Navigation segment osseux - Bone segment navigation
La navigation du segment osseux est une méthode chirurgicale utilisée pour trouver la position anatomique des fragments d'os déplacés dans les fractures, ou pour positionner des fragments créés chirurgicalement en chirurgie craniofaciale. Ces fragments sont ensuite fixés en place par ostéosynthèse . Il a été développé pour une utilisation en chirurgie craniofaciale et buccale et maxillo-faciale .
Après un accident ou une blessure, une fracture peut se produire et les fragments osseux qui en résultent peuvent être déplacés. Au niveau buccal et maxillo-facial, un tel déplacement pourrait avoir un effet majeur à la fois sur l'esthétique faciale et la fonction des organes : une fracture survenant dans un os qui délimite l' orbite peut entraîner une diplopie ; une fracture mandibulaire peut induire des modifications importantes de l' occlusion dentaire ; de la même manière, une fracture du crâne ( neurocrâne ) peut produire une augmentation de la pression intracrânienne .
Dans les malformations congénitales sévères du squelette facial, la création chirurgicale de segments osseux généralement multiples est requise avec un mouvement précis de ces segments pour produire un visage plus normal.
Planification chirurgicale et simulation chirurgicale
Une ostéotomie est une intervention chirurgicale qui consiste à couper l'os et à repositionner les fragments résultants au bon endroit anatomique. Pour assurer un repositionnement optimal des structures osseuses par ostéotomie , l'intervention peut être planifiée à l'avance et simulée. La simulation chirurgicale est un facteur clé pour réduire le temps opératoire réel. Souvent, lors de ce genre d'opération, l'accès chirurgical aux segments osseux est très limité par la présence des tissus mous : muscles, tissus adipeux et peau - ainsi, le repositionnement anatomique correct est très difficile à évaluer, voire impossible. Une planification préopératoire et une simulation sur des modèles de structures osseuses nues peuvent être réalisées. Une autre stratégie consiste à planifier la procédure entièrement sur un modèle généré par tomodensitométrie et à générer les spécifications de mouvement de manière purement numérique.
Matériels et dispositifs nécessaires à la planification et à la simulation préopératoires
Les ostéotomies réalisées en chirurgie orthognatique sont classiquement planifiées sur des modèles coulés des mâchoires porte-dents, fixés dans un articulateur . Pour les patients édentés , la planification chirurgicale peut être réalisée à l'aide de modèles stéréolithographiques . Ces modèles tridimensionnels sont ensuite découpés le long de la ligne d'ostéotomie prévue, glissés et fixés dans la nouvelle position. Depuis les années 1990, des techniques modernes de planification préchirurgicale ont été développées – permettant au chirurgien de planifier et de simuler l'ostéotomie dans un environnement virtuel, sur la base d'un scanner ou d'une IRM préopératoire ; cette procédure réduit les coûts et la durée de création, de positionnement, de découpe, de repositionnement et de refixation des modèles de plâtre pour chaque patient.
Transfert de la planification préopératoire au bloc opératoire
L'utilité de la planification préopératoire, quelle que soit sa précision, dépend de la précision de la reproduction de l' ostéotomie simulée dans le champ opératoire. Le transfert de la planification était principalement basé sur les compétences visuelles du chirurgien. Différents arceaux de guidage ont été développés pour guider mécaniquement le repositionnement des fragments osseux.
Un tel chevalement est attaché à la tête du patient, pendant la tomodensitométrie ou l'IRM, et la chirurgie. Il y a certaines difficultés à utiliser cet appareil. Premièrement, la reproductibilité exacte de la position du chevalement sur la tête du patient est nécessaire, à la fois pendant l'enregistrement CT ou IRM, et pendant la chirurgie. Le serre-tête est relativement inconfortable à porter, et très difficile voire impossible à utiliser sur les petits enfants, qui peuvent se montrer peu coopératifs lors des interventions médicales. Pour cette raison, les chevalements ont été abandonnés au profit d'une stéréotaxie sans cadre des segments mobilisés par rapport à la base du crâne. L'enregistrement peropératoire de l'anatomie du patient avec le modèle informatique est fait de telle sorte que le placement pré-CT des points de repère n'est pas nécessaire.
Les efforts initiaux de positionnement des fragments osseux à l'aide d'un système électromagnétique ont été abandonnés en raison de la nécessité d'un environnement sans métaux ferreux. En 1991, Taylor d'IBM, en collaboration avec l'équipe de chirurgie craniofaciale de l'Université de New York, a développé un système de suivi des fragments osseux basé sur une caméra infrarouge (IR) et des émetteurs IR fixés au crâne. Ce système a été breveté par IBM en 1994. Au moins trois émetteurs IR sont fixés dans la zone du neurocrâne pour compenser les mouvements de la tête du patient. Au moins trois émetteurs IR sont fixés aux os sur lesquels l'ostéotomie et le repositionnement osseux sont sur le point d'être effectués. La position 3D de chaque émetteur est mesurée par la caméra IR, selon le même principe qu'en navigation par satellite . Un poste de travail informatique visualise en permanence la position réelle des fragments d'os, par rapport à la position prédéterminée, et effectue également des déterminations spatiales en temps réel des segments osseux libres résultant de l'ostéotomie. Ainsi, les fragments peuvent être positionnés de manière très précise dans la position cible, prédéterminée par simulation chirurgicale. Plus récemment, un système similaire, le Surgical Segment Navigator (SSN), a été développé en 1997 à l' Université de Ratisbonne, en Allemagne , avec le soutien de la Carl Zeiss Company .
Le premier rapport clinique de l'utilisation de ce type de système a été par Watzinger et al. en 1997 dans le repositionnement des fractures du zygoma en utilisant une image miroir du côté normal comme cible. En 1998, le système a été rapporté par Marmulla et Niederdellmann pour suivre la position de l'ostéotomie de LeFort I ainsi que le repositionnement de la fracture du zygoma. En 1998, Cutting et al. ont rapporté l'utilisation du système pour suivre les ostéotomies médio-faciales multisegments dans les principales malformations craniofaciales.
Les références
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