. Cet aspect n’avait pas été recherché ni prévu par la planification mais il est observé même en cas d’utilisation d’un outil de contrôle peropératoire [29]. Il faut souligner que les paramètres biomécaniques étudiés (offset et angle HKA) sont nécessairement liés géométriquement, et la confirmation de l’absence de répercussion néfaste « clinique » de la restauration de l’offset fémoral sur l’alignement des membres inférieurs nécessite des études à plus long terme s’intéressant notamment à la sévérité de l’arthrose des genoux sous-jacents. Il est toutefois possible que dans la fourchette des modifications effectuées dans notre série, les modifications de l’offset n’aient pas de conséquence sur l’axe du membre inférieur. La restitution d’un offset fémoral « idéal » à même de favoriser le bras de levier des muscles abducteurs [14—15], et d’améliorer le fonctionnement de l’implant (diminution de
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M. Ollivier et al.
biomécaniques du fémur proximal et leurs impacts potentiels sur la fonction des membres inférieurs. [15]
Déclaration d’intérêts S. Parratte déclare être consultant pour Zimmer, Graftys, Adler et perc ¸oit des royalties de Euros. X. Flecher déclare être consultant pour Zimmer et percevoir des royalties de Euros. J.-N. Argenson déclare être consultant pour Zimmer et Convatech et déclare percevoir des fonds de Stryker et Adler et des Royaties de Zimmer et Symbios. M. Ollivier et L. Lecoz déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.
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