Développement et évaluation d'un système multipositions pour les chirurgies du rachis

Dans le cas de pathologies sévères de la colonne vertébrale telles la scoliose, fractures, tumeurs, etc., une intervention chirurgicale d'instrumentation peut être considérée. Le positionnement du patient sur la table d'opération est important afin d'assurer ses fonctions physiologiques et de le maintenir stable pendant l'intervention. Par ailleurs, le positionnement permet d'améliorer et faciliter l'exécution des manoeuvres chirurgicales et l'instrumentation du rachis. À cet effet, un système de positionnement a été développé à l'École Polytechnique et au CHU Sainte-Justine pour les chirurgies de la colonne vertébrale scoliotique pratiquées dans la position en décubitus ventral le « MultiFunctional Positionning Frame » (MFPF). Ce système comporte plusieurs composantes permettant de manipuler et positionner les membres du patient afin de corriger les déformations du rachis et/ou de le manipuler pour modifier la position relative des vertèbres. Le présent projet de maîtrise avait pour objectif principal de réingénier le système MFPF pour permettre le positionnement et le transfert dans deux positions opératoires, à savoir en décubitus ventral et latéral, et d'étudier les performances de ce nouveau système. Ainsi, les objectifs spécifiques du projet étaient de:- Modifier le design du système de positionnement MFPF afin d'améliorer la cinématique des mouvements des membres inférieurs en décubitus ventral, l'adapter aux chirurgies par abord antérieur et permettre le retournement d'une position à l'autre;- Adapter le design afin de permettre des manipulations du rachis par l'entremise de déplacements des membres inférieurs, soit la flexion en position ventrale et l'inflexion latérale en décubitus latéral; - Modéliser le positionnement et les manipulations du nouveau système de positionnement afin d'évaluer la biomécanique de paramètres de positionnement.

Abstract

In the case of severe pathologies of the spine such as scoliosis, fractures, tumors, etc., instrumentation surgery may be considered. Patient positioning on the operating table is important to ensure physiological functions and conserve stability during surgery. Furthermore, the surgical position can improve and facilitate the execution of surgical manoeuvres and instrumentation of the spine. To this end, a positioning system was developed at École Polytechnique and Sainte-Justine University Hospital for surgery of the scoliotic spine performed in the ventral decubitus position—the "Multi-Functional Positioning Frame" (MFPF). This system has several components that can be used to manipulate and position the patient's limbs in order to correct spinal deformations and/or manipulate the spine in order to change the relative position of the vertebrae. The main objective of this thesis project was to re-engineer the MFPF to allow for positioning and transfer in two operating positions, namely in the ventral and lateral decubitus positions, and to study the performance of this new system. Thus, the specific objectives of the project were to:- Modify the design of the MFPF positioning system in order to improve the kinematics of the lower limbs in the ventral decubitus position, adapt the system for anterior approach surgeries and allow for the transfer from one position to the other;- Adapt the design to allow manipulation of the spine through movement of the lower limbs: flexion in the ventral decubitus position and lateral bending in the lateral decubitus position; - Model the positioning and manipulation of the new positioning system to assess the biomechanics of various positioning parameters;- Experimentally test the functionality of the new design.