Evolution et évaluation de l'alignement dans les prothèses totales de genou - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Evolution and assessment of alignment for total knee arthroplasties

Evolution et évaluation de l'alignement dans les prothèses totales de genou

Résumé

Total Knee Arthroplasty (TKA) is a common orthopedic procedure. When performing a TKA, the aim was to achieve a systematic 180° mechanical alignment (MA). This technique results in a straight limb, reducing joint stress and ultimately improving implant survival. Despite technological advances, the results of TKA remain imperfect. Although long-term survival is very good, up to 20% of patients are not satisfied with their prosthesis. In an attempt to improve these results, new personalized implant alignment proposals have been developed. We started by trying to better understand the coronal femoro-tibial alignment of an osteoarthritic population by showing its important individual variation and its differences with a non-osteoarthritic population. We then detailed the different possibilities of personalized alignment. The goal of kinematic alignment (KA) is to restore the anatomy and soft-tissue balance of the pre-arthritic knee using bony landmarks. Functional alignment, which is only possible with robotic assistance, adapts intraoperatively the positioning of prosthetic implants according to the constitutional anatomy and ligament laxity. We performed a systematic review comparing the results after TKA between KA and MA. KA appeared to be a feasible alternative technique to MA. A new CPAK radiological classification of KA was described considering the coronal alignment and the joint line obliquity following TKA. We compared the coronal alignment obtained with this method to distractive valgus stress radiographs compensating for cartilage wear and ligament laxity. We found similar results indicating that KA assessed with the CPAK classification would anticipate functional alignment for the knee extension space. We compared clinical outcomes after TKA based on whether the different categories of the CPAK classification were restored. We found that MA does not restore the knee phenotype in most cases. Also, we showed less postoperative pain when the joint line obliquity after TKA was maintained compared to preoperatively. Finally, most studies presenting the results of TKA with KA are performed with prostheses that preserve the posterior cruciate ligament. However, we use a posterior-stabilized (PS) TKA. We therefore compared the results between MA and KA using a PS TKA with a plot-cam system. We found an increased risk of aseptic tibial loosening in the kinematic group potentially explained by shear forces exerted on the tibial plot. Several studies have assessed patient walking in order to have a more objective examination of the functional recovery after TKA. The aim was to assess recovery by a gait pattern that resembles closely that of a native knee. We initiated a prospective randomized study comparing gait analysis in medial-pivot TKA patients with MA versus KA. The objectives were to compare the gait analysis, clinical and radiological results for 52 TKRs in each group at a minimum follow-up of 12 months. Thus, we showed that KA resulted in good clinical and radiological outcomes. The KA determined from bone landmarks seems to correspond to the functional alignment in extension. On the other hand, robotic assistance allowed us to realize that ligament behavior was different in flexion and that KA did not achieve good ligament balancing in flexion in all cases. The evaluation of the gait pattern after TKA implanted with robotic assistance according to the functional alignment would be interesting.
La prothèse totale de genou (PTG) est une intervention fréquente en orthopédie. Lors de la réalisation de la PTG, l’objectif était d’obtenir un alignement mécanique (AM) systématique à 180°. Cette technique permet d’obtenir un membre rectiligne diminuant les contraintes articulaires et in fine améliorant la survie des implants. Malgré les avancées technologiques, les résultats des PTG restent imparfaits. Bien que la survie soit très bonne à long terme, jusqu’à 20% des patients ne sont pas satisfaits de leur prothèse. Pour tenter d’améliorer ces résultats, de nouvelles propositions personnalisées d’alignement des implants ont été développées. Nous avons commencé par essayer de mieux comprendre l’alignement coronal fémoro-tibial d’une population arthrosique en montrant son importante variation individuelle et ses différences avec une population non arthrosique. Nous avons ensuite détaillé les différentes possibilités d’alignement personnalisé. Le but de l’alignement cinématique (AC) est de restaurer l’anatomie et l’équilibrage du genou pré-arthritique à partir de repères osseux. L’alignement fonctionnel, possible avec assistance robotique, adapte en peropératoire le positionnement des implants prothétiques selon l’anatomie et la laxité ligamentaire constitutionnelles. Nous avons réalisé une revue systématique comparant les résultats après PTG entre AC et AM. L’AC apparaissait comme une technique envisageable et alternative à l’AM. Une nouvelle classification radiologique CPAK d’AC a été décrite considérant l’alignement coronal et l’obliquité de l’interligne après PTG. Nous avons comparé l’alignement coronal obtenu avec cette méthode à des radiographies dynamiques en valgus compensant l’usure cartilagineuse et la laxité ligamentaire. Nous avons trouvé des résultats similaires indiquant que l’AC évalué avec la classification CPAK permettrait d’anticiper l’alignement fonctionnel sur l’espace en extension du genou. Nous avons comparé les résultats cliniques après PTG en fonction de la restauration ou non des différentes catégories de la classification CPAK. Nous avons trouvé que l’AM ne restaure pas le phénotype du genou dans la majorité des cas. Aussi, nous avons montré moins de douleurs post opératoires lorsque l’interligne après PTG était maintenue par rapport au préopératoire. Enfin, la majorité des études présentant les résultats de PTG avec AC sont réalisées avec des prothèses à conservation du ligament croisé postérieur. Or, nous utilisons une PTG postéro-stabilisée (PS). Nous avons donc comparé les résultats entre AM et AC en utilisant une PTG PS par un système plot-came. Nous avons trouvé un risque augmenté de descellement tibial aseptique dans le groupe cinématique potentiellement expliqué par des forces de cisaillement exercées sur le plot tibial. Plusieurs études ont évalué le schéma de marche des patients afin d’obtenir un examen plus objectif sur la récupération fonctionnelle en post opératoire de prothèses de genou. L’objectif était d’évaluer la récupération d’un schéma de marche le plus proche possible de celui d’un genou natif. Nous avons initié une étude prospective randomisée comparant l’analyse de la marche chez des patients opérés de PTG type « medial-pivot » avec AM versus AC. Les objectifs étaient de comparer l’analyse de la marche, les résultats cliniques et radiologiques pour 52 PTG dans chaque groupe à un recul minimum de 12 mois. Nous avons donc montré que l’AC permettait d’obtenir de bons résultats cliniques et radiologiques. L’AC déterminé à partir de repères osseux semble correspondre à l’alignement fonctionnel en extension. En revanche, l’assistance robotique nous a permis de réaliser que le comportement ligamentaire était différent en flexion et que l’AC ne permettait pas d’obtenir un bon équilibrage ligamentaire en flexion dans tous les cas. L’évaluation du schéma de marche après PTG implantées avec assistance robotique selon l’alignement fonctionnel serait intéressante.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04217288 , version 1 (25-09-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04217288 , version 1

Citer

Elliot, Thomas Sappey-Marinier. Evolution et évaluation de l'alignement dans les prothèses totales de genou. Biomécanique [physics.med-ph]. Université de Lyon, 2022. Français. ⟨NNT : 2022LYSE1002⟩. ⟨tel-04217288⟩
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