EP0773747A1 - Orthese vertebrale implantee dynamique - Google Patents

Orthese vertebrale implantee dynamique

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EP0773747A1
EP0773747A1 EP94922924A EP94922924A EP0773747A1 EP 0773747 A1 EP0773747 A1 EP 0773747A1 EP 94922924 A EP94922924 A EP 94922924A EP 94922924 A EP94922924 A EP 94922924A EP 0773747 A1 EP0773747 A1 EP 0773747A1
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EP
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rod
vertebrae
anchoring elements
vertebra
relative
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Withdrawn
Application number
EP94922924A
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German (de)
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Inventor
Jean-Raymond Martin
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Individual
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    • A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension

Definitions

  • the present invention relates to a dynamic implanted vertebral orthosis making it possible to perform and maintain a correction of the relative position of the vertebrae and / or static and dynamic forces exerted on the vertebrae for the treatment of a deformation of the spine, congenital or acquired, in particular idiopathic or other, such as kyphoscoliosis, or post-traumatic, tumor, infectious, degenerative, or other instability of the spine.
  • the known osteosynthesis devices still pose numerous problems with regard to the positioning and the reliability of the anchoring elements which support high stresses taking into account the subsequent rigidity, and during the fixing of the rods, plates or frames, to the anchoring elements which must be carried out simultaneously with the reduction of deformation.
  • Various semi-rigid osteosynthesis devices have thus been proposed to solve these drawbacks by preserving a certain elasticity favoring the fusion of the subsequent bone graft and facilitating the positioning of the anchoring elements or reducing the stresses transmitted to the anchoring elements.
  • FR-A-2 689 750 proposes such an osteosynthesis device in which the rods have flexibility with a high elastic limit. The elasticity thus preserved in the arthrodesis area promotes the fusion of the bone graft.
  • US-A-4 836 196 describes a spacing device disposed between anchoring elements and a stiffening structure making it possible to reduce the stresses transmitted between the vertebral body and the structure.
  • US-A-4,573,454 describes a device with an extensible structure composed of a frame in two telescopic parts one inside the other, with a view to promoting subsequent growth despite the stiffening of the column.
  • this problem is only partially solved when the column portions fixed respectively to each of the parts of the structure are themselves stiffened without possible growth.
  • the curvature of the stems essentially determined according to the lateral deviation to be corrected does not necessarily correspond to an appropriate correction of the kyphosis or lordosis.
  • these devices are considered to be among the most sophisticated and rigid. As a result, the installation is extremely delicate and the bone structure is sometimes too fragile to withstand the mechanical stresses generated. Whether these devices are rigid or semi-rigid, they are in all cases associated with a graft and therefore result in the suppression of any movement: this results in a concentration of forces at the ends of the instrumented area with development at these levels of disco-ligament degeneration or arthritis overload.
  • Cotrel-Dubousset devices two other types of osteosynthesis devices are used to treat deformities of the spine. These are, on the one hand, Roy-Camille's plates and pedicle screw devices and their improvements, and, on the other hand, Luque devices with sub-lamar wires and their improvements.
  • the Roy-Camille devices are reserved for small amplitude corrections concerning a limited number of vertebrae, and do not allow efficient derotation. Luque devices can cause serious neurological complications given the passage wires passing under the vertebral lamina near the spinal cord.
  • None of the known osteosynthesis devices allows correction of a deformation while at least partly preserving the natural physiological mobility of the vertebrae and the subsequent possibilities of growth.
  • various elastic intervertebral devices are also known which make it possible to treat degenerative, lumbar instabilities.
  • These devices generally consist of intervertebral ligaments or springs (sometimes accompanied by wedges) interposed between the spinous processes or between intrapedicular screws. These ligaments or springs exert traction forces tending to bring the vertebrae closer together and to reduce their relative mobility.
  • These known devices therefore also considerably limit the natural physiological mobility of the instrumented vertebrae.
  • elastic ligaments quickly lose their mechanical qualities because they are subjected to very high tensile forces.
  • these devices are unable to carry out a correction of deformation, in particular given their excessive flexibility in bending in the frontal plane. Also, after their installation, it is not possible to vary the elasticity of the implanted device.
  • the invention therefore aims to overcome the drawbacks of all known devices by proposing a new implanted vertebral orthosis preserving at least in part the natural physiological mobility of the vertebrae and allowing, without osteosynthesis, grafting or arthrodesis, to perform and maintain a correction of the relative position of the vertebrae and / or reduce the forces exerted on the vertebrae for the treatment of a congenital or acquired deformation of the spine, in particular idiopathic or other, such as kyphoscoliosis, or post-spinal instability traumatic, tumor, infectious, degenerative, or other.
  • the invention aims to propose a new category of implanted dynamic vertebral orthosis which, unlike known osteosynthesis devices, can be subsequently modified or even removed, and preserves the natural physiological mobility of the vertebrae not only when it is implanted, but also after its subsequent removal.
  • the invention also aims to provide an implanted vertebral orthosis which preserves the growth potential of the spine.
  • the invention also aims to propose an implanted vertebral orthosis which can subsequently be removed, in particular at the end of the growth period when the risks of worsening or recurrence of the deformation or instability have disappeared.
  • the invention also aims to propose an implanted vertebral orthosis which can be applied with the least possible risk of damage to the nervous system.
  • the invention also aims to propose an implanted vertebral orthosis transmitting to the anchoring elements fixed on the vertebrae the lowest possible mechanical stresses, and in particular mechanical stresses the value of which is strictly limited to that necessary for maintaining the correction of deformation and / or application of the desired forces on the vertebrae.
  • the invention also aims to propose an implanted vertebral orthosis whose characteristics can be adjusted during installation, and after implantation by transcutaneous or percutaneous adjustments, as required.
  • the invention aims to propose an implanted vertebral orthosis allowing the reduction of the deformation of the spine in a precise manner in three dimensions.
  • the invention aims to propose an implanted vertebral orthosis making it possible to reduce scoliosis while preserving the natural physiological mobility of the vertebrae.
  • the invention relates to an implanted vertebral orthosis preserving at least in part the natural physiological mobility of the vertebrae by allowing, without osteosynthesis, grafting or arthrodesis, to effect and maintain a correction of the relative position of the vertebrae and / or efforts exerted between the vertebrae, for the treatment of a conformation of the spine, congenital or acquired, in particular idiopathic or other, such as a kyphoscoliosis, or of an instability of the post-traumatic, tumor, infectious, degenerative spine , or other, comprising anchoring elements fixed on the vertebrae and holding means associated with the anchoring elements to maintain the vertebrae relative to each other in corrected position in which the shape of the spine and / or the forces exerted on the vertebrae are corrected, characterized in that the holding means comprise or consist of elastic return means exerting forces elastic return, the orientation and value of which are determined to maintain the vertebrae in a corrected position against natural deformation forces or to reduce the forces exerted on the
  • the orthosis comprises at least one retaining rod which is movably associated with the anchoring elements of at least one vertebra by coupling means which prevent any relative movement of sliding in horizontal translation (that is i.e. in the lateral and anteroposterior directions relative to the vertebra) but allow, after placement, a relative movement according to at least one other degree of freedom.
  • 1 vertebral orthosis implanted according to the invention is not an osteosynthesis device carrying out a stiffening of the spinal column.
  • it constitutes a dynamic system generating correction forces for the vertebrae with respect to each other.
  • the mobile links made by means of coupling allowing relative movements according to at least one degree of freedom makes it possible to preserve the natural physiological mobility of the vertebrae with respect to each other.
  • the only sources of rigidity induced by the orthosis according to the invention are those which are necessary to effect and maintain a correction of the relative positions of the vertebrae. It has in fact been determined that these mobility limitations are in fact necessary and sufficient to treat the majority of deformations and instabilities.
  • the orthosis according to the invention is placed without a bone graft.
  • the number, nature, orientation and value of the elastic restoring forces and the degrees of freedom authorized by the means for coupling the retaining rods to the anchoring elements are determined as a function of the degree and the rigidity of the deformation or spinal instability.
  • each retaining rod is associated with the anchoring elements of a vertebra by coupling means preventing any relative movement between the retaining rod and the d : anchoring elements.
  • the means for coupling this retaining rod to all the anchoring elements of the other vertebrae allow, after fitting, a relative movement according to at least one degree of freedom.
  • the retaining rods are preferably rigidly associated with a median vertebra by coupling means preventing any relative movement, and associated in a mobile manner according to the minus a degree of freedom relative to the anchoring elements of the other vertebrae, in particular of the end vertebrae of the deformation to be corrected.
  • the degree of freedom authorized by the means for coupling the retaining rods to the anchoring elements can be a relative longitudinal translation along a vertical axis and / or a relative rotation about an axis perpendicular to a plane. frontal and / or a relative rotation around a vertical axis and / or a relative rotation around an axis perpendicular to a sagittal plane. In particular, rotations around any horizontal axis are allowed.
  • the authorized degrees of freedom in the case of the treatment of lumbar instability, can be a relative longitudinal translation along a vertical axis, a relative rotation around an axis perpendicular to a frontal plane, and relative rotation about a vertical axis.
  • the elastic return means are associated with the anchoring elements of the vertebrae with a shape distinct from their shape at rest, that is to say from their shape before their installation, so as to exert forces when the vertebrae are in the corrected position and to maintain this position
  • the holding means comprise at least one flexible and elastic curved holding rod in flexion associated with anchoring elements of at least two distinct vertebrae and able, after installation, to exert elastic forces to maintain the vertebrae in the corrected position while allowing physiological movements from the corrected position of the vertebrae, and the means for coupling this rod to the anchoring elements of at least one vertebra has a cylindrical bore through which the rod passes and in which it can slide in translation.
  • this bore is formed in a member rotatably mounted relative to the anchoring elements around an axis perpendicular to the frontal plane and / or around an axis perpendicular to the sagittal plane of the corresponding vertebra.
  • This member may be a sphere pierced with the cylindrical bore, and this sphere is enclosed in a spherical housing integral with the anchoring elements allowing it complete freedom of rotation around all the axes located in the horizontal plane.
  • the means for coupling the rod 1 to the anchoring elements of at least one vertebra allow a proper rotation of the rod around its axis relative to the anchoring elements.
  • each rod is placed in a lateral position relative to the spinous processes in the paravertebral gutters.
  • the orthosis according to the invention can comprise a single rod on one side of the spinous processes or two rods, one on each side.
  • Each of the rods is bent at the time of manufacture, so that its shape at rest is curved.
  • the curvature of each of the rods is modified so that it exerts elastic bending stresses on the anchoring elements.
  • the material and dimensions of each rod are determined so that subsequent voluntary elastic flexions of the spine are possible, after placement and from the corrected position of the vertebrae.
  • the holding means comprise at least one spring acting on the anchoring elements of at least one vertebra.
  • a spring may be a spring with contiguous or non-contiguous turns, one end of which is associated with the anchoring elements of one vertebra and the other end of which is associated with the anchoring elements of another vertebra.
  • Such a coil spring can be a compression or tension spring surrounding a retaining rod connecting the anchoring elements of the various instrumented vertebrae. The rod then acts as a guide for the spring.
  • the holding means comprise on the concave side of a deformation to be corrected and / or on the side convex of a deformation to be corrected, a rod and at least one compression spring, and / or respectively, of traction surrounding the rod.
  • the two ends of a spring can be locked in rotation relative to the anchoring elements of two vertebrae so as to impart a torque to these vertebrae.
  • the coils of the spring are wound or unwound relative to their shape at rest after the association and before the fixing of the ends of this spring to the anchoring elements.
  • Such a torsional torque imparted by a spring surrounding a rod makes it possible to exert a rotational torque of the vertebrae with respect to one another - and in particular with respect to the central vertebra.
  • the same spring is then a compression or tension spring and a torsion spring.
  • An orthosis according to the invention further comprises means for adjusting the value of the elastic restoring forces exerted at least by part of the elastic restoring means.
  • adjustment means make it possible to vary, in the corrected position of the vertebrae, the elastic elongation (that is to say the elastic variation in length or in shape) of the elastic return means with respect to their rest form.
  • These adjustment means may comprise at least one electronic micromotor and / or at least one position of the manual adjusting device of a support abutment of the elastic return means by 'relative to anchoring elements of a vertebra.
  • the adjustment means comprise transcutaneous or percutaneous control means after implantation of the orthosis, for example in the form of an electromagnetic control.
  • the adjustment means comprise at least part of the holding means and / or elastic return means which is formed from a metal alloy with shape memory. Therefore, the adjustment can be made by heating this part so as to restore all or part of its shape to use its elasticity as needed.
  • the rods and / or the springs can be made wholly or partly of a metal alloy with shape memory.
  • the invention also relates to an implanted vertebral orthosis comprising in combination all or part of the characteristics mentioned above or below.
  • FIG. 1 is a diagrammatic rear view of a first embodiment of an orthosis according to the invention, more particularly intended for the treatment of scoliosis,
  • FIG. 2 is a schematic profile view of a second embodiment of an orthosis according to the invention, more particularly intended for the treatment of scoliosis,
  • FIG. 3 is a schematic view in vertical section of detail of the means for locking in rotation of a spring end of an orthosis according to the invention
  • FIG. 4 is a schematic sectional view along the line IV-IV of FIG. 3,
  • FIG. 5 is a schematic view in vertical section of detail of a manual adjustment device of the elastic return means of an orthosis according to the invention
  • - Figure 6 is a schematic sectional view along line VI- VI of Figure 5
  • FIG. 7 is a schematic view in vertical section of detail of a micromotor for adjusting the elastic return means of an orthosis according to the invention
  • - Figure 8 is a schematic posterior view of a third embodiment of '' an orthosis according to the invention, more particularly intended for the treatment of degenerative lumbar instability
  • FIG. 9 is a schematic view in section of detail along the line IX-IX of FIG. 8,
  • FIG. 10 is a schematic posterior view of a fourth embodiment of an orthosis according to the invention, more particularly intended for the treatment of degenerative lumbar instability,
  • FIG. 11 is a schematic posterior view illustrating a first step of fitting the orthosis of FIG. 1
  • FIG. 12 is a schematic posterior view illustrating a second step of fitting the orthosis of FIG. 1
  • FIG. 13 is a diagrammatic rear view illustrating a third step of laying the orthosis of FIG. 1,
  • FIG. 14 is a diagrammatic rear view illustrating a fourth step of fitting the orthosis of FIG. 1,
  • FIG. 15 is a schematic sectional view through a horizontal plane of the anchoring elements of a vertebra of an orthosis according to a fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 16 is a diagrammatic rear view of a clamp of ancillary equipment for fitting an orthosis according to the invention.
  • FIG. 17 is a schematic view in section along the line XVII-XVII of FIG. 16,
  • FIG. 18 is a theoretical diagram in section in a horizontal plane making it possible to determine the characteristics of a support and elastic return rod of an orthosis according to the invention
  • FIG. 19 is a theoretical diagram in section in a sagittal plane for determining the characteristics of a support rod and elastic return of an orthosis according to the invention.
  • the term “vertical” designates the axial direction of the spine which does not correspond to the absolute vertical direction since the spine has a curvature (kyphosis and lordosis).
  • the term “horizontal” designates any direction contained in the plane perpendicular to the vertical direction
  • the term “sagittal” designates any plane containing the vertical and horizontal anteroposterior directions
  • the term “frontal” designates any plane containing the vertical directions and horizontal lateral.
  • FIG. 1 represents a first embodiment of a vertebral orthosis implanted according to the invention which makes it possible to carry out and maintain a correction of the relative position of five dorsal vertebrae for the treatment of a deformation of scoliotic type.
  • the vertebrae Before the installation of 1 Orthosis, the vertebrae have a lateral deviation such as a curvature with convexity oriented to the right ( Figure 11).
  • the orthosis according to the invention comprises an anchoring element 1 fixed on the extreme upper vertebra, an anchoring element 2 fixed on the lower extreme vertebra, and an anchoring element 3 fixed on the median vertebra located in the center of the original natural curvature of scoliosis.
  • LOrthesis further comprises two holding rods 4a, 4b extending laterally on each side of the spinous processes, namely a left rod 4a placed on the side of the concavity of the deformation to be corrected, and a right rod 4b placed on the side of the convexity of the deformation to be corrected.
  • Each rod 4a, 4b is a curved rod, flexible and elastic in bending made of biocompatible material such as a metal alloy (stainless steel or titanium) and / or of composite material.
  • Each rod 4a, 4b is associated with the anchoring elements 1, 2, 3 of the vertebrae by coupling means 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b.
  • Each rod 4a, 4b is originally curved during manufacture and is associated with the anchoring elements by extending in a sagittal plane with its convexity oriented towards the posterior direction. This original bending of the rods 4a, 4b is not modified before their installation.
  • the stems 4a, 4b are made of a material of high tensile strength and having a high modulus of elasticity. Their dimensional and mechanical characteristics are determined so that these rods 4a, 4b are capable, after their installation, of exerting elastic forces intended to maintain the vertebrae in the corrected position represented in FIG. 1, while allowing physiological movements from of this corrected position of the vertebrae.
  • the rods 4a, 4b have, once associated with the anchoring elements 1, 2, 3 and in the corrected position of the vertebrae, a shape distinct from their shape at rest.
  • the curvature at rest of the rods 4a, 4b is greater than that which they present when associated with the anchoring elements 1, 2, 3.
  • the rods 4a, 4b exert, in the corrected position of the vertebrae, elastic stresses in bending.
  • These elastic flexural stresses thus maintain the corrected position. They tend to suppress scoliosis in the frontal plane, to create physiological kyphordordosis in the sagittal plane, and to suppress vertebral rotation in the horizontal plane.
  • the rods 4a, 4b therefore constitute in themselves elastic return means exerting elastic return forces which are determined to maintain the vertebrae in the corrected position against the natural forces of deformation.
  • the dimensional and mechanical characteristics of the rods 4a, 4b are determined in such a way that these rods 4a, 4b have a residual elasticity from the corrected position of the vertebrae. In this way, the rods 4a, 4b do not oppose the natural physiological movements of the vertebrae with respect to each other from the corrected position.
  • These physiological movements are also made possible by the coupling means 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b which are designed for this purpose.
  • the means 5a for coupling the left rod 4a to the upper anchoring element 1 of the upper instrumented vertebra comprise a sphere 8 freely rotatably mounted and enclosed in a spherical housing 9 of a cylinder 10 integral with the anchoring element 1 so as to form a ball joint liaison.
  • the sphere 8 is pierced with a cylindrical bore 11 through which the rod 4a passes, and in which this rod 4a can slide in longitudinal axial translation in the vertical direction.
  • the width of the bore 11 corresponds to the width of the rod 4a and the sphere 8 is engaged in the housing 9 without the possibility of relative movements in horizontal translation, and in particular in the lateral and anteroposterior directions of the vertebra.
  • these coupling means 5a prohibit, after the installation of the rod 4a, any relative movement in horizontal translation of the rod 4a relative to the anchoring elements 1 and to the corresponding vertebra.
  • these coupling means 5a allow, after the installation of the rod, a relative movement according to four other degrees of freedom: a slide ent in relative longitudinal translation along a vertical axis of the rod 4a and three degrees of freedom of rotation of the sphere 8 relative to the cylinder 10, namely a relative rotation around an axis perpendicular to a frontal plane, a relative rotation around an axis perpendicular to a sagittal plane, and a relative rotation around a vertical axis .
  • the bore 11 is cylindrical of revolution and the rod 4a is provided with ribs 12 regularly distributed around its axis and extending along the rod 4a projecting from its outer face to come into contact along the face inner 13 of the bore 11.
  • ribs 12 are provided in the example shown.
  • the constituent materials of the sphere 8 and of the cylinder 10 are chosen to allow the rotations of this sphere 8 in the housing 9 as indicated above.
  • the sphere 8 is made of high-quality surface metal alloy or ceramic and the cylinder 10 consists of a block of synthetic material such as polyethylene or the like.
  • the sphere 8 and / or the cylinder 10 can be made of a self-lubricating material or include a coating of this material.
  • the cylinder 10 has upper 14 and lower 15 openings allowing the passage of the rod 4a and whose width dimensions are greater than those of the rod 4a to allow tilting movements of the rod 4a relative to the axis of the cylinder under the effect of the aforementioned rotational movements.
  • the dimensions of the openings 14 and 15 are such that they allow an amplitude of inclination of at least 45 degrees of the rod 4a relative to the vertical axis of the cylinder 10.
  • the sphere 8 is engaged in the housing spherical 9 during the fitting of the rod 4a.
  • a threaded crown 16 is mounted at the upper end of the cylinder 10 which comprises a housing for receiving this crown 16 provided with a corresponding thread.
  • the crown 16 has an axial bore which determines the upper opening 14 of the cylinder 10 opening into the spherical housing 9.
  • the dimensions of the reception housing of the crown 16 are defined to allow the insertion of the sphere 8 from above into the spherical housing 9.
  • the underside of the crown 16 has a concave shape as a portion of a sphere so that it comes as an extension of the spherical internal face of the housing 9 by enclosing the sphere 8 in this housing 9 (FIG. 3) without the block.
  • FIG. 3 As a variant (FIG.
  • the cylinder is formed from a block of synthetic material and the upper opening 14 has a diameter slightly smaller than that of the sphere 8 which can be forcefully engaged in the housing 9 through this opening 14 which then retains the sphere 8 in the housing 9.
  • the rod 4a is introduced inside the cylinder 10. To do this, this cylinder 10 is provided over its entire height d '' a slot 17 communicating with the
  • This slot 17 can be placed on the inside of the cylinder 10 opposite the spinous processes, as shown in FIG. 15, or on the opposite side, or even on the posterior side. Preferably, this slot 17 is nevertheless formed in a portion of the cylinder 10 which undergoes the least stresses in the horizontal radial direction.
  • the sphere 8 is engaged around the rod 4a by introducing this rod 4a through the bore 11, the rod 4a is introduced into the housing 9 through the slot 17 while maintaining the sphere 8 at above the cylinder 10, then the sphere 8 is engaged in the housing 9.
  • the crown 16 is then screwed into the corresponding housing of the cylinder 10. If applicable, this crown 16 will have been previously engaged around the rod 4a above the sphere 8.
  • the diameter of the rods 4a, 4b adaptable to the same anchoring elements can thus vary, the adaptation being carried out using spheres 8 whose bore 11 corresponds the diameter of the rods 4a, 4b. In a variant not shown, the sphere 8 can also be engaged in the housing 9 from below.
  • the crown 16 is then disposed at the lower end of the cylinder 10.
  • the means 6a for coupling the rod 4a relative to the lower anchoring element 2 of the lower extreme vertebra are identical to the means 5a for coupling this rod 4a to the upper anchoring element 1 of the upper extreme vertebra previously described.
  • the means 7a for coupling the rod 4a to the median anchoring element 3 of the median vertebra are rigid association means preventing any relative movement of the rod 4a relative to the anchoring element 3
  • these coupling means 7a consist of a cylinder 18 mounted integral with the anchoring element 3 and provided with a cylindrical bore 19 over its entire height traversed by the rod 4a.
  • This bore 19 is similar to the bore 11 of the coupling means 5a beforehand. described, and therefore has shapes and dimensions corresponding to those of the rod 4a.
  • the bore 19 can be provided in an adaptation cylinder whose internal diameter can vary and which is mounted concentrically in the cylinder 18.
  • the cylinder 18 carries one or more screws 20 for transversely locking the rod 4a.
  • the screw 20 is engaged in a corresponding tapping of the cylinder 18 which opens out into the bore 19.
  • the screw 20 presses on the rod 4a and blocks it in translation relative to the bore 19.
  • the rod 4a can be provided with one or more horizontal peripheral grooves.
  • the cylinder 18 is provided with a slot over its entire height for mounting the rod 4a in the bore 19.
  • the rod 4a is blocked by the coupling means 7a relative to the anchoring element of the median vertebra according to each degree of freedom for which the rod 4a is associated movable relative to the anchoring elements 1, 2 of other vertebrae. It is important indeed that the rod 4a is blocked by coupling means with respect to the anchoring elements of at least one vertebra according to at least one - notably each - degree of freedom for which this rod 4a is associated S- _ movable by coupling means relative to the anchoring elements of at least one other vertebra.
  • the blockages of the rod 4a, according to the different degrees of freedom may not be gathered on the same vertebra.
  • the rod 4a can be blocked according to one or more degrees of freedom with respect to several distinct vertebrae.
  • the rod 4a is blocked according to all the degrees of freedom relative to the anchoring elements 3 of a single vertebra and associated movable according to the different degrees of freedom provided by relative to all the anchoring elements 1, 2 of the other vertebrae.
  • the rod 4a is blocked by coupling means relative to the anchoring elements 3 one of the vertebrae and associated movable by coupling means to all the anchoring elements 1, 2 of the other vertebrae which allow. after installation, a relative movement according to at least one degree of freedom.
  • the rod 4b placed to the right of the spinous processes ( Figure 1) is associated with the anchoring elements 1, 2, 3 by coupling means 5b, 6b, 7b similar to the coupling means 5a, 6a, 7a, previously described for the left stem 4a.
  • the right rod 4b is rigidly fixed to the same vertebra as the left rod 4a, that is to say to the median vertebra.
  • Each rod 4a, 4b thus mounted on the anchoring elements 1, 2, 3 of the vertebrae provides a means for front and sagittal support of the vertebrae with respect to each other. It also achieves, to a certain extent, a means for holding the vertebrae in the vertical direction.
  • these rods 4a, 4b exert elastic restoring forces on the anchoring elements against the natural forces of deformation.
  • the corrected position corresponds in fact to the equilibrium position between the natural forces of deformation of the spine and the elastic restoring forces exerted by the orthosis according to the invention. Taking into account ( the flexibility of the rods 4a, 4b and the degrees of freedom authorized by the various coupling means, natural physiological movements are possible at least to a certain extent with respect to the corrected position.
  • the elastic return means of the orthosis comprise at least one spring 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b acting on the anchoring elements of at least one vertebra.
  • 1 Orthosis includes for each rod 4a, 4b, a coil spring 21a, 21b interposed between the anchoring elements 1, 3 of the upper vertebra and the median vertebra, a coil spring 22a, 22b interposed between the anchoring elements 2, 3 of the lower vertebra and the median vertebra, a coil spring 23a, 23b interposed between the anchoring element 1 of the upper vertebra and a free end 25a, 25b of the upper rod 4a, 4b, and a coil spring 24a, 24b interspersed between the anchoring element 2 of the lower vertebra and the free end 26a, 26b of the lower rod 4a, 4b.
  • Each coil spring 21a, 21b, 22a, 22b is interposed between the anchoring elements 1, 3 and 3, 2 of two distinct vertebrae and has one end associated with the anchoring element 1 or 3 of a vertebra and the other end associated with the anchoring element 3 or 2 of another vertebra.
  • the springs 21a, 22a, 23a, 24a surround the rod 4a placed on the concave side of the deformation to be corrected and are compression springs.
  • the springs 21b, 22b, 23b, 24b surround the rod 4b placed on the convex side of the deformation to be corrected and are tension springs.
  • the ends of the springs are mounted relative to the anchoring element 1 so to print a torque on the corresponding vertebra.
  • the free end 27 of the spring which is folded to extend radially is introduced into a radial bore 28 of a ring 29.
  • the last turn of the spring is welded to the ring 29.
  • This ring 29 has an external circumferential groove 30.
  • the cylinders 10 have an external flange 31 surrounding the crown 29.
  • This flange 31 carries screws 32 for radial locking engaged in threads of the flange 31 and the ends of which penetrate into the groove 30 of the crown 29 to block it axially with respect to the cylinder 10 then, after twisting the spring, in 21 rotation with respect to the cylinder 10.
  • the crown 29 has blind holes 33 allowing it to rotate around the axis of the spring. When the desired twist is obtained, the screws 32 are finally tightened to block the crown 29 relative to the flange 31 of the cylinder 10.
  • Such a crown 29 blocked by screws 32 can be provided not only at each end of a spring taking support on anchoring elements comprising a cylinder 10 or 18, but also at the end of a spring bearing on a nut 34 fixed at the end 25a, 25b, 26a, 26b of a rod 4a, 4b.
  • the orthosis also comprises means 29, 35, 36 for adjusting the value of the elastic return forces exerted by at least part of the elastic return means, namely the rods 4a, 4b and / or the springs.
  • These means 29, 35, 36 are means making it possible to vary, in the corrected position of the vertebrae, the initial elastic elongation (that is to say the initial elastic variation in compression or traction of length or shape) elastic return relative to their shape at rest.
  • both the rods 4a, 4b and the springs are placed and associated with the anchoring elements 1, 2, 3 with a shape which is distinct from their shape at rest so as to exert elastic forces against it. 'natural forces of deformation, and to maintain the vertebrae in the corrected relative position with respect to each other.
  • said adjustment means may consist of a shim of variable height interposed between one end of the spring which it is desired to be able to adjust, and the corresponding support element, to namely a cylinder 10 or 18 or a rod end nut 34.
  • a shim 35, 36 of variable height may consist of an electronic micromotor 35 (FIG. 7) of one to two centimeters in height having a rotor 38 pierced axially.
  • the rotor 38 is provided with a thread 42 which cooperates with an external thread 43 of an internal cylinder 44 carrying a movable plate 40.
  • the plate 40 is locked in rotation relative to the stator 39 of the micromotor by vertical rails 140 integral with the plate 40 sliding in external vertical slides 141 secured to the stator 39.
  • the plate 40 which bears on the end of the spring slides in axial translation relative to the stator 39 of the micromotor which bears on the cylinder 10 or 18 or on the corresponding nut 34.
  • the stator 39 of the micromotor 35 can be mounted on the cylinder 10 or 18 or the corresponding nut 34 in the same way as the crown 29 previously described for adjusting the torsion of the springs.
  • the stator of the micromotor 35 has a circular peripheral groove in which screws such as 32 for radial locking are tightened.
  • the end of the spring bearing on the plate 40 of the micromotor 35 can be fixed to this plate 40 by means of torsional adjustment as described above, namely a ring 29 on which the end of the spring is mounted, which is itself mounted on a flange 31 of the plate 40 of the micromotor 35 by means of locking screws 32.
  • the micromotor can be supplied with electrical energy by micropiles 41, and its operation can be controlled through the skin by an electromagnetic or other remote control.
  • an adjustment shim may consist of a manual adjustment device 36 (FIGS. 5 and 6) comprising two concentric cylinders 142, 143, one of which 143 is movable in vertical axial translation relative to the other 142 which is fixed, and this under the effect of a control screw 37 which extends radially and which carries, at its internal end, a pinion 144 cooperating with a rack 1 5 secured to the movable cylinder 143 to actuate it in relative axial translation in a one way or the other.
  • the cylinders 142, 143 are locked in rotation relative to each other.
  • the manual adjustment device 36 also comprises an axial central bore 146 for the passage of the rod 4a or 4b through the movable cylinder 143.
  • the manual adjustment device 36 can be fixed to the end of the spring and to the cylinder 10 or 18 or to the nut 34 in the same way as the micromotor 35, in particular by means of means for adjusting the torsion of the spring.
  • the screw 37 By turning the screw 37, for example percutaneously, the movable cylinder 143 is made to slide axially relative to the fixed cylinder 142.
  • all the springs 21a, 22a, 23a, 24a surrounding the left rod 4a are provided with means for adjusting and locking in torsion (crown 29 and screw 32 for locking).
  • the two compression springs 21a, 22a bearing on each side on the cylinder 18 of the means 7a for coupling the rod 4a to the middle anchoring element 3, are provided with adjustment means 35, 36.
  • An electronic micromotor 35 is shown above the cylinder 18 to 21a the upper spring adjuster, and a manual tensioning device 36 with its screw 37 is shown in the cylinder 18 * for adjusting the length of the lower spring 22a.
  • the tension springs 21b, 22b interposed between the anchoring elements around the straight rod 4b are also provided with adjustment and torsional locking means 29, 32.
  • Adjustment micromotors 35 are provided between the cylinders 10 of the means 5b, 6b for coupling the rod 4b to the upper and lower anchoring elements 1, 2, and the corresponding ends of the end springs 23b, 24b.
  • Adjustment of the restoring forces by the springs which can be carried out by means of the crowns 29, micromotors 35 and manual tensioning devices 36 makes it possible to easily adapt the characteristics of the orthosis according to the natural physiological modifications of the patient (increase in length of the column vertebral, body weight, muscle strength ). However, if these physiological changes are too great, the adjustment may prove to be insufficient. In this case, it will still be possible to easily change the rods 4a, 4b and / or the springs.
  • the anchoring elements 1, 2, 3 do not generally have to be modified taking into account that the coupling means 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b authorize the intraoperative assembly and disassembly of the rods and springs relative to these anchoring elements.
  • FIG. 2 represents a profile view of an alternative embodiment of the previously described orthosis.
  • the curvature of the rod 4a makes it possible to restore and maintain the kyphosis.
  • the cylinder 18 of the median coupling means 7a is provided with an electronic micromotor 35 for adjustment on each side.
  • the two springs 21a, 22a interposed between the anchoring elements on either side of the central cylinder 18 are provided with a crown 29 of end * for adjusting and locking in torsion. In this way, this torsion of the springs participates in the derotation of the vertebrae. It should be noted that this derotation is also obtained by the elastic curvature of the rod 4a itself and pr the fact that it is placed with its plane of curvature at rest inclined relative to a sagittal plane.
  • FIG. 8 represents an embodiment of an orthosis according to the invention more particularly intended for the treatment of lumbar degenerative instability. Unlike the previously described orthosis which allows you to instrument a length of spine corresponding to five vertebrae, this short lumbar orthosis extends over a more limited number of vertebrae including three vertebrae 25 in the example shown.
  • This short orthosis also includes anchoring elements 1, 2, 3 on three vertebrae, one or two posterior lateral rods 4a, 4b, springs 21a, 22a, 21b, 22b, each of them being interposed between the elements d anchorage 1, 3 or 3, 2 of two distinct vertebrae.
  • the main function of such a lumbar orthosis is not to correct a deformation, but to correct the value of the forces exerted between vertebrae by reducing the forces undergone by the vertebrae due to degenerative instability.
  • the springs 21a, 21b, 22a, 22b are all compression springs acting in the direction of the spacing of the vertebrae with respect to each other in order to discharge the posterior vertebral joints.
  • the rods 4a, 4b are curved in the direction of the lordosis and make it possible to maintain the relative position of the vertebrae, and in particular the spacing of the vertebral bodies, which reduces the forces applied to the anterior disco-ligament apparatus.
  • the springs bear directly on the anchoring elements since there is generally no correction to be made in the direction of rotation around the vertical axis.
  • the orthosis represented in FIG. 8 also differs from the orthoses represented in FIGS. 1 and 2 by the means 45a, 45b, 46a, 46b, 47a, 47b for coupling the rods 4a, 4b to the anchoring elements 1, 2, 3 ( figure 9). Indeed, these coupling means do not have the same degrees of freedom. More precisely, to maintain the spacing between the vertebral bodies more effectively, the degree of freedom in rotation about an axis perpendicular to the sagittal plane is eliminated at the level of all the vertebrae.
  • the means 45a, 45b, 47a, 47b for coupling the rods 4a, 4b to the anchoring elements 1 upper and 3 median allow relative movements of the rods 4a, 4b relative to these elements 1, 3 for anchoring in longitudinal translation along a vertical axis, in relative rotation about an axis perpendicular to a frontal plane, and in proper rotation of the rod around a vertical axis, but prohibit any relative rotation around an axis perpendicular to a sagittal plane.
  • the sphere 8 of the previously described orthosis is replaced by a sphere 48 provided with an annular circumferential projection 52 and the housing 49 for receiving the sphere 48 is provided with an annular groove 53 in which the projection 52 of the sphere is engaged.
  • the projection 52 and the groove 53 extend in a frontal plane so as to allow rotation about an axis perpendicular to the frontal plane by preventing rotations around an axis perpendicular to the sagittal plane.
  • these coupling means could also be produced in the form of a cylinder with a horizontal axis provided with a radial bore for the passage of the rod engaged in a cylindrical housing with a horizontal anteroposterior axis of the cylinder 50.
  • the member 48 rotatably mounted with respect to the cylinder 50 (that is to say the sphere 48 or the cylinder with a horizontal axis) has a bore 51 with a vertical axis for the passage of the rod 4a, 4b.
  • Rotations around an axis perpendicular to the sagittal plane are not possible at the coupling elements but are made possible at the elastic retaining and return elements by the flexibility of the rods and springs, so as to allow the spine the physiological movements of flexion and extension in the sagittal plane.
  • the means 46a, 46b for coupling the rods 4a, 4b to the lower anchoring elements 2 are rigid association means blocking the rod in all directions, that is to say are identical to the coupling means 7a, 7b rods to the median anchoring elements described with reference to Figures 1 and 2.
  • These coupling means 46a, 46b therefore comprise a cylinder 18 provided with a bore 19 and at least one transverse locking screw 20.
  • a nut 34 is fixed to the lower end 26a, 26b of each rod 4a, 4b.
  • the upper free ends 25a, 25b of the rods 4a, 4b are left free without nut or spring.
  • Figure 10 shows an alternative embodiment of the short lumbar orthosis according to the invention.
  • all the coupling means have the same degrees of freedom and are identical to the coupling means 45a, 45b, 47a, 47b of the embodiment shown in FIGS. 8 and 9.
  • the rods 4a, 4b are held in position by relative to the means 45a, 45b, 46a, 46b, 47a, 47b for coupling and facing the corresponding vertebrae by a weld 54a, 54b rigidly associating a turn of the springs 22a, 22b with the outer surface of the rods 4a, 4b.
  • the springs 22a, 22b are also provided at each of their ends with a crown 29 locked by screws 32 relative to the cylinders 50 of the means 46a, 46b, 47a, 47b of corresponding coupling making it possible to block these springs 22a, 22b rotating around the vertical axis.
  • the rod 4a, 4b is therefore kept in rotation about the vertical axis by the springs 22a, 22b, in the desired lordosis position.
  • the embodiments shown in Figures 8 and 10 may also include, if necessary, means for adjusting - in particular micromotors 35 and / or manual tensioning devices 36 - of the elastic restoring force exerted by the springs 21a, 21b , 22a, 22b.
  • the orthosis may include means for adjusting the elastic return forces exerted by the elastic return means produced in the form of at least part of the holding means. and / or elastic return means consisting of a metal alloy with shape memory.
  • the rods 4a, 4b and / or all or part of the springs can be made of metal alloy with shape memory. Consequently, after implantation, it will be possible to modify the elastic restoring forces exerted by proceeding with transcutaneous heating of this part made of shape memory alloy, and this for example by microwave.
  • the anchoring elements 1, 2, 3 comprise (FIG. 15) at least one plate 55 having an anterior convex face 56 bearing in contact with at least one portion of the concave surface of the posterior arch, in particular in contact of the vertebral blade 57 and / or at least on one side of the spinous process 58.
  • the cylinders 10, 18, 50 of the coupling means are carried by a plate 55 facing the transverse end of the blade 57 at neighborhood of the transverse process 59.
  • Each plate 55 is fixed on a vertebra in at least two distinct portions.
  • each plate 55 is fixed to the corresponding vertebra by an intrapedicular screw 61 and / or hooks 71 for clamping on the transverse process 59 and / or a clamping flange 65 on the spinous process 58.
  • the elements of Anchoring may include two plates 55a, 55b, one on each side of the spinous process, even when the orthosis has only one rod, on one side of the spinous process ( Figure 15).
  • a single plate 55 can be provided.
  • the anchoring elements according to the invention respect the disco-ligament and articular structures of the vertebrae, the integrity of which will allow the conservation of the vertebral physiological movements.
  • the anchoring elements according to the invention make it possible to conserve the movements authorized by the dynamic orthosis. In addition, if this orthosis is then removed, for example at the end of the patient's growth, natural physiological movements are possible.
  • the orthosis according to the invention can be produced at least in part from a metal alloy (stainless steel, titanium, etc.) and / or from a composite material.
  • FIG. 16 and 17 show a clamp of ancillary correction material for the installation of a vertebral orthosis implanted according to the invention.
  • This clamp has three action ends 81, 82, 83 intended to cooperate respectively with the anchoring elements 1, 2, 3 of the vertebrae.
  • Each of the action ends 81, 82, 83 of the clamp is formed of a stud intended to be engaged in a bore 78 with a vertical axis formed in the vicinity of the coupling means of the anchoring elements 1, 2, 3.
  • Each nipple 81, 82, 83 which can be oriented towards, the bottom or up (FIG. 16) can act in compression or in detraction as required.
  • each plate 55 of the anchoring elements comprises a bore 78 formed through a horizontal extension of the plate 55 which supports a cylinder 10, 18 or 50 for coupling a rod 4a, 4b.
  • the bore 78 is preferably formed on the front and lateral side of the cylinder 10, 18, 50.
  • the clamp also comprises dynamometric means 93, 94, 95 for measuring the forces imparted on the end pins 81, 82, 83 to maintain their relative positions. Also, the clamp comprises means 112, 117, 127 for measuring the displacements of the end studs 81, 82, 83 during modifications of their relative positions.
  • Each clamp is composed of three articulated branches 90, 91, 92 carrying the pins 81, 82, 83 at their free end. More specifically, the clamp comprises an upper branch 90 carrying the upper end stud 81, a lower branch 91 carrying the lower end stud 82, and a middle branch 92 carrying the middle end stud 83.
  • the two upper and lower branches 90, 91 are articulated to each other about a horizontal axis 99 orthogonal to the direction passing through the two pins 81, 82.
  • the branches 90, 91, 92 are articulated by relative to the others and controlled in their relative movements by three control rods 104, 114, 124 provided with handles 113, 123, 135.
  • a vertical control rod 104 has a thread 105 cooperating with a thread 106 at one end 103 of the lower branch 91 opposite the nipple 82.
  • the end 102 of the upper branch 90 opposite the stud 81 is in the form of a sliding sleeve around a cylinder 109 integral with the vertical control rod 104 but whose position in translation relative to the rod 104 can be adjusted .
  • This sleeve 102 is trapped between two compression springs 107, 108 surrounding the rod 104 and bearing at their opposite ends on dynamometric sensors 93.
  • the sleeve 102 also includes a light 111 allowing the reading of a graduated scale 112 on the rod 104.
  • the end studs 81, 82 When the handle 113 is turned, the end studs 81, 82 are separated or brought closer to one another. If the pins 81, 82 do not support forces in the vertical direction, the upper sleeve 102 remains midway between the two sensors 93, the springs 107, 108 not being activated. If on the contrary a force is necessary to move the pins 81, 82, one of the springs 107, 108 is activated in compression to balance this force and allow the position to be modified. The load cells 93 then deliver an electrical signal proportional to this force.
  • the middle branch 92 is articulated on the assembly thus formed by the upper 90 and lower branches, 91.
  • a sagittal control rod 114 extends along the axis 99 of articulation of the two upper and lower branches 90, 91 *** : in the sagittal direction.
  • This rod 114 is provided, at its end, with a thread 115 engaged in a tapping 116 of one of the branches 90, 91.
  • the rod 114 also carries a graduated scale 117 making it possible to identify its position relative to the branches 90, 91.
  • the middle branch 92 has an oblong slot 118 crossed by the control rod 114.
  • This oblong slot 118 extends in a direction orthogonal to the vertical direction passing through the end studs 81, 82 upper and lower, and at the horizontal axis 99 of articulation of the two upper and lower branches 90, 91.
  • the oblong opening 118 of the middle branch 92 is engaged around the control rod 114 trapped between two springs 119, 120 whose opposite ends press on load cells 94.
  • These load cells 94 provide a measurement of the forces imparted to the stud 83 in the horizontal sagittal direction.
  • the end 129 of the middle branch 92 opposite the end stud 83 is associated with a front control rod 124 which makes it possible to control the movements of this middle branch in the horizontal frontal direction perpendicular to the vertical direction passing through the studs d ends 81, 82 upper and lower and to the axis 99 of articulation of the two branches 90, 91 upper and lower.
  • This front control rod 124 has a threaded end 125 engaged in a thread 126 formed in a bearing 110 comprising a cylinder 121 surrounding the vertical control rod 104.
  • the cylinder 121 carries a graduated scale 127 visible through a light 128 of the branch middle 92.
  • the end 129 of the middle branch 92 opposite the stud 83 slides around the front control rod 124 and is trapped between two springs 130, 131 whose opposite ends bear: on load cells 95.
  • the displacement of the median branch 92 in the frontal direction is authorized by the oblong opening 118.
  • the position of the median stud 83 in the frontal direction is therefore modified relative to the sagittal plane containing the studs 81, 82 upper and lower.
  • the sensors 95 provide a measure of the forces necessary for this displacement.
  • the branches 90, 91, 92 and the control rods 104, 114, 124 can be articulated to a support or to a common frame.
  • 91 used are chosen according to the distance between the corresponding vertebrae.
  • the holding forces are measured by dynamometric sensors 93, 94, 95 integral with the ancillary equipment, that is to say along three orthogonal axes of translation of the end pins 81, 82, 83, namely a vertical axis ( vertical control rod 104), a sagittal axis (sagittal control rod 114), and a front axis (front control rod 124).
  • the various characteristics and dimensions of the holding means and / or of elastic return means are determined, at least approximately, by calculation by an information processing device programmed for this purpose from the values of the holding forces measured by the various load cells.
  • the desired effectiveness of the means of retaining and / or elastic return of the orthosis is checked before the ablation of the clamps by reading the cancellation of the static forces recorded by the dynamometers 93, 94, 95.
  • the means of maintaining and of elastic recall are then and if necessary adjusted or changed in whole or in part.
  • the means for adjusting the elastic return means of the orthosis after removing the ancillary correction material, it is possible to check that the corrected position and / or the desired value of the static forces between the vertebrae are maintained, and then we proceed any necessary adjustments before completing the operation or after the operation and the patient's awakening.
  • Figures 18 and 19 illustrate a diagram for determining the main characteristics and orientation of each rod 4a, 4b of an orthosis according to one invention.
  • the rod 4a, 4b is placed by orienting its plane of curvature at an angle ⁇ ( Figure 18) relative to the sagittal plane of the spine in the corrected position.
  • This angle ⁇ makes it possible to impose the positioning of the median vertebra V2 in the sagittal plane of the upper and lower vertebrae VI and V3.
  • V1V3 is the vertical distance between the two upper and lower vertebrae.
  • ⁇ f The calculations are the same for concavity and convexity.
  • each rod 4a, 4b corresponds to the desired final curvature given by the angle ⁇ modified by the deformation of the rod due to the elastic holding forces which it must exert.
  • the resulting elastic FR force that the rod must exert is:
  • FR - F1 2 + F2 2
  • the length of the rod depends on the distance between the instrumented vertebrae, and its diameter is chosen according to the curvature and the material to obtain the force FR with sufficient residual flexibility to allow physiological movements vertebral.
  • Compression and traction springs are dimensioned in a conventional manner essentially from the value of the vertical holding forces provided by the sensors 93 of the vertical control rod 104.
  • the coil springs working in torsion are tensioned in the opposite direction to the winding of the turns , i.e. by reducing the diameter of the spring.
  • the upper springs 21a, 21b are both wound in the same direction, and in the opposite direction of the lower springs 22a, 22b.
  • the coils of the springs are tensioned to derote the vertebrae in the desired direction.
  • the orthosis according to the invention may be the subject of numerous variants, in particular as a function of the deformation or the instability to be corrected, of the patient, and of the operating conditions encountered.
  • the orthosis may include only retaining and elastic return rods, or only retaining and elastic return springs.
  • the springs can also be leaf springs or other. Envelopes for protecting the springs against fibrotic invasion may be provided.
  • an orthosis according to the invention can be used to instrument any portion of the spine, and is not limited to the corrections of dorsal kypho-scoliosis and lumbar degenerative instabilities illustrated in the examples.
  • the orthosis according to the invention is applicable with minor modifications to a portion of the cervical spine.

Abstract

L'invention concerne une orthèse vertébrale implantée dynamique préservant au moins pour partie la mobilité physiologique naturelle des vertèbres en permettant, sans ostéosynthèse, greffe ni arthrodèse, d'effectuer et de maintenir une correction de la position relative des vertèbres et/ou des efforts exercés sur les vertèbres, comprenant des éléments d'ancrage (1, 2, 3) fixés sur les vertèbres et des moyens (4a, 4b, 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b) de maintien associés aux éléments d'ancrage (1, 2, 3) pour maintenir les vertèbres les unes par rapport aux autres en position corrigée, caractérisée en ce que les moyens (4a, 4b, 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b) de maintien comportent ou sont constitués de moyens de rappel élastique exerçant des forces de rappel élastique dont l'orientation et la valeur sont déterminées pour maintenir les vertèbres en position corrigée à l'encontre des forces naturelles de déformation ou pour réduire les efforts exercés sur les vertèbres en conservant leur mobilité.

Description

ORTHESE VERTEBRALE IMPLANTEE DYNAMIQUE
La présente invention concerne une orthèse vertébrale implantée dynamique permettant d'effectuer et de maintenir une correction de la position relative des vertèbres et/ou des efforts statiques et dynamiques exercés sur les vertèbres pour le traitement d'une déformation du rachis, congénitale ou acquise, notamment idiopathique ou autre, telle qu'une cypho-scoliose, ou d'une instabilité du rachis post-traumatique, tumorale, infectieuse, dégénérative, ou autre.
On connaît déjà des dispositifs d'ostéosynthèse rachidienne permettant de traiter les déformations scoliotiques, constitués d'éléments d'ancrage dans les vertèbres tels que des crochets ou des vis intrapédiculaires, et de tiges ou cadres fixés sur les éléments d'ancrage pour imposer une position relative aux différentes vertèbres. Ces dispositifs d'ostéosynthèse rigides ou semi-rigides réalisent une rigidification de la colonne vertébrale dans la position corrigée et sont toujours associés à une greffe osseuse et à une arthrodèse des vertèbres. En conséquence, la pose d'un tel dispositif d'ostéosynthèse a pour effet de supprimer définitivement la mobilité physiologique naturelle des vertèbres. Ainsi, ces dispositifs d 'ostéosynthèse connus, s'ils résolvent en grande partie les problèmes liés à la déformation scoliotique, engendrent nécessairement un handicap pour le patient. Ce handicap est d'autant plus pénalisant qu'il est définitif et imposé à des patients en général jeunes et en période de croissance. Ils constituent un obstacle à la croissance ultérieure du rachis.
Par ailleurs, les dispositifs d'ostéosynthèse connus posent encore de nombreux problèmes en ce qui concerne la mise en place et la fiabilité des éléments d'ancrage qui supportent de fortes contraintes compte tenu de la rigidité ultérieure, et lors de la fixation des tiges, plaques ou cadres, aux éléments d'ancrage qui doit être réalisée simultanément à la réduction de la déformation. Différents dispositifs d 'ostéosynthèse semi-rigides ont ainsi été proposés pour résoudre ces inconvénients en préservant une certaine élasticité favorisant la fusion de la greffe osseuse ultérieure et facilitant la mise en place des éléments d'ancrage ou diminuant les contraintes transmises aux éléments d'ancrage. Par exemple, FR-A-2 689 750 propose un tel dispositif dOstéosynthèse dans lequel lès tiges présentent une flexibilité à haute limite d'élasticité. L'élasticité ainsi préservée dans, la zone de l'arthrodèse favorise la fusion de la greffe osseuse. Néanmoins, les problèmes liés à la rigidification de la colonne persistent après cette fusion. Egalement, US-A-4 836 196 décrit un dispositif d'espacement disposé entre des éléments d'ancrage et une structure de rigidification permettant de diminuer les contraintes transmises entre le corps vertébral et la structure. Egalement, US-A-4 573 454 décrit un dispositif à structure extensible composée d'un cadre en deux parties télescopiques l'une dans l'autre, en vue de favoriser la croissance ultérieure malgré la rigidification de la colonne. Néanmoins, ce problème n'est que partiellement résolu dès lors que les portions de colonne fixées respectivement sur chacune des parties de la structure sont elles-mêmes rigidifiées sans croissance possible.
Egalement, la réduction de la déformation lors de la pose du dispositif d1ostéosynthèse pose encore des problèmes. En effet, la réduction de la déformation doit pouvoir être effectuée au moment même de la pose de l'instrumentation vertébrale, et ce dans les trois dimensions. En particulier, lors d'une scoliose, il convient non seulement de replacer les vertèbres dans un même plan sagittal, mais également de rétablir la cyphose et/ou la lordose tout en effectuant une dérotation des vertèbres. Les dispositifs d'ostéosynthèse de type Cotrel- Dubousset permettent de résoudre partiellement ce problème. Ils sont constitués de deux tiges bilatérales postérieures cintrées pendant l'intervention, immédiatement avant leur fixation dans des éléments d'ancrage en fonction de la déviation latérale, puis tournées pour placer leur courbure dans un plan sagittal afin de rétablir la cyphose ou la lordose au moins partiellement et d'effectuer une dérotation des vertèbres. La correction est limitée par le fait qu'elle est effectuée seulement par la tige de la concavité qui est tournée en premier. La tige placée dans la convexité est mode 1lée sur la correction obtenue et n'a qu'un effet stabilisateur lors de son insertion. Les deux tiges sont ensuite reliées l'une à l'autre par des dispositifs de traction transversale stabilisant l'ensemble en position. Néanmoins, la courbure des tiges essentiellement déterminée en fonction de la déviation latérale à corriger ne correspond pas nécessairement à une correction appropriée de la cyphose ou de la lordose. De plus, ces dispositifs sont considérés comme parmi les plus sophistiqués et les plus rigides. Il en résulte que la pose en est extrêmement délicate et que la structure osseuse est parfois trop fragile pour supporter les contraintes mécaniques engendrées. Que ces dispositifs soient rigides ou semi-rigides, ils sont dans tous les cas associés à une greffe et donc aboutissent à la suppression de tout mouvement : il en résulte une concentration des efforts aux extrémités de la zone instrumentée avec un développement à ces niveaux de dégénérescences disco-ligamentaires ou de surcharges arthrosiques.
Outre les dispositifs de Cotrel-Dubousset, deux autres types de dispositifs d'ostéosynthèse sont utilisés pour traiter les déformations de la colonne vertébrale. Il s'agit d'une part des dispositifs à plaques et vis pédiculaires de Roy-Camille et leurs perfectionnements, et d'autre part, des dispositifs de Luque à fils sous-lamaires et leurs perfectionnements. Les dispositifs de Roy-Camille sont réservés a des corrections de faibles amplitudes concernant un nombre limité de vertèbres, et ne permettent pas une dérotation efficace. Les dispositifs de Luque peuvent engendrer des complications neurologiques graves compte tenu du passage des fils passant sous les lames vertébrales à proximité de la moelle épinière.
Aucun des dispositifs d 'ostéosynthèse connus ne permet la correction d'une déformation en préservant au moins pour partie la mobilité physiologique naturelle des vertèbres et les possibilités ultérieures de croissance.
Par ailleurs, on connaît également différents dispositifs élastiques intervertébraux permettant de traiter les instabilités dégénératives, lombaires. Ces dispositifs sont généralement constitués de ligaments intervertébraux ou de ressorts (accompagnés parfois de cales) interposés entre les apophyses épineuses ou entre des vis intrapédiculaires. Ces ligaments ou ressorts exercent des forces de traction tendant à rapprocher les vertèbres et à réduire leur mobilité relative. Ces dispositifs connus limitent donc également considérablement la mobilité physiologique naturelle des vertèbres instrumentées. Par ailleurs, les ligaments élastiques perdent rapidement leurs qualités mécaniques du fait qu'ils sont soumis à des forces de traction très importantes. De plus, ces dispositifs sont inaptes à réaliser une correction de déformation compte tenu notamment de leur trop grande souplesse en flexion dans le plan frontal. Egalement, après leur pose, il n'est pas possible de faire varier l'élasticité du dispositif implanté.
L'invention vise donc à pallier les inconvénients de l'ensemble des dispositifs connus en proposant une nouvelle orthèse vertébrale implantée préservant au moins pour partie la mobilité physiologique naturelle des vertèbres et permettant, sans ostéosynthèse, greffe, ni arthrodèse, d'effectuer et de maintenir une correction de la position relative des vertèbres et/ou de réduire les efforts exercés sur les vertèbres pour le traitement d'une déformation du rachis congénitale ou acquise, notamment idiopathique ou autre, telle qu'une cypho-scoliose, ou d'une instabilité du rachis post- traumatique, tumorale, infectieuse, dégénérative, ou autre. Ainsi, l'invention vise à proposer une nouvelle catégorie d'orthèse dynamique vertébrale implantée qui, contrairement aux dispositifs d 'ostéosynthèse connus peut être ultérieurement modifiée ou même ôtée, et préserve la mobilité physiologique naturelle des vertèbres non seulement lorsqu'elle est implantée, mais aussi après son ablation ultérieure.
L'invention vise également à proposer une orthèse vertébrale implantée qui préserve le potentiel de croissance de la colonne vertébrale. L'invention vise également à proposer une orthèse vertébrale implantée qui peut ultérieurement être enlevée, notamment à la fin de la période de croissance lorsque les risques d'aggravation ou de récidive de la déformation ou de l'instabilité ont disparu.
L'invention vise également à proposer une orthèse vertébrale implantée qui peut être posée avec le moins de risques possibles d'atteinte du système nerveux. L'invention vise également à proposer une orthèse vertébrale implantée transmettant aux éléments d'ancrage fixés sur les vertèbres des contraintes mécaniques les plus faibles possibles, et en particulier des contraintes mécaniques dont la valeur est strictement limitée à celle nécessaire au maintien de la correction de la déformation et/ou à l'application des efforts désirés sur les vertèbres.
L'invention vise également à proposer une orthèse vertébrale implantée dont les caractéristiques peuvent être ajustées lors de la pose, et après implantation par des réglages transcutanés ou percutanés, selon les besoins.
Plus particulièrement, l'invention vise à proposer une orthèse vertébrale implantée permettant la réduction de la déformation de la colonne vertébrale de façon précise dans les trois dimensions. A ce titre, l'invention vise à proposer une orthèse vertébrale implantée permettant de réduire les scolioses en préservant la mobilité physiologique naturelle des vertèbres.
Pour ce faire, l'invention concerne une orthèse vertébrale implantée préservant au moins pour partie la mobilité physiologique naturelle des vertèbres en permettant, sans ostéosynthèse, greffe ni arthrodèse, d'effectuer et de maintenir une correction de la position relative des vertèbres et/ou des efforts exercés entre les vertèbres, pour le traitement d'une déformation du rachis, congénitale ou acquise, notamment idiopathique ou autre, telle qu'une cypho-scoliose, ou d'une instabilité du rachis post-traumatique, tumorale, infectieuse, dégénérative, ou autre, comprenant des éléments d'ancrage fixés sur les vertèbres et des moyens de maintien associés aux éléments d'ancrage pour maintenir les vertèbres les unes par rapport aux autres en position corrigée dans laquelle la forme de la colonne vertébrale et/ou les efforts exercés sur les vertèbres sont corrigés, caractérisée en ce que les moyens de maintien comportent ou sont constitués de moyens de rappel élastique exerçant des forces de rappel élastique dont l'orientation et la valeur sont déterminées pour maintenir les vertèbres en position corrigée à 1'encontre des forces naturelles de déformation ou pour réduire les efforts exercés sur les vertèbres en conservant leur mobilité. Selon l'invention, l'orthèse comporte au moins une tige de maintien qui est associée mobile aux éléments d'ancrage d'au moins une vertèbre par des moyens de couplage qui interdisent tout mouvement relatif de coulissement en translation horizontale (c'est-à-dire selon les directions latérale et antéropostérieure par rapport à la vertèbre) mais autorisent, après la pose, un mouvement relatif selon au moins un autre degré de liberté.
Ainsi, 1 Orthèse vertébrale implantée selon l'invention n'est pas un dispositif d Ostéosynthèse réalisant une rigidification de la colonne vertébrale. Elle constitue au contraire un système dynamique générant des forces de correction des vertèbres les unes par rapport aux autres. Les liaisons mobiles réalisées par les moyens de couplage autorisant les mouvements relatifs selon au moins un degré de liberté permettent de préserver la mobilité physiologique naturelle des vertèbres les unes par rapport aux autres. Les seules sources de rigidité induites par 1'orthèse selon l'invention sont celles qui sont nécessaires pour effectuer et maintenir une correction des positions relatives des vertèbres. Il a été en effet déterminé que ces limitations de mobilité sont en , fait nécessaires et suffisantes pour traiter la majorité des déformations et des instabilités. Et 1 'orthèse selon l'invention est posée sans greffe osseuse.
Le nombre, la nature, l'orientation et la valeur des forces de rappel élastique et des degrés de liberté autorisés par les moyens de couplage des tiges de maintien aux éléments d'ancrage sont déterminés en fonction du degré et de la rigidité de la déformation ou de l'instabilité vertébrale.
Avantageusement et selon l'invention, chaque tige de maintien est associée aux éléments d'ancrage d'une vertèbre par des moyens de couplage interdisant tout mouvement relatif entre la tige de maintien et les éléments d: ancrage. Et, les moyens de couplage de cette tige de maintien à tous les éléments d'ancrage des autres vertèbres autorisent, après la pose, un mouvement relatif selon au moins un degré de liberté.
Dans le cas d'une correction d'une déviation latérale de la colonne vertébrale (scoliose), les tiges de maintien sont de préférence associées rigidement à une vertèbre médiane par des moyens de couplage interdisant tout mouvement relatif, et associées de façon mobile selon au moins un degré de liberté par rapport aux éléments d'ancrage des autres vertèbres notamment des vertèbres d'extrémité de la déformation à corriger.
Selon l'invention, le degré de liberté autorisé par les moyens de couplage des tiges de maintien aux éléments d'ancrage peut être une translation longitudinale relative selon un axe vertical et/ou une rotation relative autour d'un axe perpendiculaire à un .plan frontal et/ou une rotation relative autour d'un axe vertical et/ou une rotation relative autour d'un axe perpendiculaire à un plan sagittal. En particulier, les rotations autour de tout axe horizontal sont autorisées. Par exemple, selon l'invention, dans le cas du traitement d'une instabilité lombaire, les degrés de liberté autorisés peuvent être une translation longitudinale relative selon un axe vertical, une rotation relative autour d'un axe perpendiculaire à un plan frontal, et une rotation relative autour d'un axe vertical. Dans le cas d'un traitement d'une scoliose, on prévoit en outre une rotation relative autour d'un axe perpendiculaire à un plan sagittal. Ainsi dans ce dernier cas, toute rotation autour d'un axe horizontal est autorisée. Selon l'invention, ces degrés de liberté sont prévus pour tous les moyens de couplage des tiges de maintien aux éléments d'ancrage de toutes les vertèbres instrumentées à l'exception d'une seule.
Selon "l'invention, les moyens de rappel élastique sont associés aux éléments d'ancrage des vertèbres avec une forme distincte de leur forme au repos, c'est-à-dire de leur forme avant leur pose, de façon à exercer des forces lorsque les vertèbres sont en position corrigée et pour maintenir cette position. Selon l'invention, les moyens de maintien comportent au moins une tige de maintien courbe souple et élastique en flexion associée à des éléments d'ancrage d'au moins deux vertèbres distinctes et apte, après sa pose, à exercer des forces élastiques de maintien des vertèbres en position corrigée tout en autorisant des mouvements physiologiques à partir de la position corrigée des vertèbres. Et, les moyens de couplage de cette tige aux éléments d'ancrage d'au moins une vertèbre comportent un alésage cylindrique traversé par la tige et dans lequel elle peut coulisser en translation.
Selon l'invention, cet alésage est ménagé dans un organe monté rotatif par rapport aux éléments d'ancrage autour d'un axe perpendiculaire au plan frontal et/ou autour d'un axe perpendiculaire au plan sagittal de la vertèbre correspondante. Cet organe peut être une sphère percée de l'alésage cylindrique, et cette sphère est enfermée dans un logement sphérique solidaire des éléments d'ancrage lui permettant une totale liberté de rotation autour de tous les axes situés dans le plan horizontal. Par ailleurs, selon l'invention, les moyens de couplage de la tige1 aux éléments d'ancrage d'au moins une vertèbre autorisent une rotation propre de la tige autour de son axe par rapport aux éléments d'ancrage.
Selon l'invention, chaque tige est placée en position latérale par rapport aux apophyses épineuses dans les gouttières paravertébrales.
L'orthèse selon l'invention peut comprendre une seule tige d'un côté des apophyses épineuses ou deux tiges, une de chaque côté. Chacune des tiges est cintrée d'origine à la fabrication, de sorte que sa forme au repos est courbe. Lors de sa pose et dé son association aux éléments d'ancrage, la courbure de chacune des tiges est modifiée de sorte qu'elle exerce des contraintes élastiques de flexion sur les éléments d'ancrage. Le matériau et les dimensions de chaque tige sont déterminés de façon que des flexions élastiques volontaires ultérieures de la colonne vertébrales soient possibles, après la pose et à partir de la position corrigée des vertèbres.
Avantageusement et selon l'invention, les moyens de maintien comportent au moins un ressort agissant sur les éléments d'ancrage d'au moins une vertèbre. Un tel ressort peut être un ressort à spires jointives ou non jointives dont une extrémité est associée aux éléments d'ancrage d'une vertèbre et dont l'autre extrémité est associée aux éléments d'ancrage d'une autre vertèbre. Un tel ressort à spires peut être un ressort de compression ou de traction entourant une tige de maintien reliant les éléments d'ancrage des différentes vertèbres instrumentées. La tige fait alors office de guide pour le ressort. Ainsi, selon l'invention, les moyens de maintien comportent du côté concave d'une déformation à corriger et/ou du côté convexe d'une déformation à corriger, une tige et au moins un ressort de compression, et/ou respectivement, de traction entourant la tige. Selon l'invention, les deux extrémités d'un ressort peuvent être bloquées en rotation par rapport aux éléments d'ancrage de deux vertèbres de façon à imprimer un couple de torsion à ces vertèbres. Pour ce faire, les spires du ressort sont enroulées ou déroulées par rapport à leur forme au repos après l'association et avant la fixation des extrémités de ce ressort aux éléments d'ancrage. Un tel couple de torsion imprimé par un ressort entourant une tige permet d'exercer un couple de rotation des vertèbres les unes par rapport aux autres -et en particulier par rapport à la vertèbre centrale-. Le même ressort est alors un ressort de compression ou de traction et un ressort de torsion.
Une orthèse selon l'invention comporte en outre des moyens de réglage de la valeur des forces de rappel élastique exercées au moins par une partie des moyens de rappel élastique. Selon l'invention, des moyens de réglage permettent de faire varier, en position corrigée des vertèbres, l'allongement élastique (c'est-à-dire la variation élastique de longueur ou de forme) des moyens de rappel élastique par rapport à leur forme au repos. Ces moyens de réglage peuvent être constitués d'au moins un micromoteur électronique et/ou d'au moins un dispositif manuel de réglage de la position d'une butée d'appui des moyens de rappel élastique par' rapport à des éléments d'ancrage d'une vertèbre. Selon l'invention, les moyens de réglage comportent des moyens de commande transcutanée ou percutanée après implantation de 1'orthèse, par exemple sous la forme d'une commande électromagnétique.
Selon l'invention, les moyens de réglage comportent au moins une partie des moyens de maintien et/ou des moyens de rappel élastique qui est formée en un alliage métallique à mémoire de forme. Dès lors, le réglage peut être effectué en réchauffant cette partie de façon à restaurer tout ou partie de sa forme pour utiliser son élasticité selon les besoins. Ainsi, les tiges et/ou les ressorts peuvent être constitués en tout ou partie d'un alliage métallique à mémoire de forme.
L'invention concerne également une orthèse vertébrale implantée comportant en combinaison tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci- après.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de ses modes de réalisation préférentiels qui se réfère aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique postérieure d'un premier mode de réalisation d'une orthèse selon l'invention, plus particulièrement destinée au traitement d'une scoliose,
- la figure 2 est une vue schématique de profil d'un deuxième mode de réalisation d'une orthèse selon l'invention, plus particulièrement destinée au traitement d'une scoliose,
- la figure 3 est une vue schématique en coupe verticale de détail des moyens de blocage en rotation d'une extrémité de ressort d'une orthèse selon l'invention,
- la figure 4 est une vue schématique en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3,
-- la figure 5 est une vue schématique en coupe verticale de détail d'un dispositif de réglage manuel des moyens de rappel élastique d'une orthèse selon 1 ' invention, - la figure 6 est une vue schématique en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5,
- la figure 7 est une vue schématique en coupe verticale de détail d'un micromoteur de réglage des moyens de rappel élastique d'une orthèse selon l'invention, - la figure 8 est une vue schématique postérieure d'un troisième mode de réalisation d'une orthèse selon l'invention, plus particulièrement destinée au traitement d'une instabilité lombaire dégénérative, - la figure 9 est une vue schématique en coupe de détail selon la ligne IX-IX de la figure 8,
- la figure 10 est une vue schématique postérieure d'un quatrième mode de réalisation d'une orthèse selon l'invention, plus particulièrement destinée au traitement d'une instabilité lombaire dégénérative,
- la figure 11 est une vue schématique postérieure illustrant une première étape de pose de 1'orthèse de la figure 1, - la figure 12 est une vue schématique postérieure illustrant une deuxième étape de pose de 1Orthèse de la figure 1,
- la figure 13 est une vue schématique postérieure illustrant une troisième étape de pose de 1Orthèse de la figure 1,
- la figure 14 est une vue schématique postérieure illustrant une quatrième étape de pose de 1'orthèse de la figure 1,
- la figure 15 est une vue schématique en coupe par un plan horizontal des éléments d'ancrage d'une vertèbre d'une orthèse selon un cinquième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 16 est une vue schématique postérieure d'une pince d'un matériel ancillaire de pose d'une orthèse selon l'invention,
- la figure 17 est une vue schématique en section selon la ligne XVII-XVII de la figure 16,
- la figure 18 est un schéma théorique en section dans un plan horizontal permettant de déterminer les caractéristiques d'une tige de maintien et de rappel élastique d'une orthèse selon l'invention,
- la figure 19 est un schéma théorique en section dans un plan sagittal permettant de déterminer les caractéristiques d'une tige de maintien et de rappel élastique d'une orthèse selon l'invention.
Dans tout le texte, et sauf indication contraire, le terme "vertical" désigne la direction axiale de la colonne vertébrale qui ne correspond pas à la direction verticale absolue puisque la colonne vertébrale présente une courbure (cyphose et lordose). De même, le terme "horizontal" désigne toute direction contenue dans le plan perpendiculaire à la direction verticale, le terme "sagittal" désigne tout plan contenant les directions verticale et horizontale antéropostérieure, et le terme "frontal" désigne tout plan contenant les directions verticale et horizontale latérale. Ces fermes sont donc utilisés en référence à chaque vertèbre. La figure 1 représente un premier mode de réalisation d'une orthèse vertébrale implantée selon l'invention qui permet d'effectuer et de maintenir une correction de la position relative de cinq vertèbres dorsales pour le traitement d'une déformation de type scoliotique. Avant la pose de 1 Orthèse, les vertèbres présentent une déviation latérale telle qu'une courbure à convexité orientée vers la droite (figure 11). L'orthèse selon l'invention comprend un élément d'ancrage 1 fixé sur la vertèbre supérieure extrême, un élément d'ancrage 2 fixé sur la vertèbre extrême inférieure, et un élément d'ancrage 3 fixé sur la vertèbre médiane située au centre de la courbure originelle naturelle de la scoliose.
LOrthèse comporte en outre deux tiges 4a, 4b de maintien s'étendant latéralement de chaque côté des apophyses épineuses, à savoir une tige gauche 4a placée du côté de la concavité de la déformation à corriger, et une tige droite 4b placée du côté de la convexité de la déformation à corriger. Chaque tige 4a, 4b est une tige courbe, souple et élastique en flexion réalisée en matériau biocompatible tel qu'un alliage métallique (acier inoxydable ou titane) et/ou en matériau composite. Chaque tige 4a, 4b est associée aux éléments d'ancrage 1, 2, 3 des vertèbres par des moyens 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b de couplage. Chaque tige 4a, 4b est cintrée d'origine à la fabrication et est associée aux éléments d'ancrage en s 'étendant dans un plan sagittal avec sa convexité orientée vers la direction postérieure. Ce cintrage d'origine des tiges 4a, 4b n'est pas modifié avant leur pose. Les tiges 4a, 4b sont réalisées dans un matériau d'une haute résistance à la rupture et ayant un fort module d'élasticité. Leurs caractéristiques dimensionnelles et mécaniques sont déterminées de sorte que ces tiges 4a, 4b sont aptes, après leur pose, à exercer des forces élastiques destinés à maintenir les vertèbres dans la position corrigée représentée à la figure 1 , tout en autorisant des mouvements physiologiques à partir de cette position corrigée des vertèbres. Pour exercer des forces de rappel élastique, les tiges 4a, 4b présentent, une fois associées aux éléments d'ancrage 1, 2, 3 et en position corrigée des vertèbres, une forme distincte de leur forme au repos. En particulier, dans le cas d'une correction d'une scoliose dorsale, la courbure au repos des tiges 4a, 4b est plus importante que celle qu'elles présentent une fois associées aux éléments d'ancrage 1, 2, 3. De la sorte, les tiges 4a, 4b exercent, en position corrigée des vertèbres, des contraintes élastiques en flexion. Ces contraintes élastiques en flexion maintiennent ainsi la position corrigée. Elles tendent à supprimer la scoliose dans le plan frontal, à créer la cypho-lordose physiologique dans le plan sagittal, et à supprimer la rotation vertébrale dans le plan horizontal. Les tiges 4a, 4b constituent donc en elles-mêmes des moyens de rappel élastique exerçant des forces de rappel élastique qui sont déterminées pour maintenir les vertèbres en position corrigée à l'encontre des forces naturelles de déformation. De plus, les caractéristiques dimensionnelles et mécaniques des tiges 4a, 4b sont déterminées de telle façon que ces tiges 4a, 4b présentent une élasticité résiduelle à partir de la position corrigée des vertèbres. De la sorte, les tiges 4a, 4b ne s'opposent pas aux mouvements physiologiques naturels des vertèbres les unes par rapport aux autres à partir de la position corrigée. Ces mouvements physiologiques sont également rendus possibles grâce aux moyens 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b de couplage qui sont conçus à cet effet.
Les moyens 5a de couplage de la tige gauche 4a à l'élément d'ancrage 1 supérieur de la vertèbre supérieure instrumentée comportent une sphère 8 montée librement rotative et enfermée dans un logement sphérique 9 d'un cylindre 10 solidaire de l'élément d'ancrage 1 de façon à former une rotule de liaison. La sphère 8 est percée d'un alésage cylindrique 11 traversé par la tige 4a, et dans lequel cette tige 4a peut coulisser en translation axiale longitudinale selon la direction verticale. La largeur de l'alésage 11 correspond à la largeur de la tige 4a et la sphère 8 est engagée dans le logement 9 sans possibilité de mouvements relatifs en translation horizontale, et notamment selon les directions latérale et antéropostérieure de la vertèbre. De la sorte, les moyens 5a de couplage ainsi réalisés, interdisent, après la pose de la tige 4a, tout déplacement relatif en translation horizontale de la tige 4a par rapport aux éléments d'ancrage 1 et à la vertèbre correspondante. Par contre, ces moyens 5a de couplage autorisent, après la pose de la tige, un mouvement relatif selon quatre autres degrés de liberté : un coulisse ent en translation longitudinale relative selon un axe vertical de la tige 4a et trois degrés de liberté de rotation de la sphère 8 par rapport au cylindre 10, à savoir une rotation relative autour d'un axe perpendiculaire à un plan frontal, une rotation relative autour d'un'axe perpendiculaire à un plan sagittal, et une rotation relative autour d'un axe vertical. L'alésage 11 est cylindrique de révolution et la tige 4a est pourvue de nervures 12 régulièrement réparties autour de son axe et s'étendant le long de la tige 4a en saillie par rapport à sa face extérieure pour venir au contact le long de la face intérieure 13 de l'alésage 11. Dans l'exemple représenté, on a prévu trois nervures 12 de section droite transversale triangulaire. De la sorte les frottements de contact sont diminués. Les matériaux constitutifs de la sphère 8 et du cylindre 10 sont choisis pour permettre les rotations de cette sphère 8 dans le logement 9 comme indiqué ci-dessus. Par exemple, la sphère 8 est en alliage métallique de grande qualité de surface ou en céramique et le cylindre 10 est constitué d'un bloc de matière synthétique telle que du polyéthylène ou autre. La sphère 8 et/ou le cylindre 10 peuvent être constitués d'une matière autolubrifiante ou comporter un revêtement en cette matière. Le cylindre 10 comporte des ouvertures supérieure 14 et inférieure 15 permettant le passage de la tige 4a et dont les dimensions en largeur sont plus importantes que celles de la tige 4a pour autoriser les mouvements d'inclinaison de la tige 4a par rapport à l'axe du cylindre sous l'effet des mouvements de rotation sus¬ mentionnés. De préférence, les dimensions des ouvertures 14 et 15 sont telles qu'elles autorisent une amplitude d'inclinaison d'au moins 45 degrés de la tige 4a par rapport à l'axe vertical du cylindre 10. La sphère 8 est engagée dans le logement spherique 9 lors de la pose de la tige 4a. Pour ce faire, une couronne 16 filetée est montée à l'extrémité supérieure du cylindre 10 qui comporte un logement de réception de cette couronne 16 muni d'un taraudage correspondant. La couronne 16 comporte un perçage axial qui détermine l'ouverture supérieure 14 du cylindre 10 débouchant dans le logement spherique 9. Les dimensions du logement de réception de la couronne 16 sont définies pour permettre l'insertion de la sphère 8 par le haut dans le logement spherique 9. La face inférieure de la couronne 16 a une forme concave en portion de sphère de sorte qu'elle vient en prolongement de la face interne spherique du logement 9 en enfermant la sphère 8 dans ce logement 9 (figure 3) sans la bloquer. En variante (figure 1), le cylindre est formé d'un bloc de matière synthétique et l'ouverture 14 supérieure a un diamètre légèrement inférieur à celui de la sphère 8 qui peut être engagée en force dans le logement 9 à travers cette ouverture 14 qui retient ensuite la sphère 8 dans le logement 9. Avant d'introduire la sphère 8 dans le logement 9, la tige 4a est introduite à l'intérieur du cylindre 10. Pour ce faire, ce cylindre 10 est pourvu sur toute sa hauteur d'une fente 17 communiquant avec le
FEUILLE DE REMPLACEMENT{REGLE26) logement 9 et dont la largeur correspond au plus grand diamètre envisagé pour la tige 4a. Cette fente 17 peut être placée sur le côté intérieur du cylindre 10 en regard des apophyses épineuses, comme représenté sur la figure 15, ou du côté opposé, ou même du côté postérieur. De préférence, cette fente 17 est néanmoins ménagée dans une portion du cylindre 10 qui subit le moins de sollicitations dans la direction radiale horizontale. Pour le montage de l'ensemble, on engage la sphère 8 autour de la tige 4a en introduisant cette tige 4a à travers l'alésage 11, on introduit la tige 4a dans le logement 9 à travers la fente 17 en maintenant la sphère 8 au-dessus du cylindre 10, puis on engage la sphère 8 dans le logement 9. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, on visse ensuite la couronne 16 dans le logement correspondant du cylindre 10. Le cas échéant, cette couronne 16 aura été préalablement engagée autour de la tige 4a au-dessus de la sphère 8. Le diamètre des tiges 4a, 4b adaptables aux mêmes éléments d'ancrage peut ainsi varier, l'adaptation étant réalisée en utilisant des sphères 8 dont l'alésage 11 correspond au diamètre des tiges 4a, 4b. En variante non représentée, la sphère 8 peut aussi être engagée dans le logement 9 par dessous. La couronne 16 est alors disposée à l'extrémité inférieure du cylindre 10. Les moyens 6a de couplage de la tige 4a par rapport à l'élément d'ancrage inférieur 2 de la vertèbre extrême inférieure sont identiques aux moyens 5a de couplage de cette tige 4a à l'élément d'ancrage supérieur 1 de la vertèbre extrême supérieure préalablement décrits. Par contre, les moyens 7a de couplage de la tige 4a à l'élément d'ancrage médian 3 de la vertèbre médiane sont des moyens d'association rigide interdisant tout mouvement relatif de la tige 4a par rapport à l'élément d'ancrage 3. Pour ce faire, ces moyens 7a de couplage sont constitués d'un cylindre 18 monté solidaire de l'élément d'ancrage 3 et pourvu d'un alésage cylindrique 19 sur toute sa hauteur traversé par la tige 4a. Cet alésage 19 est similaire à l'alésage 11 des moyens 5a de couplage préalablement décrits, et a donc des formes et des dimensions correspondant à celles de la tige 4a. En variante non représentée, l'alésage 19 peut être ménagé dans un cylindre d'adaptation dont le diamètre intérieur peut varier et qui est monté concentrique dans le cylindre 18. De plus, le cylindre 18 porte une ou plusieurs vis 20 de blocage transversal de la tige 4a. La vis 20 est engagée dans un taraudage correspondant du cylindre 18 qui débauche dans l'alésage 19. En serrant la vis 20, celle-ci appuie sur la tige 4a et la bloque en translation par rapport à l'alésage 19. Pour favoriser ce blocage, la tige 4a peut être pourvue d'une ou plusieurs rainures périphériques horizontales. Egalement, le cylindre 18 est pourvu d'une fente sur toute sa hauteur pour le montage de la tige 4a dans l'alésage 19.
Ainsi, la tige 4a est bloquée par les moyens 7a de couplage par rapport à l'élément d'ancrage de la vertèbre médiane selon chaque degré de liberté pour lequel la tige 4a est associée mobile par rapport aux éléments d'ancrage 1, 2 des autres vertèbres. Il est important en effet que la tige 4a soit bloquée par des moyens de couplage par rapport aux éléments d'ancrage d'au moins une vertèbre selon au moins un -notamment chaque- degré de liberté pour lequel cette tige 4a est associée S- _ mobile par des moyens de couplage par rapport aux éléments d'ancrage d'au moins une autre vertèbre. Néanmoins, les blocages de la tige 4a, selon les différents degrés de liberté, peuvent ne pas être rassemblés sur une même vertèbre. Dans certains cas également, la tige 4a pourra être bloquée selon un ou plusieurs degrés de liberté par rapport à plusieurs vertèbres distinctes. Dans la plupart des cas néanmoins, il est avantageux de prévoir que la tige 4a soit bloquée selon tous les degrés de liberté par rapport aux éléments d'ancrage 3 d'une seule et même vertèbre et associée mobile selon les différents degrés de liberté prévus par rapport à tous les éléments d'ancrage 1, 2 des autres vertèbres. Ainsi, la tige 4a est bloquée par des moyens de couplage par rapport aux éléments d'ancrage 3 d'une des vertèbres et associée mobile par des moyens de couplage à tous les éléments d'ancrage 1, 2 des autres vertèbres qui autorisent. après la pose, un mouvement relatif selon au moins un degré de liberté. La tige 4b placée à droite des apophyses épineuses (figure 1) est associée aux éléments d'ancrage 1, 2, 3 par des moyens de couplage 5b, 6b, 7b similaires aux moyens de couplage 5a, 6a, 7a, préalablement décrits pour la tige gauche 4a. En particulier, la tige de droite 4b est fixée rigidement à la même vertèbre que la tige gauche 4a, c'est-à-dire à la vertèbre médiane.
Chaque tige 4a, 4b ainsi montée sur les éléments d'ancrage 1, 2, 3 des vertèbres réalise un moyen de maintien frontal et sagittal des vertèbres les unes par rapport aux autres. Elle réalise également, dans une certaine mesure, un moyen de maintien des vertèbres selon la direction verticale. Une fois posées, ces tiges 4a, 4b exercent des forces de rappel élastique sur les éléments d'ancrage à l'encontre des forces naturelles de déformation. La position corrigée correspond en fait à la position d'équilibre entre les forces naturelles de déformation de la colonne vertébrale et les forces de rappel élastique exercées par l'orthèse selon l'invention. Compte tenu( de la souplesse des tiges 4a, 4b et des degrés de liberté autorisés par les différents moyens de couplage, les mouvements physiologiques naturels sont possibles au moins dans une certaine mesure par rapport à la position corrigée.
Dans la plupart des cas, la seule élasticité en flexion des tiges 4a, 4b sera considérée comme insuffisante pour effectuer et maintenir la correction de déformation compte tenu des forces en jeu, des contraintes d'encombrement et de la souplesse que ces tiges doivent présenter pour autoriser les mouvements. Selon l'invention, les moyens de rappel élastique de 1 'orthèse comportent au moins un ressort 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b agissant sur les éléments d'ancrage d'au moins une vertèbre. Dans le mode de réalisation de la figure 1, 1 Orthèse comporte pour chaque tige 4a, 4b, un ressort à spires 21a, 21b interposé entre les éléments d'ancrage 1, 3 de la vertèbre supérieure et de la vertèbre médiane, un ressort à spires 22a, 22b interposé entre les éléments d'ancrage 2, 3 de la vertèbre inférieure et de la vertèbre médiane, un ressort à spires 23a, 23b interposé entre l'élément d'ancrage 1 de la vertèbre supérieure et une extrémité libre 25a, 25b supérieure de la tige 4a, 4b, et un ressort à spires 24a, 24b interpesé entre l'élément d'ancrage 2 de la vertèbre inférieure et l'extrémité libre 26a, 26b inférieure de la tige 4a, 4b. Chaque ressort à spires 21a, 21b, 22a, 22b est interposé entre les éléments d'ancrage 1, 3 et 3, 2 de deux vertèbres distinctes et a une extrémité associée à l'élément d'ancrage 1 ou 3 d'une vertèbre et l'autre extrémité associée à l'élément d'ancrage 3 ou 2 d'une autre vertèbre. Les ressorts 21a, 22a, 23a, 24a entourent la tige 4a placée du côté concave de la déformation à corriger et sont des ressorts de compression. Les ressorts 21b, 22b, 23b, 24b entourent la tige 4b placée du côté convexe de la déformation à corriger et sont des ressorts de traction.
Les extrémités des ressorts 21a, 23a agissant sur l'élément d'ancrage 1 et placés autour de la tige gauche 4a, prennent appui sur le cylindre 10. Les extrémités des ressorts sont montées par rapport à l'élément d'ancrage 1 de façon à imprimer un couple de torsion sur la vertèbre correspondante. Pour ce faire, l'extrémité libre 27 du ressort qui est pliée pour s'étendre radialement est introduite dans un perçage radial 28 d'une couronne 29. En variante, la dernière spire du ressort est soudée sur la couronne 29. Cette couronne 29 comporte une gorge circonférentielle externe 30. Les cylindres 10 comportent une collerette 31 externe entourant la couronne 29. Cette collerette 31 porte des vis 32 de blocage radial engagées dans des taraudages de la collerette 31 et dont les extrémités pénètrent dans la gorge 30 de la couronne 29 pour la bloquer axiale ent par rapport au cylindre 10 puis, après torsion du ressert, en 21 rotation par rapport au cylindre 10. La couronne 29 comporte des trous borgnes 33 permettant de la faire tourner autour de l'axe du ressort. Lorsque ia torsion souhaitée est obtenue, on serre définitivement les vis 32 pour bloquer la couronne 29 par rapport à la collerette 31 du cylindre 10. Une telle couronne 29 bloquée par des vis 32 peut être prévue non seulement à chaque extrémité d'un ressort prenant appui sur des éléments d'ancrage comportant un cylindre 10 ou 18, mais également à l'extrémité d'un ressort prenant appui sur un écrou 34 fixé à l'extrémité 25a, 25b, 26a, 26b d'une tige 4a, 4b.
Selon l'invention, l'orthèse comporte également des moyens 29, 35, 36 de réglage de la valeur des forces de rappel élastique exercées par au moins une partie des moyens de rappel élastique, à savoir les tiges 4a, 4b et/ou les ressorts. Ces moyens 29, 35, 36 sont des moyens permettant de faire varier, en position corrigée des vertèbres, l'allongement élastique initial (c'est-à-dire la variation élastique initiale en compression ou traction de longueur eu de forme) des moyens de rappel élastique par rapport à leur forme au repos. En effet, tant les tiges 4a, 4b, que les ressorts, sont posés et associés aux éléments d'ancrage 1 , 2, 3 avec une forme qui est distincte de leur forme au repos de façon à exercer des forces élastiques à 1' encontre 'des forces naturelles de déformation, et à maintenir les vertèbres dans la position relative corrigée les unes par rapport aux autres. Or, les forces de rappel exercées par les moyens de rappel élastique varient avec ledit allongement élastique de ces moyens de rappel élastique par rapport à leur forme au repos. En conséquence, en modifiant cet allongement élastique, on modifie la valeur des forces de rappel élastique exercées. En particulier, on fait varier la longueur des ressorts de compression et de traction en la diminuant ou en l'augmentant. Pour ce faire, lesdits moyens de réglage peuvent être constitués d'une cale de hauteur variable interposée entre une des extrémités du ressort que l'on veut pouvoir régler, et l'élément d'appui correspondant, à savoir un cylindre 10 ou 18 ou un écrou 34 d'extrémité de tige. Une telle cale 35, 36 de hauteur variable peut être constituée d'un micromoteur électronique 35 (figure 7) de un à deux centimètres de hauteur ayant un rotor 38 percé axialement.
Le rotor 38 est pourvu d'un taraudage 42 qui coopère avec un filetage externe 43 d'un cylindre interne 44 portant une platine mobile 40. La platine 40 est bloquée en rotation par rapport au stator 39 du micromoteur par des rails 140 verticaux solidaires de la platine 40 coulissant dans des glissières 141 verticales externes solidaires du stator 39.
Lorsque le micromoteur 35 est activé, la platine 40 qui prend appui sur l'extrémité du ressort coulisse en translation axiale par rapport au stator 39 du micromoteur qui prend appui sur le cylindre 10 ou 18 ou sur l'écrou 34 correspondant. Le stator 39 du micromoteur 35 peut être monté sur le cylindre 10 ou 18 ou 1'écrou 34 correspondant de la même façon que la couronne 29 précédemment décrite pour le réglage en torsion des ressorts. A cet effet, le stator du micromoteur 35 comporte une gorge périphérique circulaire dans laquelle des vis telles que 32 de blocage radial sont serrées. Egalement, l'extrémité du ressort prenant appui sur la platine 40 du micromoteur 35 peut être fixée à cette platine 40 par des moyens de réglage en torsion tels que décrits ci-dessus, à savoir une couronne 29 sur laquelle l'extrémité du ressort est montée, qui est elle-même montée sur une collerette 31 de la platine 40 du micromoteur 35 par l'intermédiaire de vis 32 de blocage. Le micromoteur peut être alimenté en énergie électrique par des micropiles 41 , et son fonctionnement peut être commandé à travers la peau par une télécommande électromagnétique ou autre.
En variante ou en combinaison, une cale de réglage peut être constituée d'un dispositif 36 de réglage manuel (figures 5 et 6) comportant deux cylindres 142, 143 concentriques, dont l'un 143 est mobile en translation axiale verticale par rapport à l'autre 142 qui est fixe, et ce sous l'effet d'une vis 37 de commande qui s'étend radialeraent et qui porte, à son extrémité interne, un pignon 144 coopérant avec une crémaillère 1 5 solidaire du cylindre mobile 143 pour l'actionner en translation axiale relative dans un sens ou dans l'autre. Les cylindres 142, 143 sont bloqués en rotation l'un par rapport à l'autre. Le dispositif 36 de réglage manuel comprend également un perçage central axial 146 pour le passage de la tige 4a ou 4b à travers le cylindre mobile 143. Il est interposé entre une extrémité de ressort et un cylindre 10, 18 ou un écrou 34 d'extrémité de tige. Le dispositif 36 de réglage manuel peut être fixé à l'extrémité du ressort et au cylindre 10 ou 18 ou à l'écrou 34 de la même façon que le micromoteur 35, notamment par l'intermédiaire de moyens de réglage en torsion du ressort. En tournant la vis 37, par exemple en percutané, on fait coulisser axialement le cylindre mobile 143 par rapport au cylindre fixe 142.
Sur le mode de réalisation de la figure 1 , tous les ressorts 21a, 22a, 23a, 24a entourant la tige gauche 4a sont pourvus de moyens de réglage et blocage en torsion (couronne 29 et vis 32 de blocage). Les deux ressorts 21a, 22a de compression prenant appui de chaque côté sur le cylindre 18 des moyens 7a de couplage de la tige 4a à l'élément d'ancrage 3 médian, sont pourvus de moyens 35, 36 de réglage. Un micromoteur 35 électronique est représenté au-dessus du cylindre 18 pour le réglage du ressort 21a supérieur, et un dispositif tenseur manuel 36 avec sa vis 37 est représenté sous le cylindre 18 pour le * réglage de la longueur du ressort 22a inférieur. Les ressorts 21b, 22b de traction interposés entre les éléments d'ancrage autour de la tige droite 4b sont également pourvus de moyens de réglage et blocage en torsion 29, 32. Des micromoteurs 35 de réglage sont prévus entre les cylindres 10 des moyens 5b, 6b de couplage de la tige 4b aux éléments d'ancrage 1, 2 supérieur et inférieur, et les extrémités correspondantes des ressorts 23b, 24b d'extrémité.
Le réglage des forces de rappel exercées par les ressorts qui peut être effectué par l'intermédiaire des couronnes 29, des micromoteurs 35 et des dispositifs tenseurs manuels 36 permet d'adapter aisément les caractéristiques de l'orthèse en fonction des modifications physiologiques naturelles du patient (augmentation de longueur de la colonne vertébrale, poids du corps, force des muscles...). Néanmoins, si ces modifications physiologiques sont trop importantes, le réglage pourra s'avérer insuffisant. Dans ce cas, on pourra encore procéder aisément à un changement des tiges 4a, 4b et/ou des ressorts. Les éléments d'ancrage 1, 2, 3 n'ont pas en général à être modifiés compte tenu de ce que les moyens 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b de couplage autorisent le montage et le démontage peropératoires des tiges et des ressorts par rapport à ces éléments d'ancrage.
La figure 2 représente une vue de profil d'une variante de réalisation de l'orthèse précédemment décrite. Comme on le voit, la courbure, de la tige 4a permet de rétablir et de maintenir la cyphose. Dans cette variante de réalisation, le cylindre 18 des moyens 7a de couplage médian est pourvu d'un micromoteur 35 électronique de réglage de chaque côté. Les deux ressorts 21a, 22a interposés entre les éléments d'ancrage de part et d'autre du cylindre 18 médian sont pourvus d'une couronne 29 d'extrémité* de réglage et blocage en torsion. De la sorte, cette torsion des ressorts participe à la dérotation des vertèbres. Il est à noter que cette dérotation est également obtenue par la courbure élastique de la tige 4a elle-même et p r le fait qu'elle est posée avec son plan de courbure au repos incliné par rapport à un plan sagittal.
La figure 8 représente un mode de réalisation d'une orthèse selon l'invention plus particulièrement destinée au traitement d'une instabilité dégénérative lombaire. Contrairement à l'orthèse préalablement décrite qui permet d'instrumenter une longueur de colonne vertébrale correspondant à cinq vertèbres, cette orthèse courte lombaire s'étend sur un nombre plus limité de vertèbres notamment trois vertèbres 25 dans l'exemple représenté.
Cette orthèse courte comporte encore des éléments d'ancrage 1 , 2, 3 sur trois vertèbres, une ou deux tiges latérales postérieures 4a, 4b, des ressorts 21a, 22a, 21b, 22b, chacun d'entre eux étant interposé entre les éléments d'ancrage 1, 3 ou 3, 2 de deux vertèbres distinctes. Une telle orthèse lombaire a essentiellement pour fonction non pas de corriger une déformation, mais de corriger la valeur des efforts exercés entre vertèbres en réduisant les forces subies par les vertèbres du fait de l'instabilité dégénérative. Après la pose de 1Orthèse, c'est-à-dire en position dite corrigée des vertèbres, les ressorts et l'élasticité des tiges permettent de modifier ces efforts exercés entre vertèbres en réduisant les efforts demandés à la colonne vertébrale sans supprimer la mobilité physiologique naturelle. Dès lors, les ressorts 21a, 21b, 22a, 22b sont tous des ressorts de compression agissant dans le sens de l'écartement des vertèbres les unes par rapport aux autres afin de décharger les articulations vertébrales postérieures. Les tiges 4a, 4b sont courbées dans le sens de la lordose et permettent de maintenir la position relative des vertèbres, et notamment l'écartement des corps vertébraux, ce qui réduit les forces appliquées à l'appareil disco-ligamentaire antérieur. Les ressorts appuient directement sur les éléments d'ancrage puisqu'aucune correction n'est en général à effectuer dans le sens de la rotation autour de l'axe vertical.
L'orthèse représentée à la figure 8 diffère également des orthèses représentées aux figures 1 et 2 par les moyens 45a, 45b, 46a, 46b, 47a, 47b de couplage des tiges 4a, 4b aux éléments d'ancrage 1, 2, 3 (figure 9). En effet, ces moyens de couplage ne présentent pas les mêmes degrés de liberté. Plus précisément, pour maintenir l'écartement entre les corps vertébraux de façon plus efficace, le degré de liberté en rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan sagittal est supprimé au niveau de toutes les vertèbres. Ainsi, les moyens 45a, 45b, 47a, 47b de couplage des tiges 4a, 4b aux éléments d'ancrage 1 supérieur et 3 médian autorisent des mouvements relatifs des tiges 4a, 4b par rapport à ces éléments 1, 3 d'ancrage en translation longitudinale selon un axe vertical, en rotation relative autour d'un axe perpendiculaire à un plan frontal, et en rotation propre de la tige autour d'un axe vertical, mais interdisent toute rotation relative autour d'un axe perpendiculaire à un plan sagittal. Pour ce faire, la sphère 8 de l'orthèse précédemment décrite est remplacée par une sphère 48 munie d'une saillie circonférentielle annulaire 52 et le logement 49 de réception de la sphère 48 est pourvu d'une gorge annulaire 53 dans laquelle la saillie 52 de la sphère est engagée. La saillie 52 et la gorge 53 s'étendent dans un plan frontal de façon à autoriser la rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan frontal en interdisant les rotations autour d'un axe perpendiculaire au plan sagittal. En variante, ces moyens de couplage pourraient également être réalisés sous la forme d'un cylindre à axe horizontal muni d'un perçage radial pour le passage de la tige engagé dans un logement cylindrique à axe horizontal anteroposterieur du cylindre 50. L'organe 48 monté rotatif par rapport au cylindre 50 (c'est-à-dire la sphère 48 ou le cylindre à axe horizontal) comporte un alésage 51 à axe vertical pour le passage de la tige 4a, 4b. Les rotations autour d'un axe perpendiculaire au plan sagittal ne sont pas possibles au niveau des éléments de couplage mais sont rendus possibles au niveau des éléments de maintien et de rappel élastique par la flexibilité des tiges et des ressorts, de manière à permettre à la colonne vertébrale les mouvements physiologiques de flexion et d'extension dans le plan sagittal.
Les moyens 46a, 46b de couplage des tiges 4a, 4b aux éléments d'ancrage 2 inférieurs sont des moyens d'association rigide bloquant la tige dans toutes les directions, c'est-à-dire sont identiques aux moyens 7a, 7b de couplage des tiges aux éléments d'ancrage médian décrits en référence aux figures 1 et 2. Ces moyens 46a, 46b de couplage comportent donc un cylindre 18 muni d'un alésage 19 et d'au moins une vis 20 transversale de blocage. Un écrou 34 est fixé à l'extrémité inférieure 26a, 26b de chaque tige 4a, 4b. Au contraire, les extrémités libres supérieures 25a, 25b des tiges 4a, 4b sont laissées libres sans écrou ni ressort.
La figure 10 représente une variante de réalisation de l'orthèse courte lombaire selon l'invention. Dans cette variante, tous les moyens de couplage présentent les mêmes degrés de liberté et sont identiques aux moyens 45a, 45b, 47a, 47b de couplage du mode de réalisation représenté aux figures 8 et 9. Les tiges 4a, 4b sont maintenues en position par rapport aux moyens 45a, 45b, 46a, 46b, 47a, 47b de couplage et en regard des vertèbres correspondantes par une soudure 54a, 54b associant rigidement une spire des ressorts 22a, 22b à la surface extérieure des tiges 4a, 4b. Dans ce mode de réalisation, les ressorts 22a, 22b sont également pourvus à chacune de leurs extrémités d'une couronne 29 bloquée par des vis 32 par rapport aux cylindres 50 des moyens 46a, 46b, 47a, 47b de couplage correspondants permettant de bloquer ces ressorts 22a, 22b en rotation autour de l'axe vertical. La tige 4a, 4b est donc maintenue en rotation autour de l'axe vertical par les ressorts 22a, 22b, dans la position de lordose désirée. Les modes de réalisation représentés aux figures 8 et 10 peuvent également comporter, en cas de besoin, des moyens de réglage -notamment des micromoteurs 35 et/ou des dispositifs 36 tenseurs manuels- de la force de rappel élastique exercée par les ressorts 21a, 21b, 22a, 22b.
En outre, et dans tous les modes de réalisation de l'invention, 1 'orthèse peut comporter des moyens de réglage des forces de rappel élastique exercées par les moyens de rappel élastique réalisés sous la forme d'au moins une partie des moyens de maintien et/ou des moyens de rappel élastique constituée d'un alliage métallique à mémoire de forme. Par exemple, tout ou partie des tiges 4a, 4b et/ou tout ou partie des ressorts peut être constitué en alliage métallique à mémoire de forme. Des lors, après implantation, on pourra modifier les forces de rappel élastique exercées en procédant à un réchauffement transcutané de cette partie en alliage à mémoire de forme, et ce par exemple par micro-ondes.
Les éléments d'ancrage 1, 2, 3 comportent (figure 15) au moins une plaque 55 ayant une face convexe antérieure 56 venant en appui au contact d'une portion au moins de la surface concave de l'arc postérieur, notamment au contact de la lame vertébrale 57 et/ou d'un côté au moins de l'apophyse épineuse 58. Les cylindres 10, 18, 50 des moyens de couplage sont portés par une plaque 55 en regard de l'extrémité transverse de la lame 57 au voisinage de l'apophyse transverse 59. Chaque plaque 55 est fixée sur une vertèbre en au moins deux portions distinctes. Par exemple, chaque plaque 55 est fixée sur la vertèbre correspondante par une vis intrapédiculaire 61 et/ou des crochets 71 de serrage sur l'apophyse transverse 59 et/ou une bride de serrage 65 sur l'apophyse épineuse 58. Les éléments d'ancrage peuvent comporter deux plaques 55a, 55b, une de chaque côté de l'apophyse épineuse, et ce même lorsque l'orthèse ne comporte qu'une seule tige, d'un seul côté de l'apophyse épineuse (figure 15). En variante, une seule plaque 55 peut être prévue. Dans tous les cas, les éléments d'ancrage selon l'invention respectent les structures disco-ligamentaires et articulaires des vertèbres dont l'intégrité va permettre la conservation des mouvements physiologiques vertébraux. En particulier, les éléments d'ancrage selon l'invention permettent de conserver les mouvements autorisés par 1'orthèse dynamique. De plus, si cette orthèse est ensuite retirée, par exemple à la fin de la croissance du patient, les mouvements physiologiques naturels sont possibles.
L'orthèse selon l'invention peut être réalisée au moins en partie en alliage métallique (acier inoxydable, titane...) et/ou en matériau composite.
Les figures 16 et 17 représentent une pince d'un matériel ancillaire de correction pour la pose d'une orthèse vertébrale implantée selon l'invention. Cette pince comporte trois extrémités d'action 81, 82, 83 destinées à coopérer respectivement avec les éléments d'ancrage 1 , 2, 3 des vertèbres. Chacune des extrémités 81, 82, 83 d'action de la pince est formée d'un téton destiné à être engagé dans un perçage 78 à axe vertical ménagé au voisinage des moyens de couplage des éléments d'ancrage 1, 2, 3. Chaque téton 81, 82, 83 qui peut être orienté vers ,1e bas ou vers le haut (figure 16) peut agir en compression ou en détraction selon les besoins. Ainsi, chaque plaque 55 des éléments d'ancrage comporte un perçage 78 ménagé à travers une extension horizontale de la plaque 55 qui supporte un cylindre 10, 18 ou 50 de couplage d'une tige 4a, 4b. Le perçage 78 est ménagé de préférence du côté antérieur et latéral du cylindre 10, 18, 50.
Selon l'invention, la pince comporte également des moyens 93, 94, 95 dynamométriques de mesure des forces imparties sur les tétons d'extrémité 81, 82, 83 pour maintenir leurs positions relatives. Egalement, la pince comporte des moyens 112, 117, 127 de mesure des déplacements des tétons d'extrémité 81, 82, 83 lors des modifications de leurs positions relatives.
Chaque pince est composée de trois branches 90, 91, 92 articulées portant les tétons 81, 82, 83 à leur extrémité libre. Plus précisément, la pince comporte une branche supérieure 90 portant le téton d'extrémité 81 supérieur, une branche inférieure 91 portant le téton d'extrémité inférieure 82, et une branche médiane 92 portant le téton d'extrémité 83 médian. Les deux branches 90, 91 supérieure et inférieure sont articulées l'une à l'autre autour d'un axe horizontal 99 orthogonal à la direction passant par les deux tétons 81, 82. Les branches 90, 91, 92 sont articulées les unes par rapport aux autres et commandées dans leurs mouvements relatifs par trois tiges de commande 104, 114, 124 munies de poignées 113, 123, 135. Une tige de commande verticale 104 comporte un filetage 105 coopérant avec un taraudage 106 d'une extrémité 103 de la branche inférieure 91 opposée au téton 82. L'extrémité 102 de la branche supérieure 90 opposée au téton 81 est en forme de manchon coulissant autour d'un cylindre 109 solidaire de la tige de commande verticale 104 mais dont la position en translation par rapport à la tige 104 peut être ajustée. Ce manchon 102 est emprisonné entre deux ressorts de compression 107, 108 entourant la tige 104 et prenant appui à leurs extrémités opposées sur des capteurs dynamométriques 93. Le manchon 102 comporte également une lumière 111 permettant la lecture d'une échelle graduée 112 sur la tige 104. Lorsque la poignée 113 est tournée, les tétons d'extrémité 81, 82 sont écartés ou rapprochés l'un de l'autre. Si les tétons 81, 82 ne supportent pas de forces dans la direction verticale, le manchon 102 supérieur reste à mi-distance des deux capteurs 93, les ressorts 107, 108 n'étant pas activés. Si au contraire une force est nécessaire pour déplacer les tétons 81, 82, l'un des ressorts 107, 108 est activé en compression pour équilibrer cette force et permettre la modification de position. Les capteurs dynamométriques 93 délivrent alors un signal électrique proportionnel à cette force.
La branche médiane 92 est articulée sur l'ensemble ainsi formé par les branches supérieure 90 et inférieure ,91. Une tige 114 de commande sagittale s'étend selon l'axe 99 d'articulation des deux branches 90, 91 supérieure et inférieur***: dans la direction sagittale. Cette tige 114 est pourvue, à son extrémité, d'un filetage 115 engagé dans un taraudage 116 de l'une des branches 90, 91. La tige 114 porte également une échelle graduée 117 permettant de repérer sa position par rapport aux branches 90, 91. La branche médiane 92 comporte une lumière oblongue 118 traversée par la tige de commande 114. Cette lumière oblongue 118 s'étend selon une direction orthogonale à la direction verticale passant par les tétons d'extrémité 81, 82 supérieur et inférieur, et à l'axe 99 horizontal d'articulation des deux branches 90, 91 supérieure et inférieure. Ainsi, un déplacement de la branche médiane 92 par rapport à l'axe 99 d'articulation et selon , cette direction est possible. La lumière oblongue 118 de la branche médiane 92 est engagée autour de la tige de commande 114 emprisonnée entre deux ressorts 119, 120 dont les extrémités opposées appuient sur des capteurs dynamométriques 94. Ces capteurs dynamométriques 94 fournissent une mesure des efforts impartis au téton 83 dans la direction sagittale horizontale. En tournant la poignée 123, on modifie donc la position du téton 83 dans la direction sagittale horizontale par rapport au plan frontal contenant les tétons 81, 82 supérieur et inférieur.
L'extrémité 129 de la branche médiane 92 opposée au téton d'extrémité 83 est associée à une tige de commande frontale 124 qui permet de commander les mouvements de cette branche médiane dans la direction frontale horizontale perpendiculaire à la direction verticale passant par les tétons d'extrémités 81, 82 supérieur et inférieur et à l'axe 99 d'articulation des deux branches 90, 91 supérieure et inférieure. Cette tige de commande frontale 124 comporte une extrémité filetée 125 engagée dans un taraudage 126 ménagé dans un palier 110 comprenant un cylindre 121 entourant la tige de commande verticale 104. Le cylindre 121 porte une échelle graduée 127 visible à travers une lumière 128 de la branche médiane 92. L'extrémité 129 de la branche médiane 92 opposée au téton 83 coulisse autour de la tige de commande frontale 124 et est emprisonnée entre deux ressorts 130, 131 dont les extrémités opposées appuient: sur des capteurs dynamométriques 95. Le déplacement de la branche médiane 92 dans la direction frontale est autorisé grâce à la lumière oblongue 118. En tournant la poignée 135, on modifie donc la position du téton médian 83 dans la direction frontale par rapport au plan sagittal contenant les tétons 81 , 82 supérieur et inférieur. Les capteurs 95 fournissent une mesure des efforts nécessaires à ce déplacement. En variante non représentée, les branches 90, 91, 92 et les tiges de commande 104, 114, 124 peuvent être articulées à un support ou à un cadre commun.
Pour poser une orthèse selon l'invention, on découvre les vertèbres destinées à recevoir les éléments d'ancrage 1, 2, 3, on place et on fixe les éléments d'ancrage 1, 2, 3 sur chaque vertèbre concernée et bilatéralement (figure 11), on associe au moins une pince ancillaire de correction aux éléments d'ancrage 1, 2, 3 de chaque vertèbre à déplacer pour la correction recherchée, et notamment une pince pour chaque tige 4a ou 4b qui doit être posée (figure 12), on actionne les poignées 113, 123, 135 de chaque pince afin de placer les vertèbres en position corrigée pour réduire la déformation et/ou exercer les efforts statiques désirés (figure 13), on mesure les forces de maintien nécessaires appliquées sur les éléments d'ancrage 1, 2, 3 de chaque vertèbre grâce aux différents capteurs dynamométriques 93, 94, 95 pour maintenir ladite position corrigée, on détermine les caractéristiques des moyens de maintien et des moyens de rappel élastique de 1Orthèse pour engendrer les forces de rappel élastique similaires aux forces de maintien mesurées, on met en place les moyens de maintien et/ou de rappel élastique (figure 14), c'est-à-dire les tiges 4a, 4b et les ressorts en les associant par les différents moyens de couplage aux éléments d'ancrage 1, 2 , 3 , on ôte le matériel ancillaire de correction (figure 1), et on termine l'opération chirurgicale d'implantation. Sur les figures 12 à 14, la pince placée à droite des apophyses épineuses est similaire à celle décrite et représentée sur les figures 16 et 17, et la pince placée à gauche est renversée, la branche supérieure
90 étant associée aux éléments d'ancrage 2 inférieurs et la branche inférieure 91 étant associée aux éléments d'ancrage
1 supérieurs. Les dimensions et la forme des branches 90,
91 utilisées sont choisies en fonction de la distance entre les vertèbres correspondantes.
Selon l'invention, on corrige donc la déformation et/ou les efforts grâce aux pinces ancillaires entièrement avant d'associer les moyens de maintien et/ou de rappel élastique (tiges et ressorts), et ce contrairement aux dispositifs d1ostéosynthèse connus avec lesquels la correction est effectuée par ou avec les éléments de rigidification des vertèbres.
Les forces de maintien sont mesurées par des capteurs dynamométriques 93, 94, 95 solidaires du matériel ancillaire, c'est-à-dire selon trois axes orthogonaux de translation des tétons d'extrémité 81, 82, 83, à savoir un axe vertical (tige de commande verticale 104), un axe sagittal (tige de commande sagittale 114), et un axe frontal (tige de commande frontale 124). Les différentes caractéristiques et dimensions des moyens de maintien et/ou de moyens de rappel élastique sont déterminées, au moins de façon approximative, par calcul par un dispositif de traitement d'informations programmé à cet effet à partir des valeurs des forces de maintien mesurées par les différents capteurs dynamométriques. On vérifie l'efficacité voulue des moyens de maintien et/ou de rappel élastique de l'orthèse avant l'ablation des pinces par lecture de l'annulation des forces statiques enregistrées par les dynamomètres 93, 94, 95. Les moyens de maintien et de rappel élastique sont alors et au besoin ajustés ou changés en tout ou partie.
Grâce aux moyens de réglage des moyens de rappel élastique de 1'orthèse, après avoir ôté le matériel ancillaire de correction, on peut vérifier le maintien de la position corrigée et/ou de la valeur désirée des efforts statiques entre vertèbres, et on procède alors aux éventuels ajustements nécessaires avant de terminer l'opération ou après l'opération et le réveil du patient.
Les figures 18 et 19 illustrent un schéma permettant de déterminer les caractéristiques principales et l'orientation de chaque tige 4a, 4b d'une orthèse selon 1 ' invention.
La tige 4a, 4b est posée en orientant son plan de courbure d'un angle β (figure 18) par rapport au plan sagittal de la colonne vertébrale en position corrigée. Cet angle β permet d'imposer le positionnement de la vertèbre médiane V2 dans le plan sagittal des vertèbres supérieure et inférieure VI et V3. Si FI et F2 sont les 34 valeurs mesurées (données par les capteurs 95, 94) des forces de maintien respectivement dans la direction frontale et dans la direction sagittale, on a : tg β = F1/F2 A partir de cette valeur de β obtenue par calcul, on fixe une pince sur la tige avant sa pose dans le plan de sa courbure, et on oriente cette pince par rapport au plan sagittal après avoir engagé la tige dans les moyens de couplage de l'orthèse, et ce grâce à un rapporteur placé dans le plan horizontal du patient. On serre ensuite les vis 20 de blocage de la tige par rapport au cylindre 18 pour la bloquer en rotation autour de la direction verticale par rapport aux éléments d'ancrage 3 de la vertèbre médiane. Le déplacement sagittal MV2 qu'il faut ensuite donner à la vertèbre médiane par la tige de commande sagittale 114 pour rétablir la cyphose est illustré par la figure 19. Si α est l'angle de Cobb de la cyphose qu'il convient de donner entre les vertèbres extrêmes VI et V3, on a :
MV2 = tg (α/4) x ¥1 VÂ
où V1V3 est la distance verticale séparant les deux vertèbres supérieure et inférieure. <f Les calculs sont les mêmes pour la concavité et la convexité.
La courbure initiale de chaque tige 4a, 4b correspond à la courbure finale désirée donnée par l'angle σ modifiée par la déformation de la tige due aux forces élastiques de maintien qu'elle doit exercer. La force résultante FR élastique que la tige doit exercer est :
FR = - F12 + F22 La longueur de la tige dépend de la distance entre les vertèbres instrumentées, et son diamètre est choisi en fonction de la courbure et du matériau pour obtenir la force FR avec une souplesse résiduelle suffisante pour permettre les mouvements physiologiques vertébraux.
Les ressorts de compression et de traction sont dimensionnés de façon conventionnelle essentiellement à partir de la valeur des forces de maintien verticales fournies par les capteurs 93 de la tige de commande verticale 104. Les ressorts à spires travaillant en torsion sont mis en tension dans le sens opposé à l'enroulement des spires, c'est-à-dire en réduisant le diamètre du ressort. Les ressorts supérieurs 21a, 21b sont enroulés tous les deux dans le même sens, et en sens inverse des ressorts inférieurs 22a, 22b. Les spires des ressorts sont mises en tension pour réaliser la dérotation des vertèbres dans le sens souhaité.
L'orthèse selon l'invention pourra faire l'objet de nombreuses variantes, notamment en fonction de la déformation ou de l'instabilité à corriger, du patient, et des conditions opératoires rencontrées. En particulier, 1'orthèse peut comporter uniquement des tiges de maintien et de rappel élastique, ou uniquement des ressorts de maintien et de rappel élastique. Les ressorts peuvent être aussi des ressorts à lame(s) ou autres. Des enveloppes de protection des ressorts contre l'envahissement fibrotique peuvent être prévues.
Par ailleurs, une orthèse selon l'invention peut être utilisée pour instrumenter toute portion de colonne vertébrale, et n'est pas limitée aux corrections des cypho-scolioses dorsales et des instabilités dégénératives lombaires illustrées sur les exemples. En particulier, 1'orthèse selon l'invention est applicable avec des modifications mineures sur une portion de colonne cervicale.

Claims

REVENDICATIONS 1/ - Orthèse vertébrale implantée préservant au moins pour partie la mobilité physiologique naturelle des vertèbres en permettant, sans ostéosynthèse, greffe ni arthrodèse, d'effectuer et de maintenir une correction de la position relative des vertèbres et/ou des efforts exercés sur les vertèbres, pour le traitement d'une déformation du rachis, congénitale ou acquise, notamment
1 idiopathique ou autre. telle qu'une cypho-scoliose, ou d'une instabilité du rachis post-traumatique, tumorale, infectieuse, dégénérative, ou autre, comprenant des éléments d'ancrage (1, 2, 3) fixés sur les vertèbres et des moyens (4a, 4b, 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b) de maintien associés aux éléments d'ancrage (1, 2, 3) pour maintenir les vertèbres les unes par rapport aux autres en position corrigée, caractérisée en ce que les moyens (4a, 4b, 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b) de maintien comportent ou sont constitués de moyens de rappel élastique exerçant des forces de rappel élastique dont l'orientation et la valeur sont déterminées pour maintenir les vertèbres en position corrigée à l'encontre des forces naturelles de déformation ou pour réduire les efforts exercés sur les vertèbres en conservant leur mobilité.
2/ - Orthèse selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une tige (4a, 4b) de maintien qui est associée mobile aux éléments d'ancrage (1, 2, 3) d'au moins une vertèbre par des moyens (5a, 5b, 6a, 6b, 45a, 45b, 46a, 46b, 47a, 47b) de couplage qui interdisent tout mouvement relatif en translation horizontale par rapport à la vertèbre mais autorisent, après la pose, un mouvement relatif selon au moins un autre degré de liberté.
3/ - Orthèse selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque tige (4a, 4b) de maintien est associée rigidement aux éléments d'ancrage (3 ou 2) d'une vertèbre par des moyens (7a, 7b, ou 46a, 46b) de couplage interdisant tout mouvement relatif, et en ce que chaque tige (4a, 4b) de maintien est associée mobile à tous les éléments d'ancrage (1, 2 ou 1 , 3) des autres vertèbres par des moyens (5a, 5b, 6a, 6b ou 45a, 45b, 47a, 47b) de couplage qui autorisent, après la pose, un mouvement relatif selon au moins un degré de liberté. . 4/ - Orthèse selon l'une des revendications
2 et 3, caractérisée en ce que chaque tige (4a, 4b) de maintien est associée mobile : a) aux éléments d'ancrage (1, 2, 3) d'au moins une vertèbre par des moyens (5a, 5b, 6a, 6b, 45a, 45b, 46a, 46b, 47a, 47b) de couplage autorisant, après la pose, un coulissement en translation longitudinale relative selon un axe vertical, b) aux éléments d'ancrage (1, 2, 3) d'au moins une vertèbre par des moyens (5a, 5b, 6a, 6b, 45a, 45b, 46a, 46b, 47a, 47b) de couplage autorisant, après la pose, une rotation relative autour d'un axe perpendiculaire à un plan frontal, c) aux éléments d'ancrage (1, 2, 3) d'au moins une vertèbre par des moyens (5a, 5b, 6a, 6b, 45a, 45b, 46a, 46b, 47a, 47b) de couplage autorisant, après la pose, une rotation relative autour d'un axe vertical.
5/ - Orthèse selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que chaque tige (4a, 4b) de maintien est associé mobile : - d ) aux éléments d'ancrage (1, 2) d'au moins une vertèbre par des moyens (5a, 5b, 6a, 6b) de couplage autorisant, après la pose, une rotation relative autour d'un axe perpendiculaire à un plan sagittal.
6/ - Orthèse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens (4a, 4b, 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b) de rappel élastique sont associés aux éléments d'ancrage (1, 2, 3) des vertèbres avec une forme distincte de leur forme au repos, de façon à exercer des forces élastiques de rappel lorsque les vertèbres sont en position corrigée.
7/ - Ortnèse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens de maintien comportent au moins une tige (4a, 4b) de maintien courbe souple et élastique en flexion associée à des éléments d'ancrage (1, 2 , 3) d'au moins deux vertèbres distinctes, et en ce que chaque tige (4a, 4b) est apte, après sa pose, à exercer des forces élastiques de maintien des vertèbres en position corrigée tout en autorisant des mouvements physiologiques à partir de la position corrigée des vertèbres.
8/ - Orthèse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les moyens de maintien comportent au moins une tige (4a, 4b) courbe souple et élastique associée à des éléments d'ancrage (1, 2, 3) d'au moins deux vertèbres distinctes, et en ce que chaque tige (4a, 4b) est apte, après sa pose, à exercer des forces élastiques de maintien des vertèbres en position corrigée tout en autorisant des mouvements physiologiques à partir de la position corrigée, et en ce que les moyens (5a, 5b, 6a, 6b) de couplage de chaque tige (4a, 4b) aux éléments d'ancrage (1, 2) d'au moins une vertèbre comportent un alésage (11, 51) cylindrique traversé par la tige (4a, 4b) et dans lequel elle peut coulisser en translation.
9/ - Orthèse selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'alésage (11, 51) est ménagé dans un organe (8, 48) monté rotatif par rapport aux éléments d'ancrage (1, 2) autour d'un axe perpendiculaire au plan frontal de la vertèbre correspondante.
10/ - Orthèse selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'organe (8) est monté rotatif par rapport aux éléments d'ancrage autour d'un axe perpendiculaire au plan sagittal de la vertèbre correspondante.
11/ - Orthèse selon la revendication 9, caractérisée en ce l'organe (8) est une sphère percée de l'alésage cylindrique (11) et qui est enfermée dans un logement (9) spherique des éléments d'ancrage (1, 2). 12/ - Orthèse selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce les moyens (5a, 5b, 6a, 6b, 45a, 45b, 46a, 46b, 47a, 47b) de couplage de la tige (4a, 4b) aux éléments d'ancrage (1, 2 , 3) d'au moins une vertèbre autorisent une rotation propre de la tige autour de son axe par rapport aux éléments d'ancrage (1, 2, 3).
13/ - Orthèse selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que les moyens de rappel élastique comportent au moins un ressort (21a, 21b,
22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b) agissant sur les éléments d'ancrage (1, 2, 3) d'au moins une vertèbre.
14/ - Orthèse selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'elle comporte, du côté concave d'une déformation à corriger, une tige (4a) de maintien et au moins un ressort (21a, 22a, 23a, 24a) de compression entourant la tige (4a) de maintien.
15/ - Orthèse selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu'elle comporte, du côté convexe d'une déformation à corriger, une tige (4b) de maintien et au moins un ressort (21b, 22b, 23b, 24b) de traction entourant la tige (4b) de maintien.
16/ - Orthèse selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une tige (4a, 4b) de maintien et au moins un ressort de torsion (21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24a, 24b) à spires entourant la tige (4a, 4b), les extrémités (27) de ce ressort étant bloquées en rotation par rapport aux éléments d'ancrage (1, 2, 3) d'au moins une vertèbre de façon à imprimer un couple de torsion.
17/ - Orthèse selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (29, 35, 36) de réglage de la valeur des forces de rappel élastique exercées par des moyens de rappel élastique.
18/ - Orthèse selon la revendication 17, caractérisée en ce que les moyens (29, 35, 36) de réglage sont des moyens permettant de faire varier en position corrigée des vertèbres, l'allongement élastique des moyens de rappel élastique par rapport à leur forme au repos.
19/ - Orthèse selon l'une des revendications 17 et 18, caractérisée en ce que les moyens O 95/05
40
(29, 35, 36) de réglage comportent au moins un dispositif (35, 36) de réglage de la position d'une butée d'appui de moyens de rappel élastique par rapport à des éléments d'ancrage d'une vertèbre. 20/ - Orthèse selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisée en ce que les moyens (29, 35, 36) de réglage comportent des moyens de commande transcutanée ou percutanée après implantation de l'orthèse.
21/ - Orthèse selon l'une des revendications 17 à 20, caractérisée en ce que les moyens de réglage comportent au moins une partie des moyens de maintien et/ou des moyens de rappel élastique formée en alliage métallique à mémoire de forme.
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