Brevet FR2486797A1 — publié le 19820122

248679? La présente invention concerne un procédé pour fabri- quer une jambe artificielle avec assemblage de pièces standardisées d'un stock de telles pièces, tenu par un centre d'appareillage de membres par exemple, et qui peuvent être assemblées rapidement et économiquement, de même qu'un ensemble segment tibial-pied pour jambe artificielle. Avec le procédé selon l'invention, il est prévu que des handi- capés pourront être appareillés avec une jambe en un seul jour de travail et la jambe est suffisamment esthétique et, dans le mode de réalisation décrit, fonctionne suffisamment bien pour pouvoir être acceptée pour une durée moyenne ou longue par des handicapés relativement peu actifs tels que des personnes âgées. Grâce à l'invention, on peut éviter d'appareiller ces handicapés d'abord avec un pilon puis avec une jambe définitive. Une jambe artificielle fabriquée selon le procédé de l'invention comporte: - un segment cuisse présentant en haut une emboîture supportée par l'intermédiaire de chandelles par un élément d'articulation de genou; - un segment tibial endosquelettique préformé, sélectionné parmi un certain nombre de tels segments tibiaux, possédant tous un élément de support de genou identique à l'extrémité supérieure, pour former avec l'élément d'articulation de genou du segment cuisse un genou articulé dans lequel la charge de l'élément d'articulation de genou est transmise à l'élément de support de genou du segment tibial, une pièce d'attache de cheville iden- tique à l'extrémité inférieure, un tube tibial dont la longueur varie dans une plage de longueurs et qui relie l'élément de support de genou de façon rigide à la pièce d'attache de cheville, ainsi qu'un manchon d'habillage en matière plastique alvéolaire moulé sur le tube tibial entre l'élément de support de genou et la pièce d'attache de cheville; et - un pied relié à la pièce d'attache de cheville. La confection de l'emboiture comprend de préférence a) le moulage d'une série d'ébauches d'embotture tubulaires de matière plastique en feuille, les ébauches présentant des bords voisins non reliés l'un à l'autre et définissant une fente verticale dans l'ébauche d'emboîture; et b) la sélection d'une ébauche d'emboîture suivant le moignon à appa- reiller, la coupe des bords voisins pour ajuster l'ébauche sur le moignon, de manière que les bords de l'ébauche se joignent bout à bout, l'assemblage des bords et la fixation de l'emboîture sur les chandelles. La confection des segments tibiaux endosquelettiques comprend de préférence la fixation d'un élément de support de genou et d'une pièce d'attache de cheville aux extrémités opposées d'un tube tibial, la disposition de l'ensemble dans un moule dont l'empreinte reproduit la forme extérieure d'une jambe et l'intro-- duction dans le moule d'une composition résineuse formant une mousse et se durcissant en une matière plastique alvéolaire. Le membre inférieur obtenu par le procédé de l'inven- tion, comme décrit également plus en détail dans ce qui va suivre en référence aux dessins, constitue en soi une prothèse nouvelle. L'ensemble segment tibial-pied selon l'invention est remarquable en particulier par un assemblage, entre le segment tibial et le pied, qui permet de varier la position angulaire du pied, dans le plan horizontal et par rapport à la jambe, par de très petits pas angulaires. Cet assemblage comprend un disque placé entre le segment tibial et le pied. La face supérieure du disque et le segment tibial sont couplés en rotation par emboîtement d'une première série de dents circonférentiellement espacées dans une première série correspondante d'encoches circonférentiellement espacées. La face inférieure du disque et le pied sont couplés en rotation par emboîtement d'une seconde série de dents circonférentiellement espacées dans une seconde série correspondante d'encoches circonfé- rentiellement espacées. L'assemblage comprend en outre un élément de fixation qui relie le pied au segment tibial de manière à empêcher leur séparation longitudinale et qui, en combinaison avec le disque, permet de fixer le pied au segment tibial en une posi- tion angulaire prédéterminée par rapport au segment tibial. Cet élément de fixation est de préférence une vis passant par un trou du disque et vissée dans un point de fixation à filetage intérieur à la base du segment tibial. L'espacement angulaire des dents de la première série diffère de préférence légèrement de l'espacement angulaire des dents de la seconde série, ce qui procure un effet différentiel. Le pied possède de préférence une âme formant support de cheville en matériau rigide, qui est noyée au moulage dans un corps en matière plastique alvéolaire, une pièce formant malléole située au-dessus du support de-cheville et fixée au segment tibial et un dispositif de pivotement transversal reliant le support de cheville à la malléole. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue de côté d'une jambe arti- ficielle selon l'invention en coupe verticale; - la figure 2 est une vue de dessous à plus grande échelle d'une pièce d'attache de cheville utilisée dans le segment tibial de la jambe de figure 1; - la figure 3 est une vue de dessus à plus grande échelle d'une pièce appelée "malléole", servant à l'articulation et à la liaison de la partie tibiale du membre inférieur au pied; et - les figures 4a, 4b et 4c sont des vues du dessus et du dessous à plus grande échelle d'un disque d'orientation placé entre la malléole et la pièce d'attache de cheville. Le membre inférieur représenté figure 1 comporte un segment cuisse 10 et une segment tibial ou segment jambe 12, qui sont reliés entre eux par un genou 13. Un pied 14 à axe simple de conception nouvelle est monté à l'extrémité inférieure du segment tibial mais ce pied est facultatif, les besoins de certains patients pouvant être satisfaits par un pied SACH (solid ankle cushion heel) conventionnel ou pied à cheville non articulée et à talon amor- tisseur. La cuisse 10 comporte une embotture 15 recevant le moignon et transmettant la charge par des chandelles 16 dont les extrémités inférieures sont fixées dans une pièce de genou 17 qui peut être de type conventionnel en tôle métallique avec un bottier de verrouillage séparé ou, de préférence, en une matière thermo- plastique chargée, telle que du Nylon renforcé aux fibre. de verre. L'emboîture 15 est faite d'une feuille de matière thermoplastique grossièrement préformée en dimensions et en forme par moulage par le vide ou par drapage, qui est choisie dans un stock d'ébauches d'emboîture de ce type. L'ébauche sélectionnée est ajustée sur le moignon de l'handicapé, les bords voisins de la fente sur l'ébauche- pouvant également être coupés en biais pour augmenter ou diminuer l'angle "de conicité" de l'emboîture et pour changer sa circonfé- rence. Après que les bords ont été retaillés selon les besoins et de manière qu'ils se rejoignent bout à bout, on les-relie par une bande de plastique 18 posée et fixée sur eux par des rivets 19. Les bords disposés bout à bout peuvent également être soudés ensemble pour obtenir l'emboîture ajustée définitive. Le joint rivé ou soudé sera généralement situé à l'avant, à peu près dans le plan antéro-postérieur de la jambe. Les parties supérieures des chandelles 16 sont fixées par rivetage à la surface extérieure de l'emboîture 15 avec des plaques latérales 20 d'aluminium - con- formées selon les besoins - comme renforts, et leurs extrémités inférieures sont rivées sur la face intérieure de la pièce de genou 17, les portions intermédiaires des chandelles pouvant être légè- rement courbées selon les besoins. La pièce.de genou 17 possède une extrémité inférieure sensiblement hémisphérique, comme représenté, et est supportée par une pièce articulaire 25, faisant partie du segment tibial 12, qui est également en Nylon chargé de fibres de verre et dont l'extré- mité supérieure présente une surface concave en partie de sphère, formant une surface articulaire, qui est complémentaire à la "rotule" formée par l'extrémité inférieure de la pièce de genou 17. Un axe de genou transversal 27 relie la pièce 17 à la pièce arti- culaire 25. La rotation en avant de la cuisse 10 par rapport au segment tibial 12 au-delà de la position en extension représentée est empêchée par un tampon en caoutchouc 27 porté à l'avant de la pièce de genou 17 par une butée 28 et s'appliquant contre une portion épaissie 29 - capable de transmettre la charge - à l'avant et en haut de la pièce articulaire 25. Par l'intermédiaire d'une pièce basculante 30, manoeuvrable par une manette de déblocage 31 à l'extérieur de la pièce de genou 17, sur le côté droit ou le côté gauche, un plongeur de verrouillage 32 peut être retiré contre l'action d'un ressort hélicoïdal 33 de sa position de verrouillage o il est appuyé contre une surface de verrouillage 34 située dans la région postérieure de la pièce articulaire 25, ce qui permet au segment tibial ou jambe 12 de la prothèse de fléchir par rapport à la cuisse 10. Le plongeur 32 est articulé sur une extrémité de la bascule 30 par une liaison détachable à la main. Il va de soi que l'articulation de genou représentée à axe simple pourrait être remplacée pour certains handicapés par une articulation polycentre à 4 ou à 6 biellettes ou par une articulation de genou stabilisée du genre décrit dans le brevet britannique 874 327. Comme on peut le voir sur la figure 1, le segment tibial 12 est de type endosquelettique et la pièce articulaire ou pièce de support de genou 25 mentionnée ci-dessus et formant la cavité articulaire du genou est fixée à un tube tibial 36 (par exemple par rivetage de ce tube dans une tubulure 35 dirigée vers le bas et faisant partie de la pièce 25). Le tube 36 peut être coupé à longueur d'un tube d'aluminium, d'un diamètre de 30 mm par exemple, correspondant à des normes internationales. L'extré- mité inférieure du tube 36 est fixée dans une tubulure 37 dirigée vers le haut et faisant partie d'une pièce d'attache de cheville 38, également en matière thermoplastique contenant une charge, qui présente une face inférieure généralement plane contenant au milieu une pièce métallique insérée 39 orientée verticalement et filetée intérieurement pour la fixation d'un pied à axe simple, comme décrit par la suite. Un manchon 40 en élastomère de faible densité entoure le tube tibial 36 entre la pièce articulaire 25 et l'attache 38. La confection de la jambe 12 consiste à couper à longueur le tube 36, à river ou à fixer d'une autre manière la pièce articulaire 25 et la pièce d'attache 38 aux extrémités opposées du tube, à placer l'ensemble dans un moule, à introduire une composition de matière plastique mousse dans le moule et à la laisser durcir. Cette construction du segment tibial a l'avan- tage qu'elle permet facilement de préfabriquer une série de segments tibiaux (droits et gauches) d'une gamme de longueurs standardisées, de sorte qu'un prothésiste fabriquant une jambe pour un patient donné dans un centre d'appareillage ou de rééducation peut y choisir le segment tibial adéquat. Jusqu'à présent, les segments tibiaux ont été fabriqués individuellement et leurs habillages ont également été confectionnés et modelés individuellement, ce qui est laborieux. Grâce à la tenue d'un stock de segments tibiaux de tailles standardisées au centre d'appareillage, il est possible, en combinaison avec le mode de confection de l'emboîture décrit plus en avant, d'appareiller l'handicapé avec une jambe artifi- cielle au cours d'une 'visite d'une journée au centre, ce qui lui évite les visites répétées et le délai d'attente avant de rece- voir sa jambe artificielle et apporte bien entendu des avantages économiques en plus. Une jambe artificielle fabriquée selon le procédé de l'invention peut comporter un pied fixe, pouvant être vissé directement à la pièce d'attache 38, mais, dans l'exemple repré- senté, le segment tibial 12 est pourvu d'un pied 14 à cheville mobile à axe simple, dont le corps 23 en élastomère microalvéolaire de faible densité est moulé autour d'une pièce 41 relativement rigide en matière plastique renforcée aux fibres de verre, qui forme une âme et un support de cheville. Une pièce 42 constituant une malléole, également en matière plastique renforcée aux fibres de verre, est fixée en haut à l'attache de cheville 38 et est articulée en bas sur le support 41 autour d'un axe de cheville transversal 43 monté sur coussinets dans une vis en T 43a, sur l'extrémité inférieure de laquelle est vissé, avec interposition d'une rondelle, un écrou conique bloqué par une goupille. Un amortisseur d'attaque de pied 44 et un amortisseur de talon 44a (de hauteur variable), formés chacun d'un bloc de caoutchouc naturel ou synthétique, sont placés entre des portions antérieures et postérieures de la malléole 42 et du support 41 pour opposer la résistance adéquate à la flexion du pied 14 par rapport au segment tibial 12 à partir d'une position normale fixée par ces amortisseurs. La malléole 42 est fixée longitudinalement à l'attache de cheville 38 par une vis 24 (une vis M 10 de haute résistance par exemple) vissée dans la pièce 39 encastrée au moulage, tandis que l'orientation angulaire du pied 14 par rapport au segment tibial 12 est fixée par un disque 46 dont les faces supérieure et inférieure portent une série de dents 47 ou 48 circonférentiellement espacées et s'emboîtant dans des encoches correspondantes de l'attache 38 et de la malléole 42, comme décrit plus en détail par la suite. La malléole peut être choisie parmi une gamme de malléoles standardisées, constituées par des pièces moulées par injection, dont les faces inférieures présentent des inclinaisons différentes, ce qui permet d'obtenir des hauteurs de talon différentes. Toute la gamme de malléoles peut être produite avec un seul moule combiné avec des cales de différentes épaisseurs à insérer avant moulage pour définir l'inclinaison voulue de la face inférieure de la malléole. Généralement, le pied sera également choisi dans une gamme de pieds droits et de pieds gauches de différentes pointures, tous moulés en un élastomère micro-alvéolaire, lequel remplit également l'espace entre les nervures du-support ou âme 41. La pièce d'attache de cheville 38 représentée à titre d'exemple sur la figure 2 présente un cercle d'encoches 60 destinées à recevoir les dents 47 du disque 46. Il est à noter que les encoches 60 sont au nombre de 18 et présentent un espacement angulaire uniforme de 200, tandis que la face supérieure du disque 46, voir figure 4a, porte six dents 47 espacées de 60 . La face supérieure de la malléole 42, voir figure 3, présente un cercle de seize encoches 61 uniformément espacées, de 22,5 , tandis que la face inférieure du disque 46, voir figure 4c, porte huit dents 48 espacées de 45 . La différence entre les espacements des dents de la face supérieure et de la face inférieure du disque permet, en combinant la position angulaire du disque par rapport à l'attache 38 et la position angulaire de la malléole 42 par rapport au disque, d'obtenir un grand nombre d'orientations très rapprochées du pied 14 par rapport au plan antéro-postérieur de la jambe et d'en choisir celle qui convient le mieux pour chaque cas comme angulation externe du pied. Le pied 14 est ensuitefixé au segment tibial à l'orientation choisie par le serrage de la vis 24 dans la pièce encastrée 39, ce qui bloque le disque 46 entre l'attache 38 et la malléole, avec emboîtement des dents 47 et 48 du disque dans ces deux pièces, donc calage du pied à l'angulation externe désirée. Les dents forment une portée relativement grande et suffisamment espacée de la vis 24 pour pouvoir encaisser les efforts tendant à faire pivoter le pied. Il est encore à noter que la jambe artificielle fabriquée selon le procédé de l'invention peut être maintenue en place par une suspension standard avec articulation de hanche, à attacher à l'emboîture avec utilisation d'une bande pelvienne, l'ensemble de la suspension étant adapté aux besoins individuels. Comme déjà mentionné, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé pour fabriquer une jambe artificielle, selon lequel on forme une articulation de genou entre (a) un segment cuisse, présentant en haut une embo5ture supportée par l'intermé- *diaire de chandelles par un élément d'articulation de genou,et (b) un segment tibial endosquelettique possédant un élément de sup- port de genou à son extrémité supérieure, une pièce d'attache de cheville à son extrémité inférieure, un tube tibial qui relie l'élé- ment de support de genou rigidement à la pièce d'attache de cheville, ainsi qu'un manchon d'habillage entourant le tube tibial entre l'élément de support de genou et la pièce d'attache de cheville, la charge dans l'articulation de genou étant transmise de l'élément d'articulation de genou à l'élément de support de genou, et selon lequel on relie (c) un pied à la pièce d'attache de cheville. carac- térisé en ce que l'on choisit le segment tibial endosquelettique(12) parmi un certain nombre de segments tibiaux standardisés préformés qui possèdent chacun un élément de support de genou (25) identique et une pièce d'attache de cheville (38) identique mais un tube tibial (36) de longueur variable et sur chacun desquels est moulé un manchon d'habillage (40) en matière plastique alvéolaire. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre le moulage d'une série d'ébauches d'emboîture tubulaires de matière plastique en feuille, les ébauches présentant des bords voisins non reliés l'un à l'autre et définis- sant une fente verticale dans l'ébauche d'emboîture; et la sélection d'une ébauche d'emboîture suivant le moignon à appareiller, la coupe des bords voisins pour ajuster l'ébauche sur le moignon, de manière que les bords de l'ébauche se joignent bout à bout, l'assem- blage des bords et la fixation de l'emboiture (15) sur les chan- delles (16). 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bords coupés sont assemblés par rivetage sur eux d'une bande de matière plastique (18) disposée sur les bords. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la confection des segments tibiaux (12) comprend la fixation d'un élément de support de genou (25) et d'une pièce d'attache de cheville (38) aux extrémités opposées d'un tube tibial (36), la disposition de l'ensemble dans un moule dont l'empreinte reproduit la forme extérieure d'une jambe et l'introduction dans le moule d'une composition résineuse formant une mousse et se durcissant en une matière plastique alvéolaire. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de support de genou (25) et la pièce d'attache de cheville (38) sont moulés par injection en une matière plastique renforcée aux fibres de verre. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'élément d'articulation de genou (17) et l'élément de support de genou (25) sont reliés entre eux par un axe transversal (26). 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un pied SACH (solid ankle cushion heel), c'est-à-dire un pied à cheville non articulée et talon amor- tisseur, est relié à la pièce d'attache de cheville (38). 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un pied (14) à axe simple est relié à la pièce d'attache de cheville (38). 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le pied à axe simple possède une âme formant support de che- ville (41) et une pièce ou malléole (42) qui est articulé sur le support (41) et est reliée à la pièce d'attache de cheville (38), la malléole (42) étant choisie dans une gamme de pièces semblables qui se différencient par l'angle formé entre la face inférieure et la face supérieure de la pièce. - Procédé selon la revendication 7, 8 ou 9, carac- térisé en ce qu'un disque (46) est placé entre la pièce d'attache de cheville (38) et le pied(14), le disque portant des dents (47, 48) faisant saillie de ses faces supérieure et inférieure et s'em- boitant dans des encoches (60, 61) de la pièce d'attache de che- ville et du pied, de manière à maintenir le pied en une orientation angulaire prédéterminée par rapport à la jambe. Il - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'espacement angulaire des dents (47) sur la face supé- rieure du disque diffère de l'espacement angulaire des dents (48) sur la face inférieure du disque, de sorte que la position angu- laire du pied par rapport à la jambe peut être ajustée avec finesse. 12 - Ensemble formé d'un segment tibial et d'un pied pour jambe artificielle, caractérisé en ce qu'un disque (46) est placé entre le segment tibial (12) et le pied (14), la face supé- rieure du disque et le segment tibial étant couplé en rotation par emboîtement d'une première série de dents (47) circonférentiellement espacées dans une première série correspondante d'encoches (60) et la face inférieure du disque et le pied étant couplés en rotation par emboîtement d'une seconde série de dents (48) circonférentielle- ment espacées dans une seconde série correspondante d'encoches (61), et en ce que le pied est fixé au segment tibial par un dispositif (24, 39) empochant l'écartement longitudinal mutuel du pied et du segment tibial, de sorte que le pied (14) est maintenu à une position angulaire prédéterminée par rapport au segment tibial (12). 13 - Ensemble selon la revendication 12, caractérisé en ce que le pied est fixé au segment tibial par une vis (24) qui passe par un trou du disque (46) et est vissée dans un point de fixa- tion (39) à filetage intérieur à la base du segment tibial. 14 - Ensemble selon la revendication 12 ou 13, carac- térisé en ce que les espacements angulaires des dents (47, 48) de la première et de la seconde série diffèrent légèrement. - Ensemble selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le pied possède une âme formant support de cheville (41) en matériau rigide, qui est noyée au moulage dans un corps en matière plastique alvéolaire, une pièce (42) formant malléole située au-dessus du support de che- ville (41) et fixée au segment tibial et un dispositif de pivotement transversal (axe 43) reliant le support de cheville (41) à la malléole (42).