Brevet FR2641183A1 — publié le 19900706

La présente invention concerne un appareil d'étude et de rééducation de la cheville. Plusieurs appareils de rééducation de la cheville sont déjà connus. A titre d'exemple, on peut citer les appareils qui sont décrits dans les brevets français 2 214 463, 2 502 492 et 2 535 909. Dans le brevet 2 214 463, on a décrit un appareil consistant en un repose-pied qui est relié à un moteur par un système bielle-mani voile qui imprime au repose-pied un mouvement alternatif passif dont l'amplitude et la fréquence sont réglables. Les seuls mouvements autorisés sont ceux de flexion-extension, ou encore de prono-supination pour le poignet. L'appareil décrit dans le brevet 2 502 492 consiste en un plateau monté sur une demi-boule autorisant, d'une manière non contrôlés par le patient, à la fois les trois mouvements: flexion-extension, prono-supination et rotation. L'amplitude des mouvements est réglable en choisissant une demi-boule d'un diamètre adéquat. Cet appareil ne permet pas de choisir séparément une amplitude d'un mouvement, par exemple l'amplitude d'une flexion. Son but est exclusivement propioceptif. L'appareil décrit dans le brevet 2 535 209 consiste en une planchette, verticale au repos, qui est reliée à un axe horizontal, pouvant lui-même tourner autour d'un axe vertical. Cet appareil permet un mouvement de floxionextension, un mouvement de varus et valgus, et la combinaison de ces deux mouvements, la jambe étant placée en position horizontale. Il ne permet pas des mouvements de rotation, ni des exercices en charge, le poids du corps étant totalement ou partiellement appliqué sur le pied. Un objet de la présente invention consiste à prévoir un appareil permettant non seulement d'effectuer librement les trois mouvemente de flexion-extension, de varus-valgus et d'éversion-inversion, et de rotation, indépendamment ou simultanément, ce que ne permet aucun des appareils mentionnés ci-dessus. Il permet également de déterminer les limites de chaque mouvement du pied, avant par exemple qu'une douleur ne soit ressentie par le patient. L'appareil de l'invention a également pour objet de faire effectuer des mouvements en charge, d'une manière passive, active, ou active aidée. En pratique, l'appareil de l'invention est bien adapté à la biomécanique de la cheville et à sa rééducation articulaire, musculaire et propiocep tive. Il permet également de faire des bilans et des traitements de la cheville. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un appareil se composant d'un plateau monté pivotant sur une rotule portée par un potelet solidaire d'une base qui porte des butées verticales, réglables en longueur, dont les sommets se trouvent sous le plateau. Suivant une autre caractéristique, les butées forment deux paires de butées, dont les butées de la première paire sont diamétralement opposées par rapport au potelet sous la ligne longitudinale du plateau qui est parallèle à l'axe longitudinal du pied et dont les butées de la seconde paire sont également diamétralement opposées par rapport au potelet sous la ligne transversale du plateau qui est parallèle à l'axe transversal du pied. Suivant une autre caractéristique, il est prévu une troisième paire de butées disposées diamétralement opposées sur une direction perpendiculaire à l'axe de Henke-de la cheville. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le plateau comporte des premiers moyens d'attache respectivement disposés diamétralement opposés sur la ligne longitudinale et la ligne transversale du disque, et la#base comporte des seconds moyens d'attache correspondant aux premiers, des moyens élastiques réglables, tels que des dynamomètres, travaillant en tension pouvant être respectivement montés amovibles chacun entre un premier moyen d'attache et le second moyen d'attache correspondant. Suivant une autre caractéristique, entre un point du plateau situé sur la ligne longitudinale et un second point correspondant sur la base, peut etre monté un premier vérin à double effet, les moyens de liaison du vérin au plateau et à la base ayant deux degrés de liberté en rotation, et, entre un point du plateau situé sur la ligne transversale du plateau et un second point correspondant sur la base peut être monté un second vérin à double effet, les moyens de liaison du vérin au plateau et à la base ayant deux degrés de liberté en rotation. Suivant une autre caractéristique, les deux vérins à double effet sont des vérins hydrauliques. Suivant une autre caractéristique, la base est montée pivotante autour d'un axe vertical passant par l'intersection de la ligne longitudinale et de la ligne transversale du plateau, sur un bâti fixe. Suivant une autre caractéristique, ladite base peut être entratnée en rotation autour dudit axe vertical, au moyen d'un moteur. Suivant une autre caractéristique, chaque vérin est muni d'un dispositif de mesure de la position du bout de la tige du vérin par rapport au corps du vérin. Suivant une autre caractéristique, chaque vérin est muni d'un dispositif de mesure de la pression du fluide dans la chambre du vérin à double effet qui est sous pression. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique en élévation d'un appareil suivant l'invention, la Fig. 2 est une autre vue schématique en élévation de l'appareil de la Fig. 1, dont on a échangé quelques accessoires, la Fig. 3 est une vue en plan de l'appareil de la Fig. 1, la Fig. 4 est une vue schématique en élévation d'une variante de l'appareil de la Fig. 1, et la Fig. 5 est un schéma illustrant l'utilisation de l'appareil suivant l'invention. L'appareil, montré à la Fig. 1, comprend un plateau d'appui circulaire 1 muni sous sa partie centrale d'une boule 2 servant de rotule et pouvant tourner librement dans une cuvette creusée au bout d'un potelet vertical 3. Le potelet 3 est monté sur une base circulaire 4 qui peut tourner, au moyen d'un palier à billes 5, sur un anneau circulaire horizontal 6. Le plateau 1 est prévu pour servir d'appui à la plante d'un pied 7 qui peut être immobilisé sur le plateau au moyen d'une sangle 8. Comme le montre la Fig. 3, le pied est, sur le plateau, orienté de manière que son axe longitudinal coincide avec l'axe X-X' du plateau. D'autre part, il est prévu que le point milieu du pied coïncide avec le centre 0 du plateau ce qui permet de définir l'axe transversal Y-Y' perpendiculaire à l'axe X-X'. Enfin, on a, à la Fig. 3, indiqué l'axe de Honte H-H'. Dans la Fig. 1, où le plateau 1 est montré en position horizontale, on a également montré, en position de repos verticale, deux vérins à double effet 9 et 10. L'extrémité libre de la tige du vérin 9 est accrochée sous le point a, Fig. 3, du plateau 1 par un moyen d'accrochage pivotant. De même, la base du corps du vérin 9 est accrochée à la base 4 par un moyen d'accrochage pivotant. L'extrémité libre de la tige du vérin 10 est accrochée sous un point b du plateau 1 par un moyen d'accrochage pivotant. De même, la base du corps du vérin 10 est accrochée à la base 4 par un moyen d'accrochage pivotant. Comme le montre la Fig, 3, le point a est situé sur l'axe Y-Y' à une certaine distance du centre 0. De même, le point b est situé sur l'axe X-X' à une certaine distance du centre 0.On comprend qu'en actionnant le vérin 9, on peut imprimer au plateau 1 un mouvement de roulis dans les deux sens car il s'agit d'un vérin à double effet. Le vérin 10 imprime au plateau 1 des mouvements de tangage dans les deux sens. Le mouvement de roulis correspond, pour le pied, à un mouvement de varus-valgus; le mouvement de tangage à un mouvement de flexion-extension; et une combinaison prédéterminée des deux à un mouvement d'éversion-inversion. A la Fig. 1, on a également montré, reposant sur la base 4, deux butées ll et 12 de hauteur réglable dont la Fig. 3 donne les positions verticales en d et e, ces points étant sur l'axe Y-Y', symétriques par rapport au centre 0. Deux autres butées, non visibles à la Fig. 1, sont prévues, leurs traces verticales apparaissant à la Fig. 3 en f et g. Les butées ll et 12 limitent le mouvement de roulis du plateau 1 alors que les deux autres butées limitent ses mouvements de tangage. Enfin, on a encore prévu une troisième paire de butées dont les traces verticales h et i apparaissent à la Fig. 3. On verra dans la suite comment sont utilisés les vérins, d'une part, et les butées, d'autre part. A la Fig. 2, on a montré, à la place des vérins 9 et 10, des dynamomètres 13 et 14 que l'on suppose, dans l'exemple décrit, accrochés aux mêmes points respectifs du plateau 1 et de la base 4, que les vérins. Deux autres dynamomètres, non visibles à la Fig. 2, peuvent également etre respectivement accrochés sous les points a' et b', symétriques des points a et b par rapport au centre 0. Ces dynamomètres sont destinés à créer des forces de rappel contre lesquelles le pied peut lutter. A la Fig. 1, on a également montré comment un moteur électrique 15 pouvait entraîner la base 4 au moyen d'un galet 16. On a également montré une clavette 17 portée par une potence 18 et qui est glissée dans un trou correspondant de la base 4 quand on désire immobiliser celle-ci en position initiale. L'appareil de la Fig. 4 est semblable à celui de la Fig. 1, mais on y a remplacé la boule 2 par une calotte 2' de grand diamètre et dont le centre coïncide avec le centre de rotation réel Q de la cheville. La calotte 2' tourne sur elle-même dans une cuvette sphérique 19 qui a le même centre que la calotte 2' et qui est montée en haut d'un potelet 3'. Pour le reste, le plateau 1 peut être associé aux mêmes moyens, vérins, dynamomètres, butées, que dans l'appareil de la Fig. 1. Au bloc-diagramme de la Fig. 5, les blocs 20 et 21 représentent symboliquement les vérins 9 et 10. Le vérin 9 comprend deux canalisations d'alimentation en fluide 22 et 23 qui sont mises sélectivement sous pression par un circuit de commande 24. Il comporte aussi un dispositif de mesure 25 servant à mesurer le déplacement de la tige du vérin et deux manomètres 26 et 27 respectivement montés sur les canalisations 22 et 23. Le dispositif de mesure 25 et les manomètres 26 et 27 sont reliés par des fils à des entrées correspondantes d'une interface 28 qui numérise les signaux reçus. Dans le bloc 21, on a également représenté le vérin 10 avec des canalisations d'alimentation 29 et 30, un circuit de commande 31, un dispositif de mesure de position 32 et deux manomètres 33 et 34, ces derniers étant reliés à l'interface 28. L'interface 28 est reliée à un microprocesseur 35 par un bus de données bidirectionnel 36. L'interface 28 a encore trois sorties de signaux 37, 38 et 39 qui sont respectivement reliées aux entrées des circuits de commande 24 et 31, et au moteur 15. L'ensemble est, de préférence, complété par un appareil d'entrée-sortie (clavier + affichage ou imprimante) 40 qui est relié au bus 36. On peut utiliser l'appareil pour obtenir des gains d'amplitudes articulaires en mode actif, avec contraction musculaire; en mode passif avec muscles relâchés; en mode contracté/rel#ché; et on mode myotensif. On peut aussi l'utiliser pour obtenir un renforcement musculaire en mode statique avec amélioration de la stabilité de l'articulation; et en mode dynamique excentrique ou concentrique. Il permet un travail progressif de la propioception en charge ou en décharge. Il permet enfin d'obtenir des bilans comparatifs en étudiant aussi le pied sain du patient, en comparant les amplitudes articulaires, les forces musculaires et les propioceptions. On comprend toute l'utilité des butées pour limiter les amplitudes des mouvements, des vérins soit libres pour mesurer les amplitudes, soit en charge pour fournir des efforts ou les mesurer. Les dynamomètres permettent d'utiliser l'appareil d'une manière autonome. Le microprocesseur ayant acquis des données de base à partir de mesures initiales sur la cheville malade et la cheville saine peut être programmé pour agir sur les vérins ou le moteur électrique. Il y a évidemment plusieurs programmes possibles du mode de mouvement que le thérapeute veut utiliser. On comprend tout l'intérêt du système à microprocesseur qui permet de garder en mémoire les données acquises d'une séance de rééducation à la suivante, donc de suivre les progrès du patient d'une manière fiable. REVENDICATIONS 1) Appareil d'étude et de rééducation de la cheville, caractérisé en ce qu'il se compose d'un plateau (1) monté pivotant sur une rotule (2,- 2') portée par un potelet (3, 3') solidaire d'une base (4) qui porte des butées verticales (11, 12), réglables en longueur, dont les sommets se trouvent sous le plateau (1). 2) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les butées (11, 12) forment deux paires de butées, dont les butées de la première paire sont diamétralement opposées par rapport au potelet (3) sous la ligne longitudinale du plateau (1) qui est parallèle à l'axe longitudinal (X-X') du pied et dont les butées de la seconde paire sont également diamétralement opposées par rapport au potelet (3) sous la ligne transversale (Y-Y') du plateau qui est parallèle à l'axe transversal du pied. 3) Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu une troisième paire de butées disposés diamétralement opposées sur une direction perpendiculaire à l'axe de Henke (H-H') de la cheville. 4) Appareil suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plateau (1) comporte des premiers moyens d'attache respectivement disposés diamétralement opposés sur la ligne longitudinale (X-X') et la ligne transversale (Y-Y') du plateau, et la base (4) comporte des seconds moyens d'attache correspondant aux premiers, des moyens élastiques réglables (13, 14), tels que des dynamomètres, travaillant en tension pouvant être respectivement montés amovibles chacun entre un premier moyen d'attache et le second moyen d'attache correspondant. 5) Appareil suivant l'une des revendications 18 4, caractérisé on ce que, entre un point du plateau (1) situé sur la ligne longitudinale (X-X') et un second point correspondant sur la base (4) peut être monté un premier vérin à double effet (10), les moyens de liaison du vérin au plateau et à la base ayant deux degrés de liberté en rotation, et, entre un point du plateau (1) situé sur la ligne transversale (Y-Y') du plateau et un second point correspondant sur la base (4) peut être monté un second vérin à double effet (9), les moyens de liaison du vérin au plateau et à la base ayant deux degrés de liberté en rotation. 6) Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les deux vérins à double effet (9, 10) sont des vérins hydrauliques. 7) Appareil suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la base (4) est montée pivotante autour d'un axe vertical passant par l'intersection de la ligne longitudinale et de la ligne transversale du plateau, sur un bâti fixe. 8) Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ladite base (4) peut être entratnée en rotation autour dudit axe vertical, au moyen d'un moteur (15). 9) Appareil suivant l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que chaque vérin (9, 10) est muni d'un dispositif de mesure (25, 32) de la position du bout de la tige du vérin par rapport au corps du vérin. 10) Appareil suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chaque vérin (9, 10) est muni d'un dispositif de mesure (26, 27, 33, 34) de la pression du fluide dans la chambre du vérin à double effet qui est sous pression. 11) Appareil suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la rotule (2') a pour centre le point de rotation réel (Q) de la cheville. 12) Appareil suivant l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que lesdits dispositifs de mesure sont reliés par une interface (28) et un bus à une microprocesseur (35) qui commande le fonctionnement des vérins et du moteur.