Brevet FR2825265A1 — publié le 20021206

CORSET ORTHOPEDIQUE A MEMOIRE DE FORME La présente invention concerne un dispositif pour donner à un corset orthopédique ou tout autre appareil médical une mémoire de forme c'est à dire le rendre capable de laisser une liberté totale de mouvement puis de revenir à la forme initiale et de la conserver de manière parfaitement rigide. L'art antérieur décrit des corsets orthopédiques qui sont totalement rigides et maintiennent le tronc dans une position de correction avec comme liberté possible la seule élasticité des matériaux. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. Il comporte selon une première caractéristique un ou plusieurs bras d'union solidarisant les différentes parties du corset. Les dits bras d'union sont constitués d'un empilement de modules capables de s'emboîter et se désemboîter grâce à un moteur, à une source d'énergie, un système de verrouillage. Un dispositif électronique organise la régulation. Selon la même caractéristique l'empilement de pièces élémentaires peut être remplacé par une enveloppe souple contenant un gaz ou un liquide ou un matériau liquide ou un mélange de liquides et de solides capable de changer de phase et de devenir solide ou rigide sous l'influence d'un agent physique comme par exemple un champ magnétique. Selon la même caractéristique le moyen d'union comporte un ou plusieurs tubes dans lequel l'empilement ou son équivalent peut coulisser lorsqu'il est à l'état souple. Ainsi les bras d'union solidarisant les éléments du corset sont ils pourvus de moyens de rigidification contrôlée produisant un effet de mémoire de forme c'est à dire de retour à l'état rigide et à la forme initiale. Selon des modes particuliers de réalisation : - Chaque pièce de l'empilement est une pyramide tronquée dont la base est rectangulaire, les faces et les arrêtes sont arrondies. Un orifice va du milieu de la base au milieu du sommet. Il y passe un câble d'acier sur lequel sont enfilés à la manière d'un chapelet toutes les pièces de l'empilement. Le désemboitement est amorcé par un ressort et limité par un moyen mécanique, câble d'acier solidarisant chaque pièces de l'empilement avec sa voisine ou tenon et fenêtre ou chaînette ou autre. La forme de t'orifice est telle qu'il puisse contenir le ressort et la liaison lorsque l'empilement est en position rigide emboîtée. Le verrouillage est assuré par une gâche poussée par un ressort et déverrouillée de façon électromagnétique par un solénoïde. - L'emboîtement avec retour à l'état rigide et à la forme initiale nécessite un moteur, une source d'énergie, et une régulation électronique. Le moteur réalise l'emboîtement et fait coulisser chaque pièce de l'empilement sur un câble d'acier passant au centre de l'empilement. Le blocage en fin de course est mécanique ou électromécanique. Le dispositif de blocage ne consomme pas d'énergie en position verrouillée car le verrouillage est assuré par un ressort et ce n'est que lors des très courtes phases de liberté qu'un solénoïde déplace la gâche et libère la mobilité des modules. La source d'énergie peut être électrique avec une batterie, pneumatique avec une réserve d'air comprimé ou un compresseur, hydraulique avec soit un moteur éventuellement associé à un dispositif utilisant les mouvements du porteur de corset pour accumuler de l'énergie, dans ce cas la récupération de l'énergie est réalisée par une valve unidirectionnelle situé sur une tubulure reliant l'enveloppe et le réservoir. Le choix entre l'état rigide et l'état souple est déterminé par une régulation électronique. Celui ci reçoit des informations venant d'un capteur (jauge de contrainte) sensible aux sollicitations exercées par le porteur de l'appareil orthopédique. Le système électronique est règlable et déclenche ! e désemboîtement en libérant le verrouillage de façon électromagnétique puis après un temps de liberté préétabli, le moteur est mis en marche et le corset revient à sa position de rigidité. On a ainsi des créneaux de liberté dont la durée totale cumulée est additionnée et ne peut excéder une heure par 24 heures. La durée des périodes de rigidité est programmable de même que la durée des périodes de liberté. De même on peut régler l'intervalle entre chacune. Cette programmation doit répondre à la sensation subjective de confort ressentie par le patient. Le passage en position souple est passif et rapide alors que, à l'inverse, pour devenir rigide il faut l'action du moteur qui est actif et plus lent. Le mécanisme de désemboîtement implique un allongement de l'empilement de pièces Dans certains mouvements il faut pouvoir associer désemboîtement et raccourcissement. L'allongement nécessaire au désemboîtement doit pouvoir être annulé ou même au contraire, le bras d'union doit pouvoir se raccourcir. En effet, par exemple, dans un mouvement de flexion du tronc vers l'avant, les bras situés en arrière doivent pouvoir s'allonger alors que ceux situés en avant doivent pouvoir se raccourcir tout en étant en situation souple. C'est la raison pour laquelle l'empilement peut coulisser dans un tube avec deux situations. Soit il coulisse librement guidé par des galets en configuration souple (ou désemboîté). Soit au contraire il est emboîté sous l'action du moteur qui déplace la dernière pièce de l'empilement à l'intérieur du tube pour réaliser l'emboîtement. La pièce élémentaire ainsi mobilisée reste, en fin de course, à l'intérieur du tube, et est verrouillée assurant la rigidité et la solidarité de l'ensemble. La source d'énergie électrique doit être rechargeable en moins d'une heure La quantité d'énergie à stocker doit permettre environ 350 cycles. Chaque cycle nécessite 1 Watt (1 N/m/s). La batterie. doit délivrer 15 à 20 W/h. Si on opte pour un dispositif hydraulique les petits mouvements de faible amplitude sont utilisés comme source d'énergie permettant de faire passer le fluide hydraulique de l'enveloppe vers le réservoir par l'intermédiaire d'une tubulure comportant une vanne unidirectionnelle. Dans la formule associant un moteur hydraulique avec un empilement de modules, la dernière pièce élémentaire est amenée en position haute par un piston. Une électrovanne est ouverte sous l'effet du processeur pour produire l'état non rigide. Le principe est le même pour un dispositif pneumatique. - L'ensemble du dispositif mécanique peut être remplacé par une enveloppe souple contenant un matériau ou un mélange de matériaux capable de passer de l'état liquide à l'état rigide sous l'action d'un champ électromagnétique ou magnétique. Ce liquide peut circuler depuis t'enveloppe réalisant le bras d'union vers un réservoir, pour permettre au bras d'union de devenir souple, puis d'être refoulé par un dispositif motorisé tel un piston actionné par un moteur, dans l'enveloppe pour lui faire reprendre sa forme initiale juste avant de revenir en phase solide. - L'ensemble du dispositif peut être remplacé par une structure gonflable avec une réserve d'air comprimé et une régulation électronique qui commande l'ouverture et la fermeture des électrovannes. D'autres caractéristiques, objets et avantages de la présente invention sont indiqués ou apparaissent dans la description détaillée des modes de réalisation actuellement préférés de l'invention que l'on trouvera ci dessous dans les dessins et schémas. La figure 1 représente en coupe le dispositif de l'invention avec l'empilement des modules. La figure 2 représente l'empilement des modules en position souple. La figure 3 représente un gros plan des modules. La figure 4 représente en coupe une variante de ce dispositif avec une enveloppe gonflable En référence à la figure 1, le dispositif comporte un bras d'union (1), solidarisant deux parties (2 et 2bis) d'un corset orthopédique. Le dit bras d'union (1) étant pourvu de moyens de rigidification contrôlée produisant un effet de mémoire de forme c'est à dire de retour non seulement à l'état rigide mais aussi à la forme initiale. L'empilement de modules (3) est vu en coupe par le milieu dans le sens de la longueur et constitue le bras d'union (1). Il est enfilé sur un câble (4) et peut coulisser dans une gaine rigide (5). Les modules sont séparés par un logement (15) qui est détaillé dans la figure en gros plan. Un moteur électrique (6) assure l'emboîtement par l'intermédiaire d'une pièce de liaison (10) qui mobilise le premier module (3 bis). Une gâche (11), actionnée au moyen d'un ressort (16) maintient l'empilement de modules en position emboîtée alors qu'un dispositif électromagnétique tel un solénoïde (17) réalise le déverrouillage de la gâche. Un capteur (8) tel une jauge de contrainte sensible aux sollicitations mécaniques lors des mouvements du porteur de l'appareil orthopédique fournit les informations au dispositif de régulation électronique (9) qui donne les ordres au moteur (6) et à la gâche (11). La figure 2 représente l'empilement des modules en position souple. Le bras (1) est libre selon les 3 axes et les parties (2) et (2 bis) du corset orthopédiques peuvent être bougées librement. La gâche (11) est maintenue en position ouverte par le solénoïde. Le module (3 bis) a glissé librement vers l'extrémité distale de la gaine rigide (5). Le moteur électrique (6) est débrayé automatiquement. Les autres modules (3) sont ainsi désemboîtés et mobiles l'un part rapport à l'autre. Cet écartement est limité ainsi que cela est représente sur la figure 3. La figure 3 représente une coupe en gros plan de plusieurs modules (3) emboîtés avec en (1) le bras d'union en (4) le câble dans le percement (12), en (15) le logement contenant en (13) un moyen élastique tel un ressort destiné à initier le désemboîtement et en (14) la liaison qui limite l'éloignement des modules (3) deux à deux. La figure 4 représente une variante dans laquelle figure en (1) le bras d'union, en (2) et (2 bis) les deux parties du corset orthopédique, en (20) une enveloppe étanche contenant un gaz ou un fluide hydraulique communiquant avec un moteur (6), un réservoir (7) avec deux compartiments l'un haute l'autre basse pression. Une valve unidirectionnelle (19) réalise un dispositif de récupération de l'énergie dépensée par le porteur du corset lors des petits mouvements. La valve (18) est actionnée de manière électromagnétique pour ouvrir i'enveloppe (20) vers le compartiment basse pression laquelle enveloppe devient ainsi souple. Dans une variante, le bras d'union (1) est constitué par une enveloppe étanche (20) contenant une matière liquide capable de changer de phase et de devenir solide sous l'action d'un agent physique tel un champ magnétique et que lorsqu'il est en phase liquide, il puisse aller dans un réservoir (7) d'où il est à nouveau chassé par un moteur (6) commandé par la régulation électronique (9) vers l'enveloppe (20) pour lui faire reprendre sa forme initiale puis redevenir rigide. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à donner notamment à un corset orthopédique une mémoire de forme caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs bras d'union (1) solidarisant deux ou plusieurs éléments du corset (2) et (2 bis), le dit bras d'union étant pourvu de moyens de rigidification contrôlée produisant un effet de mémoire de forme c'est à dire de retour non seulement à l'état rigide mais aussi à la forme initiale. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des extrémités du dit bras d'union (1) est disposée dans une gaine rigide (5) à l'intérieur de laquelle il peut coulisser, qu'un moteur (6) est relié par une pièce de liaison (10) à la dite extrémité de telle sorte que par mise en activité de celui ci, le bras (1) se mette en mouvement dans la gaine (5) et que un capteur (8) solidarisée au dit bras régule par un moyen électronique (9) le fonctionnement du moteur (6). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras d'union (1) est constitué par un empilement de modules (3) emboîtables les uns dans les autres et enfilés sur un câble (4) de façon à ce que l'ensemble se rigidifie par emboîtement, une gâche (11) maintient l'ensemble en position rigide. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque module (3) dont la forme est celle d'une pyramide tronquée, à base rectangulaire, aux facettes et arrêtes arrondies est pourvue d'un percement (12) allant du milieu de la base au milieu du sommet de chaque pyramide lequel percement est destiné à recevoir le câble (4). 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'un moyen élastique tel un ressort (13) est disposé entre chaque module de façon à les éloigner l'un de l'autre pour initier le déverrouillage, chaque module étant en outre pourvu d'une liaison (14) destinée à limiter leur éloignement relatif, le moyen élastique (13) et la liaison (14) sont contenues dans un logement (15) ménagé entre les modules. 6. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que un ressort (16) est disposé de manière à pousser une gâche (11) de telle sorte que l'empilement des modules soit maintenu fermement verrouillé en position rigide. 7. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que un moyen électromagnétique (17) tel un solénoïde tire la gâche (11) en arrière et que l'empilement des modules (3) soit déverrouillé en position souple. 8. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est pourvu en outre d'une régulation électronique (9) asservie aux capteurs (jauges de contrainte) (8) d'une part et d'autre part au moteur (6) et à la gâche (11) de sorte que lors des mouvements du porteur du corset, la rigidité puisse disparaître par ouverture de la dite gâche (11) et puisse revenir en position rigide sous l'action du moteur, et ce de manière programmable 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras d'union (1) est constitué par une enveloppe étanche (20) contenant une matière liquide capable de changer de phase et de devenir solide sous l'action d'un agent physique tel un champ magnétique et que lorsqu'il est en phase liquide, il puisse aller dans un réservoir (7) d'où il est à nouveau chassé par un moteur (6) commandé par la régulation électronique (9) vers l'enveloppe (20) pour lui faire reprendre sa forme initiale puis redevenir rigide. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras d'union (1) est constitué par une enveloppe étanche (20) contenant une matière liquide ou gazeuse, le moteur (6) assurant la mise en pression du liquide ou du gaz par l'intermédiaire d'un réservoir (7), le retour du liquide ou du gaz sous pression est réalisé par ouverture d'une vanne électromagnétique (18) vers un compartiment basse pression du réservoir (7). 11. Dispositif orthopédique selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que si le moteur est un piston hydraulique, la source d'énergie est la récupération de certains petits mouvements effectués par le porteur du corset pour actionner un piston avec une vanne directionnelle (19) et stocker le fluide hydraulique dans un réservoir (7) comportant une secteur haute pression et un secteur basse pression.