Brevet FR2988583A1 — publié le 20131004

- 1 - CINTREUSE A CAME Domaine de l'invention [0001] La présente invention concerne le domaine des outils de cintrage manuel de tiges, notamment pour le cintrage de tiges orthopédiques telles que des éléments de liaison intervertébraux. [0002] Ces tiges sont typiquement des tiges en acier ou en titane, d'une section de cinq à six millimètres. Les rayons de cintrage recherchés sont habituellement compris entre vingt à cent millimètres. Le cintrage nécessite l'exercice d'un effort très important de plusieurs milliers de Newton, notamment pour les tiges en titane. Etat de la technique [0003] On connaît dans l'état de la technique plusieurs brevets décrivant des outils de cintrage manuels constitués de deux bras articulés supportant un galet principal et deux galets secondaires montés chacun à l'extrémité de l'un des deux bras. De tels outils sont décrits dans les brevets américains US4474046, US5490409 ou US5819580. [0004] Ces brevets proposent l'utilisation d'un galet 25 principal ajustable pour optimiser l'angle de cintrage de la tige. Inconvénients de l'art antérieur [0005] Ces outils de cintrage manuel présentent plusieurs inconvénients. - 2 - [0006] En premier lieu, la mise en oeuvre des outils de cintrage connu constitue un exercice physique important, peu compatible avec une manipulation précautionneuse et précise : l'opérateur doit exercer sur les branches un effort à la limite de ses forces, ce qui l'oblige à concentrer son attention à l'exercice de ces efforts, plutôt qu'au positionnement précis de la tige à cintrer et à la vérification permanente du maintien d'un positionnement correct. Lorsque l'effort est relâché, il arrive que la tige sorte de la tête de l'outil et choit, ce qui est particulièrement problématique lorsqu'il s'agit de tiges orthopédiques nécessitant impérativement la préservation de la stérilité. [0007] Un deuxième problème est celui des limites de l'angle de cintrage. Les outils de l'art antérieur ne permettent pas des cintrages avec des rayons de courbure très faibles, et sont généralement limités à des rayons de courbure supérieure à une cinquantaine de millimètres. [0008] Un troisième problème est celui du poids et le nettoyage de ces outils. Afin de résister aux efforts importants appliqués par l'utilisateur, il s'agit généralement d'outils présentant des bras métalliques massifs, et des articulations présentant des zones d'accumulation de salissures. Solution apportée par l'invention [0009] Afin de remédier à ces problèmes, l'invention concerne selon son acception la plus générale une cintreuse à came constituée par deux bras articulés, comportant un galet principal coaxial avec l'axe d'articulation desdits bras, l'extrémité de chacun desdits bras présentant des moyens pour exercer un effort de cintrage sur une tige caractérisé en ce - 3 - que lesdits moyens sont constitués par des oeillets fermés, chacun desdits oeillets étant monté à l'extrémité de la partie courte de l'un desdits bras de manière mobiles en rotation par rapport à un axe parallèle à l'axe dudit galet principal. [0010] On entend par « partie courte » du bras, la partie s'étendant en avant du point d'articulation. Le point d'articulation se trouve entre une partie courte supportant les oeillets et une partie longue servant à exercer une force, et formant levier amplificateur d'effort. [0011] De préférence, les deux bras sont superposés. [0012] Avantageusement, l'oeillet monté sur le bras inférieur présente une embase d'une épaisseur correspondant à l'épaisseur du bras supérieur, afin que les centres des lumières des deux oeillets soient coplanaires. [0013] Selon une autre variante avantageuse, les deux bras sont plats, et sont orientés parallèlement au plan médian. [0014] De préférence, l'angle formé entre la droite passant entre l'axe de rotation de l'un des oeillets et l'axe de rotation du galet principal d'une part, et l'axe passant entre l'axe de rotation d'un galet principal et la zone de préhension du bras correspondant d'autre part, est compris entre 75° et 100°, de préférence d'environ 90° [0015] Avantageusement, la partie du bras opposée à l'oeillet forme un angle divergent, c'est-à-dire que le segment arrière 25 du bras n'est pas dans le prolongement du segment principal du manche, mais dévie vers l'extérieur. [0016] Selon une variante, le galet principal présente une gorge d'un rayon sensiblement égal à celui de la tige à cintrer, dont le centre est coplanaire avec le centre des - 4 - lumières formées dans les oeillets. [0017] Selon un mode de réalisation préféré, les bras sont configurés pour permettre le croisement de leurs zones intermédiaires. [0018] Selon un mode de réalisation particulier, les bras sont réalisés en un polymère, de préférence stérile, pour la réalisation d'un outil à usage unique. [0019] Selon une variante de réalisation, chaque tête supporte à son extrémité traversée par l'axe de rotation de l'oeillet un prolongement vertical, coaxial avec ledit axe de rotation, d'une hauteur correspondant à l'épaisseur de la tête du bras complémentaire, ladite tête comprenant en outre un prolongement radial, s'étendant parallèlement à la zone triangulaire, entre l'axe de rotation de l'oeillet et l'axe de rotation du galet principal pour former une fourchette permettant de recevoir la zone triangulaire de la tête complémentaire pour former une charnière. Avantageusement, le prolongement vertical, le prolongement radial et la tête sont réalisés de manière 20 monolithique par moulage d'une pièce unique. Selon une alternative, ladite tête présente une forme triangulaire s'étendant vers l'extérieur. Selon une autre variante, l'un au moins des manches présente des marquages représentatifs du rayon de courbure 25 atteint. Description d'un mode de réalisation détaillé non limitatif [0020] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en 30 référence aux dessins annexés, concernant un exemple non limitatif de réalisation d'une cintreuse selon l'invention, - 5 - dans lesquels : - la figure 1 représente une vue d'une cintreuse en position neutre - la figure 2 représente une vue de face de la tête de la cintreuse selon l'invention - la figure 3 représente une vue de ladite cintreuse, avec une tige en début de cintrage - la figure 4 représente une vue de ladite cintreuse, avec une tige en fin de cintrage - la figure 5 représente une vue de ladite cintreuse, avec une tige ayant subi une succession de cintrages - la figure 6 représente une vue de trois quart avant d'une variante de réalisation d'une cintreuse selon l'invention - la figure 7 représente une vue en perspective de la tête d'un bras selon cette variante. [0021] La figure 1 représente un exemple non limitatif de réalisation d'une cintreuse selon l'invention. Elle est constitué par un bras supérieur (1) et un bras inférieur (2) 20 articulés par un axe de rotation (3) supportant également un galet principal (4). [0022] Chacun des bras (1, 2) est constitué par une tête (5, 6) de cintrage et un manche (7, 8). Les bras (1, 2) sont découpés dans une plaque métallique d'une épaisseur de 3 25 millimètres. Ils peuvent également être réalisés par moulage d'une matière plastique chargé de fibres de carbone ou de fibres de verre. Les surfaces médianes de ces bras (1, 2) sont - 6 - parallèles et planes de façon à permettre le glissement d'un bras sur l'autre, sur l'ensemble du débattement autorisé. [0023] Les bras présentent une largeur sensiblement constante, de seize millimètres par exemple, pour des bras 5 métalliques, en acier. [0024] Le manche (7, 8) des bras (1, 2) est gainé dans sa partie arrière pour faciliter la préhension. L'épaisseur du gainage est déterminée pour ne pas gêner la superposition des bras. Le cas échéant, le gainage ne s'étend pas sur les 10 surfaces en regard des bras (1, 2). [0025] Le manche (7, 8) présente une forme divergente, avec une partie arrière (9, 10) formant un angle d'environ 160° avec la partie avant (11, 12). [0026] La longueur de la partie arrière (9, 10) est 15 d'environ 150 millimètres, et la longueur de la partie avant (11, 12) est d'environ 100 millimètres. La longueur de la partie arrière (9, 10) correspond sensiblement à 1,5 fois longueur de la partie avant (11, 12). [0027] En début de cintrage, correspondant à la phase où les 20 efforts à exercer son maximum, l'ouverture de la partie arrière (9, 10) est d'environ 100 millimètres, pour une bonne préhension de l'instrument. Il est ainsi possible d'exercer une action avec une seule main. [0028] Les parties courtes (5, 6) des bras (1, 2) présentent 25 une longueur d'environ 25 millimètres. Elles supportent chacune un oeillet (13, 14) rotatif par rapport à un axe parallèle à l'axe de rotation (3) du galet principal (4). [0029] Ces oeillets (13, 14) sont constitués par une pièce cylindrique traversée par une lumière diamétrale (15, 16) - 7 - d'une section légèrement supérieure à celle de la tige à cintrer. A titre d'exemple, la section de la lumière diamétrale (15, 16) est de 6 millimètres pour des tiges à cintrer d'une section de 5,5 millimètres. Le jeu permet non seulement d'introduire facilement la tige, mais aussi de la déplacer et de la retirer nonobstant les déformations appliquées par lors du cintrage. [0030] l'angle formé entre la droite passant entre l'axe de rotation de l'un des oeillets et l'axe de rotation du galet 10 principal d'une part, et l'axe passant entre l'axe de rotation d'un galet principal et la zone de préhension du bras correspondant d'autre part, est d'environ 90°. [0031] Le galet principal (3) ainsi que les oeillets (13, 14) sont fixés par des écrous. Ces écrous sont éventuellement 15 démontables pour permettre le remplacement des oeillets, notamment pour adapter à la taille des tiges à cintrer. [0032] Comme représenté en figure 2, afin de rattraper le décalage résultant de l'épaisseur des bras, l'oeillet (14) monté sur le bras inférieur (2) présente une embase (17) d'une 20 épaisseur sensiblement égale à celle du bras (2). [0033] Le galet principal (3) est optionnellement libre en rotation. Il présente une gorge (18) dont le rayon de courbure est de 2,8 millimètres, sensiblement identique voire légèrement supérieur à celui de la tige à cintrer. 25 [0034] La distance entre l'axe (3) du galet principal d'une part, et l'axe de chacun des oeillets d'autre part, et minimal et limité par la section de l'oeillet et du galet principal, et le cas échéant de l'embase de l'oeillet (17) et éventuellement des écrous. Dans l'exemple décrit, cette distance est de 18 30 millimètres. - 8 - [0035] La figure 3 représente une vue de la cintreuse en début de cintrage. la tige de liaison intervertébrale (19) est glissée dans les deux lumières des oeillets et glisse dans la gorge du galet principal (4). Les deux bras sont écartés suffisamment pour libérer un chemin de passage de la tige (19). [0036] A partir de ce moment, la tige de liaison (19) est maintenue en place, et ne peut tomber même en cas de manipulation maladroite de la cintreuse (sauf dans la situation très improbable d'une orientation verticale de l'outil dans une configuration où les deux lumières sont alignés verticalement et où aucun effort n'est exercé sur les bras). [0037] En rapprochant les manches (7, 8) des deux bras (1, 2), on exerce une contrainte par l'intermédiaire des deux oeillets et du galet principal, avec un effet de levier important, provoquant la déformation de la tige à cintrer (19). Dans l'exemple décrit, l'amplification des efforts est environ de 12 fois. [0038] Le niveau d'amplification est déterminé par le rapport entre la longueur partie arrière (9, 10) calculée entre le point d'articulation supportant l'axe de rotation (3) du galet principal, et la longueur de la parties courtes (5, 6) calculée entre ce point d'articulation supportant l'axe de rotation (3) du galet principal (4) et l'axe de rotation de l'oeillet (13, 14) supporté par le bras. [0039] La figure 4 représente la situation où on cherche un rayon de courbure particulièrement faible. La configuration des manches (7, 8) permet un débattement important, dépassant la position dans laquelle les bras sont parallèles. Les bras peuvent se croiser, ce qui permet d'augmenter l'amplitude du débattement. - 9 [0040] La figure 5 représente la situation où la tige (19) fait l'objet d'une succession de centrages par déplacements régulier de la tige. On exerce un premier cintrage, puis on déplace longitudinalement la tige par rapport aux oeillets et au galet de quelques millimètres avant d'exercer une nouvelle étape de cintrage, et ainsi de suite. [0041] Les figures 6 et 7 concernent une variante de l'invention, représentant respectivement une vue de trois-quart avant d'une cintreuse selon l'invention et une vue en 10 perspective de la tête d'un bras selon cette variante. [0042] Dans cette réalisation, les bras (1, 2) ne sont pas constitués par des éléments plats métalliques, mais par des éléments moulés à section sensiblement rectangulaire. La section rectangulaire est déterminée pour présenter une 15 largeur (mesurée dans un plan parallèle au plan médian de l'instrument) supérieure à l'épaisseur (mesurée selon un axe parallèle à l'axe de rotation du galet principal). Les bras peuvent être réalisés en un polymère chargé pour des applications d'instruments chirurgicaux à usage unique. 20 [0043] Comme dans la variante précédente, les deux bras (1, 2) sont identiques. Cette caractéristique n'est toutefois pas nécessaire, il serait possible de réaliser un instrument avec deux bras différents et complémentaires. Cette caractéristique est toutefois préférée car elle permet de réduire le coût de 25 fabrication, par l'utilisation d'un seul moule commun pour le bras droit et le bras gauche, et de surcroit elle aboutit à des constructions très solides et fiables du point de vue mécanique. [0044] Chacun des bras (1, 2) présente comme dans la 30 première variante une partie arrière (9, 10) dont le segment arrière forme les manches respectivement (7, 8). Ces manches (7, 8) sont légèrement divergent vers l'extérieur, avec un - 10 - angle d'environ 15° par rapport au segment avant (11, 12), compris entre l'axe de rotation (3) et le manche. Ces manches (7, 8) présentent une épaisseur supérieure au segment avant (11, 12) afin d'améliorer le confort d'utilisation et 5 renforcer le bras de levier soumis à des efforts importants lors du cintrage. L'épaisseur du manche (7, 8) est d'environ 15 millimètres, alors que l'épaisseur du segment avant (11, 12) est de 10 millimètres. Le manche (7, 8) peut présenter une forme ergonomique adaptée à la main d'un utilisateur, par 10 exemple une forme de poignée avec des évidements cannelés. [0045] Chaque tête (5, 6) présente dans l'exemple décrit une forme triangulaire s'étendant vers l'extérieur. Cette zone triangulaire supporte à son extrémité traversée par l'axe de rotation de l'oeillet respectivement (13, 14) un prolongement 15 vertical (20, 21), coaxial avec ledit axe de rotation, d'une hauteur correspondant à l'épaisseur de la tête (6, 5) du bras complémentaire. [0046] La tête (5, 6) comprend en outre un prolongement radial (22, 23), s'étendant parallèlement à la zone 20 triangulaire, entre l'axe de rotation de l'oeillet (13, 14) et l'axe de rotation (3) du galet principal. [0047] Le prolongement radial (22, 23) et la zone triangulaire de la tête (5, 6) forme une fourchette permettant de recevoir la zone triangulaire de la tête complémentaire (6, 25 5) pour former une charnière. [0048] Le prolongement vertical (20), le prolongement radial (22) et la zone triangulaire peuvent être réalisés de manière monolithique par moulage d'une pièce unique formant un bras moulé en polymère chargé. 30 [0049] Il est aussi possible de réaliser le bras par assemblage de trois pièces distincts, à savoir un prolongement radial constitué par une bague d'une épaisseur correspondant à celle de la zone triangulaire, et un prolongement radial constitué par une pièce rectangulaire présentant deux évidements pour le passage des axes de l'oeillet d'une part et du galet principal d'autre part. Dans ce cas, les axes assurent également l'assemblage des trois pièces constitutives de la tête. [0050] Optionnellement l'un au moins des manches (7, 8) de l'une quelconque des variantes (et de préférence le bras inférieur) présente des marquages (24) permettant d'informer l'utilisateur de l'angle de courbure atteinte. La lecture se fait au niveau de l'intersection des deux bras. Le repère visible à l'intersection donne une indication sur le niveau de courbure atteint. La valeur de chacune des graduations est déterminée par un calcul géométrique prenant en compte les dimensions du bras, des galets et oeillets. Elle peut également être déterminée de manière empirique, en procédant successivement à des cintrages de tige dont on mesure le rayon de courbure après relâchement de l'effort, et on note le pont d'intersection au moment de l'effort maximum, pour lui attribuer la valeur du rayon de courbure observé. REVENDICATIONS1 - Cintreuse à came constituée par deux bras articulés (1, 2), comportant un galet principal (4) coaxial 5 avec l'axe d'articulation (3) desdits bras (1,2), l'extrémité de la partie courte (5,6) de chacun desdits bras présentant des moyens pour exercer un effort de cintrage sur une tige (19) caractérisée en ce que lesdits moyens sont constitués par des oeillets (13, 14), chacun desdits oeillets (13, 14) étant 10 monté à l'extrémité de la partie courte (5, 6) de l'un desdits bras (1, 2) de manière mobiles en rotation par rapport à un axe parallèle à l'axe dudit galet principal (4). 2 - Cintreuse selon la revendication 1 caractérisée 15 en ce que les deux bras (1, 2) sont superposés. 3 - Cintreuse selon la revendication 2 caractérisée en ce que l'oeillet monté sur le bras inférieur présente une embase (17) d'une épaisseur correspondant à l'épaisseur du 20 bras supérieur, afin que les centres des lumières des deux oeillets soient coplanaires. 4 - Cintreuse selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisée en ce que les deux 25 bras (1, 2) sont plats, et sont orientés parallèlement au plan médian. - Cintreuse selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisée en ce que l'angle 30 formé entre la droite passant entre l'axe de rotation de l'un des oeillets (13, 14) et l'axe de rotation (4) du galet principal d'une part, et l'axe passant entre l'axe de rotation d'un galet principal et la zone de préhension du bras correspondant d'autre part, est compris entre 75° et 100°. 35- 13 - 6 - Cintreuse selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisée en ce que l'angle formé entre la droite passant entre l'axe de rotation de l'un des oeillets et l'axe de rotation du galet principal d'une part, et l'axe passant entre l'axe de rotation d'un galet principal et la zone de préhension du bras correspondant d'autre part, est de 90°. 7 - Cintreuse selon l'une au moins des 10 revendications précédentes caractérisée en ce que la partie du bras opposée à l'oeillet forme un angle divergent. 8 - Cintreuse selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisée en ce le galet 15 principal (4) présente une gorge d'un rayon sensiblement égal à celui de la tige à cintrer, dont le centre est coplanaire avec le centre des lumières formées dans les oeillets (13, 14). 9 - Cintreuse selon l'une au moins des 20 revendications précédentes caractérisée en ce que les bras sont configurés pour permettre le croisement de leurs zones intermédiaires. - Cintreuse selon l'une au moins des 25 revendications précédentes caractérisée en ce que chaque tête (5, 6) supporte à son extrémité traversée par l'axe de rotation de l'oeillet (13, 14) un prolongement vertical (20, 21), coaxial avec ledit axe de rotation, d'une hauteur correspondant à l'épaisseur de la tête (6, 5) du bras 30 complémentaire, ladite tête (5, 6) comprenant en outre un prolongement radial (22, 23), s'étendant parallèlement à la zone triangulaire, entre l'axe de rotation de l'oeillet (13, 14) et l'axe de rotation (3) du galet principal pour former une fourchette permettant de recevoir la zone triangulaire de 35 la tête complémentaire (6, 5) pour former une charnière.- 14 - 11 - Cintreuse selon la revendication précédente caractérisée en ce que le prolongement vertical (20), le prolongement radial (22) et la tête (5) sont réalisée de manière monolithique par moulage d'une pièce unique. 12 - Cintreuse selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisée en ce que ladite tête (5, 6) présente une forme triangulaire s'étendant vers l'extérieur. 13 - Cintreuse selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisée en ce que l'un au moins des manches (7, 8) présente des marquages (24) représentatifs du rayon de courbure atteint. 10 15 14 - Cintreuse selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisée en ce que les bras sont réalisés par moulage en polymère.