Brevet FR2933604A1 — publié le 20100115

PROTHESE DE CHEVILLE La présente invention concerne le domaine des prothèses, notamment des prothèses d'articulation, et en particulier des 5 prothèses de cheville. Bien entendu, des prothèses de cheville sont connues dans l'art antérieur. Par exemple, le brevet US 5 766 264 et la demande de brevet PCT WO 2007/0106396 décrivent une prothèse de cheville articulée à composants passifs avec plantiflexion. Io La demande WO 2006/000211 décrit un pied avec des articulations permettant de s'adapter à la situation du patient, notamment avec un pied à talon réglable en statique ou immobile. Le brevet US 6 966 933 décrit une prothèse de pied avec une cheville ajustable à différentes hauteurs de talon. 15 Les demandes internationales PCT WO 2005/079712 et WO 2007/027668 décrivent des prothèses de membres inférieurs permettant le contrôle du mouvement du pied, et en particulier le mouvement pied / cheville. La prothèse de genou commercialisée sous le nom 20 � Hydracadence � permet le contrôle du mouvement du pied par le mouvement du genou. Cependant, les prothèses de l'art antérieur peuvent se révéler insatisfaisantes notamment en terme de blocage en extension lors de la phase de propulsion, de relevage de la pointe du pied dans sa phase 25 pendulaire, de réglage de la hauteur du talon, de qualité de la plantiflexion à l'appui du talon, ou encore en terme de coût, de poids, d'encombrement, voire de durée de vie, notamment par rapport à la quantité d'énergie, par exemple électrique, nécessaire à leur fonctionnement. 30 Ces prothèses peuvent encore présenter des caractéristiques insuffisantes par rapport aux possibilités de réglages de la cheville par rapport au pied et/ou au sol, et en particulier par rapport à l'adaptation au sol en montée et/ou en descente, à la dorsiflexion pour la montée et/ou la descente d'escaliers. 35 Les systèmes connus peuvent se révéler insuffisants notamment en terme de confort, d'encombrement et/ou de souplesse. Ainsi, les prothèses connues peuvent ne pas présenter un confort, une souplesse et/ou un encombrement satisfaisant. Il est donc souhaitable d'apporter une amélioration de ces caractéristiques. Il subsiste donc un besoin pour des prothèses de cheville ou de cheville-pied permettant de résoudre, en tout ou partie, les problèmes 5 évoqués ci-dessus. L'invention vise donc à remédier en tout ou partie à ces problèmes. Ainsi, selon un premier aspect, la présente invention a pour objet un dispositif prothétique ou orthétique, de type module d'articulation to de prothèse ou orthèse, notamment de cheville ou cheville-pied, comprenant : - au moins une fixation supérieure et une fixation inférieure, reliées l'une à l'autre par au moins une biellette, - au moins une articulation reliant la fixation supérieure et la 15 fixation inférieure, - au moins un moyen moteur relié à la biellette, solidaire du dispositif et apte à mouvoir cette dernière en sorte de mettre en mouvement les fixations inférieure et supérieure relativement à leur articulation. 20 Le moyen moteur peut être un simple élément levier, un piston ou autre système d'entraînement relié à la biellette et actionné en mouvement. Le moyen moteur peut être au moins un, voire un ou deux excentriques actionnés en mouvement, par exemple au. moyen d'une 25 roue dentée solidaire de l'excentrique et en prise avec tout moyen d'entraînement actionné en rotation, notamment un engrenage ou une vis sans fin. L'excentrique peut être la roue dentée dont l'axe de liaison à la biellette est décalé relativement à son axe de rotation, en particulier la 30 roue forme elle-même un excentrique. En particulier, le dispositif est un module de cheville prothétique ou module cheville-pied prothétique destiné aux amputés tibiaux ou fémoraux. Tout particulièrement, ce module est destiné à être intégré dans une prothèse de membre inférieur, notamment pied ou tibia. 35 Ainsi, la fixation inférieure du dispositif peut être connectée à une prothèse, une orthèse ou une partie de prothèse ou d'orthèse de pied. La fixation supérieure peut être connectée avec une prothèse ou orthèse de jambe, notamment de partie inférieure de la jambe. Cette fixation inférieure peut être compatible avec différents éléments de prothèse ou d'orthèse. Le dispositif selon l'invention permet, notamment lors de la marche, le mouvement de relevage du pied lors de la phase pendulaire, le réglage de la hauteur du talon de pied, notamment via l'actionnement du moyen moteur ou la rotation de l'excentrique, et l'adaptation à la marche dans les escaliers ou dans les pentes. Par � vers l'arrière �, on entend au sens de la présente invention le côté le plus proche du talon du pied. On entend par � vers l'avant � au sens de la présente invention le côté le plus proche du bout du pied Le dispositif peut comprendre au moins deux biellettes, et en particulier deux ou quatre biellettes. Dans le cas où il comprend deux biellettes, il peut en comprendre une vers l'avant et une vers l'arrière. Chaque biellette peut être actionnée par un excentrique, lui-même lié à une roue. Le mouvement des fixations l'une par rapport à l'autre peut être limité dans son amplitude par des butées d'extension et de flexion. Ces butées peuvent en outre être extensibles, par exemple, à ressort ou commandées en mouvement pour accroître le débattement du dispositif. Lorsque le dispositif comprend quatre biellettes il. peut en comprendre une sur l'avant gauche, une sur l'avant droit, une sur l'arrière gauche et la dernière sur l'arrière droit. Tout particulièrement, les deux sur l'avant sont disposées de part et d'autre d'une roue avant, et les deux sur l'arrière sont disposées de part et d'autre d'une roue arrière. La roue avant et la roue arrière forment chacune en liaison aux biellettes deux excentriques actionnant chacun latéralement une biellette. L'ensemble peut en outre comporter un plan de symétrie médian. Le dispositif peut comprendre au moins deux excentriques dont au moins un est placé vers l'avant et au moins un est placé vers l'arrière du dispositif, cela peut présenter comme avantage de diminuer la course, par exemple de la diviser par deux. Autrement dit pour effectuer le même mouvement, cela nécessite une rotation moins grande ou une excentration moins grande de l'excentrique. Le dispositif peut comprendre au moins deux excentriques avant et arrière et en particulier quatre excentriques, voire deux excentriques avants et deux excentriques arrières. Dans le mode de réalisation avec au moins deux biellettes, dont une est vers l'avant et une est vers l'arrière, lors de l'appui sur le sol, le dispositif peut permettre la flexion plantaire sans modification de la position angulaire des excentriques. Le dispositif permet également de bloquer l'articulation en phase d'extension par exemple grâce à une biellette arrière qui vient en butée 10 sur la fixation inférieure. Le Centre Instantané de Rotation (CIR) peut être placé à l'extérieur du mécanisme, dans une zone proche de l'axe d'articulation physiologique de la cheville. Ceci permet la flexion plantaire lors de l'appui du talon et le débattement du dispositif comme une cheville 15 physiologique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description détaillée qui va suivre, à titre d'exemple, de diverses formes de réalisation de ce dispositif. Dans cette description, on se réfèrera aux dessins schématiques annexés, sur lesquels : 20 La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention, La figure 2 est une vue en perspective d'une variante de réalisation du dispositif, et La figure 3 est une vue d'un excentrique du dispositif. 25 La figure 1 représente un dispositif simple avec articulation 1 comprenant un excentrique 2 couplé avec une roue dentée 3 en prise avec une vis sans fin 5 permettant d'actionner la roue dentée 3. L'excentrique 2 est présent sur l'axe A de la roue dentée Le dispositif 1 comprend une fixation supérieure 7' représentée partiellement en 30 arraché et une fixation inférieure 7, reliées l'une à l'autre par une biellette 8 et par un axe d'articulation 9. La biellette 8 est reliée à la roue dentée 3 par un axe d'articulation décalé de son axe de rotation et la rotation de la roue 3 permet le débattement des fixations 7, 7' relativement à l'articulation 9. 35 La figure 2 représente un dispositif 1' avec quatre excentriques 2a, 2b, notamment avant/arrière et gauche/droite, dont deux sont visibles sur la figure. Il peut comprendre un ou deux excentriques avants 2a et un ou deux excentriques arrières 2b, voire plus. Il peut comprendre 2 ou 4 biellettes 8a, 8b reliant 7" et 7". Le dispositif comprend en outre des butées arrière de flexion 10 et d'extension 10' permettant de limiter le déplacement de la biellette arrière 8b et la bloquant. Le dispositif peut également comprendre un système 11 à ressort avec colonne télescopique. Il permet également d'amortir l'effort lors de l'appui du talon au sol. Ce système à ressort 11 permet également de ramener l'articulation en position d'extension. Sans ce système, le pied serait libre autour de son axe de rotation. Ce système peut comprendre une molette de réglage 12 afin de permettre aux utilisateurs d'adapter la souplesse de l'articulation lors de l'appui au talon. La fixation inférieure 7" du dispositif peut être connectée à une prothèse ou orthèse de pied (non représenté). La fixation supérieure 7" peut être connectée avec une prothèse ou orthèse de jambe, notamment de partie inférieure de la jambe (non représenté). La fixation inférieure 7" peut être compatible avec différents modèles de pieds prothétiques standard, par exemple des pieds sachs ou des pieds à restitution d'énergie ou des éléments de prothèse ou d'orthèse. La figure 3 représente plus particulièrement la partie 13 d'un dispositif actionnant les excentriques 2a, 2b et comprenant les roues dentées 3a, 3b et la vis sans fin 5', celle-ci permettant d'actionner les roues dentées 3a, 3b et donc les excentriques 2a, 2b. Le dispositif peut comprendre une ou deux roues dentées 3a, 3b reliées aux excentriques 2a, 2b (figure 3), une roue dentée avant 3a comprenant un axe avant 4a et une roue dentée arrière 3b comprenant un axe arrière 4b. Les roues dentées avant 3a et arrière 3b sont. reliées avec symétrie par rapport à un plan longitudinal médian du dispositif aux biellettes avant 8a et arrière 8b qui peuvent être reliées deux à deux à la fixation inférieure 7" respectivement par un axe d'articulation avant 9a et un axe d'articulation arrière 9b. L'actionneur peut notamment être une vis sans fin 5', un engrenage, une poulie courroie ou un couple conique (non représenté). L'actionneur est couplé aux roues dentées 3a, 3b. Un moteur (non représenté) peut permettre de faire tourner cette vis 5'. En particulier, la vis 5' est toujours en contact avec les roues dentées 3a, 3b, elle subit un effort en phase de plantiflexion. Dans ce cas, le système roue dentée 3a, 3b /vis 5' est irréversible : la vis fait tourner la roue mais pas le contraire. L'excentrique avant 2a peut présenter une excentration allant de 1 à 10 mm, de 3 à 8 mm, voire d'environ 5 mm. Ceci peut notamment permettre un déplacement de 2 à 20 mm, en particulier de 6 à 16 mm, voire d'environ 10 mm sur un demi tour. La course totale angulaire de l'excentrique avant 2a peut aller jusqu'à 180°. L'excentrique arrière 2b peut présenter une excentration arrière allant de 1 à 10 mm, en particulier de 3 à 8 mm, voire d'environ 5 mm. Ceci peut notamment permettre un déplacement de 2 à 20 mm, en particulier de 6 à 16 mm, voire d'environ 10 mm sur un demi tour. La course angulaire totale de l'excentrique arrière 2b peut aller jusqu'à 180° de façon analogue Le dispositif peut permettre en marche un angle de flexion allant de 2 à 30°, notamment de 5 à 20° en phase de dorsiflexion (phase pendulaire). Il peut également permettre un angle de flexion allant de 1 à 40°, notamment de 5 à 30° en phase de flexion plantaire (attaque du pas). Cette prothèse peut encore permettre un réglage de hauteur du talon allant de 0 à 100 mm, notamment de 10 à 60 mm. Le dispositif peut comprendre des capteurs de position, de pression et/ou d'accélération (non représenté) permettant de piloter l'actionneur afin d'effectuer le relevage de la pointe du pied, notamment lors de la phase pendulaire, ou encore d'autres mouvements de plantiflexion ou dorsiflexion, aussi bien pendant la phase pendulaire que pendant la phase d'appui au sol. Ces capteurs peuvent être connectés à un système de contrôle et de commande de l'actionneur en vue de piloter le mouvement du dispositif au cours de la marche. REVENDICATIONS1. Dispositif prothétique ou orthétique (1, 1'), de type module d'articulation de prothèse ou d'orthèse, notamment de cheville ou cheville-pied, comprenant : - au moins une fixation supérieure (7', 7") et une fixation inférieure (7, 7"), reliées l'une à l'autre par au moins une biellette (8; 8a, 8b), - au moins une articulation reliant la fixation supérieure (7', 7") et la fixation inférieure (7, 7"), lo - au moins un moyen moteur (3, 3a,3b, 5,5') relié à la biellette (8; 8a, 8b), solidaire du dispositif (1, 1') et apte à mouvoir cette dernière en sorte de mettre en mouvement les fixations inférieure (7, 7") et supérieure (7', 7") relativement à leur articulation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 15 moyen moteur (3, 3a,3b, 5,5') est un simple élément levier, un piston ou autre système d'entraînement relié à la biellette (8; 8a, 8b) et actionné en mouvement. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen moteur est au moins un excentrique (2; 2a, 2b) actionné en 20 mouvement, par exemple au moyen d'une roue dentée (3; 3a, 3b) solidaire de l'excentrique (2; 2a, 2b) et en prise avec une vis sans fin (5, 5') ou un engrenage actionné en rotation. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'excentrique est une roue dentée (3; 3a, 3b) dont l'axe de liaison à la 25 biellette est décalé relativement à son axe de rotation. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fixation inférieure du dispositif peut être connectée à une prothèse, une orthèse ou une partie de prothèse ou d'orthèse de pied et la fixation supérieure peut être connectée avec une 30 prothèse ou orthèse de jambe, notamment de partie inférieure de la jambe. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux biellettes, notamment une (8a) à l'avant et une à l'arrière (8b). 35 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux excentriques avant et arrière (2a, 2b), et enparticulier quatre excentriques (2a, 2b), voire deux excentriques avants (2a) et deux excentriques arrières (2b). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'excentrique avant (2a) présente une excentration allant de 1 à 10 mm, 5 en particulier de 3 à 8 mm, voire d'environ 5 mm. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'excentrique arrière (2b) présente une excentration allant de 1 à 10 mm, en particulier de 3 à 8 mm, voire d'environ 5 mm. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, Io caractérisé en ce que la course angulaire totale de l'excentrique avant (2a) peut aller jusqu'à 180°. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la course angulaire totale de l'excentrique arrière (2b) peut aller jusqu'à 180°. 15 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une vis sans fin (5, 5') couplée à la roue dentée (3; 3a, 3b), ladite vis sans :fin (5, 5') étant couplée à un actionneur permettant de la faire tourner. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, 20 caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs de position, de pression et/ou d'accélération permettant de piloter le moyen moteur ou l'actionneur afin d'asservir le mouvement du dispositif. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le mouvement des fixations (7, 7"; 7', 7") 25 l'une/l'autre est limité dans son amplitude par des butées d'extension et de flexion (10, 10'). 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte des butées extensibles, par exemple, à ressort ou commandées en mouvement pour accroître le débattement du 30 dispositif. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 6, 14 et 15, caractérisé en ce qu'il comporte un Centre Instantané de Rotation (CIR) placé à l'extérieur du mécanisme, dans une zone proche de l'axe d'articulation physiologique de la cheville.