Brevet FR3036948A1 — publié le 20161209

-1- Prothèse d'avant bras à centre de gravité variable automatique. La présente invention concerne une prothèse d'avant bras , destinée en grande partie, aux patients ayant subi une amputation au niveau de l'avant bras soit de cause traumatique soit dûe à une agénesie. Cette prothèse s'adresse en priorité aux amputations courtes d'avant-bras, où les problèmes de poids et d'équilibre de la prothèse se font le plus ressentir, c'est pourquoi cette prothèse est pourvue d'un dispositif dont le centre de gravité varie automatiquement en fonction de la position de la prothèse dans l'espace et peut également être équilibrée en position axiale, en position radiale et en poids. Dans le domaine des prothèses d'avant bras passives, et surtout pour 15 des amputations courtes, celles-ci sont souvent mal supportées par les patients, surtout agénesiques, qui dès qu'ils le peuvent, retirent leur prothèse. Le brevet GB2087727 ne concerne qu'un dispositif pour régler en longueur la prothèse et ne concerne aucunement le poids ni le centre de gravité de la prothèse, le brevet US5549712 regarde une 20 prothèse de bras qui sert de levier pour l'avant-bras, le brevet EP2500000 relate une prothèse dont le centre de gravité serait ajustable, mais qui dans la pratique serait difficile à réaliser du fait que, à chaque fois qu'il faudrait modifier ce centre de gravité il faudrait désolidariser l'emboiture et remettre l'emboiture pour essai vu que 25 celle-ci entre dans la composition du poids et de l'équilibre de la prothèse, la distance de déplacement de ce centre de graVité est très limitée et le lest n'est accessible que par l'intérieur et que quand la prothèse est enlevée, de plus le centre de gravité reste fixe durant le port de celle-ci. 30 3036948 -2- Les dessins servant de référence à l'explication de l'invention sont: Fig.1- Perspective en coupe de l'avant-bras avec main Fig.2 - Vue en coupe d'une coque sphérique souple 5 Fig.3 - Vue de dessus d'une coque sphérique souple Fig.4 - Perspective des deux dispositifs de fixation de la main Fig.5 - Vue des differents positionnements de l'avant-bras dans l'espace. La présente invention se propose de palier à tous ces inconvénients en réalisant une prothèse légère dont la structure interne est réalisée par imprimante 3D par exemple, la structure externe peut elle aussi être réalisée de cette manière ou avec tout autre matériau léger de revêtement. Cette prothèse à structure interne alvéolaire K (Fig.1) est composée d'un matériau léger et flexible comme un élastomère thermoplastique par exemple, dont la dureté peut varier de 0 à 70 shore. Ces formes internes alvéolaires, en forme de nid d'abeille par exemple, sont obtenues par programmation, en utilisant une imprimante 3D , cela rend l'ensemble léger, souple et résistant. A l'intérieur de la prothèse sont réalisées des coques E (Fig.1,2,3), souples destinées à recevoir des billes de lestage F (Fig.1,2,3) pour le calibrage radial et axial fixe de ladite prothèse. La forme d'avant-bras H (Fig.1) est maintenue en position par sa fixation en force ou encollage sur un tube B (Fig.1) et d'un côté sur l'emboiture A (Fig.1) de la prothèse et de l'autre sur la partie extrême de l'avant-bras par l'intermédiaire de la pièce L qui sert aussi pour la fixation de la main I (Fig.1). Les deux extrémités de ce tube B (Fig.1) sont fermées par les tampons D1 et D2 (Fig.1). Dans ce tube B (Fig.1) il y sera inserré un dispositif C (Fig.1) d'un diamètre légèrement inférieur de l'intérieur de ce tube, permettant à ce dispositif de coulisser, et ainsi au centre de 3036948 -3- gravité de se déplacer. Un ou plusieurs aimants M, M' placés dans le s tube B (Fig.1), soit du côté de D1 soit de D2, soit des deux côtés, nous permettent de maintenir en place le centre de gravité automatique en fonction de la position de la prothèse d'avant-bras dans l'espace . Sur la partie terminale de l'avant bras, un dispositif L (Fig.1, 5 ) à baillonette est collé sur le tube B (Fig.1) pour la fixation de la main I et le maintien de l'avant bras H (Fig.1). Cette prothèse pourra ultérieurement être revêtue d'un gant en PVC ou d'un gant silicone qui peut être plus personnalisé. Un aspect intéressant de l'invention est la réalisation de l'avant- 15 bras H (Fig.1) et de la main I (Fig.1) par imprimante 3D avec un matériau léger et flexible comme un élastomère thermoplastique par exemple qui permet de grandes déformations presque totalement reversibles en plus d'absorber les chocs, ce qui n'est pas le cas dans les prothèses classiques. Ces formes de main I (Fig.1) et d'avant-bras H 20 (Fig.1) sont composées par programmation, en utilisant une imprimante 3D, ainsi on peut obtienir une structure interne alvéolaire K (Fig.1) de forme et de tailles différentes, de type nid d'abeille par exemple ou autre, ce qui rend l'ensemble léger, souple et resistant, on pourra tout aussi bien utiliser un matériau alvéolé qui sera mis en 25 forme par poncage ou par découpe. La couche externe P (Fig1,2,3) de la prothèse peut elle aussi être réalisée en ce même matériau et en même temps que la structure alvéolaire interne ce qui conférira à la prothèse une plus grande résistance, la couche externe P(Fig.1) de la prothèse pourra tout aussi bien être réalisée ultérieurement avec un autre matériau léger de revêtement. Selon un autre aspect avantageux de cette invention, des coques sphériques souples E (Fig.1,2,3), placées à raz sous la surface 3036948 -4- externe P (Fig.1,2,3) sur l'avant bras H et la main I (Fig.1), sont destinées à recevoir des billes de lestage F (Fig.1,2,3). Ces coques 5 peuvent être réalisées jusqu'à la partie la plus distale, c'est-à-dire jusqu'au bout des doigts, ce qui permet une variation extrême du point de gravité fixe radial et axial. Ces emplacements permettent de changer l'équilibre radial surtout avec les billes de lestage situées aux extremités latérales de la main, donc celles du pouce et du doigt V , les 10 autres emplacements situés aux extrémités des doigts (Fig.1) , permettent de limiter au maximum l'ajout de poids pour régler l'équilibre longitudinal et/ou le centre de gravité fixe. Un autre des aspects avantageux de cette invention est la facilité 15 de calibrer l'axe radial et axial par les billes F de lestage (Fig.1,2,3) qui peuvent être facilement mises en place de par la souplesse des coques E et enlevées par l'intermédiaire des échancrures G (Fig.2,3) qui permettent l'insertion d'un intrument de levage, comme un tourne-vis par exemple, pour retirer facilement ces billes par l'extérieur. 20 Un autre des aspects particulièrement avantageux de cette invention est la possibilité de réaliser une prothèse avec un centre de gravité qui varie automatiquement en fonction de la position de celle-ci dans l'espace (Fig.5) à l'aide d'un tube B (Fig.1) qui est fixé à une 25 extrémité sur une emboiture classique A (Fig.1) à l'aide de résine, et à l'autre extrémité sur le poignet par l'intermédiaire du dispositif L (Fig.1,4) dont l'explication sera donnée plus avant, qui sert aussi à la fixation de la main I (Fig.1), le tube B s'encastrant dans la main prothétique I , ce tube B (Fig.1) permet d'inserrer à l'intérieur de celui-ci un dispositif C de forme cylindrique par exemple et d'un poids approprié, en un matériau pouvant être attiré par un aimant ou non et d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de celui-ci pour permettre au dispositif C de coulisser à l'intérieur du tube B, ainsi 3036948 -5- donc quand l'avant-bras prothétique du patient est vers le bas, par exemple quand il marche, le dispositif C coulisse vers la main, et le 5 centre de gravité se retrouve déplacé vers la partie distale du tube, donc jusque dans la paume de la main, et en augmente le poids distal et permet ainsi une déambulation et un balancement plus naturel du bras et de l'avant-bras, et quand le patient lève le bras, donc quand la prothèse a un angle f3 (Fig.5) suffisant pour que le dispositif C (Fig.1) 10 coulisse dans le tube B (Fig.1) vers le moignon, le patient ne supporte plus tout le poids apparent de la prothèse puisque par effet de gravitation le dispositif C s'est déplacé vers le moignon et par conséquent a déplacé le centre de gravité de la prothèse vers celui-ci, donc le poids ressenti est mineur même si le poids total de la prothèse 15 reste le même, et permet au patient d'accomplir une gestuelle plus précise et surtout moins fatiguante. Selon un autre des aspects intéressants de cette invention, est la possibilité de régler l'angulation à laquelle le centre de gravité se 20 déplacera en fonction de la position de la prothèse dans l'espace à l'aide du dispositif M (Fig.1) formé d'un aimant qui est inserré dans le tampon D2 (Fig1) donc le tampon le plus proche du moignon du patient et à une distance Y (Fig.1) de l'extrémité de ce tampon. Cette distance Y (Fig.1), combinée au poids du dispositif C et la force d'attraction de 25 l'aimant M (Fig.1) détermine les angulations al + û (Fig.5) pendant lesquels le dispositif C (Fig.1) est en attraction avec l'aimant M et donc quand le centre de gravité de la prothèse est au plus proche du corps, donc un poids apparent de la prothèse moins ressenti par le patient et qui lui permet aussi de ne pas ressentir de déplacements du 30 dispositif C. Quand la prothèse est un peu plus à la verticale, c'est-à -dire au-delà de l'angle al + O (Fig.5), comme dans une position de marche par exemple, la force d'attraction de l'aimant M n'est plus suffisante pour maintenir le dispositif C (Fig.1) en attraction, et celui-ci 3036948 -6- par son propre poids va donc coulisser et se loger à la partie la plus extrême du tube B (Fig.1) , ce qui permet au patient quand il marche, 5 de ne pas avoir une prothèse avec des mouvements saccadés et de restituer une déambulation normale au bras. Quand le patient voudra retrouver un centre de gravité proche de son corps, donc d'avoir un poids apparent plus faible, il devra positionner la prothèse avec une angulation égale ou supérieure à l'angle a2 + 13 ce qui permettra au 10 dispositif C de se retrouver en attraction avec l'aimant M (Fig.1). Il est aussi possible d'inserrer un deuxieme aimant M' (Fig.1) au niveau du tampon D1 (Fig.1), ce qui permet de faire varier l'angle R de décrochage du dispositif C, et permet ainsi de réduire le temps pendant lequel le dispositif C est libre dans le tube B. 15 Selon un autre aspect de cette invention, un dispositif formé par deux tampons D1, D2 (Fig.1) permet de limiter les déplacements maximum du dispositif C à l'intérieur du tube B en fonction de leur emplacement à l'intérieur de ce tube, de positionner l'aimant M et/ou 20 M' à l'intérieur du tampon D1 et/ou D2, et donc de pouvoir régler l'angle o et/ou p (Fig.6) et la distance Y qui déterminent la limite d'attraction ou de décrochage du dispositif C et de l'aimant M et/ou M' (Fig.1). Selon un des autres aspects intéressants de cette invention, est 25 l'ensemble formé de deux dispositifs, un dispositif Q (Fig.1,4) en matériau souple et faisant partie intégrante de la main I (Fig.1,4) qui est pourvu de deux échancrures R (Fig.4) et de deux méplats T, un second dispositif L (Fig.4) en matériau rigide, en PLA par exemple, facilement réalisable par une imprimante 3D et qui est formé de deux 30 demi cylindres S (Fig.4) qui s'encastrent dans les deux échancrures R (Fig.4) et de deux méplats U (Fig.5) qui s'encastrent sous les deux méplats T. Cet ensemble des deux dispositifs Q et L (Fig.5) permet de 3036948 -7- facilement désolidariser la main I de l'avant-bras H, en faisant faire 1/4 de tour à la main I et d'accéder facilement au dispositif C, aux tampons D1,D2 et aux aimants M et/ou M' (Fig.1) , le dispositif L en matériau 5 rigide est fixé par collage sur le tube B (Fig.1,4) et sur la partie distale d'avant-bras. 10 15 20 25 REVENDICATIONS1) Prothèse d'avant-bras à centre de gravité variable automatique caractérisée en ce qu'elle comprend une main et un avant-bras composés d'une structure interne K, alvéolaire en forme de nid d'abeille par exemple, comprenant au raz de la surface P des coques E, souples destinées à recevoir des billes de lestage F pour le calibrage radial et axial fixe de ladite prothèse, et intérieurement un tube B qui est fixé d'un côté sur l'emboiture A de la prothèse et de l'autre sur la partie extrême de l'avant-bras par l'intermédiaire de la pièce L qui sert aussi pour la fixation de la main I, le dit tube B contient un dispositif coulissant C réglable ou non par des aimants M, M' et permettant de déplacer le centre de gravité automatiquement en fonction de la position de la prothèse dans l'espace. 2) Prothèse selon la revendication 1 caractériséé en ce que l'avant-bras H et la main I sont réalisés avec un matériau léger et flexible comme un élastomère thermoplastique qui permet de grandes déformations presque totalement reversibles en plus d'absorber les chocs. En utilisant une imprimante 3D, on obtient une structure interne alvéolaire K de forme et de tailles différentes, de type nid d'abeille par exemple, ce qui rend l'ensemble léger, souple et resistant. 3) Prothèse selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'avant bras H et la main I sont réalisés en un matériau alvéolé. 4) Prothèse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend une couche externe P de revêtement de la prothèse réalisée en un matériau léger et flexible et en même temps que la structure alvéolaire interne, ce qui conférera à la prothèse une plus grande résistance, soit ultérieurement avec un autre matériau léger de revêtement. 5) Prothèse selon la revendication 1 caractérisée en ce que les 3036948 coques sphériques ou non, souples E sont réalisées à raz sous la surface externe P de l'avant-bras H et la main I, et sont destinées à recevoir les 5 billes de lestage F. Ces coques peuvent être réalisées jusqu'à la partie la plus distale, c'est-à-dire jusqu'au bout des doigts, ce qui permet une variation extrême du point de gravité fixe radial et axial. Ces emplacements E permettent de changer l'équilibre radial surtout avec les billes de lestage situées aux extrémitées latérales de la main, donc celles du pouce et du doigt V, les autres emplacements situés aux extrémités des doigts, permettent de limiter au maximum l'ajout de poids pour régler l'équilibre longitudinal et/ou le centre de gravité fixe. 6) Prothèse selon la revendication 5 caractérisée en ce qu'elle présente des échancrures facilitant l'insertion des billes de lestage F 15 dans les coques creuses et permettant l'insertion d'un instrument de levage comme un tournevis pour faciliter le retrait des billes. 7) Prothèse selon la revendication 1 dans laquelle le tube B est fixé à une éxtremité sur une emboiture classique A à l'aide de résine , et à l'autre extrémité sur le poignet par l'intermédiaire du dispositif L à 20 baillonette, collé sur le tube B qui sert aussi à la fixation de la main I le tube B s'encastrant dans la main prothétique I, ce tube B est fermé à chacune de ses extrémités par un tampon D1 et D2 et contient à l'intérieur le dispositif C de forme cylindrique par exemple et d'un poids approprié, en un matériau pouvant être attiré par un aimant ou non et 25 d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube B. 8) Prothèse selon la revendication précédente dans laquelle le tube renferme un ou plusieurs aimants M,M' placés soit du côté D1, soit du côté D2, soit des deux côtés, qui permettent de maintenir en place le centre de gravité automatique en fonction de la prothèse dans 30 l'espace. 9) Prothèse selon la revendication 7 caractérisée en ce que le 3036948 -10- dispositif L de fixation du tube à la main comprend deux dispositifs; -un dispositif Q, en matériau souple faisant partie intégrante de la main I qui est pourvu de deux échancrures R et de deux méplats T, s -un second dispositif L en matériau rigide, PLA par exemple, facilement réalisable par une imprimante 3D, et qui est formé de deux demi cylindres S qui s'encastrent dans les deux échancrures R et de deux méplats U qui s'encastrent sous les deux méplats T. Cet ensemble des deux dispositifs Q et L permet de facilement désolidariser la main I de l'avant-bras H, en faisant faire 1/4 de tour à la main I et d'accéder facilement au dispositif C, aux tampons D1, D2 et aux aimants M et/ou M', le dispositif L en matériau rigide est fixé par collage sur le tube B et sur la partie distale d'avant-bras. 10) Prothése selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes caractérisée en ce qu'elle est revêtue d'un gant PVC ou d'un gant silicone 20 25 30