Modèles et instruments robotisés pour l'étude biomécanique per-opératoire de l'équilibre ligamentaire du genou

Models and robotized instruments for biomechanic study of knee soft tissue balance

• Auteur / Autrice : Christophe Marmignon
• Direction : Philippe Cinquin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Modèles et instruments en médecine et en biologie
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Résumé

Pour obtenir une longue durée de vie d'une prothèse de genou, il faut restituer un alignement du membre inférieur. Or, la maladie peut avoir entraîné des déformations de l'enveloppe ligamentaire de l'articulation, celle-ci se retrouvant, une fois le membre inférieur réaligné, soit tendue, soit détendue. Le chirurgien doit alors rééquilibrer les tensions ligamentaires sur l'articulation prothétique. Pour obtenir une bon équilibre ligamentaire, le chirurgien joue sur la position de la prothèse ou relâche les ligaments, c'est-à-dire qu'il les incise pour qu'ils atteignent une plus grande longueur. Aujourd'hui le compromis entre la position de la prothèse et l'équilibrage ligamentaire échappe au chirurgien. L'objectif de cette thèse est d'aider le chirurgien à mieux répondre à ce problème. Nous avons développé un instrument robotisé de mesure du déséquilibre, et un modèle de l'enveloppe ligamentaire pour simuler l'activité des ligaments afin de prédire quel ligament doit être relâché. Nous présentons ce travail au cours de ce manuscrit, ainsi que des perspectives d'évolutions des prothèses actuelles.

Knee replacement surgeons cannot currently quantitatively predict the optimal tradeoff between alignment and soft tissue balance. This inability is significant because revision procedures are often performed because of instability, which is primarily attributable to incorrect ligament balancing. Because there is not yet unanimity regarding how to optimally measure or implement soft tissue balance, we provide means to acquire a variety of measurements. The first approach consists of a distraction device to apply separating forces between the tibia and femur, coupled with a computer-assisted surgical navigation system to monitor the flexion and extension gaps that are produced The second approach is a model which helps surgeons to release the ligament intraoperatively by providing them with information about ligament lengths throughout the range of motion of the knee. We present the methodology of this work along this manuscript, just like some perspectives of the actual prosthesis.