Évaluation peropératoire de l’ergonomie et de la durée d’utilisation

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Contexte :

Les guides de coupe sur mesure (GDCSM) sont une aide technique qui sécurise et fiabilise l’exérèse des tumeurs osseuses primitives pelviennes. Bien que l’efficacité des dispositifs soit unanime, leur conception et leur design restent variés et hétérogènes, sans consensus défini. Deux grands designs s’observent dans la littérature, les GDCSM de type « bloc » et ceux de type « patch », l’évaluation de leurs performances respectives semble nécessaire.
Hypothèse : Le design des GDCSM de type « patch », plus fin respecterait mieux la planification et les marges de résection tumorale.
Méthode : Nous avons mené une étude expérimentale sur cinq sujets anatomiques en simulant à chaque fois six tumeurs virtuelles réparties dans trois zones (zone I, zone II, zone I-IV). Ceci afin d’évaluer et de comparer l’impact du design des GDCSM sur les performances en termes de marges de résection (écart à la marge planifiée (EMP), et écart maximal à la marge planifiée (EMaxMP)) et d’ergonomie peropératoire en condition oncologique osseuse.

Résultats : Les GDSCM de type « patch » étaient significativement plus performants que ceux de type « bloc » sur les critères d’EMP avec des données médianes de 1,0mm contre 2,3mm (p=0,019), d’EMaxMP (2,6mm contre 4,1mm ; p=0,002). De plus, le design « patch » était significativement plus ergonomique que le design « bloc » 92% contre 84% (p=0,031).
Conclusion : Nous avons démontré que le design d’un guide de coupe sur mesure pouvait impacter sa performance en termes de précision et d’ergonomie. L’utilisation de GDCSM de type « patch » semble ainsi plus adaptée pour les résections tumorales osseuses au bassin.
Mots-clés : étude cadavérique, tumeurs osseuses primitives, guide de coupe sur mesure, impression 3D.
Les tumeurs osseuses primitives sont rares, et représentent moins de 1% des nouveaux cas de cancers en France selon la littérature (1–3). Cette pathologie touche préférentiellement une population jeune (2,4,5). Le sombre pronostic de ces tumeurs, avec une survie à 5 ans entre 30 et 70%, implique une équipe pluridisciplinaire spécialisée, composée notamment de chirurgiens (6–9). Il est en effet admis qu’un geste chirurgical d’exérèse adéquat impacte positivement la survie globale des patients (9–18). L’obtention de marges extra-lésionnelles R0 devient une priorité devant cet enjeu vital et fonctionnel (12,19–24).
Historiquement, les ostéotomies d’exérèse tumorale étaient réalisées à main levée. Avec les avancées technologiques récentes sont apparus de nouveaux outils, tels que les guides de coupe sur mesure (GDCSM) ou la navigation peropératoire (25–28). En reproduisant précisément une planification préétablie, ils sont devenus des aides cruciales faisant évoluer les pratiques vers des résections minimales sécurisées et fiabilisées (25,29,30). La littérature confirme leurs meilleurs résultats sur la qualité des marges de résection, et sur les risques de récidive locale, diminuant jusqu’à trois fois le risque de rechute selon Evrard et al. en 2019, qui comparaient une série historique d’exérèse à main levée à une série récente de résections avec GDCSM (24,31–35). Cependant, l’impact direct sur la survie globale n’est pas clairement établi à ce jour dans la littérature, les progrès thérapeutiques oncologiques biaisant les comparaisons de séries d’âge différents. Il semblerait également que les saignements peri-opératoires soient moindres avec ces technologies, en lien avec une plus grande facilité d’extraction tumorale (36,37). De plus, les GDCSM semblent être la technique la plus fiable pour respecter la planification préopératoire, conservant ainsi un maximum de stock osseux et facilitant l’implantation prothétique (32–35,38–44).

L’utilisation de GDSCM au niveau du bassin est particulièrement justifiée, de par la profondeur, les rapports anatomiques nombreux et vitaux, ainsi que la représentation spatiale difficile de cette région (45,46). La principale difficulté de leur usage réside dans leur bon positionnement, qui peut parfois être délicat (47). Il s’agit en effet du défi majeur de cette aide technique (39), et il est ainsi probable que le design des GDCSM influence leur positionnement et leur efficacité ; cependant, ce point précis reste à ce jour inexploré dans la littérature.

Problématique

L’analyse bibliographique des GDCSM en chirurgie oncologique osseuse identifie de nombreux designs et architectures (Annexe 1) (31,35,37–39,48,48–53). Il ne semble pas y avoir de consensus sur le design optimal de ces dispositifs médicaux. On retrouve ainsi une forte hétérogénéité des modèles sur leur structure, leur encombrement, leur méthode de fixation, mais aussi sur la hauteur, ainsi que sur le guidage de la lame de scie. Ainsi, même si les données techniques sont rarement décrites de façon complète par les auteurs, nous avons identifié deux grandes variantes principales. Entre 2005 et 2015, les premiers GDCSM, étaient de type « bloc », et présentaient un format massif avec une zone de contact maximale aux reliefs osseux, sur toute la longueur du ou des plans (35,49,51). Intuitivement, ces modèles semblent présenter une forte stabilité, en lien avec un appui osseux important, au prix d’un décollement des parties molles plus extensif. Plus récemment, sont apparus de nouveaux designs plus fins de type « patch », utilisant moins de matière, avec des élargissements stratégiques au niveau de reliefs osseux d’intérêt, favorisant leur bon positionnement (31,38,54) (Figure 1). Ceux-ci nécessitent une exposition moindre et pourraient se positionner plus aisément, mais on peut s’interroger sur la stabilité lors de la coupe ou même sur la précision de ces dispositifs. Il n’existe aujourd’hui aucune étude évaluant l’impact du design d’un GDCSM en chirurgie oncologique osseuse sur des critères de qualité de marges et d’ergonomie peropératoire.

Table des matières

Résumé
1. Introduction
1.1 Contexte
1.2 Problématique
1.3 Hypothèse et objectifs de l’étude
2. Matériel et méthode
2.1 Modélisation tumorale et Production des guides
2.1.1 Identification des sujets anatomiques
2.1.2 Segmentation de l’imagerie et Modélisation tumorale
2.1.3 Conception des guides de coupe sur mesure
2.1.3.1 Caractéristiques techniques et représentations graphiques
2.1.3.2 Marges
2.1.3.3 Plans de coupe et broches
2.2 Préparation des sujets anatomiques
2.3. Objectifs
2.4. Méthode d’Évaluation
2.4.1 Évaluation des guides sur sujet anatomique
2.4.1.1 Opérateurs
2.4.1.2 Conditions techniques
2.4.1.3 Résection
2.4.2 Analyse tridimensionnelle des pièces de résection
2.4.2.1 Préparation des pièces
2.4.2.2 Acquisition scanographique
2.4.3 Évaluation des marges
2.4.3.1 Segmentation et recalage
2.4.3.2 Données métriques d’évaluation des marges
2.4.3.3 L’évaluation des déviations angulaires (DA)
2.4.4. Évaluation peropératoire de l’ergonomie et de la durée d’utilisation
2.4.4.1 Score d’ergonomie
2.4.4.2Mesure de la durée opératoire
2.4.5 Évaluation de la durée et du coût de production
2.5. Statistiques
2.6 Éthique et Financement
3.Résultats
3.1 Population étudiée
3.2 Production des guides de coupe sur mesure
3.3 Évaluation des marges
3.3.1 Analyse des critères métriques de marges
3.3.1.1 Analyse de l’écart à la marge planifiée (EMP)
3.3.1.2 Analyse des marges minimales
3.3.1.3 Analyse de l’écart maximal à la marge planifiée (EMaxMP)
3.3.2 Analyse des déviations angulaires (DA)
3.3.2.1 Analyse de la DA de Tangage
3.3.2.2 Analyse de la DA de Lacet
3.3.3 Analyse en fonction de la localisation
3.4 Évaluation de l’ergonomie et de la durée opératoire
3.4.1 Analyse de l’ergonomie
3.4.2 Ergonomie en fonction de la zone tumorale
3.4.3 Analyse de la durée opératoire
4. Discussion
4.1 Choix méthodologiques
4.1.1 Design
4.1.2 Modélisation tumorale et zones de résection
4.1.3 L’ergonomie
4.2 A propos des résultats sur les critères d’études des marges
4.2.1 Écart par rapport à la marge planifiée (EMP), écart maximal à la marge planifiée (EMaxMP)
minimales
4.2.2 Les déviations angulaires de tangage (DA de Tangage) et de lacet (DA de Lacet)
4.2.3 Interprétation globale et hypothèses sur nos résultats
4.3 A propos de l’ergonomie et de la durée opératoire
4.4 Autres résultats
4.4.1 Production des guides
4.4.2 Usure des guides
4.5 Limites, biais et forces
4.5.1 Limites et biais
4.5.2 Forces
4.6 Perspectives
5. Conclusion
6. Annexe
Annexe 1 : Revue de la littérature
Annexe 2: Digital chain for pelvic tumor resection with 3D printed surgical cutting guides, Biscaccianti
Annexe 3 : Classification de Enneking (57)
Annexe 4 : Définition des marges selon le GROUPOS (21).
Annexe 5 : Illustration des voies d’abord chirurgicale.
Annexe 6 : Classification de Tang et Giddins
Annexe 7 : Photographie pièces préparées
Annexe 8 : Score d’ergonomie
Annexe 9 : Tableau pour les données d’analyse des marges en fonction des zones
Annexe 10 : Tableau pour les données du score d’ergonomie et de durée opératoire en fonction des zones
Références