Brevet FR2494987A1 — publié le 19820604

24949$7 L'invention se rapporte & un membre artificiel ei. plus particulièrement quoique non exclusivement à une ja:b- artificelle endo-squelettique. Une jambe endo-squelettiqu! est une jambe dans laquelle des pièces internes de strucbP telles qu'une douille de cuisse ou un porte-douille et un Z! pièce tubulaire formant tibia, sont renfermées dans u ?: revêtement extérieur qui peut par exemple être. en mousse' 14.-, matière plastique. Il est connu qu'une jambe artificielle endo- - squelettique peut avoir un pied séparé qui est relié & une pièce formant tibia au moyen d'une articulation de chevil3: à boule et & douille. Le type d'articulation de cheville, boule et douille permet une flexion appropriée du tibia p x rapport au pied. Il est connu de prévoir un revêtement dei% caoutchouc de forme générale sphérique sur la boule et A&?:!:? l'intérieur de la douille pour diminuer la transmission ê:.&,: chocs du pied au tibia. Cependant pour qu'une telle dis"0'?W tion soit efficace, la quantité de caoutchouc présente d.. le revêtement du caoutchouc doit être suffisante de sorte 20. que la boule doit être d'une dimension suffisante pour recevoir la quantité minimale requise da caoutchouc: cele. impose à son tour que la douille renfermant la boule solit d'une dimension appréciable. Il est désirable de fournir ii. moyen par lequel le pied peut être facilement enlevé et remplacé et il est désirable aussi que la position ou l'8i du pied soit facilement réglable par rapport au tibia. Eo: remplir ces conditions désirables se pose le problème d'une part d'établir une articulation de cheville par bo:3: et douille de dimension appréciable et, d'autre part, d'associer à l'articulation de cheville un moyen pour rêg3 ?;: le pied par rapport au tibia à cause de l'espace restreintii!?,i: disponible dans la zone du pied et du tibia formant la cheville. C'est un but de la présente invention d'établir1; une jambe artificielle qui résoud ce p1Loblème. - ?À Il est connu aussi d'établir un membre artificiel;"';T endo- squelettique avec différents types de revêtement' extérieur non structurel. Par exemple, il est connu d'éêaWit un tel revêtement sous la forme d'un manchon tubulaire continu en mousse flexible adaptée sur la partie de cuisse, la partie de genou et la partie de tibia d'une Jambe artifi- cielle. L'avantage d'un tel manchon est qu'il est d'un poids léger et qu'il peut être établi pour donner à la Jambe un aspect relativement acceptable par comparaison, par exemple, avec une Jambe artificielle dans laquelle un revêtement cosmétique présente une interruption au genou. Cependant, l'inconvénient principal du manchon connu en mousse continue est sa susceptibilité d'usure et de dété- rioration dans la région du genou par suite de la flexion répétée de l'articulation de genou qui cause alternativement une mise en tension et une mise en compression de la matière en mousse. Les matières plastiques en mousse qui conviennent le mieux pour un revêtement cosmétique sont généralement beaucoup plus faibles quand elles sont soumises à une contrainte de tension que quand elles sont comprimées. C'est pourquoi l'extension de la matière en mousse sur les pièces intérieures de structure tend à provoquer la détérioration du manchon. La conception d'un tel manchon de revêtement d'un membre tend à être un compromis commandé par les conditions en conflit d'établir un manchon qui soit suffisamment flexible de façon que le mouvement de l'articulation du genou ne soit pas entravée et qu'en même temps il soit suffisamment durable. Il doit aussi maintenir un aspect qui correspond approximativement à celui d'un membre naturel à la fois dans les positions de flexion et d'extansion de l'articulation du genou. - Un autre but de l'invention est d'établir une Jambe artificielle dans laquelle ces conditions sont satisfaites à un plus haut degré que précédemment. Un but supplémentaire de l'invention est de fournir un moyen qui diminue la déformation que doit subir un manchon de revêtement en mousse plastique dans la région du genou quand la Jambe est fléchie au genou. Selon une caractéristique de la présente invention, on établit une Jambe artificielle ayant une pièce formant tibia, un pied et une articulation à boule et douille reliant 2 4 9 4'* 98.7 -./L,. la pièce formant tibia et le pied, caractérisée par le fSa. que la douille a une partie supérieure et une partie inf'. rieure qui s'adaptent autour de la boule, la partie de - douille supérieure étant reliée à la pièce formant tibla?./ les deux parties de douille étant reliées ensemble et * serrées autour de la boule par une pièce en manchon pouv tourner-qut, en tournant dans un sens, fait déplacer.!,-:' ' vers l'autre les deux parties de douille pour serrer lam' boule. Selon une autre caractéristique de la présente. invention, on a prévu une Jambe artificielle articulée mI squelettique ayant un revêtement tubulaire en mousse de. matière plastique, caractérisée par le fait que le rev est formé d'au moins. deux parties de revêtement allo'ni'"' dont les surfaces de Jonction s'étendent dans la directid, généralement longitudinale du membre, la forme de l'une;. moins des parties allongées de revêtement, avant formati ' - du revêtement, étant telle que le revêtement tubulaire ' complet soit soumis surtout à des forces de compression:-!''' plutôt qu'à des forces de tension dans l'étendue normale: flexion.... Selon une caractéristique complémentaire de l *e tion, on établit un membre artificiel articulé endo-sqs " tique ayant un revêtement en mousse disposé sur l'artio - tion et ayant une pièce de structure dans la région de ' l'articulation, coactérisé par l'utilisation d'une pièce,- mobile qui est reliée à la pièce de structure dans la r6/io de l'articulation, la pièce mobile étant disposée de telse manière qu'elle détermine la forme extérieure de cette, partie du revêtement en mousse qui dépasse vers l'extériï t de l'articulation quand le membre artificiel est en pOBil de flexion. - L'invention comprend aussi un procédé pour la fa/l- cation d'un revêtement ou manchon tubulaire en mousse de.' matière plastique pour un membre artificiel articulé en-â:: squelettique, caractérisé par le fait que ce procédé ?,/ comprend: le moulage de l'une des deux parties allongoiéei revêtement sous une forme correspondant à la forme du me' quand il est en position de flexion; la Jonction ensemble des deux parties moulées le long de surfaces longitudinales correspondantes pour former le revêtement tubulaire complet de telle sorte que le revêtement tubulaire complété est soumis de façon prédominante à une contrainte de compression plutôt qu'à une contrainte de tension quand le membre artificiel est déplacé entre ses positions de flexion et d 'expansion. Une Jambe artificielle selon l'invention a de préfé- rence un tibia en fibre de carbone relativement léger qui relie une articulation de genou à une articulation de cheville. Le tibia peut avoir un point d'attache intermé- diaire pour un dispositif de commande d'oscillation ou un simple mécanisme de verrouillage de genou. En coupe horizon- tale, le tibia présente une forme en U dans sa région supérieure et un contour fermé, de préférence circulaire, dans sa région inférieure. Le membre peut avoir un ensemble de pied et de cheville qui est semblable à la construction de pied connue dite "SA CRH avec talon à coussin amortisseur et cheville solide mais qui comprend l'articulation de cheville à boule et douille avec recouvrement amortisseur mentionnée cidessus. Cette articulation peut comporter une boule en alliage léger montée sur une tige en alliage léger qui est fixée de façon réglable dans le pied. La boule peut avoir un revêtement de caoutchouc soudé, La pièce. formant douille montée à 1'extrémité inférieure de la pièce formant le tibia est en deux parties qui sont serrées ensemble par exemple par un écrou tendeur. L'écrou tendeur peut tourner autour de l'axe de tibia et présente une partie filetée à droite qui coopère avec une partie de la douille et une partie filetée à gauche qui coopère avec l'autre partie de la douille. Quand on fait tourner 1' écrou, les deux parties sont tirées l'une vers l'autre dans une direction parallèle à l'axe de tibia pour serrer la boule. L'établissement de cette articulation de cheville donne un degré d'amortissement pour diminuer la transmission de chocs du pied à la Jambe. Elle permet aussi au pied de s'aligner par rapport au.tibia par desserrage de l'écrou 24 9' 9S:.: 's tendeur, réglage de la position du pied et resserrage de. ?!,, i l'écrou. Ce réglage permet de mettre le pied en position favorable par rapport aux autres parties de la jambe, not ment par rapport à la douille de cuisse pour assurer un alignement statique et dynamique adapté aux besoins individuels du porteur. Le pied peut être par ailleurs semblable aux types de pied dit 1"SACH" avec une partie en,:.. mousse souple sur le talon, une base centrale solide att t l'artiulation de cheville et un prolongement avant e X courroie de balata.re:: Dans une forme d'exécution préférée, le revêtemento ' en mousse de matière plastique pour une jambe artificiel un peut comprendre unse partie antérieure de revê tement et partie postérieure de revêtement. Ces deux parties sont. moulées individuellement de façon qu'avant d'être réunreur X partie antérieure soit mrise en forme pour correspondre '. approximativement à la jambe en flexion tandis que la p postérieure est mise en forme pour correspondre approx 'ât vement à la jambe en position d'extension. Quand les deux 7:Y:; 2 parties sont réunies, la partie antérieure se trouve so e. à une compression spécialement dans la région du genou. le revêtement est appliqué au membre et que le membre s sa position d'extension la partie antérieure est comprie et la partie postérieure est dans un état de détente. Q*i l'articulation de genou est en flexion, la compression e-/ ; transférée à partie postérieure et la partie antérieure. toe'W rapproche de sa position naturelle de détente.... t Ce revêtement présente ainsi sur les revêtements-- connus en mousse l'avantage qu'il n'est pas soumis à une contrainte de tension dommageable sur une gamme notable 4 mouvements de la jambe, ce qui diminue la vitesse o de dé!! ration de la matière en mousse. vers l'axe de l'articulation-du genou quand cette articula- tion est en flexion. Cela a pour effet de diminuer le degré auquel le revêtement en mousse du côté antérieur de l'arti- culation doit se déformer quand l'articulation se déplace dans un sens et dans l'autre entre les positions d'extension complète et de flexion complète. Dans la forme d'exécution préférée, la pièce de rotule est de forme générale semi- circulaire quand on la regarde dans la direction latérale médiane et est attachée par pivotement au tibia. La surface arrondie de la pièce est en contact avec la surface interne du revêtement en mousse et crée une surface saillante qui simule l'avant du genou naturel. Quand l'articulation du genou est fléchie, la pièce de rotule glisse sur une surface de came de rayon réduit par rapport à l'axe d'articulation, de sorte que la pièce de rotule se déplace effectivement en retrait en diminuant la déformation du revêtement. La pièce de rotule agit aussi comme pièce d'agenouillement. En variante, la pièce de rotule peut être articulée en un point de la cuisse au-dessus de l'axe du genou. Une autre caractéristique de la forme d'exécution préférée est la disposition d'un évidement ou d'une coupure dans cette partie du revêtement qui se trouve dans l'angle du memebre quand l'articulation est en flexion. Une telle diminution dans la quantité de matière en mousse dans cette région minimise la possibilité de "refoulement" du revêtement en mousse qui, en plus d'être d'un aspect déplaisant, peut empêcher la flexion complète de l'articulation du genou ou peut provoquer une défaillance prématurée du revêtement. On décrira maintenant l'invention à titre d'exemple en référence au dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est une coupe centrale verticale d'une Jambe artificielle selon l'invention dont la partie de cuisse a été enlevée à son extrémité supérieure; la figure 2 est une coupe de détail agrandie d'une partie de l'articulation de la cheville; la figure 3 est une coupe agrandie d'une partie avant du revêtement; la figure 4 est une coupe agrandie d'une partie arrière du revêtement; 2 49 498'7 '-' ' i ?:y la figure 5 est une coupe agrandie de l'ensembl:j du revêtement après Jonction des deux parties des fiî.ur' 3 et 4 la figure 6 est une vue en plan de dessus reg' dans le sens de la flèche X de la figure 5; la figure 7 est une vue agrandie en élévation dg c8té d'un chassis de genou; et la figure 8 est une vue en élévation de face du;' châssis de genou de la figure 7. " En référence à la figure 1, une Jambe artifici4[. endo-squelettique comporte une pluralité d'éléments i- paux de structure interne comprenant:. - un porte-douille de cuisse 1 en polypropelnneo'. dont la partie supérieure a été arrachée et n'est pas r: sentée; - une plaque d'alignement convexe 3 boulonnée '& "' base du porte-douille I;., un châssis de genou 4 avec une cuvette sphé r concave 5 qui est contre la plaque d'alignement 3; le- châssis de genou 4 est attaché à la plaque d'alignement}: par un boulon de serrage central 5A; le châssis 4 a UD/:: surface de came 6 de rayon décroissant par rapport à le'a* 7 de l'articulation du genou et une attache arrière à Pin: tement 8 pour un dispositif de verrouillage du genou qui-'...- , est indiqué schématiquement en 9;.' - une pièce formant tibia 10 en fibre de carbones o qui est mobile angulairement autour de l'axe 7 de l'ai.?: ' lation du genou à partir de la position d'extension; représentée sur la figure I;." : - la pièce formant tibia 10 a un point d'attaob:: È pivoteoment 10 pour une pièce mobile de rotule Il qui g:11. sur la surface de came 6 quand la pièce formant tibia 10; se déplace autour de l'axe 7 du genou; - - un ensemble de cheville comprenant une artici4:. tion à boule et douille qui relie la pièce formant tibi:i " a un pied, la douille ayant des parties de douille supé'.t re et inférieure 15, 16 qui s'adaptent autour d'une boulit 18, la partie de douille supérieure 15 étant reliée a la: . . pièce formant tibia 10 et les deux parties de douille 15, 16 étant reliées ensemble et serrées autour de la boule 18 par un écrou tendeur formant douille tournante 17 qui, par rotation dans un sens,-fait rapprocher les deux parties de douille 15, 16 pour serrer la boule 18. Entre la boule 18 et les parties de douille 15, 16 se trouve une garniture de caoutchouc 18A. (On remarquera la dimension relativement grande de l'articulation à boule et à douille dans la région de la cheville). La boule 18 est montée sur une tige 19 ayant une surface inférieure dentée 20; et - une base de pied 21 sous la forme d'un caisson en fibre de carbone qui est monté de façon réglable sur la tige 19; cette base présente un prolongement 22 vers l'avant. les différentes pièces de structure de la Jambe sont entourées par un revêtement ou manchon continu 23 en mousse flexible qu'on décrira ci-après en référence aux figures 3 à 6. Le revêtement 23 s'étend du porte-douille 1 en recouvrant l'articulation du genou et le tibia et est Joint à la face supérieure 24 du pied. Le pied est aussi d'une construction endo-squelettique et a un corps 25 en mousse relativement rigide renfermant la base 21. Une partie 26 en mousse relativement souple est prévue au talon. La Jambe entière a une couverture flexible extérieure 27 en matière en feuille à base de silicone. En référence aux figures 3 et 4, le revêtement cosmétique 23 est formé de deux parties de revêtement 28, 29 qui sont moulées individuellement sous les formes représen- tées. La partie avant 28 (figure 3) est moulée de façon que, dans son état de détente, elle corresponde approximativement à la forme de la jambe en flexion partielle. Par contre, la partie arrière 29 (figure 4) est moulée sans l'angle de la partie 28, c'est-à-dire que sa forme correspond à la Jambe dans sa position d'extension. Pour produire le revêtement complet 23 représenté sur la figure 5, les deux parties 28 et 29 sont Jointes ensemble le long des surfaces 30 et 31 s'étendant longitu- dinalement (voir aussi la figure 6), avec ce résultat que 2 4 9 49. 9. la partie 28 est comprimée dans la région du genou. ?4 La surface intérieure moulée 32 du revêtement 23.-e! correspond à la forme des éléments de structure du membreI',i: La surface extérieure 32A est une surface temporaire et es j! usinée par un traitement de finissage pour produire la -'?! surface extérieure finale requise 33 indiquée en trait interrompu sur la figure 5. Les extrémités du revêtement 't sont ensuite coupées à longueur comme on l'a aussi indiQ ? par des traits interrompus et on enlève de la matière en i mousse de la région située derrière le genou en formant coupure 34 comme on l'a représenté. eY Le revêtement 23 est alors prêt à être appliqué 7 éléments de structure comme on l'a représenté sur la figure 1. En référence maintenant aux figures 1., 7 et 8, on i décrira le ch&ssis de genou 4 et l'organe de rotule mobile.::- 11. Le ch ssis de genou 4 a un pourtour 40 s'étendant vears le haut qui s'adapte & l'intérieur de la cuvette 5 de;F( l'accouplement d'alignement. Le chassis a deux parties ? descendantes 41, 42 formées chacune avec la surface de va',; incurvée 6 indiquée ci-dessus. Ces parties 41, 42 ont aus4 des trous alignés 43 pour la liaison par pivotement de la.À pièce formant tibia 10 autour de l'axe d'articulation.7 genou (voir la figure 1). Les parties descendantes 41I, 4à; aussi des trous en alignement 44 pour l'attache à pivote m"' 8 du dispositif de verrouillage de genou 9. Comme on le ',^ sur la figure 1, une pièce de rotule 11 de forme généraleii.-"! semi-circulaire est montée à pivotement en 10A à l'extrémi supérieure de la pièce formant tibia 10. Elle a une sur.,. avant incurvée convexe 11B et une surface arrière incurvé..in concave 110C, cette dernière étant en contact de glissemen' avec les surfaces de cames 6. La surface avant 11B est en- contact (comme on le voit sur la figure 1) avec la surúaoe. intérieure du revêtement 23 en mousse de matière plastiQ. et crée une surface saillante 45 qui simule l'aspect d'un-' genou naturel. Quand la Jambe est fléchie autour de l'axe 7 de l'articulation du genou, la pièce de rotule 11 -:: glisse sur les surfaces de cames 6 qui sont de rayon décroissant par rapport à l'axe 7 de sorte que la pièce de rotule se met en retrait en se déplaçant vers l'arrière autour de son point d4attache à pivotement 10A et en diminuant ainsi la déformation du revêtement 23. Ainsi, > quand la Jambe est fléchie autour de l'axe de l'articula- tion du genou, le mouvement de la pièce de rotule a pour effet de diminuer la déformation résultante du revêtement 23 en mousse de matière plastique dans la région avant du genou. 24949, 2;; 9 4S'! t .-]Lp,, R E V E N D I C A I 0 N S. ' 1. Jambe artificielle ayant une pièce formant le '' tibia, un pied et une articulation à boule et douille:' reliant la pièce formant le tibia et le pied, caractéri4qi - par le fit que la douille a des parties de douille supérmi4 re et inférieure (15, 16) qui s'adaptent autour de la botzl,: (18), la partie de douille supérieure (15) étant relié 1' pièce formant tibia (10) et les deux parties de douit;:' (15, 16) étant reliées ensemble et serrées autour de la, boule (18) par une pièce (17) formant manchon tournant; par rotation dans un sens, rapproche les deux parties de-::') douille (15, 16) l'une vers l'autre pour serrer la boule:.-.:: (18). '-: 2. Jambe artificielle selon la revendication 1, '"'I/ caractérisée par le fait que le pied a une tige (19) qui:û prolonge vers le haut et sur laquelle est montée la boule!" 3. Jambe artificielle selon la revendication 2, ' caractérisée par le fait que la tige (19) a une liaison, - réglable (20) dans le pied de sorte que le pied (21, 22-,, 26) peut être déplacé de façon réglable dans une directiQ':,.-' horizontale par rapport à la pièce formant le tibia (10).'i, 4. Jambe artificielle selon la revendication 1,' ' caractérisée par le fait qu'un revêtement de oaoutchouoc! tournant est un écrou tendeur avec des parties à surfacesA.. 3o intérieures filetées en sens inverses (17A, 17B) qui cotp] rent respectivement avec des parties de surfaces extériet: filetées de façon correspondante (15A, 16A) des parties 4: douille supérieure et inférieure (15, 16). 6. Membre artificiel articulé endo-squelettique l.' ayant un revêtement tubulaire en mousse de matière plastb, caractérisé par le fait que le revêtement (23) est form";" d'au moins deux parties couvrantes allongées (28, 29) do,:, les surfaces en coopération (30, 31) s'étendent dans la :, i direction générale longitudinale du membre, la forme d'au moins une des parties couvrantes allongées (28), avant la formation du revêtement (23), étant telle que le revêtement tubulaire complété (23) soit soumis surtout à des forces de compression plutôt qu'à des forces de tension sur l'étendue normale de la flexion. 7. Procédé de-fabrication d'un revêtement ou manchon tubulaire en mousse de matière plastique pour un membre artificiel articulé endo-squelettique, caractérisé par le fait que le procédé comprend: le moulage d'une des deux parties couvrantes allongées (29) selon une forme correspondant à la forme du membre quand il est dans sa position d'extension; le moulage de l'autre partie couvrante allongée (28) selon une forme correspondant t la forme du membre quandil est en position de flexion; la Jonction des deux parties moulées (28, 29) le long de surfaces complémentaires longitudinales (30, 31) pour former le revêtement tubulaire complété, de façon que le revêtement tubulaire complété soit soumis surtout à des contraintes de compression plutôt qu'à des contraintes de tension quand le membre artificiel est déplacé entre les positions de flexion et d'extansion. 8. Jambe artificielle selon la revendication 6, caractérisée par le fait que le revêtement complété comprend une partie couvrante avant (28) et une partie couvrante arrière (29), la partie avant (28) étant moulée selon une forme qui correspond approximativement à la forme de la Jambe en flexion et la partie arrière (29) étant moulée selon une forme qui correspond approximativement à la forme de la Jambe en extension. 9. Membre artificiel articulé endo-aquelettique ayant un revêtement en mousse disposé sur l'articulation et ayant un organe de structure dans la région de l'articulation, caractérisé par la disposition d'une pièce mobile (11) qui est reliée à la pièce de structure (10) dans la région de l'articulation (7), la pièce mobile (11) étant disposée de telle manière qu'elle détermine la forme extérieure de cette partie (45) du revêtement en mousse (23) qui dépasse de -t 4a Gun 'OEmrUT P ro-su4 age e9o 'e uroôez op ( ?) 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