Planification préopératoire pour ostéotomies autour du genou : d’un modèle numérique tridimensionnel à l’industrialisation de guides patient-spécifique

par Mathias Donnez

Thèse de doctorat en Biomécanique

Sous la direction de Patrick Chabrand et de Sébastien Parratte.

Le président du jury était Patrice Cartraud.

Le jury était composé de Jean-Pierre Podgorski, Philippe Berton.

Les rapporteurs étaient Nadia Bahlouli, Thierry Hoc.


  • Résumé

    L’Ostéotomie Tibiale de Valgisation (OTV) par ouverture médiale est un traitement conservatif efficace dans le traitement de la gonarthrose médiale chez le patient jeune et actif présentant un défaut d’alignement du membre inférieur. Ce défaut entraine un déséquilibre dans la répartition des charges transitant dans le genou et est un facteur de risque la gonarthrose. L’objectif est de corriger l’alignement en corrigeant une déformation osseuse du tibia proximal. Une coupe osseuse médiolatérale incomplète partant du bord médial de la métaphyse tibiale et orientée vers l’articulation tibio-fibulaire permet de créer une ouverture sur le bord médial par rotation autour de la charnière latérale, épaisseur d’os non-coupée sur le bord latéral. L’importance de l’ouverture dépend de la déformation osseuse et du stade d’arthrose. La réussite de l’OTV par ouverture médiale est conditionnée par une correction précise, un montage d’ostéosynthèse stable et une charnière latérale préservée pendant l’ouverture. L’objectif de cette thèse était de proposer une méthodologie de planification préopératoire à associer à une instrumentation patient-spécifique réalisée en impression 3D. Cette instrumentation devait permettre d’appliquer la correction souhaitée dans les plans frontal et sagittal mais aussi de préserver la charnière latérale pendant la chirurgie. Nos résultats ont montré, grâce aux études in-vitro et in-vivo réalisées au cours de la thèse, que le guide de coupe patient-spécifique développé permet de reproduire avec précision la planification préopératoire en apportant de la sécurité au geste opératoire tant au niveau de la précision que de la préservation de la charnière latérale.

  • Titre traduit

    Preoperative planning for osteotomies around the knee : from a 3D numerical model to patient-specific guides industrialisation


  • Résumé

    Medial Opening Wedge High Tibial Osteotomy (MOWHTO) is an efficient conservative surgical treatment for young and active patients with moderate medial gonarthrosis and varus lower limb malalignment. Varus malalignment unbalances load distribution in the knee, which is a gonarthrosis risk factor. MOWHTO aims to correct the lower limb alignment by correcting the proximal tibia bony deformity. Incomplete mediolateral cut is performed in the proximal tibia from the medial side of the tibial metaphysis towards the tibiofibular joint, and then opened by rotation around the lateral hinge which is the remaining uncut bone thickness on the lateral side. Amount of the opening depends on the importance of the proximal tibial deformity and on the medial gonarthrosis stage. MOWHTO success remains on precise correction, stable osteosynthesis system and lateral hinge preservation during the opening. Objective of this thesis was to propose a preoperative planning methodology to be associated with 3D printed patientspecific instrumentation. This instrumentation was intended to apply the correction chosen by the surgeon in the frontal and sagittal planes, but also to preserve the lateral hinge during the surgery. Our in-vitro and in-vivo results have shown that the developed patient-specific cutting guide make it possible to accurately reproduce the preoperative planning with security to the surgical gesture by bringing accuracy and lateral hinge preservation.

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