Ecole Doctorale

Sciences du Mouvement Humain

Spécialité

Sciences du Mouvement Humain - MRS

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Rotation des membres inférieurs,Alignement,Chirurgie du genou,valeurs angulaires,OTV,Osteotomie

Keywords

HTO,Alignment,angular values,Lower limb torsion,Osteotomy,Knee surgery

Titre de thèse

Anatomie et bases biomécaniques des ostéotomies autour du genou
Anatomy and biomechanical basis of osteotomies around the knee

Date

Mardi 30 Mars 2021 à 17:00

Adresse

Institut du Mouvement et de l'appareil Locomoteur (IML) Hôpital Sainte-Marguerite - AP-HM 270 boulevard de Sainte-Marguerite 13009-Marseille Salle de réunion

Jury

CoDirecteur de these M. MATTHIEU OLLIVIER Institut du Mouvement et de l'appareil Locomoteur (IML)
Rapporteur M. THIERRY HOC Equipe B3OA, UMR CNRS 7052, INSERM U1271
Rapporteur M. JEAN-FRANCOIS GONZALEZ Institut Universitaire Locomoteur et du Sport (IULS)
Examinateur M. MATTHIEU EHLINGER Université de Strasbourg
Examinateur M. CHRISTOPHE TROJANI Institut de Chirurgie Réparatrice, Locomoteur & Sport
Directeur de these M. PATRICK CHABRAND Groupe interdisciplinaire en biomécanique (GIBoc)
Examinateur Mme ELVIRE SERVIEN Université Claude Bernard Lyon 1

Résumé de la thèse

Les ostéotomies autour du genou sont utilisées depuis la seconde moitié de 20ième siècle pour traiter les atteintes dégénératives des compartiments fémoro-tibiaux mais l’arthroplastie de genou a progressivement pris la place de l’ostéotomie en raison des bons résultats fonctionnels obtenus et de la moindre exigence qu’elle implique. Elles restent à ce jour d’excellentes indications chez un patient jeune et actif avec une arthrose modérée et une déformation du membre inférieur. Ses principes de bases sont bien établis et consistent à décharger le compartiment arthrosique vers le compartiment sain. Si une sur-correction valgisante de 3° est classiquement admise en cas d’ostéotomie, l’analyse de la déformation, du site de correction, le degré de correction idéal ainsi que la précision de la correction obtenue sont autant d’éléments qui ne sont pas équivoques puisqu’il est traditionnellement admis qu’une déformation en varus doit être corrigée dans le tibia proximal et une déformation en valgus corrigée dans le fémur. Ces principes de correction basés uniquement sur l’alignement global risquent de laisser persister une déformation à un site non-corrigé tout en sur-corrigeant le site de l’ostéotomie et donc de créer une nouvelle anomalie. L’hypothèse principale développée au cours de cette thèse était que la réalisation des ostéotomies est source d’erreurs liées à une mauvaise prise en compte des valeurs angulaires normales du genou avec des cibles de corrections mal définies ainsi qu’à une gestion aléatoire de la déformation intra-articulaire. Le fruit de cette thèse comprend sept études réalisées entre octobre 2019 et décembre 2020. Les deux premières études anatomiques rapportent les valeurs angulaires normales du genou, les variations intra- et inter-individuelles. Ainsi le morphotype d’alignement neutre correspondant à un tibia vara (4°) et fémur valga (4°) était le plus fréquemment retrouvé dans la population. La troisième étude analyse l’influence du JLCA sur la correction postopératoire et de sa prise en compte. La formule (JLCA-2)/2 donne la valeur de la correction intra-articulaire acceptable en cas de grande déformation préopératoire pour éviter une sur-correction. La quatrième étude comparait la précision de correction des ostéotomies de la table d’ Hernigou à la méthode conventionnelle considérant 1 mm d’ouverture pour 1° de correction. Une meilleure précision était observée pour la technique d’Hernigou basée sur les applications trigonométriques aux ostéotomies. La cinquième étude porte sur les erreurs de correction, l’objectif était d’évaluer la déformation préopératoire et d’analyser les taux d’anomalies morphologiques du tibia et du fémur obtenus après le planning virtuel sur la base des valeurs angulaires « normales » publiées. Dans certains cas un LDFA ou un MPTA > 93° étaient planifiés ou non-corrigé ce qui représente une morphologie osseuse peu commune car retrouvée dans moins de 0.5% d’une population non-arthrosique. La sixième étude porte sur les variations de l’angle HKA et du JLCA selon des différentes conditions de charge du patient. L’angle HKA augmente lors du passage de l’appui bipodal à l’appui monopodal avec des variations de l’angle HKA associées à celles du JLCA. La septième étude compare le morphotype des patients planifiés pour une ostéotomie et ceux sans arthrose. Les patients avec un morphotype en varus (HKA ≤ 177°) et une arthrose du compartiment médial programmés pour une OTV ont une morphologie tibiale similaire mais plus de varus fémoral que les patients non-arthrosiques. Les études montraient que la stratégie des ostéotomies doit se faire en considérant l’anatomie « normale », celle du patient, les déformations segmentaire et le morphotype pré-arthrosique à rétablir en évitant une sur-correction ainsi que le risque d’interligne oblique.

Thesis resume

Osteotomies around the knee have been used since the second half of the 20th century to treat femoro-tibial degenerative changes, but knee arthroplasty has gradually taken the place of osteotomy because of the good functional outcomes obtained and the reduced requirement that it implies. They are still excellent indications on this day, in a young and active patient with moderate osteoarthritis and deformity of the lower limb. These basic principles are well established and consist in discharging the osteoarthritis compartment to the healthy compartment. If a 3° of valgus over-correction is classically accepted, the analysis of the deformity, the correction site, the ideal degree of correction as well as the accuracy of the correction obtained after osteotomy are all elements which are not equivocal because it is traditionally accepted that a varus deformity must be corrected in the proximal tibia and a valgus deformity corrected in the distal femur. These principles of correction based solely on global alignment risk to leaving a deformity at an uncorrected site while over-correcting the osteotomy site and thus creating a new anomaly. The main hypothesis developed during this thesis was that performing osteotomies is a source of errors related to poor consideration of the normal angular values of the knee with not well-defined correction targets as well as intra-articular deformity random bin management. The result of this thesis includes seven studies carried out between October 2019 and December 2020. The first two anatomical studies report the normal angular values of the knee, intra- and inter-individual variations. Thus, neutral alignment morphotype corresponding to a tibia vara (4 °) and femur valga (4 °) was the most frequently found in the population. The third study analyses the influence of JLCA on postoperative correction and its consideration. The formula (JLCA – 2) / 2 gives the value of the acceptable intra-articular correction in the event of a large preoperative deformity to avoid over-correction. The fourth study compared the correction accuracy of Hernigou table to the conventional method considering 1 mm of opening for 1° of correction. Better accuracy was observed for the Hernigou technique based on trigonometric applications for osteotomies. The fifth study concerns correction errors, the aim was to assess the preoperative deformity and to analyse the rates of tibial and femoral morphological abnormalities after the virtual planning based on the published “normal” angular values. In some cases a LDFA or MPTA > 93° was planned or uncorrected, which represents an uncommon bony morphology because it was found in less than 0.5% of a non-osteoarthritis population. The sixth study examines the HKA angle and JLCA variations under different weightbearing conditions. The HKA angle increases from double-leg to single-leg stances with an associated JLCA increase. The seventh study compares the morphotype of patients planned for osteotomy and those without osteoarthritis (OA). Patients undergoing osteotomy for medial knee OA with varus global alignment have more femoral varus compared to non-arthritic controls while tibial morphology was similar. The studies showed that osteotomies strategy must be done by considering the "normal" anatomy, the one of the patient, segmental deformities and the pre-osteoarthritis morphotype to be restored by avoiding over-correction as well as the risk of excessive joint line obliquity.