3D analysis of the misalignment fo the lower extremity, a pre, per and postoperative study - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2003

3D analysis of the misalignment fo the lower extremity, a pre, per and postoperative study

Analyses tridimensionnelles des déviations angulaires des axes du membre inférieur, en pré per et postopératoire

Laurent Nodé-Langlois
  • Function : Author

Abstract

Knee arthroplasty is widely used nowadays and concerns younger and younger patients. Gonarthrosis, i.e. knee arthrosis, is the most common indication for arthroplasty. The angular alteration of the leg alignment (gonometry) is quantified by means of frontal X-rays analysis allowing for surgical planning. Previously published studies show that this analysis restricted to the frontal plane is far from being the optimum one. The present study is based on an existing technique: three dimensional reconstruction of the knee from stereoradiography. In order to tranfer this new technique in routine clinical practice, we defined and evaluated a series of measurement and analysis tools, allowing for a three dimensional quantification of the evolution of the leg alignment alterations pre-, per- and post-operatively. The results show that the knee three dimensional reconstruction protocol from stereoradiography may be used in clinical practice. The inter observer mean reproducibility error is less than 1 mm for the femur and tibia morphometry. As for the 3D morphology, for 95 % of the test, the error is inferior or equal to 1.6°, except for a few measurements based on hardly identifiable anatomical landmarks. 14 arthroplasties have been done with the computer navigation system. This system has allowed the surgeon to follow and to determine axial alignment during surgery, the navigation remains a interoperative measurement tool. Finally, the present study also provides three dimensional postoperative gonometry from stereoradiography. A pre-, per-, postoperative three dimensional analysis protocol is now available for the quantification of the leg alignment alterations and was evaluated in a clinical environment on pathologic knees.
L'arthroplastie du genou se généralise et concerne désormais des patients plus jeunes. La gonarthrose, terme spécifique pour décrire l'arthrose du genou, est à l'origine de l'arthroplastie. C'est à partir d'une évaluation radiologique, réalisée dans le plan frontal, que la déviation angulaire du membre inférieur est quantifiée (gonométrie) et que le geste chirurgical est planifié. Une revue de la littérature montre que cette méthode de mesure est cependant très critiquée. Ce travail s'appuie sur une méthode existante: la reconstruction tridimensionnelle du genou à partir de la stéréoradiographie. Afin de transférer cette technique vers la clinique notre objectif a été de mettre en place une recherche sur le développement des outils de mesure, permettant de suivre en trois dimensions l'évolution de la déviation des axes du membre inférieur avant, pendant et après une pose de prothèse de genou. Les résultats montrent que le protocole de reconstruction tridimensionnel du genou à partir de la stéréoradiographie est opérationnel en milieu clinique. Pour la morphométrie, l'erreur moyenne de reproductibilité inter observateur est inférieure à 1 mm, sur le fémur et le tibia réunis. Pour la morphologie, qui s'appuie sur la gonométrie 3D, l'erreur est évaluée pour 95% des essais à 1,6°, à l'exception de certaines mesures qui s'appuient sur des repères anatomiques peu reproductibles actuellement. 14 chirurgies assistées par ordinateur ont été réalisées. La plateforme de navigation est un moyen de quantifier précisément le geste réalisé, c'est avant tout un outil de mesure. Enfin la gonométrie 3D postopératoire est également accessible via la stéréoradiographie. Le protocole 3D pre, per et postopératoire d'analyse de la déviation des axes du membre inférieur est opérationnel, il a pu être appliqué en milieu clinique sur genou pathologique.
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Dates and versions

pastel-00000981 , version 1 (17-01-2005)

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  • HAL Id : pastel-00000981 , version 1

Cite

Laurent Nodé-Langlois. 3D analysis of the misalignment fo the lower extremity, a pre, per and postoperative study. Engineering Sciences [physics]. Arts et Métiers ParisTech, 2003. English. ⟨NNT : 2003ENAM0021⟩. ⟨pastel-00000981⟩

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