FR2722683A3 - ORTHOPEDIC APPARATUS FOR WALKING AND REHABILITATION OF MANDICAPPED PEOPLE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un appareil orthopédique pour la marche et la rééducation d'une personne handicapée comprenant :- une orthèse semi-rigide pour supporter le buste et les membres inférieurs, articulée en regard des articulations de hanche et de genou et équipée de petits actionneurs (micro cylindres) destinés à mouvoir les parties articulées inférieures de l'orthèse, sous commande d'une entité de commande actionnée par le patient au moyen d'une commande à distance, et- une ossature (L), destinée à servir d'appui stable et de support de la personne et qui l'autorise à marcher en même temps, ayant des poignées (L), des roues (R) pour parcourir le sol et, à sa base et du côté où la personne avance, un logement (Q) pour des moyens délivrant un fluide pressurisé.The invention relates to an orthopedic device for walking and for the rehabilitation of a disabled person comprising: - a semi-rigid orthosis for supporting the bust and the lower limbs, articulated opposite the hip and knee joints and equipped with small actuators (micro cylinders) intended to move the lower articulated parts of the orthosis, under the control of a control unit actuated by the patient by means of a remote control, and- a frame (L), intended to serve as stable and supportive support of the person and which allows him to walk at the same time, having handles (L), wheels (R) to traverse the ground and, at its base and on the side where the person is walking, a housing (Q) for means delivering a pressurized fluid.
Description
APPAREIL ORTHOPEDIQUE POUR LA MARCHE ET LA REEDUCATION DEORTHOPEDIC APPARATUS FOR WALKING AND REHABILITATION OF
PERSONNES HANDICAPEESPEOPLE WITH DISABILITIES
La présente invention concerne un appareil orthopédi- The present invention relates to an orthopedic device.
que pour la marche et la rééducation de personnes handicapées. only for walking and rehabilitating disabled people.
On connaît l'emploi de chaises roulantes, actionnées à la main ou par un moteur, pour des personnes blessées dans la motricité des membres inférieurs (paraplégiques, etc.). Si ces moyens connus autorisent un mouvement autonome We know the use of wheelchairs, operated by hand or by a motor, for people injured in the motor skills of the lower limbs (paraplegics, etc.). If these known means allow an autonomous movement
de telles personnes, ils n'offrent par contre aucune possibi- such people, however, they offer no opportunity.
lité de rééducation lorsque de telles possibilités existent reeducation unit when such possibilities exist
d'une manière plus ou moins apparente. in a more or less apparent way.
En effet, il y a des cas de lésions sérieuses des capacités motrices des membres inférieurs (comme, par exemple, Indeed, there are cases of serious lesions of the motor capacities of the lower limbs (like, for example,
celles causées par des blessures graves à la colonne verté- those caused by serious injuries to the spine -
brale) qui laissent entrevoir des possibilités, bien que diffi- brale) that suggest possibilities, although difficult
ciles et pas encore complètement explorées et expliquées au niveau médical et scientifique, de récupération de motricité lorsque les membres inférieurs sont étirés et, stimulés et eyelashes and not yet fully explored and explained on a medical and scientific level, motor recovery when the lower limbs are stretched and, stimulated and
entraînés de manière appropriée. properly trained.
Différents moyens de locomotion sont également connus Different means of transport are also known
et consistent en des appareils orthopédiques, destinés à auto- and consist of orthopedic devices, intended for auto-
riser la marche de personnes handicapées, conçus par l'auteur de la présente invention et décrits dans divers brevets parmi lesquels les brevets italiens n 1153225 (déposé le 12/10/82), 1178548 (déposé le 3/10/84), 204215 (déposé le 3/7/85) et dans riser the march of disabled people, designed by the author of the present invention and described in various patents including Italian patents n 1153225 (filed 12/10/82), 1178548 (filed 3/10/84), 204215 (filed 3/7/85) and in
la demande de brevet n 20882 A/90 (déposée le 9/7/90). En par- patent application no. 20882 A / 90 (filed 9/7/90). In by-
ticulier, un appareil orthopédique visant à permettre la mar- particular, an orthopedic device intended to allow walking
che, même de personnes ayant de graves lésions des capacités motrices des membres inférieurs, est décrit dans le brevet n 1178548 et consiste en une orthèse semi-rigide pour supporter le buste et les membres inférieurs, articulée en regard des articulations de hanche et de genou et équipée de petits actionneurs (microcylindres) fonctionnant à air comprimé ou che, even of people with serious lesions of the motor capacities of the lower limbs, is described in patent n ° 1178548 and consists of a semi-rigid orthosis to support the bust and the lower limbs, articulated opposite the hip and knee joints and equipped with small actuators (microcylinders) operating with compressed air or
hydrauliques et destinés à mouvoir les parties articulées infé- hydraulic and intended to move the lower articulated parts
rieures de l'orthèse conformément à la démarche humaine, sous commande d'une entité électronique programmée, à son tour actionnée par le patient au moyen d'une commande à distance permettant, au patient, de transmettre des commandes à l'entité électronique pour démarrer et arrêter les parties inférieures of the orthosis in accordance with the human approach, under the command of a programmed electronic entity, in turn actuated by the patient by means of a remote control allowing the patient to transmit commands to the electronic entity for start and stop the lower parts
citées ci-dessus ou pour ajuster la vitesse des pas. cited above or to adjust the speed of the steps.
Cependant, dans le cas de patients incapables de se tenir d'eux-mêmes en équilibre à cause de lésions très graves telles que celles qui excluent même l'emploi de béquilles ou de marcheurs à main usuels, ces appareils donnent des résultats limités car ils sont utilisés avec des équipements fixes (barres), mal adaptés à un réveil et une récupération de la However, in the case of patients who are unable to keep their balance on their own due to very serious injuries such as those which even exclude the use of crutches or common hand walkers, these devices give limited results because they are used with fixed equipment (bars), poorly suited for waking up and recovering
motricité et à une sensation d'équilibre en un temps relative- motor skills and a feeling of balance in a relative time-
ment court. L'emploi de l'appareil avec un marcheur à main usuel a été exclu en raison de la légèreté du marcheur et de la short. The use of the device with a normal hand walker was excluded due to the lightness of the walker and the
sensation d'instabilité générée pour le patient. feeling of instability generated for the patient.
La présente invention propose, en particulier pour The present invention provides, in particular for
les cas cités ci-dessus de graves lésions des capacités motri- the cases mentioned above of serious damage to motor skills,
ces des membres inférieurs, de fournir un appareil destiné à these lower limbs, to provide a device intended for
autoriser la marche et une récupération plus rapide des acti- allow walking and faster recovery of activities
vités motrices des membres inférieurs et de la sensation d'équilibre dans des conditions de stabilité et de sécurité suffisantes pour le patient et avec lequel des possibilités de récupération de motricité, bien que minimales, peuvent être motor skills of the lower limbs and the feeling of balance in conditions of stability and security sufficient for the patient and with which motor recovery possibilities, although minimal, can be
accrues ou éveillées pour le patient. increased or awake for the patient.
L'appareil orthopédique pour la marche et la réédu- The orthopedic appliance for walking and rehabilitation
cation d'une personne handicapée selon la présente invention comprend: une orthèse semi-rigide pour supporter le buste cation of a disabled person according to the present invention comprises: a semi-rigid orthosis to support the bust
et les membres inférieurs, articulée en regard des articula- and the lower limbs, articulated opposite the articula-
tions de hanche et de genou et équipée de petits actionneurs (microcylindres) fonctionnant à air comprimé ou hydrauliques et hip and knee and equipped with small actuators (microcylinders) operating with compressed air or hydraulics and
destinés à mouvoir les parties articulées inférieures de l'or- intended to move the lower articulated parts of the
thèse conformément à la démarche humaine, sous commande d'une entité de commande électronique ou d'alimentation en fluide, à son tour actionnée par le patient au moyen d'une commande à distance permettant, au patient, de transmettre à l'entité de thesis in accordance with the human approach, under the control of an electronic control or fluid supply entity, in turn actuated by the patient by means of a remote control allowing the patient to transmit to the entity
commande, des commandes de démarrage et d'arrêt pour les par- command, start and stop commands for the par-
ties inférieures citées ci-dessus ou d'ajustement de la vitesse de la démarche, et - une ossature, destinée à servir d'appui stable et de support de la personne et qui l'autorise à marcher en même temps, ayant des poignées, des roues pour parcourir le sol et, à sa base et du côté o la personne avance, un logement lower ties mentioned above or for adjusting the speed of the gait, and - a frame, intended to serve as a stable support and support for the person and which allows him to walk at the same time, having handles, wheels to run through the ground and, at its base and on the side where the person is advancing, a housing
pour des moyens délivrant un fluide pressurisé. for means delivering a pressurized fluid.
Les caractéristiques de la présente invention sont The features of the present invention are
exposées dans la description suivante de modes de réalisation exposed in the following description of embodiments
donnés à titre d'exemples non limitatifs en relation avec les dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 montre un appareil de marche de type connu; et la figure 2 montre un exemple d'un appareil selon la given by way of nonlimiting examples in relation to the appended drawings among which: FIG. 1 shows a walking apparatus of known type; and Figure 2 shows an example of an apparatus according to the
présente invention.present invention.
En référence à la figure 1, la référence 1 désigne With reference to FIG. 1, the reference 1 designates
une personne handicapée s'appuyant avec ses mains sur deux bar- a disabled person leaning on two bars with his hands
res fixes 30 équipées d'un appareil de marche du type décrit fixed res 30 equipped with a walking apparatus of the type described
dans le brevet italien nO 1178548.in Italian Patent No. 1178548.
Cet appareil comprend un corset métallique 1' con- This device includes a metallic corset 1 '
traint au buste et au bassin au moyen de deux dispositifs de fermeture 3 et 2. Des deux côtés du corset sont fixées des traced to the bust and the pelvis by means of two closing devices 3 and 2. On both sides of the corset are fixed
tiges métalliques 4 portant, de manière fixe, une console d'ex- metal rods 4 fixedly carrying an ex- console
tension 15. A l'extrémité inférieure de 4 est montée pivotante, en 8, une tige 7 disposée le long du côté externe de la cuisse tension 15. At the lower end of 4 is pivotally mounted, at 8, a rod 7 disposed along the outer side of the thigh
et cette tige, avec une autre tige 7' qui est disposée parallè- and this rod, with another rod 7 'which is arranged parallel-
lement sur le côté interne de la cuisse, forme l'armature de la cuisse. Le cylindre à air comprimé 6, ou à fonctionnement hydraulique, est, en haut, monté pivotant sur l'extrémité de la console 15 tandis qu'il se termine, en bas, par la tige 5 (fixée au piston à l'intérieur du cylindre) dont l'extrémité Lement on the inner side of the thigh, forms the frame of the thigh. The compressed air cylinder 6, or hydraulic cylinder, is pivotally mounted on the end of the console 15 while it ends at the bottom with the rod 5 (fixed to the piston inside the cylinder) whose end
inférieure est raccordée, par l'intermédiaire d'une articula- is connected, by means of a joint
tion, à l'extrémité inférieure de la tige 7. tion, at the lower end of the rod 7.
La tige 7 se termine, en bas, par le pivot 9 qui est connecté à la tige inférieure 10 relative à l'armature de jambe. La console d'extension 12 (représentée avec une longueur plus importante dans les dessins pour des raisons de clarté) est liée, de manière fixe, dans la partie inférieure de la tige The rod 7 ends, at the bottom, by the pivot 9 which is connected to the lower rod 10 relating to the leg frame. The extension console 12 (shown with a greater length in the drawings for reasons of clarity) is fixedly linked in the lower part of the rod
10. Le cylindre 16 est fixé pivotant à l'extrémité de la con- 10. The cylinder 16 is pivotally attached to the end of the container.
sole d'extension 12 et se termine, en haut, par la tige 11 fixée au piston dans le cylindre. L'extrémité supérieure de extension sole 12 and ends, at the top, by the rod 11 fixed to the piston in the cylinder. The upper end of
ladite tige 11 est fixée, par l'intermédiaire d'une articula- said rod 11 is fixed, by means of a joint
tion, à l'extrémité inférieure de la tige 7. tion, at the lower end of the rod 7.
Aux tiges 7 et 10 correspondent, sur le côté interne On rods 7 and 10 correspond, on the internal side
de la jambe, des tiges 7' et 10' qui sont articulées ensemble. leg, rods 7 'and 10' which are articulated together.
Les bandes lacées 22, 17 et 18 permettent de serrer les tiges The laced bands 22, 17 and 18 allow the rods to be tightened
7-7' et 10-10' aux cuisses et jambes du patient. 7-7 'and 10-10' to the patient's thighs and legs.
L'extension et la rétractation de la tige 5 du micro- The extension and retraction of the rod 5 of the micro-
cylindre 6 provoquent le mouvement relatif de la cuisse par cylinder 6 cause relative movement of the thigh by
rapport au bassin.relation to the basin.
L'extension et la rétractation de la tige 11 provo- The extension and retraction of the rod 11 provo-
quent le mouvement relatif entre la cuisse et la jambe. Les microcylindres 6 et 16 sont actionnés par les tubes Cl, C2, SC1 et SC2 d'entrée et de sortie de l'air comprimé (ou autre fluide). the relative movement between the thigh and the leg. The microcylinders 6 and 16 are actuated by the tubes C1, C2, SC1 and SC2 of inlet and outlet of the compressed air (or other fluid).
Le patient porte, dans son dos, un paquet (non repré- The patient carries, on his back, a package (not shown
senté) dans lequel sont logées les bouteilles d'air comprimé. in which the compressed air bottles are housed.
Les valves solénoidales pour alimenter et actionner les micro- The solenoid valves for feeding and actuating the micro-
cylindres sont commandées par une entité électronique, program- cylinders are controlled by an electronic entity, program-
mée de manière appropriée et fixée à la ceinture du patient. properly fitted and attached to the patient's belt.
Cette entité électronique est, à son tour, commandée au moyen This electronic entity is, in turn, controlled by means
d'une commande à distance manuelle logée sur le corset. a manual remote control housed on the corset.
La figure 2 montre une personne handicapée utilisant Figure 2 shows a disabled person using
un appareil de rééducation selon la présente invention. a rehabilitation apparatus according to the present invention.
L'appareil comprend une orthèse comme celle de la figure 1 utilisée avec une ossature L, équipée de rouleaux R pour parcourir le sol et se comportant comme un appui et un The apparatus comprises an orthosis like that of FIG. 1 used with a framework L, equipped with rollers R to traverse the ground and behaving as a support and a
support pour les mains de la personne pendant la marche. support for the person's hands while walking.
Cette ossature est pourvue d'un logement Q et de bou- This frame is provided with a housing Q and with bou-
tons poussoirs placés en regard des poignées I pour actionner la commande à distance de l'entité électronique citée plus haut (non représentée aux figures) Le logement Q remplit une double fonction: push tones placed opposite the handles I to activate the remote control of the electronic entity mentioned above (not shown in the figures) The housing Q fulfills a double function:
- celle de contenir les divers accessoires d'ali- - that of containing the various food accessories
mentation et de commande de l'orthèse, c'est-à-dire l'entité mentation and control of the orthosis, i.e. the entity
électronique citée plus haut pour la commande des microcylin- mentioned above for the control of microcylin-
dres, les moyens délivrant le fluide pressurisé, une batterie dres, the means delivering the pressurized fluid, a battery
d'alimentation pour l'entité électronique, les composants élec- supply for the electronic unit, the electrical components
triques et électromécaniques qui y sont associés (valves solé- associated and electromechanical (solenoid valves)
noïdales), un microcompresseur optionnel, etc., connectés à l'orthèse par l'intermédiaire du câble T pour soulager les épaules du patient des poids (bouteilles, etc.) au bénéfice de son équilibre; et - celle de lester suffisamment l'ossature pour qu'elle puisse constituer un support solide pour le patient noidales), an optional microcompressor, etc., connected to the orthosis via the T cable to relieve the patient's shoulders from weights (bottles, etc.) for the benefit of his balance; and - that of ballasting the framework sufficiently so that it can constitute a solid support for the patient
lorsqu'il marche.when he walks.
Concernant la sensation de meilleure sécurité que l'ossature support donne au patient par rapport à un marcheur à main usuel, celle-ci est due, non seulement au poids plus Regarding the feeling of better security that the support frame gives to the patient compared to a usual hand walker, this is due, not only to the weight more
important donné par le logement Q, mais également par la pré- important given by housing Q, but also by the pre-
sence des boutons poussoirs de commande à distance en regard des poignées, autorisant la personne à actionner rapidement la commande à distance dans n'importe quelle phase de la marche. Concernant les moyens délivrant le fluide pressurisé, ils peuvent consister, soit en une simple bouteille contenant sence of remote control pushbuttons next to the handles, allowing the person to quickly activate the remote control in any phase of walking. Concerning the means delivering the pressurized fluid, they can consist either of a simple bottle containing
un gaz comprimé (par exemple de l'air), soit en un micro- a compressed gas (for example air), or in a micro-
compresseur ou une pompe (dans le cas d'un fonctionnement compressor or pump (in case of operation
hydraulique des microcylindres).microcylinders).
La manière d'alimenter le fluide pressurisé peut être choisie de manière appropriée, en fonction de l'endroit o l'activité de rééducation est exercée. En effet, à l'air libre et pour de longs trajets, un microcompresseur alimenté par une batterie ou par un moteur à explosion peut être, par exemple, utilisé et, dans le dernier cas, le moteur et le réservoir d'essence sont également logés dans le logement Q. The manner of supplying the pressurized fluid can be chosen in an appropriate manner, depending on the place where the rehabilitation activity is exercised. Indeed, in the open air and for long journeys, a microcompressor supplied by a battery or by an internal combustion engine can, for example, be used and, in the latter case, the engine and the fuel tank are also housed in accommodation Q.
Dans un endroit fermé et pour un court trajet, l'em- In a closed place and for a short trip, the em-
ploi d'une simple bouteille peut être plus adapté. folding a simple bottle may be more suitable.
Dans le cas de personnes affectées par de graves lésions aux capacités motrices de leurs membres inférieurs et incapables de rester en équilibre, les avantages qui ressortent de l'appareil selon la présente invention par rapport à la solution du brevet italien n 1178548 (orthèse utilisée avec des barres fixes) sont considérables car ils autorisent une In the case of people affected by serious injuries to the motor capacities of their lower limbs and unable to remain in balance, the advantages which emerge from the apparatus according to the present invention compared to the solution of Italian patent n 1178548 (orthosis used with fixed bars) are considerable because they allow a
augmentation importante des progrès du patient dans la récupé- significant increase in patient progress in recovery
ration de sa motricité et de son équilibre. ration of motor skills and balance.
Une fois qu'une sensation suffisante d'équilibre a été retrouvée, le patient sera capable de commencer une seconde phase de rééducation avec l'orthèse et uniquement des béquilles, munies sur leurs poignées des boutons poussoirs Once a sufficient sense of balance has been found, the patient will be able to start a second phase of rehabilitation with the orthosis and only crutches, fitted with push buttons on their handles.
actionnant la commande à distance, et avec les sources d'ali- actuating the remote control, and with the power sources
mentation des microcylindres et l'entité électronique (bouteilles et batterie) transférées sur les épaules du ment of the microcylinders and the electronic entity (bottles and battery) transferred to the shoulders of the
patient.patient.
Précisément en relation avec le passage à la seconde phase de rééducation, l'ossature L peut être conçue avec ses Precisely in relation to the transition to the second phase of rehabilitation, the L framework can be designed with its
deux tiges verticales, pourvues des poignées, facilement déta- two vertical rods, provided with handles, easily detachable
chables des autres tiges (cela peut être obtenu, par exemple, au moyen de connexions à boulon entre les tiges verticales et les autres tiges, connexions non représentées pour des raisons de simplification des dessins et, de toute façon, connues), de chables of other rods (this can be obtained, for example, by means of bolt connections between the vertical rods and the other rods, connections not shown for reasons of simplification of the drawings and, in any case, known),
façon à être convertibles en deux béquilles pourvues de poi- so as to be convertible into two crutches fitted with
gnées avec commande à distance.gnées with remote control.
L'appareil selon le mode de réalisation décrit ci- The apparatus according to the embodiment described above
dessus concerne le cas d'un patient atteint dans la capacité motrice des deux jambes. L'appareil peut cependant s'appliquer, avec des adaptations et variations évidentes, même à des patients atteints dans la capacité motrice d'une seule jambe above concerns the case of a patient affected in the motor capacity of both legs. The device can however be applied, with obvious adaptations and variations, even to patients affected in the motor capacity of only one leg
ou, à l'inverse, des quatre membres (tétraplégique). or, conversely, of the four members (quadriplegic).
Dans le dernier cas, les tiges verticales de l'ossa- In the latter case, the vertical rods of the ossa-
ture se prolongent vers le haut, à la manière de béquilles, et ture extend upwards, like crutches, and
la commande à distance sera du type actionné par un transduc- the remote control will be of the type actuated by a transducer
teur électroacoustique sensible à des sons gutturaux particu- electroacoustic sensor sensitive to particular guttural sounds
liers émis par le patient. Le patient revêtira deux gants s'étendant jusqu'aux aisselles et fixés par des courroies le long de la partie supérieure des béquilles. Il est clair qu'un patient-generated links. The patient will wear two gloves extending to the armpits and secured by straps along the top of the crutches. It is clear that a
grand nombre de modifications, adaptations, variations et subs- large number of modifications, adaptations, variations and subs-
titutions d'éléments par d'autres, fonctionnellement équiva- titrations of elements by others, functionally equivalent
lents, peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du slow, can be made to the embodiments described above by way of nonlimiting examples, without departing from the
cadre de la présente invention.part of the present invention.
Par exemple, l'entité électronique de commande du mouvement des parties inférieures articulées de l'orthèse conformément à la démarche humaine peut être remplacée par une entité de commande ayant un fonctionnement entièrement à air comprimé ou hydraulique de type connu. Dans ce cas, même la commande à distance associée sera à air comprimé ou hydraulique. For example, the electronic entity for controlling the movement of the articulated lower parts of the orthosis in accordance with the human approach can be replaced by a control entity having entirely compressed air or hydraulic operation of known type. In this case, even the associated remote control will be compressed air or hydraulic.
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