Brevet FR2612768A1 — publié le 19880930

I 2612768 La présente invention concerne des prothèses est plus particulièrement des prothèses de pied et de jambe. Différents types de prothèses de pied et de jambe sont déjà bien connus dans la technique antérieure. Ces prothèses comportent généralement une certaine forme d'ac- cessoire pour relier la prothèse à l'extrémité dorsale de la jambe et pour s'étendre jusqu'au sol en constituant un sup- port du corps. De telles prothèses, en particulier celles qui sont destinées à être montées en dessous des genoux, sont fré- quemment fabriquées sous la forme d'un ensemble comprenant une partie formant jambe et une partie formant pied, avec un pivot entre elles, de manière à permettre à la partie for- mant pied de former divers angles par rapport à la partie formant jambe et vice versa, tandis que le porteur marche ou effectue des mouvements habituels. Des prothèses de ce type général sont décrites dans les brevets US-2 379 538, 3 400 408, 4 007 796, 4 089 072 et 4 161 042. De telles prothèses permettent également une certai- ne rotation entre la partie formant pied et la liaison avec la jambe, tel que le joint sphérique suivant le brevet US-3 400 408 et la rotule suivant le brevet US-4 186 440. En général les parties formant la jambe et le pied sont des organes habituellement rigides bien que fréquemment des éléments élastiques absorbeurs d'énergie soient également inclus pour aider à l'encaissement des chocs et à d'autres fins, par exemple pour favoriser la mise en place de l'arti- culation de la cheville dans une position préférée. Par ailleurs le brevet US-4 547 913 décrit une pro- thèse caractérisée par l'utilisation de fibres à haute résistance et une construction pratiquement unitaire. En ce qui concerne la prothèse on peut également citer le brevet US-1 128 018 portant sur un talon articulé et une partie avant d'une prothèse de pied, le brevet US-4 397 048 décri- vant un composant de membre artificiel fabriqué à partir de feuilles tissées en fibre de carbone et le brevet US-4 395 783 décrivant l'utilisation d'une pluralité d'éléments de tibia modulaires préformés adaptés de manière à coopérer 2 2 6 12612768 avec un organe support de genou identique et un organe de fixation à la cheville, mais différents du point de vue longueur du tube tibial. Bien que la technique antérieure enseigne, par exem- ple dans le brevet US-4 395 783, le concept de l'utilisation de composants modulaires en combinaison avec des attaches au genou et à la cheville, de telle façon que différentes lon- gueurs de tibia de prothèse puissent être fournies, il n'a jamais été fait mention du concept, décrit ci-après, d'un pilon modulaire unique adapté de manière à pourvoir être coupé pour pouvoir recevoir des portions de jambe inférieure de différentes longueur, sans qu'il soit nécessaire de pré- voir différents modules. En outre les prothèses de jambe antérieures ont été caractérisées, à l'exception de celle décrite dans le brevet US précité, par une rigidité indésirable, une action prati- quement mécanique et une difficultée de l'adaptation à la jambe de la personne devant porter la prothèse. L'invention a pour objet une prothèse de pied et de jambe en matériau composite qui permet un degré de mobilité élevé de la part d'une personne amputée. La prothèse de pied et de jambe utilise une structure à filaments à haute résis- tance imprégnés de résine pour la partie constituant la jambe, la partie constituant le pied et la partie consti- tuant le talon, ces trois régions étant pourvues d'une flexibilité élastique appréciable, ayant de préférence des caractéristiques de rappel à haute énergie de manière à donner au porteur une grande mobilité avec une allure rela- tivement naturelle. Les trois parties de la prothèse de pied et de jambe sont reliées rigidement, la flexibilité de la partie formant jambe s'ajoutant à la flexibilité des par- ties formant le pied et le talon en réponse au deux couples autour de la cheville ainsi qu'autour d'un axe vertical, tout en assurant simultanément une rigidité latérale de la structure. L'invention a également pour objet une prothèse du type décrit dans le brevet US précité, laquelle comporte une partie de tibia modulaire, cette partie de tibia modulaire 3 2612768 étant caractérisée par deux régions, à savoir une région flexible inférieure et une région de liaison rigide supé- rieure. La région flexible inférieure a normalement une longueur d'environ 25cm tandis que la région de liaison rigide supérieure peut avoir n'importe quelle longueur dési- rée mais elle a des dimensions telles qu'elles lui permet- tent d'être coupée afin de pouvoir satisfaire le besoin d'une large gamme de longueurs de jambe. Par conséquent la nécessité d'avoir à prévoir une pluralité de modules de la partie du tibia de la jambe est évitée et la partie de liai- son peut être aisément coupée pour pouvoir s'adapter à l'in- dividu particulier devant porter la prothèse. L'un des principaux problèmes que l'on rencontre dans la conception, la fabrication et l'adaptation de pro- thèses de jambe aux nécessités d'un individu particulier est le grand nombre de variables que l'on rencontre dans l'adaptation des prothèses antérieures à de tels individus. Parmi les principales variables on peut citer naturellement le poids, la taille, l'allure normale et le niveau d'activi- té de l'individu devant être équipé de la prothèse. Par conséquent, alors que la longueur de la partie formant tibia de la prothèse peut être uniforme pour permet- tre l'adaptation à la taille de l'individu, on a prévu un certain nombre de modules différents de la partie du tibia de la prothèse qui sont adaptés pour tenir compte des fac- teurs poids et activité rencontrés dans l'adaptation de la prothèse à différents individus. En outre en plus des nouveaux moyens d'ajustement et de montage de la partie du tibia de la prothèse une variété presque infinie de réglages ont été prévus pour les parties correspondant aux orteils et au talon, afin de permettre aux parties des orteils et du talon de s'adapter aux variations les plus fines dans l'allure et l'orientation des parties du talon et des orteils l'une par rapport h l'autre. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limita- tifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: 4 2 6 12612768 La figure] est une vue en perspective d'une forme d'exécution de la prothèse de pied et de jambe suivant la présente invention. La figure 2 est une vue en élévation latérale de la prothèse de la figure 1. La figure 3 est une vue de dessous de la prothèse de la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe de la prothèse de la figure 1, faite en travers de la région de la cheville. La figure 5 est une vue en perspective d'une prothè- se fabriquée suivant l'invention, laquelle comporte une partie de tibia dont la longueur peut être adaptée à la taille d'un grand nombre d'individus différents. La figure 6 est une vue en élévation latérale de la prothèse représentée sur la figure 5, cette vue montrant l'ensemble de la prothèse et une modification permettant de tenir compte de la taille de la personne amputée qui est équipée de la prothèse. La figure 7 est une vue en élévation latérale d'une autre variante d'exécution de l'invention. La figure 8 est ue vue en coupe faite suivant la ligne 8-8 de la figure 7. La figure 9 est une vue en élévation latérale par- tielle montrant des longueurs de talons différentes et des réglages différents utilisables en combinaison avec la pro- thèse suivant l'invention. La figure 10 est une vue en coupe faite suivant la ligne 10-10 de la figure 9, montrant l'adaptation d'une partie de talon sélectionnée à la partie de pied antérieure de la prothèse. La figure Il est une vue en élévation latérale de la prothèse montrant l'emplacement d'un coin élastique entre la partie de talon et la partie de pied antérieure de la pro- thèse. La figure 12 est une vue en perspective montrant un coin élastique interposable entre la partie de talon et la partie de pied antérieure de la prothèse. Si on se réfère tout d'abord à la figure 1, on voit que cette figure est une vue en perspective d'une forme d'exécution de la présente invention. Comme cela est une caractéristique principale des autres formes d'exécution de la présente invention, la forme d'exécution de la figure 1 peut être caractérisée comme étant un ensemble dans lequel la partie de pied 20, la partie de talon 22 et la partie de jambe 24 sont toutes fixées les unes aux autres dans la zone de la cheville, au moyen d'un organe de liaison 26, à la différence des axes ou pivots de cheville caractéristiques que l'on rencontre normalement dans les prothèses connues antérieurement. Cependant la prothèse de la figure i n'est pas rigide du fait que la structure à filaments à haute résistance imprégnés de résine de cette prothèse, combinée avec la géométrie particulière des éléments individuels, permet d'obtenir une souplesse notable de la prothèse en ce qui concerne certains types spécifiques de charges et plus particulièrement une souplesse sans dissipation d'energie si bien que l'énergie fournie à la prothèse pendant la flexion est restituée par la prothèse lorsque la sollicitation ces- se, dans une grande mesure comme le fait un muscle tendu en combinaison avec une articulation de cheville ou les divers os du pied et sa musculature. En particulier la portion de pied 20 et la portion de talon 22 sont proportionnées de manière à servir en tant que ressorts plats si bien que le pied et le talon assurent à la fois un effet d'amortissement élevé et un stockage d'énergie en réponse à des charges verticales s'exerçant sur la partie respective de la prothèse. En particulier les constantes élastiques de ces deux ressorts sont faibles si bien que ces ressorts, suivant la direction exacte de la charge, assument une souplesse pratiquement sans absorption d'énergie notable, dans la direction verticale. A cet égard on notera, à titre d'exemple, que la région 28 de la portion de pied est plus épaisse que l'extrémité 20 de cette portion de pied, ce qui est désirable pour un certain nombre de raisons. 6 2 6 12612768 En particulier la forme en plan de la portion de pied 20, qui apparaît sur la figure 3 constituant une vue de dessous de la prothèse, ressemble très étroitement à la forme en plan d'un pied ordinaire et de ce fait elle s'adap- te plus aisément à une chaussure conventionnelle lorsqu'elle est portée en combinaison avec une enveloppe 32 en caout- chouc mousse ou autre matière, représentée en trait mixte sur la figure 2. De plus cependant la variation d'épaisseur depuis la région plus épaisse 28 jusqu'à la région plus mince 30 fournit une structure moins souple dans les régions à moments de flexion élevés. Ceci a le double effet de ré- duire la contrainte maximale de la portion de pied et de beaucoup mieux répartir la flexion de la partie de pied sur la plus grande portion de la longueur de celle-ci, afin de procurer une souplesse verticale plus grande de la portion de pied, en particulier si le porteur plie le genou vers l'avant pour concentrer le poids supporté par cette jambe en totalité dans la région des orteils. Comme il a été indiqué précédemment la partie de talon 22 est également conformée de manière à fournir volon- tairement une flexibilité naturelle en réponse à des charges verticales, là encore d'une façon pratiquement sans absorp- tion d'énergie. Puisque le support du talon est généralement plus près de la région de la cheville, à l'extrémité infé- rieure de la partie de jambe 24, que le point de contact avec le sol de la partie de pied 20, la partie de talon 22 est formée à cet effet de manière à avoir une structure en U de manière à obtenir une longueur accrue de la structure renforcée de filaments, pour une souplesse accrue, tout en conservant les capacités globales d'encaissement des char- ges. Dans la forme d'exécution représentée sur les figures 1 et 2 un patin de talon 34 en élastomère est utilisé en outre dans le but d'accroître la souplesse. A cet égard des tests effectués avec des prothèses prototypes fabriquées suivant la présente invention indique que la souplesse pouvant être aisément obtenue dans la partie des orteils 30 est approxi- mativement correcte mais que le talon de la prothèse et la mobilité de l'utilisateur peuvent être quelque peu augmentés 7 2612768 additionnellement en rendant la partie de talon 22 encore plus souple. Ceci peut être obtenu en rendant la partie de talon plus mince de telle façon que la constante élastique de la partie de talon soit plus faible bien que la souplesse que l'on puisse obtenir de cette seule façon apparaisse limitée à cause de l'accroissement corrélatif de la con- trainte et de la réduction correspondante de la capacité d'encaissement de charge qui résulte de la structure plus souple. La partie de talon 22 peut cependant être rendue encore plus souple en faisant en sorte que la structure renforcée de filaments soit plus mince dans la région soumi- se à la flexion, afin de fournir une possibilité de flexion plus grande avec certains moyens additionnels prévus pour subdiviser ou transmettre la majorité de la charge sans altérer la souplesse accrue résultant de la structure plus mince. Le mode de fabrication préféré de la prothèse de pied et de jambe consiste à utiliser une combinaison de filaments longitudinaux dans les parties de jambe, de pied et de talon, lesquels sont entremêlés avec une fraction de filaments transversaux pour lier les uns aux autres les filaments longitudinaux et empêcher leur séparation sous charge. Un rapport d'environ 70% de filaments longitudinaux ou à 900 et de 30% de filaments transversaux ou à 0o s'est révélé convenir. Les filaments orientés longitudinalement sont disposés en couches qui sont placées en contact immé- diat les unes avec les autres. D'excellents résultats ont été obtenus en utilisant un filament de carbone avec un liant en résine époxy. Le premier prototype de prothèse devant être testé a une lar- geur de jambe d'environ 5cm, une épaisseur de 0,76cm, une longueur d'orteil de 13,65cm et une longueur de jambe de ,5cm (destinée à être coupée à volonté pour l'adaptation). La contrainte maximale calculée dans les régions du pied et du talon pour une charge de 60daN est de 1805 bars en ten- sion et compression (contrainte de flexion) et de 24,1 bars en cisaillement. La constante élastique verticale de ce premier pro- totype est d'environ 129daN/cm ce qui donne une flexion, sous une charge statique de 60daN, de presque 0,5cm. Natu- rellement la flexion sous l'effet de charges dynamiques, telles que celles apparaissant pendant la marche ou pendant une activité plus vigoureuse, telle que la course à pied ou une partie de tennis, est fréquemment beaucoup plus élevée. A cet égard, à cause du très faible poids de la prothèse de pied et de jambe, de sa flexibilité et de son aptitude à restituer l'énergie appliquée à la jambe pendant la flexion, lorsque la charge s'exerçant sur celle-ci est réduite, il est possible à l'utilisateur de participer è des sports, tel, que le tennis, d'une façon très vigoureuse et effica- ce. Bien que certaines prothèses de pied et de jambe connues antérieurement aient procuré un certain degré de liberté angulaire à l'endroit de la cheville, en prévoyant un palier approprié en cet endroit, la présente invention permet d'obtenir cette même liberté par une certaine sou- plesse autour de l'axe vertical 60 (voir la figure 1) par suite de la section droite et de la longueur de la partie de jambe 24. A cet égard le premier prototype de prothèse décrit ci-dessus a une constante élastique en tension autour de l'axe vertical d'environ 16cm. daN par degré de rotation entre le sommet de la partie de jambe et les parties de pied et de talon. Enfin il convient de noter que la configuration de la partie de jambe des formes d'exécutions préférées de l'invention, en particulier le moment d'inertie relativement élevé de la section de la partie de jambe 24 suivant l'axe longitudinal 62 et le moment d'inertie relativement faible de la même section suivant un axe transversal 64, fournit une structure très rigide autour de l'axe 62 mais une sou- plesse pratiquement sans absorption d'énergie autour de l'axe 64, ce qui donne à la prothèse de pied et de jambe les possibilités de rotation une articulation de cheville. Cette 9 2 6 12612768 souplesse est naturellement limitée bien qu'elle soit suffi- sante pour accroître notablement les performances de la prothèse. Un deuxième prototype de prothèse a été également fabriqué et testé, ce prototype étant aussi fabriqué en utilisant des filaments de carbone imprégnés de résine époxy. Ce deuxième prototype a également une largeur de 5cm mais une partie de jambe un peu plus épaisse de 0,81cm. Ce deuxième prototype a une longueur d'orteil de 14,6cm, une longueur de jambe de 33cm, une contrainte maximale, pour une charge de 60daN, de 1690, 4 bars en flexion et de 22,6 bars en cisaillement. La constante élastique verticale du deuxiè- me exemplaire est de 135,2daN/cm, la constante élastique en torsion étant de 17,6cm.daN par degré. Les deux prothèses prototypes ont donné d'excellents résultats pendant leurs essais. Toutes les deux sont très légères, elles exigent une faible consommation d'énergie de la part de l'utilisateur, elles permettent de réduire les charges appliquées à l'extrémité dorsale de la jambe coupée et une réduction notable de la tension des lanières pour attacher la prothèse à la jambe. Ceci contribue au confort de l'utilisateur et permet une circulation sanguine normale dans la jambe. Bien que les deux formes d'exécution de l'in- vention fabriquées à ce jour l'ont été en utilisant des filaments de carbone, on peut également utiliser d'autres types de filaments, par exemple en verre, en matière connue sous le nom de "KEVLAR" et en "NYLON", à titre d'exemple, afin d'assurer la légèreté et des caractéristiques struc- turales et dynamiques convenant à la personne amputée. A cet égard la rigidité et la résistance de la prothèse peuvent être adaptées indépendamment à la demande dans chaque axe de liberté, par de simples variations dimensionnelles et/ou de rapport, en permettant ainsi de simuler des systèmes muscu- laires à axes multiples dans une cheville et un pied natu- rels. De même les différences dans les types de filaments (carbone, verre etc) affectent notablement les constantes élastiques. en procurant un degré additionnel de sélection et de contrôle des caractéristiques de la prothèse. 2612768 La forme d'exécution précitée d'une prothèse de pied et de jambe en matériaux composite assure à une personne amputée une agilité lui permettant de nombreuses activités qui étaient pensées, jusqu'à présent, être impossibles. Cependant la prothèse présente un inconvénient du fait que, comme elle est généralement fabriquée sous la forme d'un ensemble d'une seule pièce, le remplacement des diverses parties pour permettre le montage d'une prothèse ayant une dimension correspondant à la dimension de la jambe naturelle de la personne amputée n'est pas possible. De même, puisque la flexion de la partie de jambe dépend de la longueur de cette partie de jambe et que cette partie de jambe doit avoir une longueur satisfaisant les besoins de la personne particulière amputée, une fabrication sur mesure de la pro- thèse est généralement exigée afin de satisfaire d'une ma- nière adéquate les caractéristiques et exigences de chaque personne amputée. Cependant l'amélioration de la forme d'exécution des figures 5 et 6 permet de résoudre générale- ment ce problème, en permettant la fabrication et le stocka- ge de certaines parties normalisées limitées qui peuvent être ensuite adaptées à n'importe laquelle de la plupart des personnes amputées tout en présentant la totalité des carac- téristiques désirées de la prothèse. En particulier la distance entre l'extrémité d'un moignon moyen d'une personne amputée et le sol est d'environ 33cm, cette distance allant de 25cm à 43,2cm pour 98% des personnes amputées. Ceci signifie à son tour que si l'extré- mité supérieure de la partie de tibia de la prothèse de pied et de jambe suivant la présente invention pouvait être cou- pée pendant le montage sans affecter ses propriétés éles- tiques, les parties des prothèses pourraient être fabriquées en tant que composants normalisés et ensuite sélectionnées, coupées et montées suivant les besoins, à partir des pièces stockées. Ceci peut être obtenu en faisant en sorte que la partie de jambe n'ait pas une section sensiblement uniforme, comme il est illustré dans le cas des formes d'exécution des figures 1 à 4, mais au contraire en fabriquant les parties il 2 2612768 de pied et de jambe de manière qu'elles aient les caracté- ristiques de flexibilité et d'élasticité désirées contenues dans les portions de celle-ci se trouvant en dessous d'une hauteur d'environ 25cm, la partie extrême située au-dessus étant beaucoup plus raide et ayant de préférence une section généralement uniforme afin de permettre une fixation commode à celle-ci indépendamment de la hauteur à laquelle cette partie extrême est coupée. Naturellement la rigidité désirée de la partie ex- trame supérieure peut être obtenue en augmentant à la fois la largeur et l'épaisseur de la section dans cette région, quoique les constantes élastiques autour d'un axe vertical et autour d'un axe horizontal transversal soient toutes les deux beaucoup plus dépendantes de l'épaisseur de la section, et par conséquent la rigidité désirée peut être obtenue principalement en épaississant la partie extrême indépendam- ment du fait que cette partie extrême est également élargie ou non. Si on se réfère maintenant aux figures 5 et 6, on voit que ces figures représentent une prothèse de pied et de jambe renforcée par des filaments, qui présente les carac- téristiques précitées. Dans cette forme d'exécution la par- tie de pied, indiqué d'une manière générale par la référence , et la partie tibiale, indiquée d'une manière générale par la référence 74, sont fabriqués sous la forme d'une structure d'une seule pièce renforcée par des filaments, la partie de pied 70 et la partie tibiale 74 de la jambe étant proportionnées de manière à avoir les caractéristiques dési- rées de flexibilité et d'élasticité à la fois autour de l'axe de torsion vertical et autour d'un axe transversal et horizontal, en réponse à un utilisateur se tenant debout sur la partie antérieure de la portion de pied 70. Par ailleurs la partie extrême supérieure 76 est notablement plus épaisse que la partie de pied 70 et la partie tibiale flexible 74 de la jambe, ce qui rend cette partie extrême supérieure 76 pratiquement rigide. Cette partie extrême peut être également rendue plus large que la partie tibiale flexible 74, si on le désire, pour faciliter 12 2612768 la liaison, ainsi qu'il sera décrit par la suite, bien que la rigidité soit obtenue principalement par l'augmentation d'épaisseur plutôt que par la largeur accrue. Egalement la partie extrême supérieure 76 a de pré- férence une section rectangulaire, elle est rectiligne et elle a une section droite uniforme sur toute sa longueur si bien que cette partie extrême de la prothèse de pied et de jambe a une dimension et une section connues indépendamment de l'endroit o cette partie extrême est coupée pendant le montage. En général la partie extrême supérieure rigide 76 doit s'étendre jusqu'à environ 25cm à partir du niveau du sol, autrement dit la partie tibisle flexible 74 s'étend de préférence vers le haut jusqu'h un niveau ne dépassant pas cm au-dessus du sol, afin de permettre la coupe de la partie extrême supérieure rigide 76, suivant les besoins, pour tenir compte des nécessités imposées par pratiquement la totalité des personnes amputées, tout en laissant cepen- dant une longueur suffisante de la partie extrême supérieure rigide 76 pour la fixation du harnachement du moignon. On notera également que dans la forme d'exécution représentée sur la figure 5 la partie formant talon 78 ne fait pas partie intégrante de la partie formant le pied et la jambe, mais au contraire elle lui est fixée au moyen de boulons 80. On a trouvé qu'en utilisant des plaques d'appui appropriées sous les têtes et les écrous des boulons et naturellement en assurant le blocage des écrous sur les boulons, les deux parties peuvent être boulonnées ensemble avec une rigidité suffisante permettant de maintenir les parties entre elles comme on le désire, sans interférer sur la flexibilité désirée de ces parties. A cet égard l'utili- sation du talon détachable procure une souplesse addition- nelle dans la fabrication et dans l'adaptation des diverses parties aux exigences de n'importe quelle personne amputée particulière. Le mode d'attache préféré de la prothèse de pied et de jambe de cette forme d'exécution est illustré sur la figure 6. En particulier la partie extrême supérieure rigide 76, une fois coupée à la longueur voulue, est boulonnée à 13 2612768 une barre de fixation 82 au moyen de boulon 84, cette barre de fixation 82 étant prisonnière dans une structure de four- reau 86 renforcée de filaments, qui est formée par stratifi- cation et durcissement d'un tissu de filaments à haute résistance imprégnés de résine. Ceci doit être distingué des fixations dans lesquelles la partie de jambe elle-même est noyée d'une manière permanente dans une structure de four- reau stratifiée de telle façon qu'aucune de ces parties ne peut être remplacée si elle se trouve être usée ou endomma- gée pour une raison quelconque. Ainsi, dans cette forme d'exécution améliorée, la prothèse de pied et de jambe ou des parties de celle-ci peuvent être conservées alors que le fourreau peut être jetée. Si on se réfère aux figures 7 à 12 on voit que ces figures représentent une prothèse 100 qui constitue une amélioration notable par rapport aux formes d'exécution précédemment décrites de l'invention. La prothèse 100 est une prothèse de jambe inférieure, c'est-à-dire une prothèse qui est particulièrement adaptée à une utilisation par des personnes amputées dont la partie inférieure de la jambe a été coupée de telle façon qu'un moignon résiduel demeure en dessous du genoux, ce moignon pouvant venir se logerdans un fourreau de moignon 102 afin de permettre la fixation de la prothèse 100 à ce moignon au moyen d'une grande variété de dispositifs connus. La prothèse 100 comporte, comme on peut mieux le voir sur les figures 7 à 12 du dessin, un pylône 104 d'orientation générale verticale lequel est fabriqué à par- tir de matériaux filamentaires imprégnés de résine. Des exemples typiques de ces matériaux sont constitués par des filaments de fibre de carbone imprégnés de résine époxy. Il est désirable que la longueur des filaments soit telle qu'ils s'étendent depuis la partie extrême supérieure 106 du pylône 104, à travers la partie tibiale 108 de ce pylône, jusqu'à la partie de pied 110 s'étendant vers l'avant. Lors- qu'ils sont imprégnés de résine époxy ou d'autres résines appropriées, les matériaux filamentaires ou fibreux allongés établissent une continuité qui assure la souplesse à 14 2612768 absorption d'énergie minimale mentionnée précédemment, en fournissant ainsi au pylône l'élasticité inhérente et une caractéristique de mouvement semblable au mouvement naturel qui donne à la prothèse le mouvement naturel simulant de très près la flexion et l'allure d'une jambe normale. En étudiant les zones intégrées du pylône 104 il est commode de considérer la partie extrême arquée inférieure du pylône, entre la partie tibiale 108 et la partie de pied 110 s'étendant vers l'avant, comme constituant une partie de cheville 112. La partie extrême supérieure 106 du pylône 104 a une épaisseur, comme on peut mieux le voir sur la figure 7 du dessin, permettant de rigidifier cette partie-extrême supé- rieure, en créant ainsi pratiquement une ligne de démarca- tion 114 entre la partie tibiale 108, élastique et souple, et la partie extrême supérieure 106. D'une manière générale, comme il a été indiqué dans la description de la forme d'exécution des figures 5 et 6, la longueur verticale du pylône en-dessous de la partie extrême supérieure rigide et épaissie 106 est d'environ ,4cm et l'ajustement de la longueur du pylône est réalisé en prévoyant ou en donnant une longueur suffisante à la partie extrême supérieure 106 pour permettre à cette partie extrême supérieure d'être coupée à une longueur désirée pour obtenir la longueur totale du pylône. Par conséquent, comme il a été indiqué précédemment, on peut utiliser une seule longueur de pylône 104, pour une adaptation à des individus de tailles différentes ou ayant des longueurs de jambe inférieure différentes, sans qu'il soit nécessaire de prévoir des pylônes individuels ayant différentes longueurs. En outre la rigidité impartie à la partie extrême supérieure 106 du pylône 104 facilite grande- ment la fixation de ce pylône 104 en relation opérationnel- le avec le fourreau 102 recevant le moignon, en utilisant divers moyens de fixation ou de montage, d'une façon qui * sera décrite en détail par la suite. 2612768 Bien que l'on ait indiqué que l'on obtient la rigi- dité de la partie extrême supérieure 106 du pylône 104 par un épaississement de cette partie extrême à la fois dans les directions avant et arrière, il apparaîtra clairement pour l'homme du métier que la rigidification de cette partie extrême supérieure 106 peut être obtenue par d'autres mo- yens, par exemple par l'incorporation d'un élément métal- lique rigide pour la rigidification de la partie extrême supérieure ou bien encore l'accroissement de la largeur de la partie extrême supérieure au lieu de son épaisseur. On notera que le pylône a une épaisseur qui diminue progressivement le long de la partie de cheville 112 et qu'il se termine dans la partie de pied 110 s'étendant vers l'avant. Pour compléter le pied de la prothèse 100, il est prévu une partie de pied 120 s'étendant vers l'arrière la- quelle comporte une partie extrême antérieure 122, légère- ment arquée, qui est adaptée de manière à épouser la surface inférieure de la partie de pied 110 s'étendant vers l'avant et qui est fixée d'une manière démontable à celle-ci au moyen d'une pluralité d'organes de fixation 124, constitués par une paire de combinaisons de boulons et d'écrous-ron- delles. Par conséquent la partie arrière ou de talon 120 de la prothèse 100 est fixée d'une manière démontable à la face inférieure de la partie de pied 110 s'étendant vers l'avant, afin de faciliter la fixation de partie de talon interchangeable 120 de hauteur ou longueur différente, en relation opérationnelle avec la partie de pied 110 s'éten- dant vers l'avant. Il convient de noter que, comme on peut mieux le voir sur les figures 8 et 10 du dessin, la partie de pied s'étendant vers l'avant de la prothèse 100 a un contour et une dimension lui permettant de correspondre aux exigen- ces de la personne amputée. La possibilité d'obtenir différentes longueurs de la partie de talon 120 est illustrée sur la figure 10 du dessin o l'on voit qu' est illustrée l'utilisation d'une monture 16 2612768 128 de fixation de la partie de talon, l'installation et le fonctionnement de cette monture de fixation étant décrits plus loin d'une manière détaillée. Un patin ou coussin élastique 130 est fixé par adhé- rence à la face inférieure de la partie extrême antérieure de la partie de pied 110 s'étendant vers l'avant et un patin similaire 132 est fixé par adhérence à la face inférieure de la partie extrême postérieure de la partie de talon 120. Les hauteurs et longueurs de ces patins peuvent être choisies à volonté de manière à correspondre aux besoins de l'individu particulier auquel est destinée la prothèse. Par exemple la hauteur du talon peut être établie en modules de 1,9cm et 5,08cm et la hauteur du talon peut être liée au réglage de l'inclinaison prédéterminée du pylône. Par conséquent la prévision de différentes longueur de la partie de talon 120 en combinaison avec les variations des hauteurs du patin de talon 132 fournit une caractéristique modulaire pour la partie de talon 120 de la prothèse 100, ce qui ne peut pas être obtenu avec les constructions connues antérieurement. Des blocs de bras de levier 140, représentés sur les figures 7 et 12, contribuent d'une manière notable à l'adap- tation de la partie de talon 120 aux besoins de l'individu auquel doit être adaptée la prothèse 100. Ces blocs de bras de levier 140 sont constitués par des coins de talon 142 ayant une surface supérieure curviligne 144 pouvant épouser la face inférieure de la partie de pied 110 s'étendant vers l'avant, à l'intersection 146 entre la partie de talon 120 et la partie de pied 110 s'étendant vers l'avant de la pro- thèse. La face inférieure 148 des coins de talon est relati- vement plane de manière à s'adapter à la surface supérieure de la partie de pied 120 s'étendant vers l'arrière. Les coins de talon 142 sont fabriqués en caoutchouc uréthane et ils sont insérés dans l'espace compris entre la face inférieure de la partie de pied 110 s'étendant vers l'avant et la surface supérieure de la partie de talon 120, à leurs intersections, en étant maintenues en relation opé- rationnelle avec ces surfaces par l'un quelconque d'un cer- 17 2612768 tain nombre d'adhésifs. Les coins de talon 142 sont prévus avec différentes longueurs et épaisseurs et ainsi ils déter- minent la longueur du bras de levier de la partie de talon s'étendant vers l'arrière et par conséquent la raideur de cette partie de talon de la prothèse. Comme il a été mentionné précédemment la dimension et la forme de la partie de pied sont déterminées, avant l'expédition de la prothèse par le fabricant, comme le sont également les profils gauche et droit du pied du porteur de la prothèse. En outre cinq modules de talon différents, fournis- sant différents degrés de raideur, sont offerts et deux profils différents de la partie de talon 120 sont prévus pour s'adapter à des chaussures à talon relativement plat et à des chaussures à talon relativement haut. Ainsi la hauteur du talon peut varier de 0cm à 5,08cm. Comme il a été mentionné précédemment, l'emplacement de la partie extrême antérieure de la partie de talon 120, par rapport à la partie de pied 110 s'étendant vers l'avant de la prothèse est déterminée par l'utilisation d'une montu- re de perçage 128 qui est constituée de barres de retenue 152 qui sont adaptées de manière à être bloquées ensemble, en exerçant un serrage, avec la partie de pied 110 s'éten- dant vers l'avant et la partie de talon 120 s'étendant vers lI'arrière serrées entre elles, comme il est représenté sur les figures 9 et 10 du dessin. Les barres de fixation 152 sont maintenues dans une relation opérationnelle de fixation avec les parties de pied et de talon assemblées respectives et 120, au moyen d'ensembles 154 à boulons, écrous et rondelles qui sont serrés de manière à assurer que la posi- tion choisie pour la partie de talon 120 par rapport à la partie de pied 110 s'étendant vers l'avant peut être conser- vée pendant la formation de trous correspondants 156 dans les parties de pied et de talon, comme il est représenté sur la figure 7 du dessin. 18 2612768 La formation des trous 156 est réalisée en utilisant des guides de perçage 158 dans la monture de fixation 128 et l'ajustement précis de la partie de talon 120 avec la partie de pied 110 peut être ainsi réalisée. Il est évident pour l'homme de l'art que la monture de fixation 128 est utilisée pendant le processus de montage afin de permettre l'ajustement maximal et optimal de la partie de talon 120 par rapport à la partie de pied 110, tandis que la prothèse est en train d'être ajustée dans sa totalité aux besoins particuliers du porteur de la prothèse. Après ce qui apparaît être l'ajustement optimal, la monture de fixation est serrée fermement en utilisant les combinai- sons de boulons et d'écrous 154 et on effectue alors le perçage en utilisant les guides de perçage 158. Ensuite on introduit les combinaisons de boulons et d'écrous 124 dans les trous correspondants 156 percés res- pectivement dans les parties de pied 110 et de talon 120, afin de fixer d'une manière précise la partie de talon 120 dans une relation physique optimale par rapport à la partie de pied 110. Il convient de noter que les figures 7 et 11 du dessin illustrent l'utilisation de différentes hauteurs de coins de talon 142 pour ajuster le bras de levier de la partie de talon respective 120 et, comme il a été expliqué précédemment, la souplesse à faible absorption d'énergie de la partie de talon. Pour assurer cette souplesse en tenant compte des caractéristiques d'anatomie et d'activité de différents individus, cinq pylônes sont prévus pour s'adapter à des personnes dont le poids varie de 45,4 à 102daN, par incré- ments de 11,3daN. Le nombre de couches pour le pylône cor- respondant à une personne d'un poids de 45,4daN est d'envi- ron 40 pour une épaisseur totale de 0,533cm et le nombre de couches pour un pylône correspondant à une personne pesant 102daN est d'environ 70 alors que l'épaisseur est alors de 0,864cm. Par conséquent l'épaisseur de la partie tibiale 108 et par conséquent celle de la partie de cheville 112 et 19 2612768 celle de la partie de pied 110 du pylône 104 de la prothèse augmentent lorsque le poids ou le niveau d'activité de l'utilisateur potentiel augmente. Par exemple si une personne pesant 90,7daN est très active par suite de son engagement dans différents sports, elle sera équipée avec un pylône 104 correspondant à un poids de 102daN, au lieu d'être équipée avec le pylône prévu pour une personne pesant 90,7daN. En outre la largeur du pylône est ajustée de manière à assurer que les pylônes pour les personnes pesant ,4/56,7daN et pour les personnes pesant 56,7/68daN ont une largeur moindre que les trois pylônes convenant pour des personnes dont le poids va de 68daN à 102daN. Les deux pylô- nes de plus petite largeur ont une largeur d'environ 4,4cm dans la partie tibiale et d'environ 6,1cm dans la partie de pied. La plus grande largeur des trois pylônes supportant des poids plus élevés est de 5,08cm dans la partie tibiale et de 7,lcm dans la partie de pied. D'une manière générale aux cinq pylônes sont al- louées les plages de poids suivantes: No. 1 - 45,4/56,7 daN No. 2 - 56,7/ 68 daN No. 3 - 68/79,4 daN No. 4 - 79,4/90,7 daN No. 5 - 90,7/102 daN Naturellement des couches additionnelles sont ajou- tées afin de maintenir la résistance lorsque la largeur du pylône est réduite. Il y a normalement 70 couches de fila- ments de graphite ayant chacune une épaisseur de 0,0127cm, pour atteindre une épaisseur totale de 0,889cm pour le py- lône. Chacun des cinq pylônes prévus pour les différentes catégories de poids énoncées ci-dessus a une épaisseur qui est supérieure d'environ 0, 064 à 0,076cm à l'épaisseur du pylône de No immédiatement inférieur. La totalité de la prothèse est fabriquée à partir de couches de graphite ou de fibres de carbone et le motif de recouvrement des couches est caractérisé par l'orientation 2612768 longitudinale de la partie centrale du pylône et l'orienta- tion angulaire à l'endroit des bords du pylône. Cette orien- tation s'étend de la partie extrême supérieure 106 du pylône jusqu'à travers la partie de pied 110, en procurant ainsi une continuité dynamique de la construction et en permettant également la souplesse à conservation d'énergie dont il est question en détail plus loin. En outre il y a, comme il a été indiqué précédem- ment, une réduction progressive de l'épaisseur du pylône dans les diverses zones dynamiques de celui-ci. Par exemple dans un pylône sélectionné la portion tibiale 108 est ca- ractérisée par une épaisseur de 0,711cm, la partie de che- ville 112 a une épaisseur de 0,635cm et la partie de pied s'étendant vers l'avant a une épaisseur de 0,279cm. L'un des aspects les plus importants des perfection- nements dont il est question présentement réside dans le fait que la zone de la plus grande déformation de l'ensemble du pied et du talon a été développée afin d'améliorer la durabilité et la souplesse des parties de pied et de talon. La fixation directe de la partie de pied 120 à la partie de talon 110 assure une transition régulière de la pointe du talon jusqu'aux orteils, en passant par la zone médiane. En outre l'espace à l'intersection 146 est créé, ce qui permet l'utilisation de coins 112 de variation de bras de levier de manière à assurer un contrôle encore supérieur de la sou- plesse et de la flexibilité des parties de pied 110 et de talon 120. Un revêtement cosmétique peut être prévu pour la prothèse 100, ce revêtement étant fabriqué de préférence en une mousse d'acétate d'éthylvinyle résistant à l'usure. Un procédé désirable pour l!utilisation de la mousse consiste à utiliser des feuilles prédécoupées qui peuvent être appli- quées et conformées aisément sur la prothèse 100 pour obte- nir l'adaptation à la partie saine de la persone équipée avec la prothèse 100. A cause du fait que la prothèse 100 est caractérisée par la modularité de la longueur du pylône 104, l'ajustement de la partie de talon et de la partie de pied s'étendant 21 2612768 vers l'avant et l'ajustement du bras de levier de la partie de talon 120, l'obtention du réglage pour arriver aux nuan- ces d'un mouvement précis et de l'adaptation dont la pro- thèse 100 est capable-, deviennent fonction de la connexion ou du montage de la prothèse 100 en relation opérationnelle avec le fourreau 102 prévu pour le moignon. Par exemple le pylône 104 peut être fixé, par l'in- termédiaire de sa partie extrême supérieure rigide 106, en relation opérationnelle avec le fourreau 102 de réception du moignon, en utilisant des modes de liaison et de montage disponibles dans le commerce, tels que le dispositif de montage décrit dans le brevet US- 3 659 294. Un tel disposi- tif de liaison réglable peut être modifié pour s'adapter à l'extrémité supérieure 106 du pylône 104. Cependant on a développé plusieurs moyens de montage et de liaison qui sont représentés à titre d'exemple par le connecteur ou le dispositif de montage 160 du pylône sur les figures 7 et 11 du dessin. La partie extrême supérieure 106 du pylône 104 com- porte des combinaisons de boulons, rondelles et écrous in- serrées à travers le connecteur de montage 106 et le pylône. 22 2612768 REVENDICATIONS 1.- Prothèse de partie inférieure de jambe carac- térisée en ce qu'elle comprend un pylône allongé formé de filaments à haute résistance, imprégnés de résine, ce pylône comportant une partie extrême supérieure (76,106), une par- tie tibiale intermédiaire (24,74,108) et une partie de pied antérieure et inférieure (20,70,110), lesquelles forment une seule pièce les unes avec les autres, la partie de pied antérieure et inférieure (20,70,110) s'étendant vers l'avant et vers le bas par rapport à la partie tibiale intermédiaire (24,74,108) de manière à avoir une souplesse pratiquement sans absorption d'énergie en réponse à des charges vertica- les s'exerçant sur elle, et une partie de talon (22,78,120) fixée à la partie de pied antérieure et inférieure (20,70,110) et fabriquée avec les filaments précités à haute résistance et imprégnés de résine, la partie tibiale intermédiaire (24,74,108) du pylône ayant une section droite présentant un moment d'inertie élevé autour d'un axe géné- ralemet aligné avec la direction d'avant en arrière et un moment d'inertie relativement faible autour d'un axe hori- zontal perpendiculaire à la direction d'avant en arrière, si bien que la partie tibiale intermédiaire (24,74,108) et la partie de pied antérieure et inférieure (20,70,110) peu- vent fléchir dans un plan vertical contenant la direction d' avant en arrière et non pas dans un plan vertical trans- versal, la partie extrême supérieure (76,106) du pylône étant rigide pour limiter la longueur de la partie tibiale intermédiaire (24,74,108) et pour permettre une adaptation modulaire du pylône en le coupant et en l'ajustant à une personne amputée sans affecter la caractéristique de sou- plesse des parties tibiale et de pied du pylône. 2.- Prothèse suivant la revendication 1 caractérisée en ce que la partie de talon (22,78,120) de la prothèse est fixée à la face inférieure de la partie de pied antérieure et inférieure (20,70,110). 23 2612768 3.- Prothèse suivant la revendication 2 caractérisée en ce que la fixation de la partie de talon (22,78,120) à la face inférieure de la partie de pied antérieure et inférieu- re (20,70,110) crée un espace à l'intersection et un bloc de réglage de bras de levier (142) est logé dans cet espace formé à l'intersection afin de déterminer le bras de levier de la partie de talon (22,78,120) par rapport à la partie antérieure de la partie de pied et la partie tibiale du pylône. 4.- Prothèse suivant la revendication 1 caractérisée en ce que la rigidité de la partie extrême supérieure (76,106) du pylône lui est donnée par un épaississement de cette partie extrême supérieure (76,106) par rapport à la partie tibiale intermédiaire (24,74,108) du pylône. 5.- Prothèse suivant la revendication 4 caractérisée en ce que l'épaisseur de la partie extrême supérieure (76,106) s'étend dans une direction d'avant en arrière. 6.- Prothèse suivant la revendication 4 caractérisée en ce que l'épaisseur assurant la rigidité s'étend dans une direction perpendiculaire à la direction d'avant en arrière. 7.- Prothèse de partie inférieure de jambe carac- térisée en ce qu'elle comprend un pylône allongé, orienté d'une manière générale dans le sens vertical, formé de fi- laments à haute résistance, imprégnés de résine, ce pylône comportant une partie extrême supérieure rigide (76,106), une partie tibiale intermédiaire (24,74,108) et une partie de pied inférieure (20,70,110) s'étendant vers l'avant, lesquelles forment une seule pièce les unes avec les au- tres, les filaments à haute résistance s'étendant à partir de la partie extrême supérieure (76,106) vers et à travers la partie de pied (20,70, 110) s'étendant vers l'avant, et une partie de talon (22,78,120) s'étendant vers l'arrière, fixée à la partie de pied (20,70,110) s'étendant vers l'avant, cette partie de talon (22,78,120) s'étendant vers l'arrière étant démontable à partir de la partie de pied (20,70,110) s'étendant vers l'avant et étant fabriquée en filaments à haute résistance, imprégnés de résine. 24 2612768 8.- Prothèse suivant la revendication 7 caractérisée en ce que la rigidité de la partie extrême supérieure (76,106) du pylône est obtenue en épaississant cette partie extrême supérieure (76,106) grâce à l'utilisation de maté- riaux filamentaires et résineux additionnels. 9.- Prothèse suivant la revendication 7 caractérisée en ce que la partie extrême supérieure (76, 106) est plus épaisse que la partie tibiale intermédiaire adjacente (24, 74,108) du pylône afin de donner une rigidité à cette partie extrême supérieure. 10.- Prothèse suivant la revendication 9 caractéri- sée en ce que la partie extrême supérieure (76,106) rigide a une section droite de forme générale rectangulaire. 11.- Prothèse suivant la revendication 7 caractéri- sée en ce que la partie de talon (22,78,120) est fixée à la face intérieure de la partie de pied (20,70,110) s'étendant vers l'avant afin de définir un espace à l'intersection entre la partie de talon (22,78,120) et la partie de pied (20,70,110) s'étendant vers l'avant. 12.- Prothèse suivant la revendication 11 caractéri- sée en ce qu'un organe de réglage de bras de levier (142) est inséré dans l'espace formé à l'intersection afin de déterminer la longueur du bras de levier de la partie de talon (22,78,120). 13.- Prothèse suivant la revendication 7 caractéri- sée en ce que la partie de pied (20,70,110) s'étendant vers l'avant et la partie de talon (22,78,120) sont pourvues de moyens d'absorption des chocs (130,132) sur leurs faces inférieures. 14.- Prothèse suivant la revendication 7 caractéri- sée en ce que la partie extrême supérieure (76,106) du py- lône peut être découpée à une longueur convenant pour l'adaptation à la taille du porteur de la prothèse, et des moyens de fixation (82,84;166, 168) sont prévus pour fixer la partie extrême supérieure rigide (76,106) à un fourreau (86,102) de réception d'un moignon. 2612768 15.- Prothèse de partie inférieure de jambe carac- térisée en ce qu'elle comprend un pylône orienté d'une ma- nière générale dans le sens vertical, formé de matériaux fi- lamentaires à haute résistance, imprégnés de résine, ce pylône comportant une partie extrême supérieure rigide (76,106), une partie tibiale intermédiaire (24,74,108) et une partie de pied (20,70,110) s'étendant vers l'avant, une partie de talon (22,78,120) s'étendant vers l'arrière et étant formée d'un matériau filametaire imprégné de résine, cette partie de talon (22,78,20) étant fixée à la face infé- rieure de la partie de pied (20,70,110) s'étendant vers l'avant, l'extrémité inférieure de la partie extrême supé- rieure (76,106) étant située verticalement à une distance, au-dessus de la surface supportant les parties de pied et de talon, qui n'est pas supérieure à 25,4cm. 16.- Prothèse de partie inférieure de jambe carac- térisée en ce qu'elle comprend un pylône orienté d'une ma- nière générale dans le sens vertical, formé de matériaux fi- lamentaires à haute résistance, imprégnés de résine, ce pylône comportant une partie extrême supérieure rigide (76,106), une partie tibiale intermédiaire (24,74,108) et une partie de pied (20,70,110) s'étendant vers l'avant, une partie de talon (22,78,120) s'étendant vers l'arrière et étant forméed'un matériau filamentaire imprégné de résine, cette partie de talon (22,78,20) étant fixée à la face infé- rieure de la partie de pied (20,70,110) s'étendant vers l'avant 17.- Prothèse suivant la revendication 16 caractéri- sée en ce qu'un organe (142) de réglage de bras de levier est interposé entre les parties de pied (110) et de talon (120) afin de déterminer la longueur du bras de levier de la partie de talon (22,78,120). 18.- Prothèse suivant la revendication 17 caractéri- sée en ce que l'organe (142) de réglage du bras de levier est constitué par un élément en élastomère interposé entre les parties de pied (110) et de talon (120) en étant adja- cent au point de fixation de ces parties. 26 2612768 19.- Prothèse suivant la revendication 16 carsctéri- sée en ce que la partie de talon (22,78,120) est fixée d'une manière démontable à la partie de pied antérieure et infé- rieure (20,70,110) afin de faciliter la fixation de parties de talon (22, 78,120) de différentes raideurs à la partie de pied antérieure et inférieure (20,70,110).