Ingénierie biomécanique en chirurgie orthopédique

L'ostéotomie est une technique chirurgicale qui consiste à sectionner un segment osseux pour en modifier l'alignement. Celle-ci se fait à l’aide d’un marteau qui permet d’impacter progressivement un ostéotome dans l’os. Les ostéotomies reposent souvent sur des critères subjectifs, ce qui les rend dépendantes de l'expérience du chirurgien. En chirurgie orthopédique, l'ostéotomie tibiale de valgisation (OTV) est une intervention chirurgicale couramment utilisée pour traiter les déformations du genou en varus. Cette technique vise à réaligner l'axe mécanique du membre inférieur en réalisant une ostéotomie du tibia et en créant une charnière latérale pour réaliser une ouverture médiale afin de redistribuer les charges articulaires et ainsi retarder ou éviter la progression de l'arthrose. Parmi les complications périopératoires on retrouve notamment les fractures de la charnière latérale et du plateau tibial. Le but de ce travail est de déterminer si un marteau instrumenté peut être utilisé afin de déterminer quand l'ostéotome provoque une rupture osseuse en temps réel et éventuellement d'anticiper cette rupture.Dans une étude préliminaire, la méthode de l’analyse de l’impact a été utilisée pour détecter la rupture d’échantillons de plaque composés de différents matériaux. Des protocoles basés sur cette même méthode ont ensuite été développés et appliqués à l’OTV. Un critère basé sur les informations recueillies par le marteau instrumenté a été développé et appliqué à la détection de la transition de l’os cortical à l’os trabéculaire et vice versa. Le protocole a été validé sur des tibias de porc et sur des sujets anatomiques.Cette thèse démontre la performance d'un marteau instrumenté pour déterminer la position de la pointe de l'ostéotome, en particulier sa transition entre l'os trabéculaire et l'os cortical et ainsi prévenir la survenue d’une fracture. Notre approche pourrait ainsi éviter des impacts inutiles et des complications potentielles. Ces résultats ouvrent la voie au développement d’un dispositif d’aide à la décision peropératoire pour le chirurgien.