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Planification préopératoire 3D de la prothèse totale de hanche
- Prof. Brigitte Jolles-Haeberli
- Couples biomécaniques de la prothèse totale de hanche et objectifs de reconstruction
- Évolution de la planification : du calque 2D à la reconstruction 3D
- Restitution de l’offset fémoral et de la longueur des membres inférieurs
- Plans de référence et étude tridimensionnelle du cotyle et du fémur
- Anticipation des cas particuliers et indication d’implants sur mesure
- Prothèse totale de hanche cimentée et sans ciment
- Planification préopératoire 3D sur scanner multibarrette
- Implant sur mesure conforme au canal médullaire
- Fusion d’images scanner préopératoire et postopératoire pour le contrôle qualité
- Considérer la planification comme un outil d’aide à la décision, non comme une contrainte de temps
- Restituer simultanément l’offset fémoral et la longueur des membres, souvent sous-évalués en 2D
- Anticiper les disproportions intra et extramédullaires pour poser l’indication d’un implant sur mesure
- Pondérer le surcroît d’irradiation du scanner au regard du gain de précision obtenu
Brochure d'information médicale
Découvrez notre brochure d’information à destination des patients.
Prof. Brigitte Jolles-Haeberli, congrès Medicol, 2017
L’arthroplastie totale de hanche impose de faire cohabiter simultanément plusieurs couples biomécaniques : l’ancrage de la tige dans le fémur, la fixation de la cupule dans le cotyle, le couple de frottement et l’équilibre des forces. La reproductibilité du positionnement, de l’offset fémoral et de la longueur des membres conditionne la stabilité, la longévité et le risque de descellement aseptique. Cette mise au point retrace l’évolution de la planification préopératoire, du calque radiographique de l’an 2000 à la reconstruction multiplanaire 3D issue du scanner. Elle expose au médecin référent ce que la planification tridimensionnelle apporte en précision, en anticipation des difficultés chirurgicales et en contrôle qualité de la reconstruction.
Quatre couples biomécaniques à faire cohabiter
La prothèse totale de hanche n’est pas une intervention simple, car elle impose de faire cohabiter quatre couples simultanément. Le premier est celui de la tige et du fémur : la tige doit être bien positionnée, s’ancrer correctement, autoriser un remodelage osseux satisfaisant et ne pas générer de granulomes. Le deuxième associe la cupule au cotyle du patient, là encore en termes de positionnement et d’ancrage, sans migration secondaire ni réaction granulomateuse périprothétique. À ces deux couples d’ancrage s’ajoute le couple de frottement, dont le choix porte sur la céramique, le polyéthylène, le métal, ou des alliages désormais disponibles comme l’oxynium et le zirconium.
Le quatrième impératif relève de l’équilibre des forces : la fonctionnalité suppose de combiner une bonne direction des forces et une bonne quantité des forces, afin d’éviter l’instabilité tout en assurant la longévité de l’implant. Le bon offset, c’est-à-dire l’équilibre entre le poids du corps et la musculature abductrice, conditionne des bras de levier corrects ; toute modification de ces bras de levier modifie la résultante des forces sur l’articulation. Les objectifs convergent : obtenir stabilité et bon positionnement, minimiser le risque de descellement aseptique et d’instabilité, limiter l’apparition de granulomes et rétablir une longueur correcte des membres inférieurs, chez des patients de plus en plus demandeurs de mobilité articulaire et d’activités de loisir.
Du calque radiographique à la planification 2D
En 2000, la planification reposait sur une radiographie du bassin de face : on posait le gabarit, on déterminait le centre de rotation de la hanche, puis on superposait le dessin de l’implant sur un calque, au niveau du cotyle puis du fémur. En réduisant artificiellement la prothèse en place, le chirurgien obtenait une idée du positionnement et des repères à retrouver en peropératoire. Cette approche, simple mais grossière, restait soumise aux erreurs de projection et aux facteurs d’agrandissement propres au cliché de face.
À partir de 2005, une série de logiciels a permis la planification 2D en intégrant une incidence axiale de hanche en complément de l’incidence de face. Le recours à deux incidences réduit les erreurs de projection et d’agrandissement, mieux délimite la zone métaphysaire de remplissage recherchée pour la stabilité primaire, et simule la prothèse réduite sur plusieurs types d’implants afin de retenir le mieux adapté. La méthode est reproductible et facilite la comparaison entre la planification et le résultat postopératoire, mais elle conserve des limites, notamment pour les prothèses sans ciment, où la précision de pose est plus difficile à atteindre qu’avec les implants cimentés.
Les limites de la planification bidimensionnelle
La planification 2D ne permet pas d’analyser correctement la géométrie intracanalaire. Des situations anatomiques très différentes peuvent donner des projections relativement similaires, et l’analyse torsionnelle des antéversions reste imprécise. Chez un patient au fémur normal, cette limite est sans conséquence ; en revanche, lorsque l’anatomie se modifie jusqu’à 4 centimètres juste sous la zone d’ostéotomie, le risque de complications peropératoires augmente. La prédiction des tailles est elle aussi imparfaite : la littérature rapporte que près de la moitié des cupules et 40 à 50 pour cent des tiges ne sont pas planifiées à la taille exacte.
L’offset fémoral, ce bras de levier déterminant pour la biomécanique, est fréquemment sous-évalué sur les radiographies. Sur un même cas, un offset mesuré à 40 millimètres sur le bassin de face peut atteindre 47 millimètres au scanner. Or l’étude d’Asayama publiée en 2005 montre que 12 pour cent de modification de l’offset entraîne déjà des conséquences cliniques, et qu’à 20 pour cent le patient perçoit un handicap. La reproduction simultanée de la longueur des membres et de l’offset n’est globalement pas obtenue dans environ un tiers des cas, ce qui justifie le passage à la planification tridimensionnelle.
Ce qu'apporte la reconstruction 3D issue du scanner
L’avènement des scanners multibarrettes et des acquisitions hélicoïdales permet d’obtenir de nombreuses coupes dans le plan axial, avec une dose de rayons X très réduite et une bonne définition d’image. La reconstruction multiplanaire autorise une planification dans les trois plans de l’espace, sans anomalie d’agrandissement, indépendamment de l’opérateur, du technicien de radiologie et de l’appareil d’acquisition. L’objectif reste de positionner le centre de rotation à l’endroit voulu, d’obtenir l’égalité de longueur des deux membres inférieurs et de reproduire fidèlement l’offset fémoral.
Le scanner apprécie d’abord les longueurs intra-articulaires en repérant le U radiologique et le petit trochanter, puis la longueur du membre inférieur dans son entier, ce qui permet de décider en connaissance de cause des différences à corriger ou non. La planification s’appuie sur des plans de référence reconstruits avec précision : le plan pelvien antérieur, dit plan de Lewinnek, défini par les épines iliaques antérosupérieures et la symphyse, qui fixe l’inclinaison et l’antéversion du cotyle natif ou de la cupule ; et le plan bicondylien postérieur, obtenu par quelques coupes au genou, qui sert de référence au calcul de l’antéversion fémorale et de l’hélitorsion.
Restituer la stabilité primaire, l'offset et la longueur
Une fois ces plans définis, le chirurgien étudie le cotyle natif, en apprécie la forme, anticipe d’éventuelles greffes en présence de kystes acétabulaires, et mesure les paramètres d’inclinaison et d’antéversion dans les trois plans. La comparaison avec le côté controlatéral non déformé renseigne sur l’anatomie normale du patient. La cupule est ensuite positionnée en trois dimensions, avec vérification du stock osseux. Le calcul de la densité osseuse au contact de la cupule, exprimé par un dégradé de couleurs, fournit une estimation de la tenue prothétique en fonction de la taille et du positionnement retenus.
Au niveau fémoral, la reconstruction localise l’axe diaphysaire dans les trois plans et la fossette digitale du petit trochanter, repères peropératoires utiles, et retrouve les paramètres d’antéversion à reproduire. La tige est positionnée pour obtenir la zone de remplissage métaphysaire qui assure la stabilité primaire, tout en limitant la tenue au niveau de la pointe afin d’éviter une douleur latérale de cuisse postopératoire. Le calcul du centre de rotation de la cupule et de la tête fémorale prothétique, comparé aux repères natifs, fournit les modifications crâniocaudales, qui traduisent la longueur des membres, et médiolatérales, qui traduisent l’offset. Les travaux du Pr Sariali, à Paris, avec le logiciel iPlan, rapportent une concordance moyenne inférieure au millimètre pour le centre de rotation et l’offset, et de 0,33 millimètre pour la longueur des jambes, performance jugée excellente.
Anticiper les cas difficiles et poser l'indication d'un sur-mesure
La planification 3D révèle des cas particuliers qu’une gamme standard, aux progressions homothétiques, ne couvre pas. Certaines hanches associent une petite métaphyse à un grand offset, d’autres une grande métaphyse à un faible offset latéral, situations dans lesquelles un implant standard est difficile à mettre en place et oriente vers un implant sur mesure conforme au canal médullaire. À l’inverse, devant une dysplasie cotyloïdienne et fémorale, la planification peut montrer qu’un implant standard convient au bassin, ce qui constitue déjà une information précieuse pour éviter des solutions complexes inutiles. L’analyse fine des coupes intracanalaires peut aussi mettre en évidence une corticale qui s’affine en proximal et faire choisir une prothèse cimentée pour prévenir une fracture périprothétique.
Sur le plan dosimétrique, le scanner remplace les radiographies sans surcoût majeur : de 10 millisieverts en 2008, les protocoles réduits actuels descendent à 2 millisieverts, à comparer aux 0,7 millisievert d’une radiographie de bassin et aux doses naturelles d’une exposition en altitude. Le processus complet, de la saisie des coordonnées à l’impression du planning emporté au bloc, s’effectue en moins de 48 heures. La planification 3D apparaît ainsi comme un outil d’aide fiable et indispensable : elle détermine en préopératoire la taille des implants et le col fémoral, anticipe les difficultés, reproduit simultanément l’offset et la longueur sans système de navigation, et autorise un contrôle qualité par fusion des scanners préopératoire et postopératoire.
Type de vidéo
Congrès Medicol
Thème de l'évènement
Chirurgie de la hanche: de l'arthroscopie à la prothèse
Intervenants
Prof. Brigitte Jolles-Haeberli
Partie du corps
Hanche
Maladies
Année
2017
Chirurgie:
Pathologie:
Tendinites; Douleurs chroniques; Troubles liés au matériel
Thèmatique:
Prévention des blessures
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