Brevet FR2441382A1 — publié le 19800613

A) La présente invention concerne les appareils orthopédiques utilisés pour le genou instable par suite de lésions ligamentaires que la chirurgie ou la rééducation nta pas améliorées suffisamment. B) Il n1 existe pas d'appareil français de ce genre assurant à la fois une contention suffisante du genou instable, victime de lésions ligamentaires en permettant les mouvements physiologiques du genou :flexion-extension et rotation automatique associée et possédant également un confort et une légèreté suffisante pour être utilisée dans les activités sportives. C) Toute personne victime de telles lésions ligamentaires sait combien la stabilité du genou est primordiale pour sa fonction. Dans ce domaine, la chirurgie de réfection ligamentaire ou de transposition musculo tendineuse laisse encore beaucoup d'échecs et même lorsqu'elle arrive à limiter les mouvements anormaux, cela reste insuffisant surtout dans la vie sportive. Cet appareil orthopédique vise donc à assurer une stabilité suffisante du genou instable sans gêner ses mouvements normaux. D) Le principe de cette invention est de jouer dans toutes les positions de la jambe, le rôle des ligaments croisés et latéraux déficients . Le rôle de ces ligaments étant surtout d'assurer la stabilité latérale et rotatoire du genou ainsi que la stabilité dans le plan antéro postérieur en ce qui concerne les ligaments croisés. La stabilité latérale et rotatoire est primordiale. C'est à ce niveau que l'orthese joue son rôle majeur. L'orthese se compose donc d'un système de contention fixé sur la cuisse et la jambe et d'un systeme d'articulation en regard des deux faces latérales du genou. E) a) Le système d'articulation se compose d'une articulation à chape A dont la fabrication doit répondre à deux conditions essentielles - rigidité : en effet, le moindre jeu entrainerait une certaine inefficacité de l'orthose ; - légèreté et faible encombrement pour une meilleure tolérence de l'orthese. Une butée peut venir limiter lthyper-extension. La pièce centrale de l'articulation est soudée à un tube TI de 12 cm de long environ et de 5 mm de diamètre qui coulisse dans un tube avalisé T2 de 10 cm de long environ, de 10 à 15 mm de grand diamètre intérieur et de 5,5 mm de petit diamètre intérieur. Le tube monté sur la face externe ayant un grand diamètre intérieur, plus grand que celui du tube monté sur la face interne (Les dimensions sont données ici dans un but indicatif ; elles devront être précisées par une étude approfondie lors des essais sur les patients). Ainsi, le premier tube ne peut avoir que des mouvements de rotation axiale et des mouvements de latéralité de faible amplitude dans l'axe du grand diamètre du deuxième tube. Les frottements de l'articulation à chape sont diminués par l'utilisation de matériaux à faible coefficient de friction ou par l'utilisation de rondelles en nylon N entre les surfaces en mouve- ments (PLI-7 fig 1). Des études récentes de goniométrie des mouvements du genou en montre la complexité et surtout une certaine différence entre les morphotypes. Il faut donc un système d'articulation qui puisse s'adapter à la cinématique normale chez la plupart des sujets. Prenons comme point de repère un point a situé sur le condyle interne et un point b sur la face antéro-interne de la tubérosité tibiale (PLI-7 Fig 2). Supposons a fixe et étudions le trajet de b par rapport à a au cours de la flexion du genou. (Les mesures données ici sont indicatives d'un genou normal. Elles varient selon que le genou est en charge ou non et selon les prédominances musculaires (voir Total Motion Knee Coniometry de M.A. Townsend, J. Biomechanics Vol 10 b subit 1) une rotation R autour de l'axe de flexion-extension du genou a (-3 à 1500), 2) une rotation interne Rb (de 100 environ) autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal du tibia et passant par l'épine tibiale interne (centre de la rotation automatique). 3) une translation T dans le plan antéro-postérieur correspondant a à l'avancée du plateau tibial sous les condyles lors de la flexion. Cette translation est de plusieurs mn. 4) une translation Tb selon la ligne ab correspondant à l'inégalité des rayons de courbures des surfaces articulaires en contact lors du mouvement. Cette translation peut atteindre 20 mm. 5) un petit déplacement en varus V (4 maximum) au cours de la flexion. - Explication des différents composants de l'articulation : PLI-7 fig I 1) Reproduction de la Rotation R par l'articulation à chape A a 2) La Rotation Rbest minime, négligeable sur la face interne du genou plus importante sur la face externe x (puisque le centre de rotation se trouve plus prés de la face interne qu'externe). Dans les deux cas, la portion de courbe que décrit la zone cutanée externe ou interne de la jambe peut être assimilée à sa corde. On peut donc sans grande erreur assimiler cette portion de courbe à une translation selon la tangente au plan cutané des faces latérales de la jambe. (mouvement dans le tube ovalisé).Par contre, le tube ovalisé T2, solidaire de la jambe subit la rotation Rb sans entrainer la rotation des pièces solidaires de la cuisse c'est à dire articulation à chape A et tube T1 d'où la nécessité que la pièce T1 soit un tube (qui puisse avoir la rotation axiale 92) et non une plaque. 3E le grand axe du tube T2 sera donc plus grand sur la face extérieure que sur l'intérieur. 3) La translation Ta est reproduite par la translation 4) La translation T b est reproduite par la translation t2 que fait T1 dans T2. La combinaison detl ett2 peut être rendue par l'orientation dans 2 du tube T2 dans le plan des mouvements t 1 et 5) Le déplacement en varus ne se fait que pendant la flexion, il est minime. Il n'est pas obligatoire comme la rotation automatique du genou. Or, l'orthèse est conçue pour limiter les mouvements de latéralité. Il serait difficile de concevoir celle-ci de façon à interdire le moindre valgus ou varus en début de flexion et de le permettre à la fin du mouvement sans nuire à sa simplicité. On peut donc, considérant ces deux problèmes, négliger la reproduction du varus physiologique pendant la flexion. - Les mouvements que corrige ltorthèse Ouelle que soit la position du genou, l'articulation à chape A est fixe sur la cuisse et son axe de rotation ne permet pas de mouvement de latéralité. Le faible jeu entre le petit diamètre intérieur de T2 et le diamètre de T1 empêche tout mouvement de latéralité. Les dimensions du grand axe du tube T2 sont calculées pour restreindre la translation T1 dans les limites de la cinétique normale du genou. Par ailleurs, le collier à ailettes C limite la rotation axiale de T1 par rapport à T2 (par l'intermédiaire de son support). Des mouvements exagérés de tiroir antérieur T ou postérieur sont également a limités par les dimensions du tube ovalisé. Un système de butée peut etre placé sur A pour limiter une hyperextension pathologique. Les pièces de l'articulation peuvent etre faites en acier inox, en AU4C, titane ou autres matériaux (nylon, kewlar, polyplpylène etc..) en essayant de concilier prix de fabrication, légèreté et rigidité. Les fibres de carbone pourraient etre une solution d'avenir quand on aura maitrisé la technologie et surtout abaissé son prix de revient. Les courbures des montants des pièces sont faites selon des moulages pour épouser au maximum le relief des faces latérales du genou de chaque patient. b) Le système de fixation sur le membre inférieur se compose d'une pièce de cuisse P et d'une pièce de jambe P. en polyéthylènel polyester ou autre c 1 matériau que l'on peut facilement mouler. PL il à PL VII. La pièce de cuisse est formée de deux montants latéraux et d'une embrasse antérieure. Cette pièce est plus large au niveau des condyles et bien matelassée. Le montant interne suit la dépression située entre le vaste interne et le couturier. Cette pièce est maintenue sur la cuisse par des velcro et sangles élastiques: S. La pièce de jambe se compose d'un montant appliqué sur la face antérointerne de la jambe élargi à sa partie supérieure et à sa partie inférieure pour envelopper presque entièrement la tete du tibia et péroné et les deux malléoles. La face interne et la voute plantaire sont également intéressées PL VII. La pièce de jambe est fixée par des bandes de velcro associées à des bandes élastiques : S à sa partie supérieure en dessous du creux poplité ; à sa partie inférieure, en arrière de la cheville. Une bande passe sous la voute plantaire, la partie médiane du pied et rejoint la malléole externe. Ce système de contention est largement matelassé (M) aux points d'appui (surtout osseux). Des trous d'aération sont également souhaitables. Le problème de ces orthèses de jambes est d'empecher leur descente au cours des mouvements. Les solutions apportées ici sont les suivantes La pièce de jambe supporte la pièce de cuisse. Il faut donc que celle-ci ne bouge pas. La pièce de jambe s'appuie donc sur les deux malléoles. Cette fixation est renforcée par la languette de voute plantaire PL VII et les lanières de fixation du pied. L'appui s'effectue en haut sur le relief du muscle triceps sural, jambier antérieur et tete du péroné (qui doit être bien matelassé, le SPE ne doit pas être comprime). La languette doit être suffisamment souple pour ne pas géner les mouvements d'inversion-éversion du pied. La pièce de cuisse est reliée à la pièce de jambe par l'articulation. Or cette articulation comporte une mobilité de haut en bas. Il faut donc un tube en caoutchouc élastique Te qui s appuie sur le collier CO du tube e o ovalisé pour repousser vers le haut la base du tube antérieur. L'elasticite du tube en caoutchouc doit juste compenser l'effet de la pesanteur sur la pièce de cuisse et ne pas empécher les mouvements physiologiques de l'articulation PL Il. F) L'orthèse doit répondre au besoin réel des handicapés. Les efforts de sa construction doivent donc porter surtout sur la légèreté, le confort et le faible encombrement. Il faut donc utiliser les matériaux les mieux adaptés, un moulage à chaque fois qu'il est nécessaire et réduire la surface des montants de jambe et de cuisse qinsi que ses embrasses sur leur partie antérieure au strict minimum sans nuire à leur rigidité. PL IV fig 2. Si ces questions sont remplies, ltorthèse pourrait être utilisée dans tous les cas de laxité chronique du genou consécutive à des ruptures accidentelles des ligaments du genou (entorse ou luxation), lyse infectueuse, dégénératrice ou iatrogène de ces ligaments que la chirurgie ne peut réparer suffisamment. Elle pourrait être utile également pour des instabilités causées par lésions méniscales ou osseuses. Par ailleurs, cette orthèse pourrait avoir un rôle de rééducation propre muni de cette orthèse, le sujet handicapé pourrait solliciter davantage son genou, entreprendre une rééducation proprioceptive plus tt et plus importante sans risquer une rechute. Le vie sportive pourrait être reprise plus vite. Un éventuel rôle curatif pourrait également être possible mais ici ce n'est que l'essai qui pourrait le montrer. En effet, dans les cas de ligaments allongés par des sollicitations permanentes du genou instable, ces ligaments pourraient s'adapter au bout de quelques mois à un genou qui n'aurait plus de mouvements anormaux grâce au port, en permanence,de cette orthèse, c'est à dire, que le ligament pourrait se rétracter et suffir par lui-même à maintenir le genou sans l'aide de ltorthèse dans certains cas. Le rôle psychologique n1 est pas négligeable. Sachant qu'en présence de l'orthèse aucune rechute n'est à craindre, le patient peut demander plus d'effort à son genou et par conséquent le rééduquer plus vite. REVENDICATIONS 1) Appareil orthopédique corrigeant les laxités du genou victime de lésions ligamentaires, ménisceles,osseuses, composé d'un système d'arti culationsfîxé de chaque coté du genou sur deux plaques moulées l'une sur la jambe, l'autre sur la cuisse, maintenu par des sangles souples. 2) Appareil orthopédique suivant la revendication 1, caractérisé par un système d'articulations composé d'une articulation à chape associée à un système de tubes coulissants. Le tube extérieur est ovalisé pour permettre des mouvements de translation dans un seul plan. 3) Articulation suivant la revendication 2, caractérisée par un système de limitation des laxités rotatoires du genou par un collier à ailettes fixé au tube intérieur, la position de ce collier pouvant être réglée par une vis. 4) Articulation suivant la revendication 2, caractérisée par un système de ressort ou de tube en caoutchouc élastique emmanché sur le tube intérieur et s'appuyant sur un collier du tube extérieur pour empêcher la descente de l'articulation à chape lors des mouvements du genou due au poids de celle-ci et de la plaque de cuisse mais suffisamment souple pour ne pas sty opposer lorsqu'elle est consécutive à la cinétique du genou. 5) Appareil orthopédique suivant la revendication 1, caractérisé par un système de fixation sur le membre inférieur composé de deux plaques moulées légères tout en étant rigides,surtout au niveau des surfaces d'appui qui se déforment le moins avec le jeu musculaire : montants latéraux de cuisse, montant latéral de jambe. 6) Système de fixation selon la revendication 5, caractérisé pour la plaque de cuisse par deux montants latéraux dont le montant interne suit la dépression musculaire entre vaste interne le couturier. 7) Système de fixation selon la revendication 5, caractérisé pour la plaque de cuisse par un élargissement des montants au niveau des condyles pémoraux avec un capitonnage très épais surtout pour le condyle interne afin de limiter au maximum le jeu du aux modifications de relief musculaire. 8) Système de fixation selon la revendication 5, caractérisé pour la plaque de jambe par un montant fixé sur la face antérointerne du tibia, une embrasse supérieure élargie sur les faces latérales, ouverte à l'arrière dont le moulage permet un appui sur les malléoles, largement échancré au cou de pied pour permettre les mouvements de la tibiotarsienne. Une languette souple descend sur la partie interne du pied, se termine sur la voute interne par une bande élastique qui se fixe sur le côté externe de l'embrasse. (Cette languette doit être suffisamment souple pour ne pas trop gêner les mowements d'inversion-éversion du pied). 9) Système de fixation selon la revendication 5, caractérisé par un capitonnage des points d'appuis surtout osseux et utilisation de matériaux perméables à la sueur ou percés de nombreux petits trous en conséquence. 10) Système de fixation selon la revendication 5 caractérisé par la surface des plaques devant être réduite au minima pour les montants de cuisse et de jambe ainsi que les parties antérieures des embrasses de jambe et de cuisse tout en assurant une rigidité suffisante pour ne pas nuire à l'efficacité de ltorthèse.