FR2549719A1

FR2549719A1 - Prothese de jambe mecanisee pour personnes amputees

Info

Publication number: FR2549719A1
Application number: FR8312573A
Authority: FR
Inventors: Eric Altermatt
Original assignee: ALTERMATT H ET FILS
Current assignee: ALTERMATT H ET FILS
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1985-02-01
Also published as: FR2549719B1

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UNE PROTHESE DE JAMBE MECANISEE POUR AMPUTES QUI COMPREND UN ENSEMBLE D'ARTICULATION DE GENOU 100 FORME D'AU MOINS UNE BIELLETTE AVANT 110 ET UNE BIELLETTE ARRIERE 130 RELIANT UNE PIECE SUPPORT 150 ET UN MONTANT 10, UN ENSEMBLE D'ARTICULATION DE CHEVILLE 50 MONTE A PIVOTEMENT SUR LE MONTANT ET UNE TIGE DE RENVOI 200 ARTICULEE D'UNE PART SUR LA BIELLETTE ARRIERE 130, D'AUTRE PART SUR L'ENSEMBLE D'ARTICULATION DE CHEVILLE 50 DE FACON A SOLLICITER UN RELEVEMENT DE L'AVANT DU PIED 300 LORS D'UNE FLEXION DE L'ENSEMBLE D'ARTICULATION DU GENOU 100.

Description

La présente invention concerne le domaine des prothèses.

La présente invention concerne plus précisément une prothèse de jambe mécanisée pour personnes amputées.

Dans la suite de la description le mot jambe devra être entendu dans le sens utilisé généralement en anatomie, c'est-à-dire que ce terme désignera la partie des membres inférieurs d'un individu située entre le genou et le pied.

On a proposé depuis longtemps des prothèses pour personnes amputées de la jambe.

L'une des prothèses les plus utilisées est une prothèse du genou à quatre axes, comprenant deux biellettes avant et deux biellettes arrière articulées chacune, d'une part sur une pièce support solidaire de l'emboîture fémorale, d'autreXpart sur une jambe artificielle munie, à sa partie inférieure, d'un pied. La jambe artificielle et le pied forment alors un ensemble rigide qui pivote par rapport à la cuisse-au niveau du genou.

On rappellera ici qu'une emboîture fémorale est une gaine rigide enveloppant étroitement le moignon de cuisse de la personne amputée.

Les prothèses du type précité ont rendu de grands services à leurs utilisateurs. Toutefois, ces prothèses, comme toutes les prothèses du genou, présentent un inconvénient majeur.

En effet, lorsque,au cours de la marche, la personne amputée ramène sa jambe équipée d'une prothèse en avant, par flèxionde laprothèse du genou, en prenant appui sur l'autre jambe, il est nécessaire, afin d'éviter que la pointe du pied bute contre le sol, que cette personne opère un déhanchement prononcé.

Outre l'allure inélégante, cette façon de marcher entraîne une fatigue non négligeable.

On a tenté d'éliminer cet inconvénient en proposant une prothèse de jambe dans laquelle un montant est articulé d'une part, à sa partie supérieure, sur une pièce support solidaire de l'emboiture fémorale, d'autre part à sa partie inférieure sur un pied, tandis qu'un ensemble de vérins, dbnt le carter est solidaire du montant, détecte un pivotement en flexion de la pièce support par rapport au montant, afin d'opérer alors un relèvement du pied.

Cette prothèse permet de faciliter la marche puisque l'avantpied est automatiquement relevé lorsque le genou est fléchi, et de ce fait un déhanchement n'est pratiquement plus nécessaire.

Cependant, une telle prothèse est lourde et limite par conséquent l'importance des trajets opérés en marchant par la personne amputée. D'autre part cette prothèse n'autorise pas de réglage à la taille de l'individu, et s'avère complexe et peu fiable en raison notamment des fuites et grippages inévitables au niveau des vérins.

La présente invention vient maintenant proposer une nouvelle prothèse de jambe mécanisée qui soit à la fois légère, robuste et simple, et qui provoque automatiquement un relèvement du pied #lors de la flexion du genou.

Un autre but de la présente invention est de proposer une prothèse de jambe mécanisée économique et parfaitement fiable.

Un autre but de la présente invention est de proposer une prothèse susceptible d'être aisément adaptée à la taille de l'utilisateur.

Un autre but de la présente invention est-de proposer une prothèse de jambe qui imite étroitement le mouvement physiologique de la jambe naturelle et qui notamment autorise en toute sécurité une légère flexion du genou, sans agir notablement sur le pied et en permettant un retour rapide en position d'appui ferme, afin de ne pas déséquilibrer la personne amputée.

Pour ce faire, la prothèse de jambe mécanisée conforme à la présente invention comprend - un ensemble d'articulation de genou à quatre axes
composé
. d'au moins une biellette avant, et
d'au moins une biellette arrière présentant chacune
deux axes, l'un supérieur, l'autre inférieur, ainsi
que
. d'une pièce support destinée à être reliée à l'em
boîture fémorale et-articulée sur les axes supérieurs
des biellettes, et
. d'un montant, généralement vertical, articulé à sa
partie supérieure, sur les axes inférieurs des
biellettes, - un ensemble d'articulation de cheville monté à pivo
tement à la partie inférieure du montant et - une tige de renvoi articulée d'une part, à sa partie
supérieure,sur la biellette arrière, d'autre part,
à sa partie inférieure, sur l'ensemble d'articulation
de cheville, de façon à solliciter un relèvement de
l'avant du pied lors d'une flexion de l'ensemble d'ar
ticulation de genou.

Dans toute la description les termes avant et arrière sont considérés en référence au sens normal de la marche dirigée vers l'avant.

Selon une caractéristique de la présente invention, l'axe d'articulation de la tige de renvoi sur la biellette arrière est situé au-dessus de l'axe inférieur de la biellette arrière, reliant celle-ci au montant.

Selon une première variante, l'axe supérieur de la biellette arrière, reliant celle-ci à la pièce support, est situé entre l'axe d'articulation de la tige de renvoi sur la biellette arrière et l'axe inférieur de la biellette arrière, reliant celle-ci au montant.

Selon une seconde variante, l'axe d'articulation de la tige de renvoi sur la biellette arrière est situé entre les axes supérieur et inférieur de celle-ci, reliant respectivement la biellette arrière à la pièce support et au montant.

Selon une autre caractéristique de la présente invention l'axe d'articulation de la tige de renvoi sur le pied est situé en arrière de l'axe d'articulation du montant sur le pied.

Avantageusement, le montant présente une surface d'appui, pour la pièce support, inclinée sur la verticale vers le haut et vers l'arrière, cette surface d'appui déterminant la position de repos de la prothèse.

On entend par position de repos une position dans laquelle l'utilisateur peut s'appuyer en toute sécurité sur sa prothèse, celle-ci étant généralement verticale et le genou non fléchi.

Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention en position de repos, l'axe supérieur de la biellette avant est décalé vers l'arrière par rapport à l'axe inférieur de celle-ci et ces deux axes déterminent une droite inclinée vers le bas et vers l'avant par rapport à la surface d'appui de l'emboiture fémorale sur la pièce support.

Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, au repos, l'axe supérieur de la biellette arrière reliant celle-ci à la pièce support est situé en arrière d'une droite passant par l'axe supérieur de la biellette avant reliant celle-ci et la pièce support et par l'axe inférieur de la biellette arrière reliant celle-ci au montant.

Selon une autre caractéristique de la présente invention au repos l'axe d'articulation inférieur de la biellette arrière reliant celle-ci au montant est situé en avant d'une droite passant par les axes d'articulation de la tige de renvoi respectivement sur la biellette arrière et sur l'ensemble d'articulation de cheville.

De préférence, un amortisseur est prévu sur la tige de renvoi. Cet amortisseur est adapté pour être comprimé lorsque l'utilisateur pose le talon sur le sol afin d'autoriser un abaissement du pied en contact étroit contre le sol
Par ailleurs, l'amortisseur est muni d'une butée interdisant un relèvement de l'avant pied en absence d'un déplacement de la tige de renvoi dû àune flexion de l'ensemble d'articulation de genou.

Selon un autre mode de réalisation avantageux la prothèse de jambe est associée à un pied avec coin talonnier à souplesse variable, c'est-à-dire un pied dont le talon est susceptible de fléchir progressivement lorsqu'il est posé sur le sol ; l'amortisseur précité n'est alors plus nécessaire.

Selon une caractéristique préférentielle de la présente invention l'ensemble d'articulation présente outre 11 axe frontal formé de l'axe d'articulation du montant sur le pied et autorisant des oscillations de haut en bas du pied, un axe sagittal autorisant des oscillations latérales du pied.

Avantageusement, une butée en caoutchouc limite les oscillations latérales du pied autour de l'axe sagittal.

Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention il est prévu un organe pour le réglage de la longueur de la tige de renvoi.

Selon une autre caractéristique de la présente invention il est prévu par ailleurs un organe pour le réglage de la longueur du montant.

De préférence la prothèse conforme à la présente invention comprend également un élément élastique de rappel en position de repos.

D'autre part, selon l'invention, la prothèse est munie de préférence d'un frein sur l'un au moins des axes de l'ensemble d'articulation du genou.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue schématique, en coupe
verticale selon un plan de coupe référencé I-I sur
la figure 8h, d'une prothèse conforme à la présente
invention en position de repos, - la figure 2 représente une vue schématique de la même
prothèse, selon un plan de coupe identique, en posi
tion semi-fléchie, - la figure 3 représente une vue schématique latérale
extérieure de l'ensemble d'articulation de genou de
cette prothèse, en position de repos, - la figure 4a représente une vue d'une pièce support
utilisée dans une prothèse conforme à la présente
invention selon un plan de coupe référencé IV-IV sur
la figure 4b, la pièce support étant en outre associée
à une pièce de liaison pour la fixation sur l'emboîture
fémorale, - la figure 4b représente une vue de dessus de cette
pièce support, les figures Sa et 5b représentent respectivement des
vues latérale et avant de la partie supérieure d'un
montant utilisé dans une prothèse conforme à la
présente invention, la figure 6a représente une vue latérale d'une biel
lette avant et, la figure 6b représente une vue en coupe longitudinale
de cette biellette selon le plan de coupe référencé
VI-VI sur la figure 6a, la figure 7a représente une vue latérale de la partie
supérieure d'une tige de renvoi utilisée dans une
prothèse conforme à la présente invention et, la figure 7b représente une vue en coupe transversale
de celle-ci selon un plan de coupe référence VII-VII
sur la figure 7a, la figure 8a représente une vue en coupe d'une biel
lette arrière utilisée dans'une prothèse conforme à
la présente invention, selon un plan de coupe#réfé-
rencé VII-VII sur la figure 8b, cette dernière
figure représentant une vue latérale avant de cette
biellette arrière, -- lafigure 9a représente une vue en coupe d'un ensemble
d'articulation de cheville utilisé dans une prothèse
conforme à la présente invention selon un plan de
coupe vertical passant par l'axe d'articulation du
montant sur cet ensemble, la figure 9b représente une vue extérieure avant de
ce même ensemble d'articulation de cheville, - figure îOa représente une vue latérale partielle
de la partie inférieure d'un montant utilisé dans
une prothèse conforme à la présente invention, et la figure 10b représente une vue avant partiellement
en coupe longitudinale de cette même partie selon
un plan de coupe référence X-X sur la figure 10a.

D'une façon générale, comme cela apparaît notamment sur la figure 1, la prothèse de jambe méca nisée pour amputés conforme à la présente invention comprend un montant 10 reliant un ensemble d'articulation de cheville 50 et un ensemble d'articulation de genou 100, ainsi qu'une tige de renvoi 200 sensible à la flexion de l'ensemble d'articulation de genou 100 pour commander en conséquence un relèvement du pied 300.

Les différentes pièces de la prothèse sont généralement symétriques par rapport à un plan vertical dirigé d'avant en arrière, parallèle au plan des figures 1 à. 3.

Ce plan vertical sera dénommé plan de symétrie dans la suite de la description.

Pour simplifier le dessin on n'a pas représenté sur les figures l'habillage de la prothèse mécanisée.

Un tel habillage par exemple en mousse préformée pourra prendre toute forme classique appropriée.

Toutefois, pour la bonne compréhension de la présente invention on a schématiquement représenté sous forme de traits interrompus référencés 305 l'enveloppe du pied, et sous forme de traits interrompus référencés 310 l'avant de l'habillage du genou.

Plus précisément, au niveau de l'articulation du genou 100, des biellettes respectivement avant et arrière, référencées 110 et 130 présentant chacone deux axes, l'un supérieur, l'autre inférieur sont articulées sur une pièce support 150 d'une part, et sur le montant10 d'autre part.

Cette pièce support 150, plus précisément représentée sur les figures 4a et 4b,est adaptée pour être fixée sur une emboîture fémorale, comme cela a été précédemment évoqué. La structure de cette pièce support 150 sera décrite plus en détail par la suite.

Comme représenté sur les figures 1 à 3, deux biellettes avant 110 sont prévues de part et d'autre de la pièce support 150, alors qu'une seule biellette arrière 130 est articulée, centralement par rapport au plan de symétrie de la prothèse, sur cette pièce support 150.

Chaque biellette avant 110 est formée comme représenté sur les figures 6a et 6b d'une lame allongée s'étendant sensiblement verticalement en position de repos, et munie au voisinage de chacune de ses extrémités d'un alésage cylindrique traversant 111, 112.

Ces alésages 111, 112 reçoivent des tourillons 101, 102 respectivement supérieur et inférieur, reliant la biellette avant 110 à la pièce support 150 d'une part et au montant 10 d'autre part. Les tourillons 101 et 102 sont de préférence fixés à la biellette 110 à l'aide de tous moyens appropriés. Les tourillons 101 et 102 pourront par exemple être immobilisés à l'aide de vis 113 et 114 engagées dans des alésages filetés 115, 116 ménagés radialement par rapport aux alésages 111 et 112 précités et débouchant dans ceux-ci.Ces alésages filetés 115 et 116 mén#agés dans l'épaisseur de la biellette 110 sont représentés schématiquement en traits interrompus sur la figure 6a De ce fait, la pièce support 150 et le montant 10 sont susceptibles de pivoter par rapport à la biellette avant 110 autour des axes de pivotement respectifs A-A et B-B correspondant aux axes des tourillons 101 et 102 précités. Ces axes de pivotement A-A et B-B sont sensiblement horizontaux lors de l'utilisation de la prothèse.

La biellette arrière 130 est formée comme représentée sur les figures 8a et 8b d'un bloc traversé par deux alésages 131, 132 cylindriques parallèles entre eux, reliant les faces latérales du bloc 133, 134, parallèles au plan de symétrie de la prothèse.

Ces alésages 131, 132 reçoivent des tourillons 103, 104, respectivement supérieur et inférieur, reliant la biellette arrière 130 à la pièce support 150 d'une part
et au montant 10 d'autre part. De ce fait, la pièce sup
port 150 et le montant 10 sont susceptibles de pivoter
par rapport à la biellette arrière 130 autour des axes de
pivotement respectifs C-C et D-D correspondant aux axes
des tourillons 103 et 104 précités. Ces axes de pivotement
C-C et D-D sont sensiblement horizontaux lors de l'utili
sation de la prothèse.

Le cas échéant, des bagues formant palier peu
vent être insérées dans les alésages 131, 132, sur les
tourillons 103 et 104. De telles bagues sont représentées
en 135, 136 sur la figure 8a.

Par ailleurs, l'alésage inférieur 132, ainsi que
la bague 136 associée, sont de préférence ouverts en di
rection de la face arrière 137 du bloc grâce à une fente
138 ménagée sur toute la largeur du bloc, radialement par
rapport à cet alésage 132. Cette fente 138 est plus pré
cisément ménagée oblique sur la face arrière 137.

En outre, de part et d'autre de cette fente 138
sont ménagés un alésage 139, évasé vers l'extérieur, côté
face arrière 137, et, en vis-à-vis et coaxialement, vers
l'intérieur du bloc, un alésage fileté 140. Les axes de
ces alésages 139 et 140 s'étendent perpendiculairement à
la fente 138. Ainsi la fente 138 peut être plus ou moins
resserrée grâce à une vis (non représentée) introduite
dans les alésages 139, 140, et on peut de ce fait régler
le serrage de l'alésage 132 ou de la bague 136 sur le
tourillon inférieur 104. Cette disposition constitue un
frein à la flexion de l'articulation de genou, aisbpent réglable.

Bien entendu, un tel frein pourrait être prévu
sur d'autres tourillons (101, 102 ou 103) de l'articulation de genou, plusieurs freins pouvant d'ailleurs être associés, si nécessaire.

En outre, au niveau de sa surface supérieure
141, le bloc est muni de deux ailes 142, 143 prolongeant
les faces latérales 133, 134, pour former une chape
recevant à pivotement l'extrémité supérieure de la tige
de renvoi 200. Pour cela chaque aile 142, 143 est munie d'un alésage cylindrique traversant 144 recevant un tourillon 105. Celui-ci relie la biellette arrière 130 et la tige de renvoi 200 en autorisant une rotation relative de ceux-ci autour de l'axe de pivotement E-E (correspondant à l'axe du tourillon 105) coplanaire avec les axes C-C et D-D précités.

De préférence le tourillon 105 est immobilisé sur la biellette arrière 130 grâce à une vis 145 engagée dans un alésage fileté 146 ménagé radialement à l'alésage 144 dans l'une au moins des ailes 142 ou 143. L'alésage fileté 146 ménagé dans l'épaisseur de l'aile 142 ou 143 a été schématiquement représenté en traits interrompus sur la figure 8a.

La structure particulière de l'articulation de genou ainsi constituée, en particulier en ce qui concerne la position des axes A-A, B-B, C-C et D-D ainsi que la longueur entre ces axes pourra bien entendu être inspirée des réalisations antérieures de prothèse de genou à quatre axes bien connues de l'homme de l'art.

On notera cependant que selon le mode de réalisation représenté, la distance#séparant les axes supérieur C-C et inférieur D-D de la biellette arrière 130 est bien supérieure à la distance correspondante (A-A / B-B) pour chaque biellette avant 110.

Par ailleurs, l'axe supérieur C-C de la biellette arrière 130 (alésage 131) est décalé en arrière d'une droite passant par l'axe supérieur A-A de la biellette avant 110 et l'axe inférieur D-D de la biellette arrière 130, lorsque l'utilisateur est en position de repos, comme représenté sur la figure 1. Toutefois, l'axe supérieur C-C franchit cette droite lors de la flexion de l'articulation de genou comme présenté figure 2.

De ce fait, on obtient un pivotement relatif important entre la pièce support 150 et le montant 10.

On remarquera par ailleurs que l'axe supérieur
A-A de chaque biellette avant 110 est décalé en arrière par rapport à l'axe inférieur B-B correspondant. De ce fait, au repos, la biellette avant est oblique sur la surface supérieure d'appui 151 de la pièce support, généralement horizontale, en s'étendant vers 11 avant et vers le bas.

Lors du pivotement de la biellette arrière 130 vers l'avant, chaque biellette avant 110 dans une première phase (dite de déverrouillage) pivote égale#ment sur l'avant et devient sensiblement normale à la surface d'appui -151 de la pièce support 150,'#orsque l'axe supérieur C-C de la biellette arrière 130 est aligné sur les axes A-A et D-D précités.

Ainsi, comme cela apparaît clairement à l'exa- men de la figure 1, si l'utilisateur-souhaite s'appuyer sur sa prothèse pendant cette 'première phase dite de déverrouillage, chaque biellette avant est automatiquement rebasculée vers l'arrière et la prothèse retourne en position de repos comme représenté figure 1, dans laquelle la pièce support 150 repose contre le montant 10.

Cette disposition offre une grande sécurité à l'utilisateur comme cela sera explicité par la suite.

Par contre, dès que l'axe C-C a franchi la droite passant par les axes A-A et D-D précités, lors de la seconde phase de la flexion de l'articulation de genou, chaque biellette avant 110 pivote vers l'arrière lors de la progression du pivotement sur l'avant de la biellette arrière 130, pour assurer un pivotement relatif important entre la pièce support 150 et le montant 10.

Comme représenté sur les figures 4a et 4b, la pièce support 150 est formée d'une pièce monobloc dont l'enveloppe est délimitée par une surface supérieure 151 plane, deux surfaces latérales 152, 153 parallèles entre elles et parallèles au plan de symétrie de la prothèse, une surface avant 154 convexe, une surface arrière 155 concave et une surface inférieure 156 concave, cette enveloppe étant complétée au niveau de la surface inférieure 156, par deux ailes 157, 158 parallèles entre elles et au plan de symétrie de la prothèse, prolongeant les faces latérales 152, 153 selon un profil continuant les surfaces avant 154 et arrière 155, convexe et concave, précitées.

Le cas échéant, la pièce support 150 est évidée latéralement en 159 afin d'alléger la prothèse, une nervure centrale étant de préférence conservée pour assurer la rigidité de cette pièce.

Selon le mode de réalisation représenté, quatre alésages filetés référencés 160, 161, 162 et 163 sont prévus respectivement au niveau de chacun des coins de la surface supérieure 151. Ces alésages sont destinés à assurer la fixation de la pièce support 150 sur llemboiture fémorale, avec interposition le cas échéant d'une pièce intercalaire 190 de liaison, schématiquement représentée sur la figure 4a. Cette pièce intercalaire 190 est de préférence adaptée pour assurer le réglage de la position (distance, rotation, angulation) de la pièce support 150 par rapport à l'emboîture fémorale. Cette pièce intercalaire 190, classique en elle-mAme ne sera pas décrite par la suite.

Le cas échéant, on peut assembler sur la surface supérieure 151 une pièce intermédiaire autorisant un réglage en rotation par rapport à la prothèse, et adaptée pour recevoir un système de liaison avec l'emboîture fémorale
A proximité de la surface supérieure 151 et de la surface arrière 155, la pièce support 150 est munie d'un alésage cylindrique traversant 164, parallèle à la surface supérieure 151 et reliant les faces latérales 152 et 153. Cet alésage 164 horizontal lors de l'utilisation est destiné à recevoir le tourillon 101 précité engagé dans l'alésage supérieur 111 des biellettes avant 110, avec interposition le cas échéant d'une bague 165 formant palier.

Ainsi, comme représenté sur la figure 3, les
deux biellettes avant 110 sont disposées de part et d'autre
de la pièce support 150, contre les faces latérales 152,
153 de celle-ci.

Les deux ailes 157, 158 sont munies chacune
d'un alésage cylindrique traversant 166, ces alésages
étant coaxiaux entre eux, destinés à recevoir le tourillon
103 précité. Ainsi, les deux ailes 157, 158 forment une
chape encadrant, avec possibilité de pivotement relatif, la
biellette arrière 130. Pour cela, bien entendu la distance
séparant les deux ailes 157 et 158 est très légèrement su
périeure à la largeur de la biellette arrière 130 (distance
entre les faces latérales 133 et 134).

De préférence, le tourillon 103 est immobilisé
sur la pièce support 150 à l'aide de vis 168 engagées dans
des alésages filetés 169 ménagés radialement par rapport
aux alésages 166 et débouchant dans ceux-ci. Un tel alésage
fileté 169 ménagé dans l'épaisseur des ailes 157 et 158 a
été représenté schématiquement en trait interrcanpus sur la figure 4a.

En outre, les ailes 157, 158 présentent, comme
représenté sur la figure 4a, sensiblement à l'opposé de la
surface supérieure 151 des surfaces généralement planes 167
inclinées vers l'arrière et vers le haut. Ces surfaces sont
destinées à venir en appui contre le montant 10, en posi
tion de repos, comme représenté sur les figures 1 et 3.

Le cas échéant, on peut envisager d'intercaler
un patin ou organe d'amortissement entre la pièce support
150 et le montant 10. Dans un tel cas, cette surface 167 est
avantageusement munie de moyens permettant la fixation de ces patins.

La demanderesse a déterminé qu'il était avantageux que cette surface 167 soit inclinée d'environ 600 sur la verticale, au repos, afin d'éviter une friction néfaste entre la pièce support 150 et le montant 10 tout en assurant un blocage correct entre ces éléments.

Le montant 10 se décompose en deux éléments prévus de part et d'autre de la biellette arrière 130 et de part et d'autre du plan de symétrie de la biellette.

Chacun de ces éléments est formé lui-même de
deux pièces 20, 30, comme représenté sur les figures Sa,
5b, lOa et lOb, ainsi que sur la figure 1.

La pièce inférieure 20 est une lame allongée,
généralement verticale lors de l'utilisation, munie à sa
partie inférieure d'un alésage cylindrique traversant 21.

Celui-ci est destiné à recevoir un tourillon 22 traversant
un bloc 60 de l'articulation de cheville pour autoriser
un pivotement relatif du pied 300 et de la jambe autour
de l'axe F-F correspondant à l'axe du tourillon 22.

Avantageusement, le tourillon 22 est immobilisé
sur les pièces 20 à l'aide de vis 25 engagées dans des alé
sages filetés 26 ménagés radialement par rapport aux alésa
ges 21 et débouchant dans ceux-ci. Un tel alésage fileté 26,
ménagé dans l'épaisseur de la pièce 20 a été représenté
schématiquement en traits interrompus sur la figure 1Oa.

A sa partie supérieure, la pièce 20 est munie
d'une pluralité d'orifices traversants 23, évasés vers l'ex
térieur, comme représenté sur la figure lOb, pour recevoir des têtes de vis reliant la pièce inférieure 20 et la pièce supérieure 30.

Afin d'autoriser un réglage de la longueur du mon
tant 10 à la taille de l'utilisateur, la pièce 20 est munie
de nombreux orifices 23, dix par exemple selon le mode de
réalisation représenté sur la figure 10a, l'entre-axe entre
ces orifices étant par exemple de 10 mm.

Un tel système autorisant le réglage de la lon
gueur du montant pourra bien entendu être remplacé par de nombreux systèmes équivalents.

Le cas échéant, lorsque le bloc 60 de l'articula
tion de cheville 50 et la biellette arrière 130 sur lesquels
sont articulés les éléments de montant ne présentent pas la
même largeur, on peut incurver la#lame 20 en 24, comme re
présentée sur la figure lOb, les deux sections de lame, de part et d'autre de cette incurvation, étant par ailleurs parallèles entre elles.

Came représenté sur les figures Sa et 5b, la partie supe- rieure 30 des éléments de montant comprend une embase 31 supérieure munie d'un prolongement 32 vers le bas généralement vertical lors de l'utilisation.

Le prolongement 32 présente une rainure rectiligne 33 destinée à recevoir l'extrémité supérieure de la pièce 20. Dans le fond de cette rainure 33 sont ménagés des alésages filetés 34 destinés à venir en regard des orifices 23 précités et à recevoir des vis engagées dans ceux-ci pour relier rigidement les deux pièces 20 et 30.

En l'espèce, l'entre-axe entre les alésages 34 sera donc un multiple de 10 mm.

L'embase 31 présente deux alésages cylindriques 35, 37 traversants destinés à recevoir respectivement les tourillons 102 et 104 précités, le cas échéant avec interposition d'une bague formant palier, comme cela est représenté en 36 pour l'alésage 35.

De plus, afin de freiner la flexion de l'articulation de genou 100 en serrant l'alésage 132 et les bagues 136 sur le tourillon 104, ce dernier est immobilisé par rapport à l'embase 31 grâce à une vis 38 engagée dans un alésage fileté 39 ménagé radialement par rapport à l'alésage 35 et débouchant dans celui-ci. Cet alésage fileté 39 ménagé dans l'épaisseur de l'embase 31 est représenté schématiquement en traits interrompus sur la figure Sa.

D'autre part, la surface supérieure 40 de l'embase est plane et inclinée vers l'arrière et vers le haut pour recevoir en appui la surface complémentaire 167 de la pièce support 150, ou un patin associé à celle-ci, pour définir une position d'appui ferme pour la prothèse. En effet, on comprend, à l'examen des figures 1 et 3 en particulier, que lorsque la surface 167 repose contre la surface 40, les biellettes avant et arrière, 110 et 130, ne peuvent plus pivoter vers l'arrière et l'utilisateur peut s'appuyer fenxment sur sa prothèse.

Comme représentée sur les figures 7a et 7b, la partie supérieure de la tige de renvoi 200 comprend une tige cylindrique 201 généralement verticale lors de l'utilisation, qui se prolonge vers le haut par deux nervures 202 et 203, perpendiculaires entre elles formant une pièce courbée en forme générale de crosse. L'extrémité supérieure de celle ci est munie d'un bourrelet 204 dans lequel est ménagé un alésage cylindrique traversant 205 horizontal à l'utilisation destiné à recevoir le tourillon 105 précité, le cas échéant avec interposition d'une bague 206 formant palier, pour autoriser un pivotement relatif entre la tige de renvoi 200 et la biellette arrière 130 autour de l'axe E-E.

Pour ce faire, la largeur du bourrelet est inférieure à la distance séparant les deux ailes 142 et 143 de la biellette arrière 130 et la longueur et la forme de la crosse précitées sont adaptées de telle sorte que celleci encadre par l'avant le bloc de la biellette arrière 130, en position de repos, comme représenté sur la figure 1.

Par ailleurs, comme cela est également représenté sur cette figure 1, la partie inférieure de la tige 201 est munie d'un alésage cylindrique- 207 coaxial à celle-ci et débouchant à son extrémité inférieure. Cet alésage 207 est destiné à recevoir une tige-filetée 212 solidaire du carter 211 d'un amortisseur 210 schématiquement représenté sur la figure 1.

De plus, une gorge 208 cylindrique de grand évasement est ménagé dans l'alésage 207. Cette gorge débouche à l'extérieur vers l'arrière et reçoit immobilisée en translation une bague filetée 213 engagée sur la tige filetée 212. Par rotation de la bague 213 on règle la longueur de la tige de renvoi 200 afin d'adapter celle-ci à la taille de l'individu.

Bien entendu, un tel système autorisant un réglage de la longueur de la tige de renvoi pourra être remplacé par tout autre système fonctionnellement équivalent.

La structure particulière de l'amortisseur ne sera pas décrite en détail, de nombreux amortisseurs disponibles dans le commerce étant susceptibles d'être utilisés.

L'amortisseur 210 sera choisi sur la base des caractéristiques suivantes.

Tout d'abord, l'amortisseur doit pouvoir être comprimé lorsque l'utilisateur au cours de la marche pose le talon sur le sol, afin d'autoriser un abaissement du pied 300 en contact étroit contre le sol, pour assurer un bon équilibre de l'utilisateur.

En outre, l'amortisseur doit interdire un relèvement de l'avant-pied en absence d'un déplacement de la tige de renvoi 200 qui serait dû à une flexion de l'ensemble d'articulation de genou. C'est-à-dire que l'amortisseur ne doit pas être susceptible d'élongation et comportera par exemple une butée interdisant celle-ci.

Sur la figure 1 on a schématiquement représenté la tête 221 d'un piston 220 susceptible de se déplacer dans une chambre 214 du carter 211, lors de la compression, afin par exemple d'expulser un fluide contenu dans cette chambre dans une chambre auxiliaire 215, par l'intermédiaire d'un 'orifice calibré non représenté. Par ailleurs, la butée interdisant une extension de l'amortisseur est représentée en 216.

Le piston 220 est assemblé, par exemple par filetage, sur une tringle 230 munie à son extrémité inférieure d'une chape 231 recevant un tourillon 232 pour autoriser un pivotement relatif de la tige de renvoi 200 et du bloc 60 de l'articulation de cheville autour de l'axe de pivotement G-G (horizontal à l'utilisation) correspondant à l'axe du tourillon 232.

Afin d'assurer un relèvement de l'avant-pied lors de la flexion de l'articulation du genou, c 'est-à- dire lorsque la biellette arrière 130 pivote vers l'avant et que de ce fait le tourillon 105 d'articulation de la tige de renvoi 200 sur la biellette arrière est abaissé , l'axe -G-G de liaison de la tige de renvoi 200 et du pied 300, ou articulation de cheville, est situé en arrière de l'axe F-F d'articulation des montants 10 sur l'articulation de cheville.

L'axe G-G est en outre situé au-dessus de l'axe
F-F afin de limiter l'encombrement de la prothèse au niveau de la cheville.

On remarquera d'autre part, comme cela est représenté sur la figure 1,que, au repos, l'axe inférieur D-D de la biellette arrière 130 reliant celle-ci au montant 10 est situé en avant d'une droite passant par les axes d'articulation E-E et G-G de la tige de renvoi 200 respectivement sur la biellette arrière 130 et sur l'ensemble d'articulation de cheville.

On obtient ainsi que lorsque l'utilisateur prend appui sur la point du pied de la prothèse, bien que l'amortisseur tende à travailler en extension l'articulation de genou soit fermement maintenue en position de sécurité par sollicitation en rapprochement des surfaces d'appui précitées 40 et 167. En effet, lors d'un tel appui sur la pointe du pied, la tige de renvoi est sollicitée vers le sol ce qui tend à faire pivoter vers l'arrière les biellettes avant 110 et arrière -130.

De ce fait, la flexion de l'articulation de genou 100 ne peut intervenir et l'utilisateur peut prendre appui sur la pointe du pied en toute sécurité, sans risque de flexion du genou.

Toutefois, la flexion de l'articulation du genou peut parfois être souhaitée par l'utilisateur alors que celui-ci est tout de même légèrement en appui sur le pied de la prothèse, en particulier sur la pointe du pied. Afin d'éviter alors qu'un effort trop important soit nécessaire, l'axe inférieur D-D de la biellette arrière 130 n'est que légèrement décalé vers l'avant par rapport à une droite passant par les axes d'articulation E-E et G-G de la tige de renvoi 200.

La demanderesse a déterminé que pour une distance de l'ordre de 46 mm entre les axes D-D et E-E, un décalage angulaire de l'ordre de 20 à 40 entre les
droites D-D/E-E et E-E/G-G donnait satisfaction. Le dé
verrouillage de la prothèse est alors obtenu grâce à une
légère translation vers l'avant de la pièce support 150.

Comme cela est représenté sur les figures 1, 9a
et 9b, 11 ensemble d'articulation de cheville 50 comprend
un bloc 60 traversé perpendiculairement au plan de symé
trie de la prothèse par un alésage cylindrique 61 rece
vant le tourillon 22 d'articulation des montants.

La surface supérieure du bloc 60 inclinée vers
le bas et vers l'arrière reçoit une plaque 70 munie d'une
nervure verticale 71 elle-même traversée par le tourillon
232 (axe G-G) d'articulation de#la tige de renvoi 200 sur
l'articulation de cheville. La plaque 70 est fixée sur le
bloc 60 à l'aide de vis 72. Avantageusement, cette plaque
70 peut être réglée en position par déplacement sur la
surface inclinée du bloc 60 afin de régler la position de
l'axe D-D par rapport à la droite reliant les axes G-G et
E-E pour respecter les conditions précitées.

L'axe F-F précité est un axe frontal autorisant
des oscillations de haut en bas de l'avant du pied.

En outre, l'articulation de cheville 50 possède de préférence un axe sagittal H-H autorisant des oscilla
tions latérales du pied, de part et d'autre du plan de
symétrie de la prothèse.

Cet axe sagittal H-H est formé de chevilles ou
organes analogues 81 engagés dans des alésages borgnes horizontaux à l'utilisation ménagés dans le bloc 60, co
axialement au plan de symétrie, les chevilles étant soli
daires des ailes 85, 86 d'une chape 80. L'âme 84 de cette dernière portant les ailes 85 et 86 est munie, à l'opposé
du bloc 60, vers le bas, d'une tige filetée 82 permettant
la fixation du pied 300.

Comme cela a été précédemment évoqué les deux
axes F-F et H-H respectivement frontal et sagittal sont perpendiculaires entre eux et s'étendent l'un peepndicuIaiies#t au plan de symétrie de la prothèse, l'autre dans ce plan de symétrie.

De préférence, une butée en caoutchouc 83 est introduite entre la surface inférieure du bloc 60 et l'âme 84 de la chape 80 afin de limiter les oscillations du pied autour de l'axe sagittal H-H. Le mouvement du pied autour de cet axe sagittal H-H permet au pied de toujours rester au contact du sol malgré les irrégularités de celui-ci (dévers d'un trottoir, gravier ou sol bosselé) et permet également la tenue en équilibre sur la prothèse.

De préférence, la prothèse comporte également un organe élastique sollicitant le rappel en position de repos, comme représenté sur la figure 1.

Un tel organe élastique pourra par exemple être formé d'un sandow dont une première extrémité est accrochée au voisinage de l'extrémité inférieure de la tige cylindrique 201, et qui s'étend vers le haut, en appui contre les tourillons 103 et 104, sur l'arrière de ceuxci, enveloppe par le haut le tourillon 105 et redescend en arrière des tourillons 1Q3 et 104 précités, de telle sorte que la seconde extrémité soit accrochée au voisinage de la première.

Avantageusement, ce sandow est associé à un élément de réglage de tension.

Une prothèse conforme à la présente invention autorise une flexion du genou sur un angle de l'ordre de 1300 à 1400 et un relèvement du pied sur un angle de l'ordre de 150.

Le fonctionnement de la prothèse conforme à la présente invention est le suivant.

La flexion de l'articulation de genou s'effectue par la rotation vers l'avant de la biellette arrière 130 et ltoscillation des deux biellettes avant 110, d'abord vers l'avant (phase de déverrouillage, au cours de laquelle l'axe C-C est situé en arrière d'une droite passant par les axes A-A et D-D) puis vers l'arrière (phase de flexion au cours de laquelle l'axe C-C est en avant d'une droite passant par les axes A-A et D-D).

Lors de la rotation vers l'avant de la biellette arrière 130, la descente de l'axe E-E (articulation supérieure de la tige de renvoi 200) provoque une poussée sur 11 axe G-G (articulation inférieure de la tige de renvoi 200) par l'intermédiaire de cette tige 200. Cette sollicitation entraîne donc la rotation de l'articulation de cheville autour de l'axe F-F et donc le relèvement de l'avant-pied.

On va maintenant décrire plus précisément le passage d'un pas lors du déroulement de la marche.

L'utilisateur ou patient commence son pas en posant le talon du pied de la prothèse sur le sol.

L'extension du pied s'effectue alors par compression de l'amortisseur 210, c'est-à-dire par rotation autour de l'axe F-F et montée de l'axe G-G.

Dans une deuxième phase le patient prend appui sur sa prothèse et amène celle-ci à la verticale. L'amortisseur 210 revient en extension. Le montant 10 tente de dépasser la verticale, mais la tige de renvoi 200 retient le mouvement et verrouille l'articulation de genou en extension puisque l'axe D-D est situé en avant d'une droite passant par les axes E-E et G-G.

Dans une troisième phase la prothèse dépasse la verticale par flexion de l'avant-pied au niveau des articulations métatarse-phalanges, les divers éléments de la prothèse restant fixes les uns par rapport aux autres.

Dans une quatrième phase le patient repose son autre jambe sur -le sol et fait plier sa prothèse.

La pointe du pied étant encore sur le sol, une légère translation vers l'avant de la pièce support 150 déverrouille l'articulation de genou et entraîne la flexion de celle-ci.

Dans une dernière phase, le patient ramène sa jambe équipée d'une prothèse vers l'avant pour de nouveau poser le talon de celle-ci sur le sol Au cours de cette phase, la flexion de l'articulation de genou ayant entraîné le relèvement de l'avant-pied, la longueur du membre appareillé se trouve réduite et de ce fait le pas se passe sans risque de voir la pointe du pied buter contre le sol. Le retour à l'extension s'effectue en grande partie par l'élan et est aidé le cas échéant par le sandow. Si nécessaire, ce retour peut être freiné, en fonction de la rapidité de la marche, par exemple par freinage sur le tourillon 104 comme cela a été précédemment évoqué.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit.

Par exemple, en modifiant la structure de l'articulation de genou, et en particulier en allongeant la biellette arrière 130 on pourra disposer le tourillon supérieur 105 d'articulation de la tige de renvoi entre les deux tourillons d'articulation supérieur 103 et inférieur 104 de la biellette arrière 130 sur la pièce support 150 d'une part et sur le montant 10 d'autre part.

En outre, dans le cas où l'on utilise un pied
avec coin talonnier à souplesse variable, c'est-àdire un pied dont le talon est susceptible de fléchir lorsqu'il est posé sur le sol, on peut supprimer l'amortisseur 210, les fonctions précitées de ce dernier étant alors remplies par le pied.

Claims

REVENDICATIONS

1. Prothèse de jambe mécanisée pour amputés, caractérisée en ce qu'elle comprend - un ensemble d'articulation de genou (100) à quatre

axes composé

. d'au moins une biellette avant (110), et

. d'au moins une biellette arrière (130) présentant

chacune deux axes (101, 102 ; 103, 104), l'un supé

rieur, l'autre inférieur, ainsi que

d'une pièce support (150) destinée à être reliée à

l'emboîture fémorale et articulée sur les axes supe-

rieurs (101, 103) des biellettes, et

d'un montant (10), généralement vertical, articulé

à sa partie supérieure sur les axes inférieurs (102,

104) des biellettes, - un ensemble d'articulation de cheville (50) monté à

pivotement à la partie inférieure du montant (10), et - une tige de renvoi (200) articulée d'une part, à sa

partie supérieure, sur la biellette arrière (130),

d'autre part, à sa partie inférieure, sur l'ensemble

d'articulation de cheville (50), de façon à solliciter

un relèvement de l'avant du pied (300) lors d'une

flexion de l'ensemble d'articulation de genou (100).

2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'axe d'articulation (105, E-E) de la tige de renvoi (200) sur la biellette arrière (130) est situé au-dessus de l'axe inférieur (104, D-D) de la biellette arrière (130), reliant celle-ci au montant (10).

3. Prothèse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'axe supérieur (103, C-C) de la biellette arrière (130), reliant celleci à la pièce support (150), est situé entre l'axe d'articulation (105, E-E) de la tige de renvoi (200) sur la biellette arrière (130) et l'axe inférieur (104, D-D) de la biellette arrière (130) reliant celle-ci au montant (10).

4. Prothèse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'axe d'articulation (105, E-E) de la tige de renvoi sur la biellette arrière (130) est situé entre les axes supérieur (103,

C-C) et inférieur (104, D-D) de celle-ci, reliant respectivement la biellette arrière (130) à la pièce support (150) et au montant (10).

5. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que l'axe d'articulation (232, G-G) de la tige de renvoi (200) sur le pied (300) est situé en arrière de l'axe (22, F-F) d'articulation du montant (10) sur le pied (300).

6. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le montant (10) présente une surface d'appui (40) pour la pièce support (150) inclinée sur la verticale vers le haut et vers l'arrière, cette surface d'appui (40) déterminant la position de repos de la prothèse.

7. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que,en position de repos, l'axe supérieur 1101, A-A) de chaque biellette avant (110) est décalé vers l'arrière par rapport à l'axe inférieur (102, B-B) de celle-ci et par le fait que ces deux axes déterminent une droite inclinée vers le bas et vers l'avant par rapport à la surface d'appui (151) de l'emboiture fémorale sur la pièce support (150).

8. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que, au repos, l'axe supérieur (103, C-C) de la biellette arrière (130),reliant celle-ci à la pièce support 1150), est situé en arrière d'une droite passant par l'axe supérieur (101,

A-A) de la biellette avant (110), reliant celle-ci et la pièce support, et par l'axe inférieur (104, D-D) de la biellette arrière (130), reliant celle-ci au montant (10).

9. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait queau repos,l'axe d'articulation inférieur (104, D-D) de la biellette arrière (130) reliant celle-ci au montant (10) est situé en avant d'une droite passant pas les axes d'articulation (105, E-E ; 232, G-G) de la tige de renvoi (200) respectivement sur la biellette arrière (130) et sur l'ensemble d'articulation de cheville (50).

10. Prothèse selon l'une des revend,ications 1 à 9, caractérisée par le fait qu'elle comprend, sur la tige de renvoi (200),un amortisseur (210) adapté pour être comprimé lorsque l'utilisateur pose le talon sur le sol, afin d'autoriser un abaissement du pied (300) en contact étroit contre le sol.

11. Prothèse selon la revendication 10, caractérisée par le fait que l'amortisseur (210) est muni d'une butée (216) interdisant un relèvement de l'avantpied en absence d'un déplacement de la tige de renvoi, dû à une flexion de 11 ensemble d'articulation de genou.

12. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait qu'elle comprend un pied avec coin talonnier à souplesse variable.

13. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait qu'elle comprend, outre l'axe frontal formé de l'axe d'articulation (22, F-F) du montant (10) sur le pied (300) et autorisant des oscillations de haut en bas du pied (300), un axe sagittal (81, H-H) autorisant des oscillations latérales du pied.

14. Prothèse selon la revendication 13, caractérisée par le fait qu'elle comprend une butée en caoutchouc (83) limitant les oscillations latérales du pied (300) autour de l'axe sagittal (81, H-H).

15. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée par le fait qu'elle comprend un organe (212, 213) pour le réglage de la longueur de la tige de renvoi (200).

16. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée par le fait qu'elle comprend un organe (34, 23) pour le réglage de la longueur du montant (10).

17. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée par le fait qu'elle comprend également un organe élastique de rappel en position de repos.

18. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisée par le fait qu'elle comprend un frein. (138, 139, 140) sur l'un au moins des axes (101, 102, 103, 104) de l'ensemble d'articulation du genou.