Rayon de Courbure Unique dans les PTG: Mythe ou réalité? Jean-François Kempf, Joseph Arndt Biomécanique du genou normal Cinématique : - Forme des structures osseuses - Structures capsulo-ligamentaires Roulement-glissement asymétrique des condyles Rotation automatique : Flexion : rotation médiale Extension : rotation latérale Biomécanique du genou normal Cinématique : plan sagittal Compartiment médial : Compartiment latéral : translation post 4,2 mm MARCHE translation minimale FLEXION MAX translation post 14,1 mm translation postCinématique 1,5 mm de type pivot médial Dennis (Conf SOFCOT 2001) Biomécanique du genou normal Le fémur : Courbure sagittale Théorie de Fick : rayon de courbure variable dont les centres s’inscrivent dans une spirale Biomécanique du genou normal Le fémur : Courbure sagittale Analyse segmentaire : Elias (CORR 1990) : 3 cercles sagittaux - Antérieur : trochlée : - Intermédiaire : condyle distal - Postérieur : condyle post Biomécanique du genou normal Le fémur : Courbure sagittale Analyse segmentaire : Eckhoff (JBJS 2001) : 2 cylindres : même axe de rotation mais 2 rayons de courbure différents (Médial > Latéral) Axe de rotation passe par les ligaments croisés Williams (Knee 2004) Eckhoff DG, Dwyer TF, Bach JM, Spitzer VM, Reinig KD. Three-dimensional morphology of the distal part of the femur viewed in virtual reality. J Bone Joint Surg Am. 2001;83-A Suppl 2:43-50. Biomécanique du genou normal Axe de flexion - extension : Centre de rotation instantané variable (en J) Axe bi-épicondylien Frankel, Burstein (JBJS 1971) Hollister ( CORR 1993), Churchill CORR 1996), Blaha (JBJS 2002), Asano (J Arthroplasty 2005) Axe proche de l’axe bi-épicondylien Eckhoff: (JBJS 2001) Axe des cylindres condyliens Passe par l’origine des 2 croisés Postérieur et distal par rapport à l’axe bi-épicondylien Freeman Divergence avec axe bi-épicondylien : 4,6° ? (CORR 2003) Lustig (KSSTA 2008) Axe de l’épicondyle latéral à un point 13mm en arrière et distale de l’épicondyle médial Biomécanique du genou normal Cinématique : plan sagittal Compartiment médial : 2(antérieur arcs decourt, cercle rayon >) Compartiment latéral : 2 arcs de cercle (antérieur très court) 0 - 120° : roulement + 0 - 120° : glissement pur > 120° : recul 9 mm glissement > 120° : recul 10 mm Biomécanique du genou prothésé Cinématique : plan sagittal Roll-back postérieur : souvent < au genou normal Parfois mouvement paradoxal : translation antérieure (roll forward) flexion bras de levier du Q usure PE Blun (CORR 1991) Banks (CORR 2003) Biomécanique du genou prothésé Cinématique : rotation fémoro-tibiale axiale < au genou normal Parfois rotation axiale inversée : latérale en flexion flexion stabilité patellaire Rayon de courbure fémoral Rayon de courbure multiple ou « J-Curve » (RM) Théorie cinématique traditionnelle : Centre de rotation instantané variable (courbure en J) Frankel, Burstein (JBJS 1971) Forme ovoïde des condyles Rayon de courbure fémoral Rayon de courbure unique (RU) Théorie moderne : Centre de rotation unique Axe de flexion proche de l’axe bi-épicondylien (Axe de rotation axiale parallèle à l’axe diaphysaire tibial) Hollister (CORR 1993) Rayon de courbure fémoral Rayon de courbure unique (RU) Théorie moderne : Centre de rotation unique Axe de flexion proche de l’axe bi-épicondylien Axe de rotation parallèle à l’axe diaphysaire tibial Hollister (CORR 1993) Hypothèses des PTG « RU » Amélioration ? ü Cinématique ü Fonction du Q ü Equilibre ligamentaire ü Résultats fonctionnels ü Usure ü Survie Etudes comparatives Rayon unique (RU) versus Rayons multiples (RM) Cinématique in vivo Kessler (Clin Biomech 2007) : Vidéo-fluoroscopie lors montée d’une marche : 6 PTG-CR rayon unique 7 PTG-CR rayon double 2 cinématiques ≠ in vivo L’axe hélicoïdal de la RU correspond de près à un modèle de charnière Hypothèse de meilleure stabilité pour RU car moins de tilt de l’axe dans plan transverse Cinématique in vivo Pandit (JBJS Br 2005) : 5 groupes : - Genou normal : 14 - PTG-CR RU : 13 PTG-PS RU : 14 PTG-CR RM : 14 PTG-PS RM : 14 Price (J Arthroplasty 2004) Fluoroscopie : angle du ligament patellaire en fonction de la flexion (validé comme variable cinématique) - Extension active - Flexion active - Montée de marche Lors de 3 exercices Cinématique in vivo Pandit (JBJS Br 2005) : Cinématique ≠ entre « Genou Normal » et « PTG » Lors des 3 exercices Cinématique « RU » + proche de la normale que « RM » Pour Extension et Montée de marche du Pasrayon de ≠ de clinique Importance courbure dans la cinématique Fonction du Quadriceps D’Lima (CORR 2001) : 6 pièces cadavériques : Genou sain puis PTG-CR (RU puis RM) Extension sous charge Résultats : Centre de rotation « RU » est 10 mm + postérieur Allongement du bras de levier du Quadriceps Réduction de la tension du Q pour « RU » (significatif > 50° flexion) Fonction du Quadriceps Ostermeier (Acta Orthopaedica 2011) : 12 pièces cadavériques : Genou sain, RU, RM Cycle d’extension isocinétique de 120° à 0° (moment d’extension constant 31 Nm) Résultats : Force Quadriceps : RU ≈ Genou sain RM > RU (p = 0.03) Fonction du Quadriceps Mahoney (J Arthroplasty 2002) : - Patients PTG-PS : - RU : 101 RM : 83 Résultats : « RU » Meilleure flexion à 6 sem (107° VS 95°) (p<0.001). Pas ≠ à 2 ans. Meilleure capacité à se relever d’une chaise à 2 ans Moins de douleurs antérieures (p<0.001) (p<0.001) Fonction du Quadriceps Wang (Dyn Med 2008) : 8 patients PTG-PS bilat : « RU » vs « RM » Passage assis-debout Résultats EMG : « RM » Plus d’activation du vaste latéral : ü compensation d’un bras de levier du Q réduit ? Plus d’activation de semi-tendineux Fonction du Quadriceps Hall (J Arthroplasty 2008) : Prospectif randomisé : PTG-CR : Pas de ≠ : - - RU : 50 RM : 50 Fonction de l’appareil extenseur Mobilités Scores cliniques Douleurs antérieures Laxité ligamentaire Stoddard (J Orthop Reasearch 2012) : Mesures en navigation : translation ant-post, rotations, varus-valgus 8 pièces cadavériques : Genou sain puis PTG-CR (RU puis RM) Résultats : - pas de différence entre les 2 prothèses - laxité ant en subextension pour les 2 PTG pas de laxité en varus-valgus Pas de laxité en mid-flexion 30-60° pour RM Résultats fonctionnels Pas de différence dans 3 études comparatives « RU » vs « RM » : Mahoney (J Arthroplasty 2002) Wang (Dyn Med 2008) Hall (J Arthroplasty 2008) Résultats fonctionnels Gomes (CORR 2010) : Etude rétrospective : PTG-PS : - RU : 30 RM : 30 Recul moyen 11 mois Résultats : « RU » Meilleure score KSS fonction (86° VS 80°) (p=0.022). Moins de séances de RF (p=0.001) Moins de temps avec béquilles (p=0.001) Meilleur résultat fonctionnel à court terme Survie des implants RU Mahoney (CORR 2008) : 1030 PTG-PS RU : recul min 5 ans Survie 95,8 % (98,6 % pour descellement aseptique) 11 infections, 10 fractures, 8 descellements aseptiques, 2 raideurs, 1 hématome Survie des implants RU Implant NB Recul min Survie globale Survie sur échec mécanique Mahoney 2008 PS 1030 5 ans 95.8 % 98.6 % Borrione 2011 CR et PS 602 5 ans 95.2 % 98.3 % Abbas 2006 125 5 ans 99.3 % Harwin 2013 287 5 ans 98.6 % 99.7 % Conclusions PTG à rayon de courbure unique : ü Cinématique + proche du genou normal ü Amélioration de la fonction du Q ü Effet sur l’équilibre ligamentaire ? ü Résultats fonctionnels semblables aux RM ü Usure et survie à évaluer à long terme
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