Etude et mise en oeuvre d'un ostéotome assisté par ultrasons

par Jean-Yves Giraud

Thèse de doctorat en Physique radiologique et médicale

Sous la direction de Jean-Pierre Morucci.

Soutenue en 1991

à Toulouse 3 en cotutelle avec Toulouse 3 .


  • Résumé

    La chirurgie de l'os represente une activite medicale essentielle et necessite une maitrise complete de l'instrumentation de la part du chirurgien. Or, celui-ci est tributaire de ses instruments qui jusqu'a present n'ont subi que peu d'ameliorations. Le sujet de cette etude consiste a etudier l'effet de la superposition, au mouvement manuel de coupe, d'un mouvement ultrasonore au niveau de la lame. Cette technique appelee decoupe assistee par ultrasons permet d'augmenter le pouvoir tranchant d'un outil coupant. Elle produit une elevation de temperature non negligeable au niveau de la zone de coupe qui, dans le cas de l'os ne doit pas depasser le seuil de necrose thermique. Cela entraine la necessite de refroidir la zone d'osteotomie par un liquide. L'etude par les methodes de perturbation et des facteurs d'echelle, du mouvement de l'eau dans la fissure entre la lame et l'os, a montre que seul le mouvement manuel de sciage renouvelait l'eau dans la fissure. La mesure calorimetrique de l'energie de coupe a permis d'obtenir un modele du phenomene thermique lie a la coupe. Celui-ci a montre que plus la vitesse de penetration est grande moins la zone chauffee est etendue. Des protocoles d'experimentation in vivo et in vitro ont ete mis au point afin de valider la technique d'osteotomie assistee par ultrasons. Le protocole in vitro a permis de tester l'appareillage et de definir le debit d'arrosage a utiliser in vivo. In vivo, le confort d'utilisation, les effets thermiques et la consolidation ont ete compares sur des os coupes d'une part avec l'appareil ultrasonore, et, d'autre part, avec une scie oscillante pneumatique couramment utilisee en chirurgie. La temperature obtenue pendant la coupe a ete mesuree dans la corticale osseuse grace a des thermocouples et a la surface de l'os grace a une camera infra-rouge. Cette etude a montre que l'appareil ultrasonore engendre une elevation de temperature plus importante que celle obtenue avec la scie conventionnelle, ce qui impose le refroidissement de la zone de coupe. L'analyse anatomo-pathologique morphologique des traits de coupes realises sur des echantillons osseux preleves au cours de la consolidation osseuse, n'a pas permis de differencier les deux techniques. Au vu des resultats experimentaux, un prototype d'osteotome assiste par ultrasons a ete mis au point. Une de ses principales caracteristiques est de permettre un arrosage direct de la lame pendant la coupe. L'etude de ce prototype a permis de mettre en evidence qu'un transducteur fonctionnant a la resonance est adapte aux tissus mous et qu'un transducteur fonctionnant a l'antiresonance est adapte aux tissus durs. Ce resultat experimental sera pour la societe satelec le point de depart d'une evolution des outils existants

  • Titre traduit

    Study and development of an ultrasound assisted osteotome


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Informations

  • Détails : 111 f

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1991TOU30264
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