Brevet FR2677540A1 — publié le 19921218

ARTICULATION DE PROTHESE ORTHOPEDIQUE A VERIN HYDRO:'PNEUMATIQUE ET BLOCAGE DE FLEXION ELECTROMAGNETIQUE L'invention concerne une articulation de prothèse orthopédique constituée par l'ensemble d'un vérin hydropneumatique et de sa commande électromagnétique. De nos jours, les systèmes de commandes et de fonctionnement d'une articulation prothétique sont complètement séparés. De façon générale, des ressorts pré-réglés, associés à un frein à tambour pour la commande de l'articulation mécanique, servent à ramener le bas de la prothèse de la flexion vers l'extension. Le freinage est alors proportionnel à la pression exercée par le patient. Par ailleurs, les déplacements des lignes de charge sur ce type d'articulation font que le freinage s'amenuise dès qu'apparait une flexion, provoquant dans le pire des cas la chute du patient. Parfois un système de régulation hydraulique vient s'ajouter au mécanisme précédent. L'objet de l'invention est de proposer des systèmes unifiés de fonctionnement et de commande. Cette union est obtenue grace à une vanne à commande électrique interrompant la circulation de fluide entre les deux chambres d'un vérin hydraulique. Cet ensemble vérin-électrovanne a trois avantages principaux - une plus grande fiabilité d'utilisation de l'articulation prothétique, - la possibilité, moyennant quelques adaptations mineures, de transformer une articulation mécanique ordinaire en articulation hydraulique à frein, - un blocage de l'articulation à n'importe quel angle. L'invention est constituée (fig 1) de deux cylindres (1 et 2). Le premier cylindre (1) contient un fluide hydraulique. il renferme un piston (6) qui permet la séparation du cylindre en deux chambres (3 et 4). Ce piston (6) est fixé sur une tige traversante (5) égale à la longueur du cylindre plus la course totale de déplacement du piston. L'extrémité supérieure de la tige (5) est fixée indirectement au membre à équiper, par l'intermédiaire d'un basculeur (17) articulé sur la prothèse. Les deux chambres (3 et 4) communiquent entre elles par un conduit extérieur (9) muni de deux clapets anti-retour (7 et 8) à étranglement réglable, constituant ainsi deux régulateurs. Ces clapets anti-retour sont antagonistes. Cependant une version à circulation intérieure de fluide est envisageable. Le deuxième cylindre (2) se situe dans le prolongement du premier cylindre (1), une cloison (19) étanche les sépare L'extrémité inférieure de la tige traversante (5) est fixée sur le piston (13) contenu dans le cylindre (2). La longueur de ce dernier doit être au moins égale à la longueur de la course du piston (6). Ce deuxième cylindre (2) est pourvu de deux valves (14 et 21) par lesquelles on introduit plus ou moins d'air comprimé selon les réglages désirés. Il fait également office de fixation sur le bas de la prothèse. Selon une variante, une pompe manuelle reliée à la valve (14) peut permettre d'ajuster l'amortissement du mouvement de marche par un réglage de la pression. Sur la partie du conduit extérieur (9) situé entre les deux clapets anti-retour (7 et 8) se trouve une vanne (22) électromagnétique (10) bistable dans notre mode préférentiel. Dans la phase de compression du vérin, qui correspond à la flexion de l'articulation. la vanne (22) peut être fermée et ainsi interrompre la circulation de fluide entre les deux chambres (3 et 4) . Le piston (6) est alors immobilisé, ce qui a pour effet de bloquer l'articulation dans cette position. Mais la vanne (22) fait également office de clapet anti-retour, et permet donc l'extension de l'articulation (phase de détente du vérin). L'alimentation électrique de l'électrovanne (10) est assurée par une batterie. Deux micro-contacts sont installés à l'avant et à l'arrière du haut de la prothèse, et sont activés par le poids supporté. ils assurent le pilotage électrique de l'électro-aimant, par l'intermédiaire de conducteurs ~ fil électrique, fibre optique, . Il est à noter que la tige traversante (5) du piston (6) est étanchéifiée par rapport aux deux extrémités du cylindre (1) par un joint (20) . Le cylindre (2) est borgne. L'ensemble de ce dispositif est implanté dans une prothèse réalisé en matériaux composite (carbone). REVENDICATIONS 1) Articulation de prothèse orthopédique à verin hydraupneumatique et blocage de flexion par commande électromagnétique caractérisée en ce que le vérin est constitué de deux cylindres indépendants (1 et 2). 2) Articulation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le cylindre (1) est à régulation hydraulique. Il renferme un piston (6), fixé sur une tige traversante (5), qui sépare ce cylindre en deux chambres (3 et 4). L'extrémité supérieure de cette tige est fixée, par exemple, sur le haut de la prothèse par l'intermédiaire d'un basculeur (17). Le fluide hydraulique contenu dans les chambres (3 et 4) se déplace dans un circuit (9) composé de deux clapets anti-retour (7 et 8) à étranglement réglable positionné de façon antagoniste permettant un réglage différent selon la course du piston. 3) Articulation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le deuxième cylindre (2), situé dans le prolongement du cylindre (I), séparé de celui-ci par une cloison étanche (19), est un amortisseur pneumatique. Il renferme un piston (13) fixé sur l'autre extrémité de la tige traversante (5). Il est pourvu de deux valves (14 et 21) par lesquelles on introduit plus ou moins d'air compnmé selon les réglages désirés. il a le rôle d'amortisseur et de propulseur. Il fait également office de fixation sur le bas de la prothèse. 4) Articulation, selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le flux hydraulique du cylindre (1) circulant dans le circuit (9) peut-être interrompu entre les deux clapets anti-retour (7 et 8) par une vanne (22). 5) Articulation, selon les revendications 1, 2 et 4, caractérisée en ce que la vanne est à pilotage électromagnétique (10). 6) Articulation, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la commande électromagnétique de la vanne est assuré par des conducteurs électriques (23) reliés à des micro-contacts (15 et 16), implantés à l'avant et à l'arrière du haut de la prothèse. 7) Articulation, selon l'une quelconque des revendications précedentes, caractérisée en ce que ces conducteurs peuvent être des fibres optiques. 8) Articulation, selon l'une quelconque des revendications précedentes, caractérisée en ce que l'ensemble de ce dispositif est implanté dans une prothèse réalisé en matériaux composite.