Navigation 3D rachidienne

A l’heure actuelle, le développement des technologies mini-invasives a permis d’obtenir des résultats identiques voir supérieurs à la chirurgie conventionnelle, que ce soit pour des interventions simples de prise en charge d’hernie discale lombaire ou pour des interventions plus lourdes comme des arthrodèses dans le cadre de spondylolisthesis lombaire.

 

Les douleurs, les lésions musculaires et le saignement sont moindres, avec une reprise plus précoce des activités personnelles et professionnelles.

Ces évolutions accompagnent le développement de la chirurgie ambulatoire de la colonne vertébrale, essentiellement à ce stade pour les hernies discales lombaires et la vertébroplastie (cimentoplastie rachidienne).

 

L’objectif premier est de diminuer les lésions musculaires et le saignement pendant l’intervention. Elles nécessitent cependant l’utilisation de nouvelles techniques d’imagerie per-opératoire comme le développement de l’imagerie 3D (technologie O-Arm® par exemple).

navigation 3d rachidienne operation du rachis lombaire operation du rachis cervical c6 c7 espace francilien du rachis clinique du rachis versailles paris

Appareil d’imagerie Medtronic OARM® avec système de navigation 3D

A ce stade, le chirurgien reste celui qui pratique l’intervention il ne s’agit pas d’un robot qui aide l’opérateur comme dans d’autres spécialités (urologie par exemple avec le Robot Da Vinci).

 

Le chirurgien met en place les vis avec un système de guidage en trois dimensions et utilise ensuite les capacités d’imagerie 3D pour faire une imagerie de type scanner en fin d’intervention, avant de réveiller le patient.

 

La colonne vertébrale contient la structure la plus résistante du corps humain, l’os, et des éléments parmi les plus vulnérables, la moelle épinière et les nerfs.

 

Un point est donc particulièrement important : la sécurisation de la mise en place du matériel rachidien (vis, cages, plaques, prothèses, …). L’utilisation de techniques mini-invasives impose ainsi l’utilisation de techniques d’imagerie de plus en plus perfectionnées, afin de compenser la diminution de la désinsertion des muscles et la taille des cicatrices.

 

Lorsque les techniques d’imagerie moderne tridimensionnelle sont associées à un ordinateur, il est possible de piloter et de contrôler en temps réel le déroulement de l’intervention chirurgicale en améliorant la sécurité du patient.

navigation 3d rachidienne operation du rachis lombaire operation du rachis cervical c6 c7 espace francilien du rachis clinique du rachis versailles paris 7

Guidage 3D d’une intervention d’arthrodèse rachidienne mini-invasive

Pour quels gestes ces techniques sont-elles développées ?


 

Prothèses discales lombaires et cervicales

 

Le remplacement d’un disque cervical ou lombaire doit obéir à des règles extrêmement strictes en termes de positionnement de l’implant.

 

En effet, une fois le disque retiré, il faut mettre en place la prothèse exactement au centre de la vertèbre. Il faut respecter le positionnement du centre de rotation de ces prothèses, au risque sinon d’aboutir à une mauvaise répartition des contraintes mécaniques et à un mauvais résultat fonctionnel.

navigation 3d rachidienne operation du rachis lombaire operation du rachis cervical c6 c7 espace francilien du rachis clinique du rachis versailles paris 1

Prothèse discale cervicale avec un noyau en plastique médical et deux plateaux en alliage

Ostéosynthèse et arthrodèse rachidienne

 

L’ostéosynthèse correspond à la mise en place de matériel au niveau des vertèbres pour les accrocher entre elles.

 

L’arthrodèse correspond quant à elle a la mise en place de greffe osseuse pour qu’un pont osseux vienne coller entre elles ces vertèbres.

Les vis sont les implants actuellement les plus utilisés pour l’ostéosynthèse des vertèbres.

 

Elles sont mises en place au niveau des pédicules, correspondant à un canal osseux rempli entre l’avant et l’arrière de la vertèbre.

 

La taille du pédicule varie en fonction de l’étage. Il est très fin dans les vertèbres dorsales pour s’élargir progressivement dans le secteur lombaire.

 

Dans les scolioses, notamment chez l’adolescent, ce pédicule est souvent mal formé, rendant plus complexe l’implantation des vis.

 

Ces vis sont ensuite reliées par une tige, fixée quant à elle par des bouchons.

navigation 3d rachidienne operation du rachis lombaire operation du rachis cervical c6 c7 espace francilien du rachis clinique du rachis versailles paris 8

Exemple de vis pédiculaires, reliées par une tige, fixée par des écrous

La complication la plus redoutée est la lésion d’éléments neurologiques lors de la mise en place de ces vis (moelle épinière ou une racine nerveuse). Elles tout de même sont assez rares dans les mains d’un chirurgien du rachis entraîné.

Avec des systèmes d’imagerie 3D de type O-Arm, la pose des vis est fait sous guidage tridimensionnel, en temps réel.

 

Un contrôle final va ensuite être fait au bloc opératoire, afin de l’intervention, permettant ainsi de corriger immédiatement un éventuel problème de placement.

navigation 3d rachidienne operation du rachis lombaire operation du rachis cervical c6 c7 espace francilien du rachis clinique du rachis versailles paris 9

Vis intra-canalaire responsable d’une lésion des nerfs

La mise en place des vis au niveau des vertèbres peut se faire de plusieurs façons :

 

– utilisation des repères osseux avec un appareil de radioscopie deux dimensions :

 

Les repères osseux sont utilisés lors de la mise en place des vis mais le chirurgien utilise un appareil de radioscopie pendant l’intervention pour contrôler en deux dimensions le placement de sa vis. Cet appareil d’imagerie est installé au début de l’intervention.

 

Habituellement, un scanner de contrôle est effectué le lendemain de l’intervention pour contrôler précisément la position des vis.

 

– Système de surveillance électrique des nerfs et de la moelle épinière :

 

La surveillance du courant électrique qui chemine dans les nerfs permet de surveiller leur intégrité. Ca n’est pas un système d’imagerie.

navigation 3d rachidienne operation du rachis lombaire operation du rachis cervical c6 c7 espace francilien du rachis clinique du rachis versailles paris 2

Vis pédiculaires mise en place dans la vertèbre

navigation 3d rachidienne operation du rachis lombaire operation du rachis cervical c6 c7 espace francilien du rachis clinique du rachis versailles paris 3

Amplificateur de brillance (radioscopie) Ziehm®

– Utilisation d’une imagerie tridimensionnelle de Type O-ARM avec navigation assistée par ordinateur :

 

Deux éléments constituent cet ensemble :

 

– un équipement d’imagerie permettant une imagerie tridimensionnelle de la colonne vertébrale (système OARM)

 

– un système de repérage en temps réel de la colonne vertébrale du patient et de guidage instruments chirurgicaux. (système Stealth)

 

La machine guide le positionnement des vis par le chirurgien du rachis, en projetant sur un écran devant lui une image de la vis qu’il est en train de mettre en place, avec le détail de toutes les parois osseuses et de la position du passage des nerfs, impossible à voir habituellement.

navigation 3d rachidienne operation du rachis lombaire operation du rachis cervical c6 c7 espace francilien du rachis clinique du rachis versailles paris 4

Repères (croix bleue et boules blanches) fixés sur le patient et visibles par la caméra infrarouge

navigation 3d rachidienne operation du rachis lombaire operation du rachis cervical c6 c7 espace francilien du rachis clinique du rachis versailles paris 5

Les instruments sont repérés par des caméras infrarouges grâce aux petites billes blanches réfléchissantes fixées dessus

  • Utilisation d’un robot d’aide à la mise en place des vis:

 

La mise en place des vis peut aussi être aidée de techniques robotiques. La machine pré positionne alors le guide de mise en place des vis grâce au couplage d’une technique d’acquisition 3D et de capteurs infrarouges. Ces techniques sont très onéreuses et ne sont pas encore très répandues.

navigation 3d rachidienne operation du rachis lombaire operation du rachis cervical c6 c7 espace francilien du rachis clinique du rachis versailles paris 6

Robot et navigation 3D Globus ExcelsiusGPS®

Quelle est la différence entre un système d’imagerie en 2D ou 3D ?


 

La technologie 3D va permettre d’apporter au chirurgien la précision d’une imagerie 3D comme celle d’un scanner.

 

Une image en deux dimensions correspond à celle que l’on voit lorsqu’on ferme un oeil. Il n’y a plus de repère de profondeur.

 

Une image en trois dimensions correspond à l’image visualisée avec deux yeux ouverts.

 

Elle est indispensable car la profondeur spatiale permet de guider la précision de nos gestes.

 

La caméra infrarouge à deux capteurs, écartés comme nos yeux, afin de reproduire cette vision en trois dimensions.

 

Ces techniques sont utilisées depuis longtemps pour contrôler par exemple la pose d’une prothèse de hanche ou genou.

Une acquisition 3D du segment de la colonne vertébrale opérée est réalisée au début de l’intervention.

 

Comme le font nos yeux, les deux caméras vont analyser en temps réel la position des instruments utilisés par le chirurgien.

 

La centrale informatique, à l’image de notre cerveau, va calculer en temps réel la position des instruments par rapport aux vertèbres.

 

En fin d’intervention chirurgicale, un contrôle 3D est effectué pour contrôler définitivement la position des vis.

navigation 3d rachidienne operation du rachis lombaire operation du rachis cervical c6 c7 espace francilien du rachis clinique du rachis versailles paris 10

Mise en place d’une vis assistée par navigation 3D Medtronic®