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1 Comment améliorer les résultats des hémiarthroplasties pour fracture de l humérus proximal Travail anatomique et étude clinique prospective multicentrique Optimization of tuberosity fixation using looped thread osteosuture Anatomical work and prospective multicentre clinical study T. Lascar, S. Rochet, A. Adam, N. Gasse, J.Y. Hery, Y. Bellumore, J. Podlagen, M. Lahmeri, N. Debit, G. Polveche, L. Obert Introduction Les résultats fonctionnels de l hémiarthroplastie dans les fractures 4 part déplacées (céphalotubérositaires complexes) sont corrélés au positionnement en hauteur de l implant et à la consolidation anatomique des tubérosités. Mais cette fixation de structure ostéo-tendineuse pour ce type de fracture demeure un challenge thérapeutique et se heurte à des limites. La fixation des tubérosités repose en effet sur une ostéosuture et des repères difficiles à retrouver en peropératoire et donc mal contrôlés par l opérateur. L évolution du dessin des prothèses d épaule pour fracture est un signe indirect que le bon implant est encore à inventer afin de pouvoir extrapoler à l échelle du patient une reconstruction anatomique de l humérus proximal. Nous rapportons une évaluation de la fixation tubérositaire par fil boucle et métaphyse prothétique modulaire. Faut-il vraiment reconstruire les tubérosités? En cas de fracture céphalo-tubérositaire de l humérus proximal, la reconstruction pérenne de l anatomie permet de limiter les séquelles fonctionnelles. Dans ces fractures la prothèse n est (théoriquement) pas une alternative à l ostéosynthèse ; en effet, dans les fractures CT2, CT3 et CT4 de la classification de Duparc, le choix entre ostéosynthèse et prothèse va dépendre essentiellement de la possibilité de conserver la tête humérale (tête intacte, tête luxée, os suffisamment dense), et l âge du patient (à fracture égale, après 60 ans la prothèse fracture se discutera, après 70 ans la prothèse inversée se discutera). Mais quelle que soit l option choisie, un point commun existe : la fixation des tubé- Introduction Functional results in hemiarthroplasty in 4 part displaced fractures (complex cephalotuberosity) correlate with the height position of the implant and the anatomical consolidation of the tuberosities. But this osteo-tendon structural fixation technique for this type of fracture remains a therapeutic challenge and faces many obstacles. Tuberosity fixation is in effect based on an osteosuture and markers which are difficult to locate per operatively, and are therefore not easily monitored by the surgeon. The evolution of the design of shoulder prostheses for fracture cases is an indirect sign that the best implant is yet to be invented so as to be able to provide at the patient s level an anatomical reconstruction of the proximal humerus. We are reporting on an evaluation of tuberosity fixation using looped thread and modular metaphyseal prosthesis. Should tuberosities really be reconstructed? In cases of cephalo tuberosity fracture of the proximal humerus, permanent reconstruction of the anatomy allows for functional outcomes to be limited. In these fractures the prosthesis is not (in theory) an alternative to osteosynthesis; in fact in CT2, CT3 and CT4 fractures according to Duparc classification, the choice between osteosynthesis and prosthesis essentially depends on the extent to which the humeral head can be conserved (intact head, dislocated head, sufficiently dense bone), and the age of the patient (with the same fracture, over the age of 60 a fracture prosthesis can be discussed, but over the age of 70 an inverse prosthesis would be discussed). However, whichever op- 21

2 Prothèses d épaule, quoi de nouveau en traumatologie?/shoulder prosthesis, what s new in trauma? rosités. En cas d ostéosynthèse l existence de repères, grâce à la présence de la tête, et de stock osseux, toujours grâce à la tête humérale permettent d obtenir des taux de consolidation des tubérosités très élevés. Dans ces situations conservatrices, le risque de nécrose est plus élevé que le celui de pseudarthroses des tubérosités qui n est pas LE problème comme en cas de mise en place de prothèse. En effet, en cas de choix de mise en place de prothèse humérale simple type fracture, ou même en cas de mise en place de prothèse inversée, la fixation des tubérosités reste un challenge technique mais une nécessité fonctionnelle. Les bons repères pour reconstruire les tubérosités En cas d absence de tête humérale, la position idéale, anatomique, des tubérosités est moins facile à retrouver. Ainsi l analyse par scanner préopératoire est indispensable pour toutes les fractures céphalo-tubérositaires mais la présence de l amplificateur de brillance dans le champ opératoire est cruciale. L abord delto pectoral permet une vision plus globale de notre point de vue pour apprécier la meilleure position de fixation. L abord par-dessus donne une sensation de symétrie mais il est moins pertinent pour positionner le trochin, alors que par-devant le positionnement du trochiter est toujours possible même s il n est pas toujours aisé. Le jeune opérateur met quelque temps à comprendre qu il faudra en fin d intervention voir disparaître la tête prothétique recouverte des 2 tubérosités, ramenées de part et d autre de la ligne fracturaire. Mais tout se fait autour de la tige prothétique humérale Si la position de la tige humérale est bonne alors les tubérosités seront elles aussi à bonne hauteur. La hauteur des tubérosités dépendra donc directement de la hauteur de la tige. La position optimale des tubérosités est à chercher dans les 3 plans de l espace mais leur volume respectif, variable d une fracture à l autre, rendra difficile une technique reproductible par tous, dans toutes les situations. La distance entre le pôle supérieur de la prothèse et le bord supérieur du trochiter doit être égal à 5 mm mais il est difficile en peropératoire de vérifier cette valeur dans la mesure où les tubérosités se plaquent après la fixation de la tige. Il existe un certain nombre de travaux corrélant les résultats de la consolidation des tubérosités et la hauteur de la tige. Dans la série de la Sofcot, sur 175 fractures il existait 64 % d erreur de positionnement. Dans une série de 66 patients, Boileau retrouvait 50 % de malposition des tubérosités et montrait qu il existait une corrélation entre excès de longueur de l implant et malposition des tubérosités [1]. Plus récemment, sur une analyse rétrospective multicentrique de 102 patients, Reuther retrouvait 66 % de pseudarthrose des tubérosités, les femmes présentant 11 fois plus de risque de ne pas consolider [2]. Kralinger retrouvait sur une série de 167 fractures traitées par 5 types tion was chosen, they both have something in common: tuberosity fixation. For osteosynthesis, the existence of markers, due to the presence of the head, and bony stock, also due to the humeral head, allow for very high rates of tuberosity consolidation to be obtained. In a conservation sitiuation the risk of necrosis is higher than that of pseudarthrosis of the tuberosities which is not THE problem as with prosthesis placement. In fact, in cases with the choice of placing a simple fracture-type humeral prosthesis or even in cases of inverse prosthesis, tuberosity fixation remains a technical challenge, while being a functional necessity. The best markers for reconstructing tuberosities In cases where the humeral head is missing, the ideal anatomical position for tuberosities is harder to find. Therefore, preoperative scanning analysis is essential for all cephalic tuberosity fractures, and the use of an image intensifier during the operation is crucial. We feel the delto pectoral approach offers a more overall view to see the best fixation position. The from above approach gives a feeling of symmetry, but it is less important for placement of the trochin, whilst in front the positioning of the trochiter is possible even if it is difficult. In time, the young surgeon will eventually learn that the prosthetic head should disappear at the end of the procedure, covered by the 2 tuberosities, separated either side by the fracture line. Everything is placed around the prosthetic humeral head If the position of the humeral stem is correct, the tuberosities will also be at the correct height. The tuberosity height therefore depends directly on the height of the stem. The optimum tuberosity position should be looked at in 3 planes in space, but their respective size, which is variable from one fracture to another, makes it difficult to establish a reproducible technique which would fit every patient and in every situation. The distance between the upper centre of the prosthesis and the upper edge of the trochiter must be equal to 5mm but it is difficult during surgery to check this value in so far as the tuberosities align after the stem is fixed. A number of studies exist which correlate results for tuberosity consolidation and the height of the stem. In the sofcot series, carried out over 175 fractures, there was an error rate of 64% in positioning. In a series of 66 patients, Boileau found a rate of 50% for malposition of tuberosities and showed that there was a correlation between an excess of length in the implant and tuberosity malpositioning [1]. More recently, in a retrospective multi-centre analysis of 102 patients, Reuther found 66% with tuberosity pseudarthrosis, with women presenting with an 11 times higher risk of non-consolidation [2]. Kralinger noted in a group of 167 fractures treated with 5 types of prosthesis, a rate of between 6 and 56% for tuberosity pseudarthrosis 22

3 Comment améliorer les résultats des hémiarthroplasties pour fracture de l humérus proximalhémiarthroplasties pour fracture de l humérus proximal/ Optimization of tuberosity fixation using looped thread osteosuture de prothèses entre 6 et 56 % de pseudarthrose des tubérosités [3]. En plus de ces pseudarthroses, il existait un cal vicieux des tubérosités (consolidation avec un défaut de hauteur de plus de 5 mm) dans 8 à 30 % des cas. Dans 4 types de prothèses, il existait moins de la moitié des cas où les tubérosités consolidaient avec moins de 5 mm de déplacement [3]. Ainsi la fixation des tubérosités est d abord liée au réglage en hauteur de l implant ; ensuite cette fixation va dépendre du type d implant, de son encombrement métaphysaire et de sa forme. La gouttière bicipitale et le long biceps restent les repères de symétrie séparant les 2 tubérosités. Cependant, il peut s agir de faux amis si le trochin contient une partie de la gouttière dont l anatomie n est pas constante d un individu à l autre. Ainsi le premier temps consiste à repérer, isoler et équiper de fils chaque tubérosité. Les repères de la fracture, les anfractuosités des berges osseuses, sont parfois de bons repères mais sont inconstamment utilisables. Le deuxième temps consiste à choisir la taille de l implant huméral et de le positionner. Le réglage en hauteur bénéficie de travaux récents à partir du grand pectoral qui ont montré que le bord supérieur du grand pectoral se situe à 5,5 cm (± 0,5 cm) du sommet de la tête humérale, repère facile à retrouver en peropératoire [4, 5]. Il ne faut donc pas le sectionner trop rapidement et ce repère est difficilement accessible par voie supéro-externe. L intérêt d un implant comme l Humelock (qui se verrouille) permet de fixer à la hauteur optimale la tige prothétique grâce à un outil spécifique. Du fait de l absence de ciment la correction peropératoire permet réellement d ajuster, autant que nécessaire, la tige aux repères de hauteur contrôlés de visu et par amplificateur de brillance. Les bons outils pour reconstruire les tubérosités Cette fracture est la seule à être fixée par ostéosuture. Idéalement un fil boucle pourra avantageusement remplacer les fils simples. L intérêt de la boucle est double S agissant d une chirurgie tendineuse, la quantité de fil est connue pour être un élément de résistance, mais le fil boucle, connu en chirurgie des fléchisseurs, permet de réaliser une multitude de nœuds coulants, simples reproductibles et efficaces, pour un amarrage fiable des tubérosités. Trois systèmes de 2 fils boucles nous semblent importants (fig. 1) : L un pour amarrer et tracter les tubérosités, l autre pour les plaquer à l implant, le dernier groupe de 2 fils pour un système de haubanage vertical. Par ailleurs, le dessin de la tige au niveau métaphysaire risque de minimiser la stabilité primaire, les tubérosités pouvant glisser en capotant avec la tension de suture. L idée est donc d avoir une métaphyse empêchant une trop grande médialisation des tubérosités tout en pouvant recevoir des greffons (fig. 2). La [3]. In addition to these pseudarthroses, there was also a malunion in tuberosities (consolidation with a height discrepancy greater than 5mm) in between 8 and 30% of cases. With 4 types of prostheses, there were less than half of the cases where the tuberosities consolidated with less than 5mm displacement [3]. Therefore tuberosity fixation is primarily linked to the height adjustment of the implant; additionally, this fixation will depend on the type of implant, the metaphyseal load and its shape. The bicipital groove and the long biceps are the symmetrical markers which separate the 2 tuberosities. However, these can be misleading if the trochin contains part of the groove, where the anatomy is not consistent from one individual to another. Therefore the initial stages consist of identifying, isolating and adding threads to each tuberosity. The fracture» markers, or anfractuosities of the bony edges are often good markers but are inconsistent in terms of usability. The second stage consists of choosing the size of the humeral implant and in positioning it. Height adjustment benefits from recent studies on the pectoralis major which have shown that the upper edge of the pectoralis m. is situated 5.5cm (± 0.5cm) from the top of the humeral head, an easy marker to find during surgery [4, 5]. It should not be sectioned too quickly as this marker is difficult to reach from the supero-external route. The benefit of an implant such as the Humelock (which locks) is that it allows the prosthetic stem to be fixed at the optimal height using a specific tool. Because of the absence of cement, per-operative correction allows real adjustment, as much as necessary, to the stem, while monitoring the height markers visually and with the image intensifier. The best markers for reconstructing tuberosities This fracture is the only one that can be fixed with osteosutures. Ideally a looped thread can advantageously replace single threads. The benefit of the loop is double With this being tendon surgery, the quantity of suture is known to be an element of resistance, but a looped thread, known for flexor surgery, allows us to make a series of running knots, which are simple, reproducible and effective, for reliable anchoring of the tuberosities. Three systems of 2 looped threads seem valuable to us (fig. 1): The first to anchor and draw the tuberosities the next to press them to the implant, and the final group of two threads to create a vertical tie-down system. Moreover, the design of the stem at the metaphyseal level risks reducing the primary stability, and the tuberosities may slide «turning over with the tension of the suture. The idea is, therefore, to have a metaphysis which prevents too much medialisation of the tuberosities whilst also being able to 23

4 Prothèses d épaule, quoi de nouveau en traumatologie?/shoulder prosthesis, what s new in trauma? présence d un aileron sagittal pourra inciter le chirurgien à positionner une tubérosité de part et d autre, mais la synthèse uniquement à l aileron ne suffit pas et cet aileron peut représenter une véritable barrière anti consolidation inter-tubérositaire. receive grafts (fig. 2). The presence of a sagittal aileron may lead the surgeon to position a tuberosity on either side, but synthesis to the aileron alone is not sufficient and this aileron may represent an actual barrier to consolidation between the tuberosities. Fig. 1 : Le système de fils boucles de gauche à droite : L un pour amarrer et tracter les tubérosités (en jaune), l autre pour les plaquer à l implant en passant dans un trou prévu à cet effet (en bleu), le dernier groupe de 2 fils boucles pour un système de haubanage vertical (en vert). Looped thread system from left to right: The first to anchor and draw the tuberosities (in yellow), the next to press them to the implant passing through a hole designed for this (in blue), and the final group of two looped threads to create a vertical tie-down system (in green). Fig. 2 : De gauche à droite : l implant est mis en place ainsi que la cage (Offset Modular System OMS ), un greffon monobloc arciforme, taillé dans la tête humérale, va venir occuper la cage qui est suffisamment souple pour être modelée et suffisamment rigide pour empêcher la médialisation des tubérosités. Fig. 2: From left to right: the implant is positioned as well as the cage (Offset Modular System OMS ), an arched monobloc graft, sized to fit the humeral head, will be set inside the cage which is sufficiently soft to be moulded, and sufficiently rigid to prevent medialisation of the tuberosities. 24

5 Comment améliorer les résultats des hémiarthroplasties pour fracture de l humérus proximalhémiarthroplasties pour fracture de l humérus proximal/ Optimization of tuberosity fixation using looped thread osteosuture La série (fig. 3-6) Une étude anatomique sur 14 cadavres et une étude clinique prospective multicentrique de 37 cas ont été réalisées. La fixation tubérositaire était réalisée au fil boucle (Sm a r t- l o o p, nœud coulant autobloquant tête d alouette ) sur une métaphyse prothétique creuse et modulaire pouvant recevoir des greffons (OMS ). L évaluation a été réalisée grâce à la mesure des amplitudes articulaires, au calcul du score de Constant et du Quick dash. La consolidation des tubérosités était appréciée à 6 mois (radio ± scanner) et corrélée à la fonction. L immobilisation postopératoire était de 1 mois coude au corps. La technique de suture des tubérosités par des fils boucles était jugée reproductible transmissible et efficace par tous les opérateurs (Etude anatomique, utilisation de 5 fils boucles par épaule). 23/37 patients, dont 3 hommes, d âge moyen 64,6 ans (49-85) opérés par 10 opérateurs ont été retenus car évalués à 6 mois et au recul moyen de 18 mois. 10 CT4, et 6 CT2 constituent la cohorte avec une utilisation 20/23 fois de cages OMS, et constamment d autogreffe et de fils boucles. A 6 mois comme au plus grand recul l abduction atteignait 94,7 (45-130), L élévation antérieure 102 (45-145), la RE1 29 (0-45). Le Quick DASH atteignait 32,4 (15-55) et le Constant pondéré à l âge 76 (64-94). L utilisation de l OMS avec autogreffe et de Sm a r t l o o p permettaient d obtenir une consolidation des tubérosités en bonne position de façon constante. The series (fig. 3-6) An anatomical study of 14 cadavers and a prospective multicentre clinical study of 37 cases were carried out. Tuberosity fixation was done with a looped thread (Sm a r t l o o p, selfblocking running lark s head knot) on a modular hollow prosthetic metaphysis which can accept grafts (OMS ). The evaluation was done with the measurement of articular range, to calculate the Constant and Quick dash scores. Tuberosity consolidation was re-examined after 6 months (xray ± scan) and correlated to the functionality. Post-operative immobilisation was for 1 month, with the elbow against the body. The tuberosity suturing technique with looped threads was deemed to be reproducible, able to be taught and effective by all surgeons (Anatomical study, use of 5 looped threads per shoulder). 23/37 patients, of which 3 were men, with an average age of 64.6 years (49-85) operated on by 10 surgeons were held back as evaluated at 6 months and with an average review at 18 months. The cohort consists of 10 CT4, and 6 CT2 with a usage 20/23 times of OMS cages, and in all cases autograft and looped threads. At 6 months as with the main review, abduction reached 94.7 (45-130), anterior elevation 102 (45-145), and RE1 29 (0-45). The Quick DASH reached 32.4 (15-55) and the Constant weighted for age 76 (64-94). The use of OMS with autograft and Sm a r t l o o p allowed the study to obtain tuberosity consolidation consistently in a good position. Fig. 3 : 3 Exemples de consolidation tubérositaire à 6 mois obtenue avec l association fils boucles greffon et OMS. Sur la dernière photo et en l absence de cage OMS le trochiter paraît plus transparent Fig. 3: 3 Examples of tuberosity consolidation after 6 months obtained with the combination of looped thread grafts and OMS. In the last photo and in the absence of the OMS cage, the trochiter appears more transparent 25

6 Prothèses d épaule, quoi de nouveau en traumatologie?/shoulder prosthesis, what s new in trauma? Fig. 4, 5 et 6 : Reconstruction 3D d une fracture CT4 chez une patiente de 64 ans, aspect de la consolidation des tubérosités à 6 mois, et résultat fonctionnel à 6 mois. Fig. 4,5 and 6: 3D reconstruction of a CT4 fracture in a female patient of 64 years, view of consolidation of tuberosities after 6 months and functional results at 6 months. 26

7 Comment améliorer les résultats des hémiarthroplasties pour fracture de l humérus proximalhémiarthroplasties pour fracture de l humérus proximal/ Optimization of tuberosity fixation using looped thread osteosuture Conclusion Les séries publiées rapportent 40 à 66 % de malposition ou de pseudarthrose des tubérosités. Dans ces fractures complexes de l humérus proximal, la fixation pérenne en position anatomique des tubérosités dépend de l utilisation d un implant spécifique (autogreffe osseuse implantable), et de son réglage optimal en hauteur [6]. Ces 2 points clé, repère en hauteur et fixation des tubérosités est aussi valable en cas de mise en place de prothèse inversée [7]. Le point technique demeure l ostéosuture et le fil boucle permet de respecter les règles biomécaniques des fixations tendineuses : nœud résistant, quantité de fils et éloignement du point d appui. Il est nécessaire de poursuivre la réflexion autour d une fixation optimale et de définir les meilleurs outils pédagogiques pour transmettre cette technique exigeante. Conclusion The published series report 40 to 66% of malposition or pseudarthrosis of tuberosities. In these complex proximal humerus fractures, permanent fixation of tuberosities in the anatomical position depends on the use of a specific implant (implantable bony autograft) and optimal height adjustment [6]. These 2 key points, height markers and tuberosity fixation are also valid for cases of inverse prosthesis positioning [7]. The technical detail remains osteosuture and the looped thread helps to respect the biomechanical rules of tendon fixation: resistant knot, quantity of thread and distance from support point. It is necessary to pursue further study around an optimum fixation and to define the best educational tools to teach this detailed technique. Références/References [1] Boileau P, Krishnan SG, Tinsi L, Walch G, Coste JS, Molé D. Tuberosity malposition and migration: reasons for poor outcomes after hemiarthroplasty for displaced fractures of the proximal humerus. J Shoulder Elbow Surg. 2002; 11: [2] Reuther F, Mühlhäusler B, Wahl D, Nijs S. Functional outcome of shoulder hemiarthroplasty for fractures: A multicentre analysis. Injury [3] Kralinger F, Schwaiger R, Wambacher M, Farrell E, Menth-Chiari W, Lajtai G, Hübner C, Resch H. Outcome after primary hemiarthroplasty for fracture of the head of the humerus. A retrospective multicentre study of 167 patients. J Bone Joint Surg Br. 2004; 86: [4] Murachovsky J, Ikemoto RY, Nascimento LG, Fujiki EN, Milani C, Warner JJ. Pectoralis major tendon reference (PMT): a new method for accurate restoration of humeral length with hemiarthroplasty for fracture. J Shoulder Elbow Surg ;15: [5] Torrens C, Corrales M, Melendo E, Solano A, Rodríguez-Baeza A, Cáceres E. The pectoralis major tendon as a reference for restoring humeral length and retroversion with hemiarthroplasty for fracture. J Shoulder Elbow Surg ;17: [6] Lascar T, Vidil A, Rochet S, Hery JY, Daudet JM, Heraud D, Martin JJ, Obert L. Results of a series of modular locked-stem humeral prostheses in proximal humeral fractures. Anatomical and preliminary clinical multicenter study. SECEC Lyon [7] Gallinet D, Adam A, Gasse N, Rochet S, Obert L. Improvement in shoulder rotation in complex shoulder fractures treated by reverse shoulder arthroplasty. J Shoulder Elbow Surg sous presse. 27