WO1995005784A1 - Materiel ancillaire de pose d'une instrumentation rachidienne - Google Patents

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WO1995005784A1
WO1995005784A1 PCT/FR1994/000887 FR9400887W WO9505784A1 WO 1995005784 A1 WO1995005784 A1 WO 1995005784A1 FR 9400887 W FR9400887 W FR 9400887W WO 9505784 A1 WO9505784 A1 WO 9505784A1
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action
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branch
maintaining
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Jean-Raymond Martin
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Fairant, Paulette
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    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/02—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for holding wounds open; Tractors
    • A61B17/025—Joint distractors
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    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers ; Bone stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7074—Tools specially adapted for spinal fixation operations other than for bone removal or filler handling
    • A61B17/7076—Tools specially adapted for spinal fixation operations other than for bone removal or filler handling for driving, positioning or assembling spinal clamps or bone anchors specially adapted for spinal fixation
    • A61B17/7077—Tools specially adapted for spinal fixation operations other than for bone removal or filler handling for driving, positioning or assembling spinal clamps or bone anchors specially adapted for spinal fixation for moving bone anchors attached to vertebrae, thereby displacing the vertebrae
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/02—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for holding wounds open; Tractors
    • A61B17/025—Joint distractors
    • A61B2017/0256—Joint distractors for the spine

Definitions

  • An ancillary instrument for fitting a spinal instrumentation implanted such as osteosynthesis device 1, an intervertebral device processing instabilities or dynamic orthesis implanted correction, or the like.
  • the curvature of the stems essentially determined as a function of the lateral deviation to be corrected does not necessarily correspond to an appropriate correction of the kyphosis or lordosis.
  • these devices are considered to be among the most sophisticated and rigid. As a result, their installation remains delicate due in particular to the instability of the hooks during corrective maneuvers.
  • two other types of osteosynthesis devices are essentially used to treat deformities of the vertebral column. These are, on the one hand, Roy-Camille's plate and pedicle screw devices and their improvements, and, on the other hand, Luque or Dove devices with sub-son and their improvements. Roy-Camille's devices are reserved for small amplitude corrections concerning a limited number of vertebrae, and do not allow efficient derotation. Luque or Dove devices can cause serious neurological complications due to the passage of the wires under the vertebral lamina near the spinal cord. All these devices also do not provide a satisfactory solution for reducing deformation.
  • intervertebral elastic to treat lumbar degenerative instabilities.
  • These devices generally consist of intervertebral ligaments or springs, sometimes accompanied by wedges interposed between the spinous processes or between intrapedicular screws. These ligaments or springs exert traction forces tending to bring the vertebrae closer and to reduce their relative mobility. To facilitate the installation of these devices and allow better precision of the adjustments, it would be desirable to be able to exert and measure the correction forces before and during the installation of these devices by separate equipment.
  • ancillary equipment suitable for fitting new dynamic orthoses which preserve the natural physiological mobility of the vertebrae and include elastic return means which must be placed taut and which must have characteristics determined during the po ⁇ e for the reduction of the deformation and / or of the forces to be corrected.
  • Voluminous external materials are also known for reducing scoliotic deformations consisting of harnesses and / or halos and / or belts associated with detrimental devices (motors, weights, etc.). These materials are not very precise, are not flexible to use, and do not allow a significant and precise correction of the positions of the vertebrae in the three dimensions.
  • the invention therefore aims to overcome these drawbacks and to propose ancillary equipment making it possible to correct and / or maintain with great precision and in three dimensions the shape and / or the forces exerted between the vertebrae before and during the placement of an implanted spinal instrumentation.
  • the invention also aims to provide ancillary equipment allowing the installation of an implanted dynamic orthosis.
  • the invention also aims to propose ancillary equipment which makes it possible to measure the displacements and the forces necessary for maintaining the correction and which will therefore be imposed on the instrumentation placed on osteosynthesis or dynamic orthosis.
  • the invention also aims to propose ancillary equipment which is simple in its structure and its use and compact with respect to the operating field.
  • the invention relates to ancillary equipment making it possible to exercise and maintain stresses on a portion of the spine in order to correct and / or maintain the shape and / or the forces exerted on the vertebrae before and during placement of an implanted spinal instrumentation, comprising at least two action ends intended to cooperate respectively with two distinct vertebrae, characterized in that it comprises means for modifying and maintaining the relative positions of the action ends according to at least three orthogonal directions, by modifying and maintaining the relative position of each action end in at least one of these directions.
  • the ancillary equipment has three action ends intended to cooperate respectively with three distinct vertebrae. More particularly, the means for modifying and maintaining the relative positions of the action ends compel the first two action ends to move in translation in a direction, passing through these action ends, which remains perpendicular to the same plane, and the third action end interposed between the first two action ends to move in the plane perpendicular to the direction passing through the first two action ends.
  • the means for modifying and maintaining the relative positions of the three action ends comprise means for varying the distance separating said two first action ends and means for moving said third action end in translation along two directions perpendicular to the direction passing through said two first action ends.
  • said action ends are action ends of branches articulated to each other or to a common support.
  • the ancillary equipment comprises at least three articulated branches each comprising an action end and at least three orthogonal control rods two by two and associated with the articulated branches to modify and maintain the relative positions of their ends of action.
  • each control rod comprises an axial stop cooperating with a branch, at least one thread cooperating with a thread integral with at least one other branch, or of another control rod, or of a support. branch, to allow a modification in axial translation and "maintaining the distance of the branch cooperating with the stopper with respect to the other branch (es) or to the other control rod or to the support of branch.
  • Each control rod of ancillary equipment according to the invention is provided with an operating handle allowing in particular to actuate it in rotation for the modification of the relative positions of the corresponding action ends.
  • the ancillary equipment comprises dynamometric means for measuring the forces imparted on the action ends to maintain their relative positions, and means for measuring the displacements of the action ends when their positions are modified. relative.
  • the invention also relates to an ancillary material comprising in combination all or part of the features mentioned above or below.
  • FIG. 1 is a diagrammatic rear view of an ancillary clamp according to the invention
  • FIG. 2 is a diagrammatic view in section along line II-II of FIG. 1,
  • FIGS. 3 to 6 are schematic views illustrating several successive steps of fitting a dynamic orthosis implanted with ancillary clamps according to the invention.
  • the term “vertical” designates the axial direction of the spinal cord which does not correspond to the absolute vertical direction since the spinal cord has a curvature (kyphosis and lordosis).
  • the term “horizontal” designates any direction contained in the plane perpendicular to the vertical direction
  • the term “sagittal” designates any plane containing the vertical and horizontal anteroposterior directions
  • the term “frontal” designates any plane containing the vertical directions and lateral horizontal.
  • Figures 1 and 2 show an ancillary forceps according to the invention allowing in particular the installation of an implanted dynamic vertebral orthosis.
  • This clamp has three action ends 4, 5, 6 intended to cooperate respectively with anchoring elements 1, 2, 3 of 1Orthesis on the vertebrae.
  • Each of the action ends 4, 5, 6 of the clamp is formed of a stud intended to be engaged in a vertical axis bore formed in the vicinity of the coupling means of 1 Orthosis to the anchoring elements 1, 2, 3
  • Each nipple 4, 5, 6 which can be oriented downwards or upwards (figure 1) can act in compression or detraction as required.
  • each anchoring element 1, 2, 3 comprises a bore formed through a horizontal extension of the anchoring element which supports a cylinder for coupling a rod 8a, 8b of the orthosis.
  • the drilling is preferably arranged on the front and lateral side of the cylinder so as to allow the fitting and removal of the rod 8a, 8b while the clamp is associated with the anchoring elements.
  • the clamp also includes dynamometric means 9, 10, 11 for measuring the forces imparted on the end studs 4, 5, 6 to maintain their relative positions.
  • the clamp comprises means 12, 13, 29 for measuring the displacements of the end studs 4, 5, 6 during modifications of their relative position.
  • Each clamp is made up of three branches
  • the clamp comprises an upper branch 15 carrying an upper end stud 4, a lower branch 16 carrying a lower end stud 5 , and a median branch 17 carrying a median end nipple 6 interposed between the upper nipples 4 and lower 5.
  • These nipples 4, 5, 6 -in particular the median nipple 6 may include a terminal nut in order to stabilize it on the corresponding anchor.
  • the two upper and lower branches 15, 16 are articulated to each other about a horizontal axis 18 orthogonal to the direction passing through the two upper and lower pins 4, 5.
  • the branches 15, 15, 16 are articulated to each other about a horizontal axis 18 orthogonal to the direction passing through the two upper and lower pins 4, 5.
  • a vertical control rod 19 has a thread 25 cooperating with a thread 26 at one end 45 in the form of a sleeve of the lower branch 8
  • the end 27 of the upper branch 15 opposite the stud 4 is in the form of a sliding sleeve around a cylinder 28 integral with the vertical control rod 19 but whose position in translation relative to the rod 19 can be adjusted using locking screws 48.
  • This sleeve 27 is trapped between two compression springs 31 bearing at their opposite ends on dynamometric sensors 9 carried by the cylinder 28 and therefore by the vertical control rod 1 9.
  • the springs 31 and the sensors 9 thus form an axial abutment in both directions for the end 27 of the upper branch 15 relative to the control rod 19.
  • the sleeve 27 also includes a slot 30 allowing the reading of a scale graduated 12 engraved on the cylinder 28 integral with the rod 19.
  • the sleeves 45, 27 at the end of the lower 16 and upper 15 branches cooperating with the vertical control rod 19 are art iculated on these branches 16, 15 about an axis 47, respectively 46, parallel to the axis 18 of articulation of the branches 16, 15 between them.
  • the end studs 4, 5 are spaced apart or brought closer to one another. If the pins 4, 5 do not support forces in the vertical direction, the upper sleeve 27 remains midway between the two sensors 9, the springs 31 not being activated. s on the contrary a force is necessary to move the pins 4, 5.
  • one of the springs 31 is activated in compression to balance this force and allow the position to be modified.
  • One of the load cells 9 then delivers an electrical signal proportional to this force.
  • the middle branch 17 is articulated on the assembly thus formed by the upper 15 and lower branches 16.
  • a sagittal control rod 20 extends along the axis 18 of articulation of the two upper and lower branches 15, 16 in the direction sagittal.
  • This rod 20 is provided, at its end, with a thread 33 engaged in a thread 34 of one of the branches 15, 16.
  • the rod 20 also carries a graduated scale 13 allowing to identify its position relative to the branches 15, 16.
  • the terminal nut 52 of this rod 20 can be removed for the disengagement of this rod 20 allowing to dismantle the branch 17 if necessary.
  • the middle branch 17 has an oblong slot 35 traversed by the control rod 20.
  • This oblong slot 35 extends in a direction orthogonal to the vertical direction passing through the end pins 4, 5 upper and lower, and to the horizontal axis 18 of articulation of the two upper and lower branches 15, 16.
  • the oblong opening 35 of the middle branch 17 is crossed by the sagittal control rod 20 which is trapped between two springs 36 whose opposite ends bear on dynamometric sensors 10 carried by the rod 20.
  • the springs 36 and the sensors 10 form a axial stop in both directions for the middle branch 17 relative to the-. - sagittal control rod 20.
  • dynamometric sensors 10 provide a measurement of the forces imparted to the stud 6 in the horizontal sagittal direction.
  • the position of the middle branch, and therefore of the middle stud 6, is therefore modified in the horizontal sagittal direction relative to the frontal plane containing the upper and lower studs 4, 5.
  • the end 37 of the middle branch 17 opposite the end stud 6 is associated with a front control rod 21 which makes it possible to control the movements of this middle branch in the horizontal frontal direction perpendicular to the vertical direction passing through the studs d ends A, 5 upper and lower and to the axis 18 of articulation of the two arms 15, 16 upper and lower.
  • This front control rod 21 has a threaded end 38 engaged in a thread 39 formed in a bearing 40 comprising a cylinder 41 incurring the vertical control rod 19.
  • the cylinder 41 carries a graduated scale 29 visible through a light 42 of the branch median 17.
  • the end 37 of the middle branch 17 opposite the stud 6 slides around the front control rod 21 and is trapped between two springs 43, the opposite ends of which press on load cells 11 carried by the rod 21.
  • the springs 43 and the sensors 11 form therefore an axial stop in both directions for the end 37 of the middle branch 17 relative to the front control rod 21.
  • the displacement of the middle branch 17 in the horizontal frontal direction relative to the sagittal control rod 20 is authorized by virtue of the oblong opening 35.
  • the vertical control rod 19 crosses the middle branch 17 through an oblong opening 49 arranged axially in this branch 17 to allow relative movements in the horizontal frontal direction.
  • the handle 24 By turning the handle 24, the position of the central stud 6 in the frontal direction is therefore modified relative to the sagittal plane containing the upper and lower studs 4, 5.
  • One of the sensors 11 provides a measurement of the forces necessary for this displacement.
  • the branch 17 can be dismantled.
  • the light 49 is closed by a removable rear flap 50 blocked by a screw 51. By removing the flap 50, the rod 19 can be removed from the light 49.
  • the front 21 and sagittal rods 20 are then completely unscrewed, which frees the branch 17.
  • the vertebrae intended to receive the anchoring elements 1, 2, 3 are discovered, the anchoring elements 1 are placed and fixed, 2, 3 on each vertebra concerned and bilaterally (FIG. 3), at least one ancillary clamp according to the invention is associated with the anchoring elements 1, 2, 3 of each vertebra to be moved for the desired correction, and in particular a clamp for each rod 8a or 8b which must be placed (FIG.
  • FIGS. 3 to 6 the clamp placed on the right of the spinous processes is similar to that described and represented in FIGS. 1 and 2, and the clamp placed on the left is reversed, the upper branch 15 being associated with the anchoring elements 2 lower and the lower branch 16 being associated with the upper anchoring elements 1.
  • the dimensions and the shape of the branches 15, 16 used as well as the orientations of the end studs 4 and 5 are chosen as a function of the distance between the corresponding vertebrae.
  • the deformation and / or the forces are therefore corrected by means of the ancillary clamps entirely before associating the means for retaining and / or elastic return (rods and springs), and this unlike known osteosynthesis devices with which the correction is carried out by or with the stiffening elements of the vertebrae.
  • the holding forces are measured by dynamometric sensors 9, 10, - 11 secured to the ancillary equipment, that is to say along three orthogonal axes of translation of the end studs 4, 5, 6, namely a vertical axis (vertical control rod 19), a sagittal axis (sagittal control rod 20), and a front axis (front control rod 21).
  • the different characteristics and dimensions of the retaining means and / or return means elastic of the orthosis are determined, at least approximately, by calculation by an information processing device programmed for this purpose from the values of the holding forces measured by the various load cells.
  • the desired efficiency of the means of retaining and / or elastic return of 1 Orthosis is checked before the ablation of the clamps by reading the cancellation of the static forces recorded by the dynamometers 9, 10, 11.
  • the means of maintaining and elastic recall of the orthosis are then and if necessary adjusted or changed in whole or in part.
  • the ancillary forceps according to the invention described above therefore make it possible to correct the shape and / or measure the forces exerted on the vertebrae before and during the fitting of the orthosis.
  • the clamps are associated with the anchoring elements 1, 2, 3, they can be adjusted during the operation. Also, it should be noted that they make it easy to place or remove the orthosis (rods 8a, 8b and springs 44), and also to adjust the characteristics of 1 Orthosis until the forces of support supported by the clamps themselves.
  • the ancillary clamps are removed, the dynamic orthosis therefore exerts the efforts necessary to correct the shape and / or the forces necessary to maintain the portion of the instrumented spine.
  • the ancillary forceps according to the invention make it possible to instrument five vertebrae by acting on three vertebrae of the corresponding portion of the spine.
  • the shape and dimensions of the clamps can be adapted so that they can be associated with a different length of spine.
  • five vertebrae for example can be instrumented using on the three central vertebrae a clamp with three branches and on the two extreme vertebrae a clamp with two branches (from which the central branch will have been removed) which acts "in bridge" on the first.
  • the pliers 1 3 ancillaries according to the invention can be used not only for correcting scoliosis, but also for fitting any other spinal instrumentation, and in particular for treating congenital or acquired spinal deformities, cervical, dorsal, or lumbar, or post-traumatic, tumor, infectious, degenerative or other spinal instabilities.
  • ancillary pliers can allow
  • ... 1 place an orthosis or any other spinal instrumentation allowing the vertebral joints to be unloaded for the treatment of degenerative instability.
  • the ends of these clamps will be modified so as to adapt to the anchoring material concerned in order to achieve the desired vertebral correction before insertion connecting material which is used to maintain the position obtained.
  • the ancillary equipment according to the invention can also be produced not in the form of a clamp, but also in the form of a frame or a support on which the branches are articulated while being able to slide.
  • the number of branches can be different from three, depending on the needs.

Abstract

L'invention concerne un matériel ancillaire permettant d'exercer et de maintenir des contraintes sur une portion de la colonne vertébrale en vue de corriger et/ou de maintenir la forme et/ou les efforts exercés sur les vertèbres avant et pendant la pose d'une instrumentation rachidienne implantée, comprenant au moins deux extrémités d'action (4, 5, 6) destinées à coopérer respectivement avec deux vertèbres distinctes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour modifier et maintenir les positions relatives des extrémités d'action (4, 5, 6) selon au moins trois directions orthogonales, en modifiant et en maintenant la position relative de chaque extrémité d'action (4, 5, 6) selon au moins une de ces directions.

Description

MATERIEL ANCILLAIRE DE POSE D'UNE INSTRUMENTATION RACHIDIENNE
L'invention concerne un matériel ancillaire pour la pose d'une instrumentation rachidienne implantée telle qu'un dispositif d1osteosynthese, un dispositif intervertébral de traitement des instabilités ou une orthèse dynamique implantée de correction, ou autre.
On connaît déjà des - dispositifs d'osteosynthese rachidienne permettant de traiter les déformations scoliotiques, constitués d'éléments d'ancrage dans les vertèbres tels que des crochets ou des vis intrapédiculaires, et de tiges ou cadres fixés sur les éléments d'ancrage pour imposer une position relative aux différentes vertèbres. Ces dispositifs d'osteosynthese rigides ou semi-rigides réalisent une rigidification de la colonne vertébrale dans la position corrigée et sont toujours associés à une greffe osseuse et à une arthrodèse des vertèbres. Ces dispositifs d'osteosynthese connus posent encore de nombreux problèmes en ce qui concerne la mise en place et la fiabilité des éléments d'ancrage qui supportent de fortes contraintes compte tenu de la rigidité ultérieure, et lors de la fixation des tiges, plaques ou cadres, aux éléments d'ancrage qui doit être réalisée simultanément à la réduction de la déformation.
Ainsi, la réduction de la déformation lors de la pose du dispositif d'osteosynthese pose encore des problèmes. En effet, cette réduction de déformation doit pouvoir être effectuée au moment même de et par la pose de l'instrumentation vertébrale, et c dans les trois dimensions. En particulier, lors d'une scoliose, il convient non seulement de replacer les vertèbres dans un même plan sagittal, mais également de rétablir la cyphose et/ou la lordose tout en effectuant une dérotation des vertèbres. Les dispositifs d'osteosynthese de type Cotrel- Dubousset permettent de résoudre partiellement ce problème. Ils sont constitués de deux tiges bilatérales postérieures cintrées pendant l'intervention, immédiatement avant leur fixation dans des éléments d'ancrage, en fonction de la déviation latérale, puis tournées de 90° pour placer leur courbure dans un plan sagittal afin de rétablir la cyphose ou la lordose au moins partiellement et d'effectuer une dérotation des vertèbres. La correction est limitée par le fait qu'elle est effectuée seulement par la tige de la concavité qui est tournée en premier et fixée alors aux éléments d'ancrage. La tige placée dans la convexité est modelée sur la correction obtenue et n'a qu'un effet stabilisateur lors de son insertion. Les deux tiges sont ensuite reliées l'une à l'autre par des dispositifs de traction transversale stabilisant l'ensemble en position. Néanmoins, la courbure des tiges essentiellement déterminée en fonction de la déviation latérale à corriger ne correspond pas nécessairement à une correction appropriée de la cyphose ou de la lordose. De plus, ces dispositifs sont considérés comme parmi les plus sophistiqués et les plus rigides. Il en résulte que leur pose reste délicate du fait notamment de l'instabilité des crochets lors des manoeuvres de correction.
Outre les dispositifs de Cotrel-Dubousset, deux autres types de dispositifs d'osteosynthese sont essentiellement utilisés pour traiter les déformations de la colonne vfertébrale. Il s'agit d'une part des dispositifs à plaques et vis pédiculaires de Roy-Camille et leurs perfectionnements, et d'autre part, des dispositifs de Luque ou Dove à fils sous-la aires et leurs perfectionnements. Les dispositifs de Roy-Camille sont réservés à des corrections de faibles amplitudes concernant un nombre limité de vertèbres, et ne permettent pas une dérotation efficace. Les dispositifs de Luque ou Dove peuvent engendrer des complications neurologiques graves compte tenu du passage des fils sous les lames vertébrales à proximité de la moelle épinière. Tous ces dispositifs ne fournissent pas non plus de solution satisfaisante pour la réduction de la déformation.
On connaît également des dispositifs élastiques intervertébraux permettant de traiter les instabilités dégénératives lombaires. Ces dispositifs sont généralement constitués de ligaments intervertébraux ou de ressorts, accompagnés parfois de cales interposées entre les apophyses épineuses ou entre des vis intrapediculaires. Ces ligaments ou ressorts exercent des forces de traction tendant à rapprocher les vertèbres et à réduire leur mobilité relative. Pour faciliter la pose de ces dispositifs et permettre une meilleure précision des réglages, il serait souhaitable de pouvoir exercer et mesurer les efforts de correction avant et pendant la mise en place de ces dispositifs par un matériel distinct.
Par ailleurs, on souhaite aussi disposer d'un matériel ancillaire adapté à la pose de nouvelles orthèses dynamiques qui préservent la mobilité physiologique naturelle des vertèbres et comportent des moyens de rappel élastique qui doivent être posés tendus et qui doivent présenter des caractéristiques déterminées au cours de la po^e pour la réduction de la déformation et/ou des efforts à corriger.
Les matériels ancillaires connus constitués de simples pinces à deux branches articulées et exerçant des forces de détraction ou de compression, ne permettent pas de résoudre ces différents problèmes de façon satisfaisante.
On connaît aussi des matériels externes volumineux de réduction des déformations scoliotiques constitués de harnais et/ou halo et/ou ceintures associés à des dispositifs détracteurs (moteurs, poids...). Ces matériels sont peu précis, ne sont pas souples d'emploi, et ne permettent pas une correction importante et précise des positions des vertèbres dans les trois dimensions.
Ainsi, aucun matériel ancillaire connu ne permet la maîtrise avec précision des positions des vertèbres dans les trois dimensions de l'espace dans les plans frontal, sagittal et horizontal.
L'invention vise donc à pallier ces inconvénients et à proposer un matériel ancillaire permettant de corriger et/ou de maintenir avec une grande précision et dans les trois dimensions la forme et/ou les efforts exercés entre les vertèbres avant et pendant la pose d'une instrumentation rachidienne implantée. L' invention vise également à proposer un matériel ancillaire permettant la pose d'une orthèse dynamique implantée. En particulier, l'invention vise aussi à proposer un matériel ancillaire qui permet de mesurer les déplacements et les forces nécessaires au maintien de la correction et qui seront donc imposés à 1' instrumentation posée d'osteosynthese ou d'orthèse dynamique.
L'invention vise également à proposer un matériel ancillaire simple dans sa structure et son utilisation et peu encombrant vis-à-vis du champ opératoire.
Pour ce faire, l'invention concerne un matériel ancillaire permettant d'exercer et de maintenir des contraintes sur une portion de la colonne vertébrale en vue de corriger et/ou de maintenir la forme et/ou les efforts exercés sur les vertèbres avant et pendant la pose d'une instrumentation rachidienne implantée, comprenant au moins deux extrémités d'action destinées à coopérer respectivement avec deux vertèbres distinctes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour modifier et maintenir les positions relatives des extrémités d'action selon au moins trois directions orthogonales, en modifiant et en maintenant la position relative de chaque extrémité d'action selon au moins une de ces directions.
Selon l'invention, le matériel ancillaire comporte trois extrémités d'action destinées à coopérer respectivement avec trois vertèbres distinctes. Plus particulièrement, les moyens pour modifier et maintenir les positions relatives des extrémités d'action astreignent deux premières extrémités d'action à se déplacer en translation selon une direction, passant par ces extrémités d'action, qui reste perpendiculaire à un même plan, et la troisième extrémité d'action interposée entre les deux premières extrémités d'action à se déplacer dans le plan perpendiculaire à la direction passant par les deux premières extrémités d'action.
Selon l'invention, les moyens pour modifier et maintenir les positions relatives des trois extrémités d'action comportent des moyens pour faire varier la distance séparant lesdites deux premières extrémités d'action et des moyens pour déplacer ladite troisième extrémité d'action en translation selon deux directions perpendiculaires à la direction passant par lesdites deux premières extrémités d'action.
Selon l'invention, lesdites extrémités d'action sont des extrémités d'action de branches articulées les unes aux autres ou à un support commun. Plus particulièrement et selon l'invention, le matériel ancillaire comporte au moins trois branches articulées comportant chacune une extrémité d'action et au moins trois tiges de commande orthogonales deux à deux et associées aux branches articulées pour modifier et maintenir les positions relatives de leurs extrémités d'action. Selon l'invention, chaque tige de commande comporte une butée axiale coopérant avec une branche, au moins un filetage coopérant avec un taraudage solidaire d'au moins une autre branche, ou d'une autre tige de commande, ou d'un support de branche, pour permettre une modification en translation axiale et «un maintien de la distance de la branche coopérant avec la butée par rapport à 1' (aux)autre(s) branche(s) ou à l'autre tige de commande ou au support de branche. Chaque tige de commande d'un matériel ancillaire selon l'invention est munie d'une poignée de manoeuvre permettant notamment de l'actionner en rotation pour la modification des positions relatives des extrémités d'action correspondantes.
Par ailleurs et selon l'invention, le matériel ancillaire comporte des moyens dynamométriques de mesure des forces imparties sur les extrémités d'action pour maintenir leurs positions relatives, et des moyens de mesure des déplacements des extrémités d'action lors des modifications de leurs positions relatives. L'invention concerne aussi un matériel ancillaire comportant en combinaison tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique postérieure d'une pince ancillaire selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 ,
- les figures 3 à 6 sont des vues schématiques illustrant plusieurs étapes successives de pose d'une orthèse dynamique implantée avec des pinces ancillaires selon l'invention.
Dans tout le texte, et sauf indication contraire, le terme "vertical" désigne la direction axiale de la moelle épinière qui ne correspond pas à la direction verticale absolue puisque la moelle épinière présente une courbure (cyphose et lordose). De même, le terme "horizontal" désigne toute direction contenue dans le plan perpendiculaire à la direction verticale, le terme "sagittal" désigne tout plan contenant les directions verticale et horizontale antéropostérieure, et le terme "frontal" désigne tout plan contenant les directions verticale et horizontale latérale. Ces termes sont donc utilisés en référence à chaque vertèbre et non, dans l'absolu, en référence au patient.
Les figures 1 et 2 représentent une pince ancillaire selon l'invention permettant notamment la pose d'une orthèse dynamique vertébrale implantée. Cette pince comporte trois extrémités d'action 4, 5, 6 destinées à coopérer respectivement avec des éléments d'ancrage 1, 2, 3 de 1Orthèse sur les vertèbres. Chacune des extrémités 4, 5, 6 d'action de la pince est formée d'un téton destiné à être engagé dans un perçage à axe vertical ménagé au voisinage des moyens de couplage de 1 Orthèse aux éléments d'ancrage 1, 2, 3. Chaque téton 4, 5, 6 qui peut être orienté vers le bas ou vers le haut (figure 1 ) peut agir en compression ou en détraction selon les besoins. Ainsi, chaque élément d'ancrage 1, 2, 3 comporte un perçage ménagé à travers une extension horizontale de l'élément d'ancrage qui supporte un cylindre de couplage d'une tige 8a, 8b de l'orthèse. Le perçage est ménagé de préférence du côté antérieur et latéral du cylindre de façon à permettre la pose et la dépose de la tige 8a, 8b alors que la pince est associée aux éléments d'ancrage. Selon l'invention, la pince comporte également des moyens 9, 10, 11 dynamométriques de mesure des forces imparties sur les tétons d'extrémité 4, 5, 6 pour maintenir leurs positions relatives. Egalement, la pince comporte des moyens 12, 13, 29 de mesure des déplacements des tétons d'extrémité 4, 5, 6 lors des modifications de leur position relative.
Chaque pince est composée de trois branches
15, 16, 17 articulées portant les tétons 4, 5, 6 à leur extrémité libre. Dans la suite, les termes "supérieur" et "inférieur" sont utilisés en référence à la figure 1. La pince comporte une branche supérieure 15 portant un téton d'extrémité 4 supérieur, une branche inférieure 16 portant un téton d'extrémité inférieur 5, et une branche médiane 17 portant un téton d'extrémité 6 médian interposé entre les tétons supérieur 4 et inférieur 5. Ces tétons 4, 5, 6 -notamment le téton 6 médian- peuvent comporter un écrou terminal afin de le stabiliser sur l'élément d'ancrage correspondant. Les deux branches 15, 16 supérieure et inférieure sont articulées l'une à l'autre autour d'un axe horizontal 18 orthogonal à la direction passant par les deux tétons 4, 5 supérieur et inférieur.' Les branches 15,
16, 17 sont articulées les unes par rapport aux autres et commandées dans leurs mouvements relatifs par trois tiges de commande 19, 20, 21 munies de poignées 22, 23, 24 de manoeuvre.
Une tige de commande verticale 19 comporte un filetage 25 coopérant avec un taraudage 26 d'une extrémité 45 en forme de manchon de la branche inférieure 8
16 opposée au téton 5. L'extrémité 27 de la branche supérieure 15 opposée au téton 4 est en forme de manchon coulissant autour d'un cylindre 28 solidaire de la tige de commande verticale 19 mais dont la position en translation par rapport à la tige 19 peut être ajustée grâce à des vis de blocage 48. Ce manchon 27 est emprisonné entre deux ressorts de compression 31 prenant appui à leurs extrémités opposées sur des capteurs dynamométrigues 9 portés par le cylindre 28 et donc par la tige de commande verticale 19. Les ressorts 31 et les capteurs 9 forment ainsi une butée axiale dans les deux sens pour l'extrémité 27 de la branche supérieure 15 par rapport à la tige de commande 19. Le manchon 27 comporte également une lumière 30 permettant la lecture d'une échelle graduée 12 gravée sur le cylindre 28 solidaire de la tige 19. Les manchons 45, 27 d'extrémité des branches inférieure 16 et supérieure 15 coopérant avec la tige de commande 19 verticale sont articulés à ces branches 16, 15 autour d'un axe 47, respectivement 46, parallèle à l'axe 18 d'articulation des branches 16, 15 entre elles. Lorsque la poignée 22 est tournée, les tétons d'extrémité 4, 5 sont écartés ou rapprochés l'un de l'autre. Si les tétons 4, 5 ne supportent pas de forces dans la direction verticale, le manchon 27 supérieur reste à mi-distance des deux capteurs 9, les ressorts 31 n'étant pas activés. s au contraire une force est nécessaire pour déplacer les tétons 4, 5. l'un des ressorts 31 est activé en compression pour équilibrer cette force et permettre la modification de position. Un des capteurs dynamométriques 9 délivre alors un signal électrique proportionnel à cette force.
La branche médiane 17 est articulée sur l'ensemble ainsi formé par les branches supérieure 15 et inférieure 16. Une tige 20 de commande sagittale s'étend selon l'axe 18 d'articulation des deux branches 15, 16 supérieure et inférieure dans la direction sagittale. Cette tige 20 est pourvue, à son extrémité, d'un filetage 33 engagé dans un taraudage 34 de l'une des branches 15, 16. La tige 20 porte également une échelle graduée 13 permettant de repérer sa position par rapport aux branches 15, 16. L'écrou terminal 52 de cette tige 20 peut être ôté pour le désengagement de cette tige 20 permettant de démonter la branche 17 si nécessaire. La branche médiane 17 comporte une lumière oblongue 35 traversée par la tige de commande 20. Cette lumière oblongue 35 s'étend selon une direction orthogonale à la direction verticale passant par les tétons d'extrémité 4, 5 supérieur et inférieur, et à l'axe 18 horizontal d'articulation des deux branches 15, 16 supérieure et inférieure. Ainsi, un déplacement de la branche médiane 17 par rapport à l'axe 18 d'articulation et selon cette direction est possible. La lumière oblongue 35 de la branche médiane 17 est traversée par la tige de commande 20 sagittale qui est emprisonnée entre deux ressorts 36 dont les extrémités opposées appuient sur des capteurs dynamométriques 10 portés par la tige 20. Les ressorts 36 et les capteurs 10 forment une butée axiale dans les deux sens pour la branche médiane 17 par rapport à le-. - tige 20 de commande sagittale. Ces capteurs dynamométriques 10 fournissent une mesure des efforts impartis au téton 6 dans la direction sagittale horizontale. En tournant la poignée 23, on modifie donc la position de la branche médiane, et donc du téton médian 6 dans la direction sagittale horizontale par rapport au plan frontal contenant les tétons 4, 5 supérieur et inférieur.
L'extrémité 37 de la branche médiane 17 opposée au téton d'extrémité 6 est associée à une tige de commande frontale 21 qui permet de commander les mouvements de cette branche médiane dans la direction frontale horizontale perpendiculaire à la direction verticale passant par les tétons d'extrémités A , 5 supérieur et inférieur et à l'axe 18 d'articulation des deux branches 15, 16 supérieure et inférieure. Cette tige de commande frontale 21 comporte une extrémité filetée 38 engagée dans un taraudage 39 ménagé dans un palier 40 comprenant un cylindre 41 encourant la tige de commande verticale 19. Le cylindre 41 porte une échelle graduée 29 visible à travers une lumière 42 de la branche médiane 17. L'extrémité 37 de la branche médiane 17 opposée au téton 6 coulisse au'tour de la tige de commande frontale 21 et est emprisonnée entre deux ressorts 43 dont les extrémités opposées appuient sur des capteurs dynamométriques 11 portés par la tige 21. Les ressorts 43 et les capteurs 11 forment donc une butée axiale dans les deux sens pour l'extrémité 37 de la branche •médiane 17 par rapport à la tige de commande 21 frontale. Le déplacement de la branche médiane 17 dans la direction frontale horizontale par rapport à la tige de commande 20 sagittale est autorisé grâce à la lumière oblongue 35. La tige de commande 19 verticale traverse la branche médiane 17 à travers une lumière oblongue 49 ménagée axialement dans cette branche 17 pour permettre les mouvements relatifs dans la direction frontale horizontale. En tournant la poignée 24, on modifie donc la position du téton médian 6 dans la direction frontale par rapport au plan sagittal contenant les tétons 4, 5 supérieur et inférieur. Un des capteurs 11 fournit une mesure des efforts nécessaires à ce déplacement. La branche 17 peut être démontée. Pour ce faire, la lumière 49 est fermée par un volet postérieur 50 amovible bloqué par une vis 51. En retirant le volet 50, on peut sortir la tige 19 de la lumière 49. On dévisse ensuite complètement les tiges frontale 21 et sagittale 20, ce qui libère la branche 17. Pour poser une orthèse avec un matériel ancillaire selon l'invention, on découvre les vertèbres destinées à recevoir les éléments d'ancrage 1, 2, 3, on place et on fixe les éléments d'ancrage 1, 2, 3 sur chaque vertèbre concernée et bilatéralement (figure 3), on associe au moins une pince ancillaire selon l'invention aux éléments d'ancrage 1, 2, 3 de chaque vertèbre à déplacer pour la correction recherchée, et notamment une pince pour chaque tige 8a ou 8b qui doit être posée (figure 4), on actionne les poignées 22, 23, 24 de chaque pince afin de placer les vertèbres en position corrigée pour réduire la déformation et/ou exercer les efforts désirés (figure 5), on mesure les forces de maintien nécessaires appliquées sur les éléments d'ancrage 1, 2, 3 de chaque vertèbre grâce aux différents capteurs dynamométriques 9, 10, 11 pour maintenir ladite position corrigée, on détermine les caractéristiques des moyens de maintien et des moyens de rappel élastique de i'orthèse (tiges 8a, 8b et ressorts 44) pour engendrer les forces de rappel élastique similaires aux forces de maintien mesurées, on met en place les moyens de maintien et/ou de rappel élastique (figure 6), c'est-à- dire les tiges 8a, 8b et les ressorts 44 en les associant par les différents moyens de couplage aux éléments d'ancrage 1, 2, 3, on ôte le matériel ancillaire de correction, et on termine l'opération chirurgicale d' implantation.
Sur les figures 3 à 6, la pince placée à droite des apophyses épineuses est similaire à celle décrite et représentée sur les figures 1 et 2, et la pince placée à gauche est renversée, la branche supérieure 15 étant associée aux éléments d'ancrage 2 inférieurs et la branche inférieure 16 étant associée aux éléments d'ancrage 1 supérieurs. Les dimensions et la forme des branches 15, 16 utilisées ainsi que les orientations des tétons extrêmes 4 et 5 sont choisies en fonction de la distance entre les vertèbres correspondantes.
Selon l'invention, on corrige donc la déformation et/ou les efforts grâce aux pinces ancillaires entièrement avant d'associer les moyens de maintien et/ou de rappel élastique (tiges et ressorts), et ce contrairement aux dispositifs d'osteosynthese connus avec lesquels la correction est effectuée par ou avec les éléments de rigidification des vertèbres. Les forces de maintien sont mesurées par des capteurs dynamométriques 9, 10,- 11 solidaires du matériel ancillaire, c'est-à-dire selon trois axes orthogonaux de translation des tétons d'extrémité 4, 5, 6, à savoir un axe vertical (tige de commande verticale 19), un axe sagittal (tige de commande sagittale 20), et un axe frontal (tige de commande frontale 21).
Les différentes caractéristiques et dimensions des moyens de maintien et/ou de moyens de rappel élastique de 1 'orthèse sont déterminées, au moins de façon approximative, par calcul par un dispositif de traitement d'informations programmé à cet effet à partir des valeurs des forces de maintien mesurées par les différents capteurs dynamométriques. On vérifie l'efficacité voulue des moyens de maintien et/ou de rappel élastique de 1 Orthèse avant l'ablation des pinces par lecture de l'annulation des forces statiques enregistrées par les dynamomètres 9, 10, 11. Les moyens de maintien et de rappel élastique de 1'orthèse sont alors et au besoin ajustés ou changés en tout ou partie.
Les pinces ancillaires selon 1'invention sus-décrites permettent donc d'effectuer une correction de forme et/ou une mesure des efforts exercés sur les vertèbres avant et pendant la pose de l'orthèse. Lorsque les pinces sont associées aux éléments d'ancrage 1, 2, 3, elles peuvent être réglées au cours de l'opération. Egalement, il est à noter qu'elles permettent aisément de poser ou de déposer l'orthèse (les tiges 8a, 8b et les ressorts 44), et également de régler les caractéristiques de 1 Orthèse jusqu'à obtenir l'annulation des forces de maintien supportées par les pinces elles-mêmes. Lorsque l'on ôte les pinces ancillaires, l'orthèse dynamique exerce donc elle-mêne les efforts nécessaires à la correction de forme et/ou des forces nécessaires pour le maintien de la portion de colonne vertébrale instrumentée.
Dans l'exemple représenté, les pinces ancillaires selon l'invention permettent d'instrumenter cinq vertèbres en agissant sur trois vertèbres de la portion correspondante de colonne vertébrale. Néanmoins, la forme et les dimensions des pinces peuvent être adaptées pour pouvoir être associées à une longueur de colonne vertébrale différente. Dans le cas d'une longue courbure, cinq vertèbres par exemple peuvent être instrumentées en utilisant sur les trois vertèbres centrales une pince à trois branches et sur les deux vertèbres extrêmes une pince à deux branches (dont la branche centrale aura été ôtée) qui agit "en pont" sur la première. Egalement, les pinces 1 3 ancillaires selon l'invention peuvent être utilisées non seulement pour une correction d'une scoliose, mais également pour la pose de tout autre instrumentation rachidienne, et notamment pour traiter les déformations du rachis congénitales ou acquises, cervicales, dorsales, ou lombaires, ou des instabilités du rachis post-traumatiques, tumorales, infectieuses, dégénérâtives ou autres. En particulier, les pinces ancillaires peuvent permettre de
... 1 poser une orthèse ou toute autre instrumentation rachidienne permettant de décharger les articulations vertébrales pour le traitement d'une instabilité dégénérative.
Dans le cas d'utilisation des pinces ancillaires avec un autre matériel que l'orthèse dynamique représentée, les extrémités de ces pinces seront modifiées de manière à s'adapter au matériel d'ancrage concerné afin de réaliser la correction vertébrale voulue avant l'insertion du matériel de liaison qui sert à maintenir la position obtenue. Par ailleurs, le matériel ancillaire selon l'invention peut également être réalisé non pas sous forme d'une pince, mais aussi sous la forme d'un cadre ou d'un support sur lequel les branches sont articulées tout en pouvant coulisser. Egalement, le nombre de branches peut être différent de trois, selon les besoins.

Claims

1 4
REVENDICATIONS 1 / - Matériel ancillaire permettant d'exercer et de maintenir des contraintes sur une portion de la colonne vertébrale en vue de corriger et/ou de maintenir la forme et/ou les efforts exercés sur les vertèbres avant et pendant la pose d'une instrumentation rachidienne implantée, comprenant au moins deux extrémités d'action (4, 5, 6) destinées à coopérer respectivement avec deux vertèbres distinctes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (19, 20, 21) pour modifier et maintenir les positions relatives des extrémités d'action (4, 5, 6) selon au moins trois directions orthogonales, en modifiant et en maintenant la position relative de chaque extrémité d'action (4, 5, 6) selon au moins une de ces directions. 2/ - Matériel selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte trois extrémités d'action (4, 5, 6) destinées à coopérer respectivement avec trois vertèbres distinctes.
3/ - Matériel selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (19, 20, 21) pour modifier et maintenir les positions relatives des extrémités d'action astreignent deux premières extrémités d'action (4, 5) à se déplacer en translation selon une direction, passant par ces deux premières extrémités d'action (4, 5), qui reste perpendiculaire à un même plan, et la troisième extrémité d'action (6) interposée entre les deux premières extrémités d'action (4, 5) à se déplacer dans le plan perpendiculaire à la direction passant par les deux premières extrémités d'action (4 , 5). 4/ - Matériel selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens (19, 20, 21) pour modifier et maintenir les positions relatives des trois extrémités d'action comportent des moyens (19) pour faire varier la distance séparant lesdites deux premières extrémités d'action (4, 5) et des moyens (20 ,21) pour déplacer ladite troisième extrémité d'action (6) en translation selon deux directions perpendiculaires à la direction passant par lesdites deux premières extrémités d'action. 5/ - Matériel ancillaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites extrémités d'action (4, 5, 6) sont des extrémités d'action de branches (15, 16, 17) articulées les unes aux autres, ou à un support commun.
6/ - Matériel selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois branches articulées (15, 16, 17) comportant chacune une extrémité d'action (4, 5, 6) et au moins trois tiges de commande (19, 20, 21) orthogonales deux à deux et associées aux branches articulées (15, 16, 17) pour modifier et maintenir les positions relatives de leurs extrémités d'action (4, 5, 6).
7/ - Matériel selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque tige de commande (19, 20, 21) comporte une butée (9, 31, 10, 36, 11, 43) axiale coopérant avec une branche (15, 17), et au moins un filetage (25, 33, 38) coopérant avec un taraudage (26, 34, 39) solidaire d'au moins une autre branche (16, 15), ou d'une autre tige de commande (19), ou d'un support de branche, pour permettre une modification en translation axiale et un maintien de la distance de la branche (15, 17) coopérant avec la butée par rapport à 1' (aux)autre(s) branche(s) ou à l'autre tige de commande (19) ou au support de branche. 8/ - Matériel selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que chaque tige de commande (19, 20, 21) est munie d'une poignée de manoeuvre (22, 23, 24).
9/ - Matériel selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (9, 10, 11) dynanométriques dé mesure des forces imparties sur les extrémités d'action (4, 5, 6) pour maintenir leurs positions relatives.
10/ - Matériel selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (12, 13, 29) de mesure des déplacements des extrémités d'action (4, 5, 6) lors des modifications de leurs positions relatives.
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