WO2021089932A1 - Coque d'habillage de prothèse de membre inférieur - Google Patents

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WO2021089932A1
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prosthesis
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tube
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PCT/FR2020/051974
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François BOUCHER
Vincent ROSIER
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Med In 3D
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Definitions

  • the present invention relates to the field of dressing lower limb prostheses, and more particularly to a lower limb prosthesis covering shell, in particular a femoral prosthesis, its implementation on a tibial prosthesis however being possible.
  • An aesthetic foam cover is the most basic and commonly offered solution. This solution consists in cutting a block of flexible foam while seeking to approach the patient's morphology as closely as possible. To do this, the orthoprosthetist takes various measurements, namely the circumference of the calf, the circumference of the ankle and the height of the leg, then he will “sculpt” a block of cylindrical or pre-cut foam from these measurements, this block of foam then being glued to the prosthesis. Finally, a covering type low or sticky to the color of the flesh will be positioned on top in order to finalize the aesthetic appearance of this dressing.
  • Such an aesthetic foam cover has limited durability, the foam degrading and / or disintegrating over time due to use or exposure to water, due to a lack of waterproofing. Furthermore, the appearance and aesthetic rendering are very average, the foam deforming or crushing easily when a garment is worn over said covering. In addition, this skin is difficult to customize and it is not removable.
  • An aesthetic silicone covering takes the above principle of aesthetic foam covering and provides for replacing the sticky or low-type covering with a silicone covering, which has the advantage of being able to be painted realistically to imitate a real leg.
  • Some of these silicone coatings additionally offer increased strength and durability and are waterproof.
  • Such an aesthetic silicone covering is rather expensive and difficult to customize.
  • the installation and removal of such a covering is complicated.
  • Other aesthetic coverings using other materials also exist. Indeed, some orthoprosthetists offer their patients aesthetic coatings made of hard, in particular fiberglass-carbon.
  • the orthoprosthetist performs either a cast of the valid leg or a three-dimensional scan of the valid leg, then has a block of foam machined allowing him to traditionally manufacture the fiberglass-carbon coating on the same principle as the one traditionally used to make a femoral or tibial socket.
  • Such aesthetic coverings are in principle not removable and their prices are not affordable to all amputees.
  • the covering shells cover only the tubular part of the prosthesis. Very often, these shells use three-dimensional printing technologies in their manufacturing processes, for reasons of low production cost. Others use more conventional production processes and then offer standard shapes, available in several sizes such as clothes or shoes.
  • the currently existing cover shells have at least one of the following drawbacks: a selling price that is too high for the amputee patient, which may be due to the complexity of manufacturing the shell used; the fixation of the shell on the lower limb prosthesis can be complex; the weight of the shell may be too high, which may cause discomfort for the amputee during walking and / or poor fit of the shell attached to the lower limb prosthesis; a standardization of the shell which, consequently, gives a visual rendering that does not conform to the morphology of the amputee.
  • US9956093B1 discloses a covering shell which comprises an anterior shell portion and a posterior shell portion. These two anterior and posterior shell parts are assembled together by means of an engagement system arranged between the lower internal portions of said two shell parts and a magnetic assembly system arranged between the upper internal portions of said two shell parts. shell.
  • the rear shell part comprises on its internal face a bar extending in the direction of the length and making it possible to fix therein a first part of an anchoring collar, according to different adjustment positions.
  • This anchoring collar comprises a second part articulated to said first part and cooperating with the latter by screwing in order to grip a tube of the prosthesis, so as to fix the posterior shell part on the tube of the prosthesis.
  • the amputee who wishes to use the dressing shell must first detach the anterior shell part from the posterior shell part, then fix this posterior shell part by opening the anchor collar to position it around the tube. prosthesis before tightening said anchoring collar, taking care to properly place the posterior shell part before tightening said anchoring collar and, finally by assembling the anterior shell part with the posterior shell part.
  • Patent application DE102010049894A1 discloses a shell which comprises a one-piece element provided with a first slot allowing its separation to pass said one-piece element around the prosthesis.
  • the shell also comprises two elastic connecting pieces which each comprise a second slot allowing them to be spaced apart to pass these connecting pieces around the tube of the prosthesis, said connecting pieces then translating respectively upwards and downwards in order to fit together. respectively in the upper part on the prosthetic knee and in the lower part on the prosthetic foot for their respective attachments to them.
  • the connecting pieces are separate from the one-piece element, assembly means being provided between the internal face of this one-piece element and said connecting pieces to secure said one-piece element around the prosthesis.
  • the present invention relates to a covering shell which aims to overcome the aforementioned drawbacks of the covering hulls currently on the market.
  • the invention relates to a shell for covering a lower limb prosthesis, said prosthesis comprising in particular a tube.
  • This prosthesis will in particular be a tibial prosthesis or a femoral prosthesis.
  • the shell comprises an external surface, an internal surface and a fixing device adapted to grip the tube of the prosthesis.
  • the term “clamp” is understood to mean the fact that the tube is clamped, gripped, gripped or compressed to a greater or lesser extent by the fixing device so as to fix or maintain the shell in position on the tube.
  • the shell consists of a one-piece element of longitudinal shape which comprises over its length a first slot defining two first longitudinal edges.
  • This one-piece element also comprises reinforcement zones making it possible to stiffen the shell and zones of flexibility allowing an elastic deformation of said one-piece element so as to be able to manually separate the first two edges which naturally return to a close normal position when the separation ceases.
  • the fixing device comprises a collar which has elasticity and comprises a second slot extending in the direction of the length of said one-piece element, this second slot defining two second edges.
  • the fixing device also comprises a connecting piece which has elasticity and makes it possible to connect the collar to said internal surface.
  • the manual separation of the first two edges allows the insertion, through the first slot, of the prosthesis inside the one-piece element for positioning of the collar around the tube thanks to the elastic deformations of said collar and of the connecting piece. which allow a separation of the two second edges during insertion of the tube through the second slot and then ensure the bringing together of these two second edges once the tube has been inserted into the collar so that said collar then encloses said tube.
  • the design of the shell according to the invention ensures placement of the covering shell on the lower limb prosthesis, in a simple manner and without requiring complex manipulation of the collar enclosing the tube, just by removing the slot of the one-piece element to introduce the prosthesis into it and then by snapping (or clipping) the collar around the tube, said collar then clamping said tube to hold the covering shell on the prosthesis.
  • the collar and the connecting piece are configured so that the spacing of the first two edges of the one-piece element makes it possible to exert traction on the connecting piece which pulls on the collar and separates its two second edges so as to facilitate insertion of the tube through the second slot and so that the bringing together of said first edges releases the connecting piece and the collar which tend to resume their normal shapes, thus allowing said collar to grip said tube .
  • This makes it easier to insert the tube into the collar. with minimal effort due to the fact that the two second edges are already separated in part thanks to the separation of the two first edges of the one-piece element.
  • the shell of the invention comprises a locking device implemented on the side of the internal surface of the one-piece element between the first two edges.
  • This locking device is configured to allow the closing and conversely the opening of the first slot by exerting a deformation of the one-piece element at said first edges.
  • the locking device comprises at least one flat tab arranged towards the inside of the one-piece element at the level of one of the two first edges and at least one hooked tab arranged towards the inside of the 'one-piece element at the level of the other of the first two edges.
  • the at least one hooked tab engages on the at least one flat tab by pressing the first edge provided with said at least one hooked tab towards the interior of the one-piece element with respect to the first edge provided with said at least a flat tab, then by ceasing to press the one-piece element which tends to naturally resume its normal position.
  • the connecting piece comprises elastic curved connecting elements directly or indirectly connecting the collar to the internal surface of the one-piece element.
  • the connecting piece can have first elastic curved connecting elements which directly connect the collar to the internal surface of the one-piece element, second elastic curved connecting elements which connect the collar to such first elements. link and, third resilient curved linkage elements which connect such second linkage elements to the internal surface of the one-piece element.
  • the one-piece element comprises an outer layer comprising the outer surface and an inner layer comprising the inner surface.
  • the reinforcement zones are implemented by bosses on the internal surface consisting in separating the internal layer from the external layer while maintaining an empty space between said internal and external layers.
  • the zones of flexibility are implemented by hollows on the internal surface consisting in bringing the internal layer closer to the external layer by gluing said internal and external layers.
  • the first slot of the one-piece element and the second slot of the collar are arranged in the same alignment. This facilitates the handling of the shell when it is placed on the prosthesis, the amputee can perfectly visualize the collar vis-à-vis the tube because the first two edges of the one-piece element are spread apart.
  • the shell that is the subject of the invention, the latter comprises a wedging device arranged on the internal surface and configured to bear around a body of the prosthesis constituting an extension of the tube, once said prosthesis has been inserted through the first slot. and said tube inserted into the collar.
  • the latter also participates in the support of the wedging device around said body of the prosthesis.
  • the wedging device comprises at least three wedges implemented by protuberances on the internal surface.
  • these protuberances also constitute reinforcement zones on the one-piece element. Their implementation will therefore be identical to the bosses described above.
  • the shell comprises a support device capable of receiving a tool designed for adjusting the prosthesis.
  • the support device is implemented in a reinforcement zone on the internal surface.
  • This device for supporting a tool for example a hexagonal key, advantageously allows the amputee to always have his tool at his disposal allowing the adjustment of his prosthesis, in everyday life. Indeed, many amputees modify certain settings on their prosthesis depending on the activity performed, for example walking, cycling, running, or driving a car. The integration of this tool therefore allows the amputee to have it available when the need arises. can be felt, without the risk of losing it or having forgotten it in a pocket or in a bag, for example.
  • the outer surface has a shape corresponding to the morphology of the amputee.
  • a standard aesthetic shape could be provided without departing from the scope of the invention, which however is not the objective of the shell according to the invention which is, on the contrary, to personalize the shell to the morphology of the user.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a lower limb prosthesis covering shell having one and / or the other of the aforementioned characteristics.
  • the process consists of at least the following steps: numerically model the external surface of the shell from a digital model of the prosthesis and a digital model of the leg of the amputee, define the digital model of the internal surface from the digital model of the external surface by integrating therein at least the reinforcement zones, the zones of flexibility, the connecting piece and the collar; three-dimensional printing of the shell by means of a printing device of the three-dimensional printer type, at least the external surface, the internal surface, the reinforcement zones and the zones of flexibility being implemented by the continuous depositing of an outer layer of filamentary material and of an inner layer of filamentary material, gluing said outer and inner layers in the zones of flexibility and preserving empty spaces in the reinforcement zones.
  • the three-dimensional printer-type printing device enables additive manufacturing of the outer and inner layers from fusible materials.
  • Additive manufacturing means the fact that the outer and inner layers are implemented by the continuous depositing of a filament of molten material.
  • these materials will be of the polymer type in the form of granules.
  • the use of a polymer in the form of fusible granules advantageously makes it possible to retain all the mechanical properties of the material.
  • polymer-type materials in the form of filamentary coils without departing from the scope of the invention.
  • FIG. 1 illustrates a digital model of the prosthesis and a digital model of the leg of the amputee, making it possible to define a model of the shell according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a front view of the shell according to the invention assembled on a lower limb prosthesis
  • FIG. 3 illustrates a top view in section along a first transverse plane P1 of the shell positioned around the prosthesis, before the closing of the first slot of the one-piece element
  • FIG. 4 illustrates another top view in section along a second transverse plane P2 of the shell alone
  • FIG. 5 illustrates a top three-dimensional view of the hull from a first viewing angle
  • FIG. 1 illustrates a digital model of the prosthesis and a digital model of the leg of the amputee, making it possible to define a model of the shell according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a front view of the shell according to the invention assembled on a lower limb prosthesis
  • FIG. 3 illustrates a top view in section along a first transverse plane
  • FIG. 6 illustrates a top three-dimensional view of the hull from a second viewing angle
  • FIG. 7 illustrates the hull from the side
  • FIG. 8 illustrates in isolation a part of the locking device implemented at the level of the slot on the one-piece element, in a closed position
  • FIG. 9 illustrates this same part of the locking device of FIG. 8, in an open position
  • FIG. 10 illustrate in isolation the collar and a part of the connecting piece before their integration into the internal surface of the one-piece element
  • FIG. 11 illustrates in isolation the tool support device, before its integration into the internal surface of the one-piece element
  • FIG. 12 illustrates the wedging device in isolation, before its integration into the internal surface of the one-piece element.
  • the term “shell” is used to designate the shell covering a lower limb prosthesis, which is the subject of the invention; the term “prosthesis” is used to denote the lower limb prosthesis; the term “person” is used to refer to the amputee.
  • the terms up, down, upper, lower, front and rear which could be used in the description will be taken into consideration of the normal standing position of the amputee looking straight ahead.
  • the shell 1 according to the invention in addition to its technical function, is intended to be an aesthetic shell in the image of its user.
  • the shell 1 is produced from three-dimensional data obtained from a digital model of the prosthesis 100 and from a digital model of the leg 200 of the person, as illustrated in FIG. 1.
  • This digital model of the leg 200 is obtained by symmetry of the numerical model of the contralateral leg (the healthy leg) of the person.
  • These digital models are made from a three-dimensional scanner.
  • the shell 1 is uniquely designed to match the morphology of the person. As a result, each shell 1 produced is unique, although the design process follows an identical scheme and, therefore, the structure is the same for all hulls 1.
  • the prosthesis 100 is of the femoral type; this comprises a tube 101 extended in the upper part by a body 102 and in the lower part by a prosthetic foot 103.
  • the prosthesis 100 also comprises a femoral socket 104 intended to receive the stump of the amputated femur of the person, this femoral socket 104 being connected to the body 102 by a prosthetic knee 105.
  • the shell 1 according to the invention can however be implemented in the case of a tibial prosthesis which would then comprise the prosthetic foot 103, the tube 101 and the body 102, the body 102 being in this case constituted by a tibial socket intended to receive the amputated tibia of the person.
  • the shell 1 consists of a one-piece element 2 of longitudinal shape which is obtained by three-dimensional printing technology.
  • This one-piece element 2 is obtained by means of a connection of several elements which provide it with optimum functionality, namely: an external surface 3; an internal surface 4; reinforcement zones 5; zones of flexibility 6; a device 7 for fixing the shell 1 to the tube 101 of the prosthesis 100; a device 8 for wedging the shell 1 with respect to the body 102 of the prosthesis 100, making it possible to ensure the stability of said shell 1; a locking device 9 allowing the closing and opening of the one-piece element 2 for the installation of the shell 1 around the prosthesis 100; and a support device 10 for a tool for adjusting the prosthesis 100.
  • the external surface 3 is obtained from the curves extracted from the digital model of the prosthesis 100 and from the curves extracted from the model of the contralateral leg 200.
  • an alignment of the digital model of the contralateral leg 200 on the digital model of the prosthesis 100 is produced initially in order to ensure the correct positioning of the shell 1 on the prosthesis.
  • an angular modification of the digital model of the contralateral leg 200 is made upstream (flexion of the knee 201 or of the ankle 202 in a frontal plane and a sagittal plane);
  • profile curves are extracted and connected to constitute the external surface 3, like the morphology of the person.
  • the internal surface 4 is obtained from the external surface 3 and by the integration into the structure of the one-piece element 2 of reinforcement zones 5 and of zones of flexibility 6 necessary for the good functionality of this one-piece element 2 (management flexibility).
  • the shell 1 comprises a lower part 1a, an intermediate part 1b and an upper part 1a.
  • the reinforcement zones 5, the flexibility zones 6, the fixing device 7, the wedging device 8 and the support device 10 are implemented on the internal surface 4, in the intermediate part 1b of the shell 1.
  • the lower part 1a is intended to cover the ankle 106 at the upper end of the prosthetic foot 103 and the upper part 1a is intended to partially cover the prosthetic knee 105.
  • the one-piece element 2 comprises an outer layer 11 and an inner layer 12, the outer layer 11 making it possible to constitute the external surface 3 and the internal layer 12 making it possible to constitute the internal surface 4.
  • the outer layer 11 and the inner layer 12 are produced continuously by depositing a filamentary plastic material by means of a three-dimensional printer.
  • These outer 11 and inner 12 layers are connected at the level of two first edges 13, 14 which define a first slot 15 extending along the length of the lower and intermediate parts 1b of the shell 1.
  • the spacing of these two first edges 13, 14 makes it possible to widen the first slot 15 to introduce the one-piece element 2 around the tube 101 and the body 102 of the prosthesis 100.
  • the reinforcement zones 5 and the flexibility zones 6 make it possible to play on rigidity and on the flexibility of the one-piece element 2.
  • the flexibility allows the one-piece element 2 to have good elasticity making it possible to manually separate the first two edges 13,14 and naturally ensuring the elastic return of said first edges 13, 14, one close to the other. This flexibility also ensures durability to the shell 1 despite repeated stresses when it is placed on the prosthesis 100 and when it is withdrawn therefrom.
  • the rigidity allows the holding of the shell 1 so that its external surface 3 remains faithful to the morphology of the person during use. As illustrated in FIGS.
  • the reinforcement zones 5 are implemented by bosses 16 on the internal surface 4, these bosses 16 being obtained by keeping an empty space 17 between the external layer 11 and the internal layer 12
  • the zones of flexibility 6 are, on the contrary, implemented by hollows 18 obtained by gluing the internal layer 12 against the external layer 11.
  • the locking device 9 is implemented on the internal side of the one-piece element 2, at the level of the two first edges 13, 14.
  • the locking device 9 comprises two flat tabs 19 s'. extending inwardly from the inner surface 4, at one of the two first edges 13, and two hooked tabs 20 extending inwardly from the inner surface 4, at the level of the other of the first two edges 14.
  • the flat tabs 19 and the hooked tabs 20 are directly obtained during the formation of the outer layer 11 and the inner layer 12.
  • the hooked tabs 20 engage respectively on the flat tabs 19, as in FIG.
  • the locking device 9 allows easy opening and closing of the shell 1 by simply pressing on the one-piece element 2.
  • the two flat tabs 19 and, respectively, the two hooked tabs 20 are positioned at the lower ends. and upper of the intermediate part lb of the shell 1, which ensures a suitable distribution of the locking device 9 so that the slot 15 is properly closed over its entire length.
  • the fixing device 7 extends towards the inside of the internal surface 4 and comprises a connecting piece 22 and a collar 23, the connecting piece 22 making it possible to connect the collar 23 to the internal surface 4.
  • the collar 23 comprises a second slot 24 which defines two second edges 25, 26 on the collar 23. This second slot 24 is disposed in alignment with the first slot 15 on the one-piece element 2
  • the connecting piece 22 comprises a first curved connecting element 27 which connects the rear part 23a of the collar 23 to the internal surface 4.
  • the first curved connecting element 27 is represented by a ring, but this ring is actually truncated when it is assembly with the internal surface 4, as shown in Figures 5 and 6, depending on the shape of the internal surface 4 which depends on the shape of the external surface 3.
  • the connecting piece 22 also comprises second curved connecting elements 28 which connect the lateral sides 23b, 23c of the collar 23 to the first curved connecting element 27. These second curved connecting elements 28 can also be truncated and connected directly to the internal surface 4, depending on the shape thereof.
  • the connecting piece 23 may also include third curved connecting elements 29 which connect the or some of the second curved connecting elements 28 to the internal surface 4, depending on the shape thereof, as shown in Figures 5 and 5. 6.
  • the curved connecting elements 27, 28, 29 of the connecting piece 22 and the collar 23 have an elasticity allowing their deformation so as to separate the two second edges 25, 26 and to widen the second slot 24 when the insertion of the tube 101 in the collar 23.
  • connection 27, 28, 29 of the connecting piece 22 are connected with the internal surface 4 at the level of the reinforcement zones 5, the positions of these connection points not only contributing to optimizing the clamping exerted by the collar 23 on the tube 101 , and therefore to maintaining the shell 1 on the prosthesis 100, but also to facilitate the separation of the two second edges 25, 26 of the collar 23 during the separation of the two first edges 13, 14 for the introduction of the prosthesis 100 in the single-piece element 2, then the tube 101 in said collar 23.
  • the internal surface 4 exerts a traction on the collar 23 via the connecting piece 22, this traction participating in the widening of the second slot 24 so as to facilitate the introduction of the tube 101 into the collar 23 and, conversely, the release of the one-piece element 2 causing the first slot 15 to tighten, thus promoting tightening of the collar 23 around the tube 101 in order to compress it.
  • the collar 23 correctly encloses the tube 101, which ensures that the shell 1 is perfectly held in position on the prosthesis 100.
  • the snap-in of the collar 23 is easily carried out on the tube 101 when putting into place. position of shell 1 on the prosthesis
  • the fixing device 7 is positioned at the lower end of the intermediate part lb and participates, by virtue of its shape, in the principle of structural retention of the shell 1 (flexible-rigid balance).
  • the positioning of the second slot 24 of the collar 23 in alignment with the first slot 15 of the one-piece element 2 allows easy positioning of the fixing device 7 on the tube 101, since the collar 23 is located directly in alignment with the tube 101 during the introduction of the prosthesis 100 through the first slot 15 of the one-piece element 2.
  • the wedging device 8 comprises three wedges 30, 31, 32 which come to bear around the body 102 of the prosthesis 100 during the insertion of the prosthesis 100 to the 'inside the shell 1 and the snap-fit of the collar 23 on the tube 101.
  • These three wedges 30, 31, 32 provide stabilization in three places 102a, 102b, 102c around said body 102 so as to prevent rotational movements and of translation of the shell 1 vis-à-vis the prosthesis 100.
  • These three wedges 30, 31, 32 are produced as a mirror from the image of the body 102 of the prosthesis 100, in order to ensure positioning and optimal holding of the shell 1 on the prosthesis 100.
  • These wedges 30, 31, 32 are implemented by protuberances on the internal surface 4, these protrusions bérances being obtained by keeping an empty space 33 between the outer layer 11 and the inner layer 12; thus, these wedges 30, 31, 32 constitute, like the reinforcement zones 5, structural reinforcements integrated into the internal surface 4 in the intermediate part 1b of the shell 1.
  • the support device 10 of a tool (not illustrated) is implemented on the internal surface 4, at the level of the upper end of the intermediate part lb of the shell 1.
  • the support device 10 is integrated with the internal surface 4 and is obtained by maintaining an empty space 34 between the external layer 11 and the internal layer 12; thus, the support device 10 protrudes on the internal surface 4 and constitutes, like the reinforcement zones 5 and the wedges 30, 31, 32, a structural reinforcement on the internal surface 4 in the intermediate part 1b of the shell 1.
  • This support device 10 comprises a through hole 35 arranged in the direction of the length of the shell 1, the diameter of which is adapted to that of the tool which it is intended to receive, in particular a hexagon wrench of 4 mm which allows adjustments to be made on screws 107 of the prosthesis 100.
  • This through hole 35 has a third slot 36 allowing a certain tolerance as regards the dimensions of the tool.
  • the support device 10 allows the person to keep his tool stored and available at all times, in order to allow him to make any adjustments according to the activity practiced, for example walking, cycling, running, driving a car.
  • the integration of this tool on the shell 1 therefore allows the person to dispose of it when the need arises, without the risk of losing it or having forgotten it in a pocket or bag, for example.
  • Variants can be envisioned within the scope of the invention.
  • the version with the locking device 9 as mentioned above will however be preferred since it guarantees a perfect closing of the first slot 15, a perfect clamping of the collar 23 around the tube 101 by compressing it and perfect support of the wedges 30, 31, 32 around the body 102. It is also possible to envisage a different distribution and a different number for the flat legs 19 and the hooked legs 20 of the locking device 9.
  • the shapes and the number of shims of the wedging device 8 may also vary depending on the shape. of the shell 1, the outer surface 3 of which is adapted to the morphology of the person. It is also possible to envisage a variant of the shell 1 without the support device 10 of a tool. It is also possible to envisage a variant of shell 1 with an offset of the second slot 24 with respect to the first slot 15, rather than having them aligned as in the example described above; the alignment of these slots 15, 24 will however be preferred to facilitate the positioning of the shell 1 on the prosthesis 100.
  • the shell 1 will also be adapted accordingly when the prosthesis 100 is a tibial prosthesis instead of a femoral prosthesis, as well as whether the amputated lower limb is located on the left or on the right.
  • the shell 1 is manufactured using a three-dimensional printer-type printing device.
  • the external surface3, the internal surface 4, the reinforcement zones 5, the zones of flexibility 6, the wedges 30, 31, 32, the support device 10 and the flat tabs 19 and hooked 20 are implemented by the removal in continuous of the outer layer 11 and the inner layer
  • outer 11 and inner 12 layers consist of a filamentary polymeric material obtained from a polymeric material in the form of fusible granules.

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Abstract

L'invention concerne une coque (1) d'habillage de prothèse (100) comprenant un tube (101), la coque comprenant une surface externe (3), une surface interne (4) et un dispositif de fixation (7) sur le tube. La coque est constituée d'un élément monobloc (2) comprenant une première fente (15), des zones de renfort (5) rigidifiant la coque et des zones de souplesse (6) permettant une déformation élastique, en sorte de pouvoir écarter les deux premiers bords qui reviennent naturellement dans une position rapprochée lorsque l'écartement cesse. Le dispositif de fixation (7) comprend un collier (23) élastique qui comprend une deuxième fente (24) et une pièce de liaison (22) élastique qui permet de relier le collier à la surface interne (4). L'écartement manuel de la première fente permet l'insertion de la prothèse (100) à l'intérieur de l'élément monobloc (2) pour une mise en place du collier (23) autour tube (101) par encliquetage grâce aux déformations élastiques dudit collier et de la pièce de liaison (22).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Coque d’habillage de prothèse de membre inférieur
Domaine technique
La présente invention se rapporte au domaine de l’habillage de prothèses de membres inférieurs, et plus particulière sur une coque d’habillage de prothèse de membre inférieur, notamment une prothèse fémorale, sa mise en œuvre sur une prothèse tibiale étant toutefois envisageable.
Etat de la technique
Il est connu d’ajouter un habillage esthétique sur une prothèse de membre inférieur d’une personne amputée, que cette prothèse soit tibiale ou fémorale. Différents habillages esthétiques de prothèse de membre inférieur existent, parmi lesquels notamment les habillages esthétiques en mousse ou en silicone, voire en une autre matière, et les coques d’habillage.
Un habillage esthétique en mousse est la solution la plus basique et la plus couramment proposée. Cette solution consiste à tailler un bloc de mousse souple en cherchant à s'approcher au mieux de la morphologie du patient. Pour ce faire l'orthoprothésiste relève différentes mesures, à savoir la circonférence du mollet, la circonférence de la cheville et la hauteur de la jambe, puis il va « sculpter » un bloc de mousse cylindrique ou pré-taillé à partir de ces mesures, ce bloc de mousse étant ensuite collé sur la prothèse. Enfin, un revêtement type bas ou collant à la couleur de la chair va être positionné par-dessus afin de finaliser l'aspect esthétique de cet habillage. Un tel habillage esthétique en mousse présente une durabilité limitée, la mousse se dégradant et/ou se désagrégeant avec le temps du fait de l’usage ou de l’exposition à l’eau, par manque d’étanchéité. Par ailleurs, l’aspect et le rendu esthétique sont très moyens, la mousse se déformant ou s’écrasant facilement lorsqu’un vêtement est porté dessus ledit habillage. En outre, cet habillage est difficilement personnalisable et il n’est pas amovible.
Un habillage esthétique en silicone reprend le principe ci-dessus de l’habillage esthétique en mousse et prévoit de remplacer le revêtement de type collant ou bas par un revêtement en silicone, lequel présente pour avantage de pouvoir être peint de façon réaliste pour imiter une véritable jambe. Certains de ces revêtements en silicone offre en outre une résistance et une durabilité accrues et sont étanches à l’eau. Un tel habillage esthétique en silicone est plutôt onéreux et difficilement personnalisable. En outre, la mise en place et enlèvement d’un tel habillage est compliqué. D’autres habillages esthétiques utilisant d’autres matières existent également. En effet, certains orthoprothésistes proposent à leurs patients des revêtements esthétiques fabriqués en dur, notamment en fibre de verre-carbone. Pour cela, l’orthoprothésiste réalise soit un moulage de la jambe valide soit un scan en trois dimensions de la jambe valide, puis fait usiner un bloc de mousse lui permettant de fabriquer traditionnellement le revêtement en fibre de verre-carbone sur le même principe que celui utilisé traditionnellement pour fabriquer une emboîture fémorale ou tibiale. De tels habillages esthétiques ne sont en principe pas amovibles et leurs tarifs ne sont pas abordables à toutes les personnes amputées.
Les coques d’habillage recouvrent uniquement la partie tubulaire de la prothèse. Très souvent, ces coques utilisent des technologies d'impression en trois dimensions dans leurs procédés de fabrication, pour des raisons de faible coût de production. D'autres utilisent des procédés de production plus classiques et proposent alors des formes standards, disponibles en plusieurs tailles comme pour des vêtements ou des chaussures.
Les coques d’habillage existant actuellement présentent au moins un des inconvénients suivants : un prix de vente trop élevé pour le patient amputé qui peut être dû à la complexité de fabrication de la coque mise en œuvre ; la fixation de la coque sur la prothèse de membre inférieur peut être complexe ; le poids de la coque peut être trop élevé, ce qui peut engendrer une gêne pour la personne amputée durant la marche et/ou une mauvaise tenue de la coque fixée sur la prothèse de membre inférieur ; une standardisation de la coque qui, en conséquence, donne un rendu visuel non conforme à la morphologie de la personne amputée.
Les antériorités publiées sous les numéros suivants font référence à de telles coques d’habillage de prothèse de membre inférieur : USD745160S ; USD745161S ; USD837392S ; US2015081038 Al ; US2014350695 Al ; US2004107007A1 ; US2016095723 Al ;
US9956093B1 ; FR2982765B1 ; etDE102010049894Al.
Parmi ces antériorités, le brevet US9956093B1 divulgue une coque d’habillage qui comprend une partie de coque antérieure et une partie de coque postérieure. Ces deux parties de coque antérieure et postérieure sont assemblées entre elles grâce à un système d’engagement agencé entre les portions internes inférieures desdites deux parties de coque et à un système d’assemblage magnétique agencé entre les portion internes supérieures desdites deux parties de coque. La partie de coque postérieure comprend sur sa face interne une barre s’étendant dans le sens de la longueur et permettant d’y fixer une première partie d’un collier d’ancrage, selon différentes positions de réglage. Ce collier d’ancrage comprend une seconde partie articulée à ladite première partie et coopérant avec celle-ci par vissage pour venir enserrer un tube de la prothèse, de sorte à fixer la partie de coque postérieure sur le tube de la prothèse. Ainsi, la personne amputée qui souhaite utiliser la coque d’habillage doit d’abord détacher la partie de coque antérieure de la partie de coque postérieure, puis fixer cette partie de coque postérieure en ouvrant le collier d’ancrage pour le positionner autour du tube de prothèse avant de resserrer ledit collier d’ancrage en ayant pris garde de placer convenablement la partie de coque postérieure avant de serrer ledit collier d’ancrage et, enfin en assemblant la partie de coque antérieure avec la partie de coque postérieure.
Cette conception de la coque d’habillage selon le brevet US9956093B1 à pour inconvénient d’alourdir ladite coque d’habillage et complexifier son utilisation. Par ailleurs, la possibilité de régler le collier d’ancrage le long de la barre de support, en sorte de l’adapter à la prothèse, en fait un produit standard, les formes de ladite coque n’étant ainsi pas conforme à la morphologie du patient. En outre, la conception de la coque d’habillage en deux parties peut avoir tendance à rendre ladite coque moins esthétique et plus fragile.
La demande de brevet DE102010049894A1 divulgue une coque qui comporte un élément monobloc muni d’une première fente permettant son écartement pour passer ledit élément monobloc autour de la prothèse. La coque comprend également deux pièces de raccordement élastiques qui comportent chacune une seconde fente permettant leur écartement pour passer ces pièces de raccordement autour du tube de la prothèse, lesdites pièces de raccordement translatant ensuite respectivement vers le haut et vers le bas pour venir s’emboîter respectivement en partie haute sur le genou prothétique et en partie basse sur le pied prothétique pour leurs fixations respectives à ceux-ci. Les pièces de raccordement sont distinctes de l’élément monobloc, des moyens d’assemblage étant prévus entre la face interne de cet élément monobloc et lesdites pièces de raccordement pour assurer la fixation dudit élément monobloc autour de la prothèse.
Résumé de l’invention
La présente invention concerne une coque d’habillage qui vise à pallier les inconvénients précités des coques d’habillage actuellement sur le marché. A cet effet, l’invention concerne une coque d’habillage de prothèse de membre inférieur, ladite prothèse comprenant notamment un tube. Cette prothèse sera notamment une prothèse tibiale ou une prothèse fémorale. La coque comprend une surface externe, une surface interne et un dispositif de fixation apte à enserrer le tube de la prothèse. On entend par « enserrer » le fait que le tube est serré, empoigné, étreint ou comprimé plus ou moins fort par le dispositif de fixation de manière à fixer ou maintenir en position la coque sur le tube. De manière remarquable, selon l’invention, la coque est constituée d’un élément monobloc de forme longitudinale qui comprend sur sa longueur une première fente définissant deux premiers bords longitudinaux. Cet élément monobloc comprend également des zones de renfort permettant de rigidifier la coque et des zones de souplesse permettant une déformation élastique dudit élément monobloc en sorte de pouvoir écarter manuellement les deux premiers bords qui reviennent naturellement dans une position normale rapprochée lorsque l’écartement cesse. En outre, selon l’invention, le dispositif de fixation comprend un collier qui dispose d’une élasticité et comprend une deuxième fente s’étendant dans le sens de la longueur dudit élément monobloc, cette deuxième fente définissant deux seconds bords. Le dispositif de fixation comprend également une pièce de liaison qui dispose d’une élasticité et permet de relier le collier à ladite surface interne. L’écartement manuel des deux premiers bords permet l’insertion par la première fente, de la prothèse à l’intérieur de l’élément monobloc pour une mise en place du collier autour tube grâce aux déformations élastiques dudit collier et de la pièce de liaison qui autorisent un écartement des deux seconds bords lors d’une insertion du tube par la seconde fente puis assurent le rapprochement de ces deux seconds bords une fois le tube inséré dans le collier de sorte que ledit collier enserre ensuite ledit tube. Ainsi, la conception de la coque selon l’invention assure une mise en place de la coque d’habillage sur la prothèse de membre inférieur, d’une manière simple et sans nécessité une manipulation complexe du collier enserrant le tube, juste en écartant la fente de l’élément monobloc pour introduire la prothèse dans celui puis en encliquetant (ou clipsant) le collier autour du tube, ledit collier pinçant alors ledit tube pour le maintien de la coque d’habillage sur la prothèse.
Selon la coque objet de l’invention, le collier et la pièce de liaison sont configurés pour que l’écartement des deux premiers bords de l’élément monobloc permette d’exercer une traction sur la pièce de liaison qui tire sur le collier et écarte ses deux seconds bords de sorte à faciliter l’insertion du tube par la seconde fente et pour que le rapprochement desdits premiers bords relâche la pièce de liaison et le collier qui tendent à reprendre leurs formes normales, permettant ainsi audit collier d’enserrer ledit tube. Cela permet de faciliter l’insertion du tube dans le collier avec un effort minimal du fait que les deux seconds bords sont déjà écartés en partie grâce à l’écartement des deux premiers bords de l’élément monobloc.
Selon une réalisation préférentielle, la coque objet de l’invention comprend un dispositif de verrouillage mis en œuvre du côté de la surface interne de l’élément monobloc entre les deux premiers bords. Ce dispositif de verrouillage est configuré pour permettre la fermeture et inversement l’ouverture de la première fente en exerçant une déformation de l’élément monobloc au niveau desdits premiers bords. Cela permet avantageusement de fermer convenablement la fente de l’élément monobloc une fois celui-ci ancrer sur le tube de la prothèse grâce au collier, ce qui améliore le rendu final de la coque en position sur la prothèse. En outre, cela permet également d’accentuer le resserrage du collier autour du tube, pour garantir un parfait ancrage de la coque sur le tube. On pourrait envisager une variante de la coque sans ce dispositif de verrouillage, en jouant sur l’élasticité de l’élément monobloc de sorte à assurer que les deux premiers bords viennent en contact l’un contre l’autre.
Selon cette réalisation préférentielle de la coque, le dispositif de verrouillage comprend au moins une patte plane agencée vers l’intérieur de l’élément monobloc au niveau d’un des deux premiers bords et au moins une patte crochetée agencée vers l’intérieur de l’élément monobloc au niveau de l’autre des deux premiers bords. L’au moins une patte crochetée s’engage sur l’au moins une patte plane en pressant le premier bord muni de ladite au moins une patte crochetée vers l’intérieur de l’élément monobloc par rapport au premier bord muni de ladite au moins une patte plane, puis en cessant de presser l’élément monobloc qui tend à reprendre naturellement sa position normale.
Selon la coque objet de l’invention, la pièce de liaison comprend des éléments de liaison incurvés élastiques reliant directement ou indirectement le collier à la surface interne de l’élément monobloc. En d’autres termes, la pièce de liaison peut disposer de premiers éléments de liaison incurvés élastiques qui relient directement le collier à la surface interne de l’élément monobloc, de seconds éléments de liaison incurvés élastiques qui relient le collier à de tels premiers éléments de liaison et, de troisièmes éléments de liaison incurvés élastiques qui relient de tels seconds éléments de liaison à la surface interne de l’élément monobloc.
Selon la coque objet de l’invention, l’élément monobloc comprend une couche externe comportant la surface externe et une couche interne comportant la surface interne. Cela permet avantageusement de définir la position de la couche externe pour que la surface externe corresponde à la morphologie de la personne amputée et pour définir la position de la couche interne pour définir les zones de renfort et les zones de souplesse. A ce titre, selon la coque objet de l’invention, les zones de renfort sont mises en œuvre par des bossages sur la surface interne consistant à écarter la couche interne de la couche externe en conservant un espace vide entre lesdites couches interne et externe. De même, selon la coque objet de l’invention, les zones de souplesse sont mises en œuvre par des creux sur la surface interne consistant à rapprocher la couche interne de la couche externe en collant lesdites couches interne et externe.
Selon la coque objet de l’invention, la première fente de l’élément monobloc et la seconde fente du collier sont disposées dans un même alignement. Cela facilite la manipulation de la coque lors de sa mise en place sur la prothèse, la personne amputée pouvant visualiser parfaitement le collier vis-à-vis du tube du fait que les deux premiers bords de l’élément monobloc sont écartés.
Cela contribue également répartir uniformément les efforts de traction sur le collier pour écarter ses deux seconds bords lors de l’écartement des deux premiers bords de l’élément monobloc. Des variantes de la coque sont toutefois envisageables dans le cadre de l’invention, avec un décalage de la seconde fente vis-à-vis de la première fente.
Selon la coque objet de l’invention, celle-ci comprend un dispositif de calage agencé sur la surface interne et configuré pour prendre appui autour d’un corps de la prothèse constituant une extension du tube, une fois ladite prothèse insérée par la premier fente et ledit tube inséré dans le collier. En la présence du dispositif de verrouillage sur la coque, celui-ci participe également à la mise en appui du dispositif de calage autour dudit corps de la prothèse.
Selon une réalisation préférentielle de la coque, le dispositif de calage comprend au moins trois cales mises en œuvre par des protubérances sur la surface interne. De préférence, ces protubérances constituent également des zones de renfort sur l’élément monobloc. Leur mise en œuvre sera donc identique aux bossages décrits précédemment.
Selon une réalisation préférentielle, la coque comprend un dispositif de support apte à recevoir un outil conçu pour le réglage de la prothèse. De préférence, le dispositif de support est mis en œuvre dans une zone de renfort sur la surface interne. La présence de ce dispositif de support d’un outil, par exemple une clef six pans, permet avantageusement à la personne amputée de toujours disposer de son outil permettant le réglage de sa prothèse, dans la vie de tous les jours. En effet, beaucoup d'amputés modifient certains réglages sur leur prothèse en fonction de l'activité réalisée, par exemple de la marche, du vélo, de la course, ou la conduite d’une voiture. L'intégration de cet outil permet donc à la personne amputée d'en disposer quand le besoin s'en fait sentir, sans risque de la perdre ou de l'avoir oublié dans une poche ou dans un sac, par exemple.
Selon la coque objet de l’invention, la surface externe à une forme correspondant à la morphologie de la personne amputée. On pourrait toutefois prévoir une forme esthétique standard sans sortir du cadre de l’invention, là n’étant cependant pas l’objectif de la coque selon l’invention qui est tout au contraire de personnaliser la coque à la morphologie de l’utilisateur.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une coque d’habillage de prothèse de membre inférieur présentant l’une et/ou l’autre des caractéristiques mentionnées précédemment. Le procédé consiste en au moins les étapes suivantes : modéliser numériquement la surface externe de la coque à partir d’un modèle numérique de la prothèse et d’un modèle numérique de la jambe de la personne amputée, définir le modèle numérique de la surface interne à partir du modèle numérique de la surface externe en y intégrant au moins les zones de renfort, les zones de souplesse, la pièce de liaison et le collier ; imprimer en trois dimensions la coque au moyen d’un dispositif d’impression de type imprimante en trois dimensions, au moins la surface externe, la surface interne, les zones de renfort et les zones de souplesse étant mises en œuvre par la dépose en continue d’une couche externe de matière filamentaire et d’une couche interne de matière filamentaire, en collant lesdites couches externe et interne dans les zones de souplesse et en préservant des espaces vides dans les zones de renfort.
De préférence, selon ce procédé de fabrication de la coque, le dispositif d’impression de type imprimante en trois dimensions permet une fabrication additive des couches externe et interne à partir de matériaux fusibles. On entend par fabrication additive le fait que les couches externe et interne sont mises en œuvre par la dépose en continu d’un filament de matière en fusion.
De préférence, ces matériaux seront de type polymères sous forme de granulés. L’utilisation d’un polymère sous forme de granulés fusibles permet avantageusement de conserver toutes les propriétés mécaniques du matériau. On peut toutefois envisager des matériaux de type polymère sous forme de bobines filamentaires, sans sortir du cadre de l’invention.
Brève description des figures
Les caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante s’appuyant sur des figures, parmi lesquelles : la figure 1 illustre un modèle numérique de la prothèse et un modèle numérique de lajambe de la personne amputée, permettant de définir un modèle de la coque selon l’invention ; la figure 2 illustre en vue de face la coque selon l’invention assemblée sur une prothèse de membre inférieur ; la figure 3 illustre une vue de dessus en coupe selon un premier plan transversal P1 de la coque positionnée autour de la prothèse, avant la fermeture de la première fente de l’élément monobloc ; la figure 4 illustre une autre vue de dessus en coupe selon un deuxième plan transversal P2 de la coque seule ; la figure 5 illustre une vue tridimensionnelle de dessus de la coque selon un premier angle de vue ; la figure 6 illustre une vue tridimensionnelle de dessus de la coque selon un second angle de vue ; la figure 7 illustre de côté la coque ; la figure 8 illustre de manière isolée une partie du dispositif de verrouillage mis en œuvre au niveau de la fente sur l’élément monobloc, dans une position fermée ; la figure 9 illustre cette même partie du dispositif de verrouillage de la figure 8, dans une position ouverte ; la figure 10 illustrent de manière isolée le collier et une partie de la pièce de liaison avant leur intégration à la surface interne de l’élément monobloc ; la figure 11 illustre de manière isolée le dispositif de support d’outil, avant son intégration à la surface interne de l’élément monobloc ; la figure 12 illustre de manière isolée le dispositif de calage, avant son intégration à la surface interne de l’élément monobloc. Description détaillée
Dans la suite de la description, sauf indication dans le texte : le terme « coque » est utilisé pour désigner la coque d’habillage de prothèse de membre inférieur, objet de l’invention ; le terme « prothèse » est utilisé pour désigner la prothèse de membre inférieur ; le terme « personne » est utilisé pour désigner la personne amputée. En outre, les termes haut, bas, supérieur, inférieur, avant et arrière qui pourraient être utilisés dans la description, le seront en considération de la position normale debout de la personne amputée regardant face à elle.
En outre, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes caractéristiques ou leurs équivalents, sauf indication dans la description et sur les dessins.
La coque 1 selon l’invention, outre sa fonction technique, a pour vocation d’être une coque esthétique à l'image de son utilisateur.
La coque 1 est réalisée à partir de données tridimensionnelles issues d’un modèle numérique de la prothèse 100 et d’un modèle numérique de la jambe 200 de la personne, comme l’illustre la figure 1. Ce modèle numérique de la jambe 200 est obtenu par symétrie du modèle numérique de la jambe controlatérale (la jambe saine) de la personne. Ces modèles numériques sont réalisés à partir d’un scanner en trois dimensions. La coque 1 est conçue de façon unique et ce, pour correspondre à la morphologie de la personne. De ce fait, chaque coque 1 réalisée est unique, bien que le processus de conception respecte un schéma identique et que, par conséquent, la structure est la même pour toutes les coques 1.
Comme l’illustre la figure 1, la prothèse 100 est du type fémoral ; celle-ci comprend un tube 101 prolongé en partie supérieure par un corps 102 et en partie inférieure par un pied prothétique 103. La prothèse 100 comprend également une emboîture fémorale 104 destinée à recevoir le moignon du fémur amputé de la personne, cette emboîture fémorale 104 étant raccordée au corps 102 par un genou prothétique 105. La coque 1 selon l’invention peut toutefois être mise en œuvre dans le cas d’une prothèse tibiale qui comporterait alors le pied prothétique 103, le tube 101 et le corps 102, le corps 102 étant dans ce cas constitué d’une emboîture tibiale destinée à recevoir le tibia amputé de la personne.
Comme l’illustre les figures 1 à 7, la coque 1 est constituée d’un élément monobloc 2 de forme longitudinale qui est obtenu par la technologie d'impression en trois dimensions. Cet élément monobloc 2 est obtenu au moyen d’un raccordement de plusieurs éléments qui lui assurent une fonctionnalité optimale, à savoir : une surface externe 3 ; une surface interne 4 ; des zones de renfort 5 ; des zones de souplesse 6 ; un dispositif de fixation 7 de la coque 1 sur le tube 101 de la prothèse 100 ; un dispositif de calage 8 de la coque 1 vis-à-vis du corps 102 de la prothèse 100, permettant d'assurer la stabilité de ladite coque 1 ; un dispositif de verrouillage 9 permettant la fermeture et l’ouverture de l’élément monobloc 2 pour la mise en place de la coque 1 autour de la prothèse 100 ; et un dispositif de support 10 d’un outil de réglage de la prothèse 100.
La surface externe 3 est obtenue à partir des courbes extraites du modèle numérique de la prothèse 100 et des courbes extraites du modèle de la jambe controlatérale 200. Comme l’illustre la figure 1, un alignement du modèle numérique de la jambe controlatérale 200 sur le modèle numérique de la prothèse 100 est réalisé dans un premier temps afin d'assurer le bon positionnement de la coque 1 sur la prothèse. Au besoin, une modification angulaire du modèle numérique de la jambe controlatérale 200 est faite en amont (flexion du genou 201 ou de la cheville 202 dans un plan frontal et un plan sagittal) ; Une fois cet alignement effectué, des courbes de profil sont extraites et raccordées pour constituer la surface externe 3, à l'image de la morphologie de la personne.
La surface interne 4 est obtenue à partir de la surface externe 3 et par l'intégration dans la structure de l’élément monobloc 2 de zones de renfort 5 et de zones de souplesse 6 nécessaires à la bonne fonctionnalité de cet élément monobloc 2 (gestion de la souplesse). En regard des figures 1 et 2, la coque 1 comprend une partie inférieure la, une partie intermédiaire lb et une partie supérieure le. Les zones de renfort 5, les zones de souplesse 6, le dispositif de fixation 7, le dispositif de calage 8 et le dispositif de support 10 sont mis en œuvre sur la surface interne 4, dans la partie intermédiaire 1b de la coque 1. La partie inférieure la est destinée à recouvrir la cheville 106 à l’extrémité supérieure du pied prothétique 103 et la partie supérieure le est destinée à recouvrir en partie le genou prothétique 105.
En regard des figures 1 et 3 à 7, l’élément monobloc 2 comprend une couche externe 11 et une couche interne 12, la couche externe 11 permettant de constituer la surface externe 3 et la couche interne 12 permettant de constituer la surface interne 4. La couche externe 11 et la couche interne 12 sont réalisées en continue par la dépose d’une matière plastique filamentaire au moyen d’une imprimante en trois dimensions. Ces couches externe 11 et interne 12 sont reliées au niveau de deux premiers bords 13, 14 qui définissent une première fente 15 s’étendant sur la longueur des parties inférieure la et intermédiaire lb de la coque 1. L’écartement de ces deux premiers bords 13, 14 permet d’élargir la première fente 15 pour introduire l’élément monobloc 2 autour du tube 101 et du corps 102 de la prothèse 100. Les zones de renfort 5 et les zones de souplesse 6 permettent de jouer sur la rigidité et sur la souplesse de l’élément monobloc 2. La souplesse permet à l’élément monobloc 2 de disposer d’une bonne élasticité permettant d’écarter manuellement les deux premiers bords 13,14 et d’assurer naturellement le retour élastique desdits premiers bords 13, 14, l’un à proximité de l’autre. Cette souplesse assure également une durabilité à la coque 1 malgré les sollicitations répétées lors de sa mise en place sur la prothèse 100 et de son retrait de celle-ci. La rigidité permet au contraire la tenue de la coque 1 de sorte que sa surface externe 3 reste fidèle à la morphologie de la personne durant l’usage. Comme l’illustrent les figures 3 et 4, les zones de renfort 5 sont mises en œuvre par des bossages 16 sur la surface interne 4, ces bossages 16 étant obtenus en conservant un espace vide 17 entre la couche externe 11 et la couche interne 12. Les zones de souplesse 6 sont au contraire mises en œuvre par des creux 18 obtenus en collant la couche interne 12 contre la couche externe 11. Ainsi, les variations de rigidité et de souplesse de l’élément monobloc 2 sont permises en jouant sur les raccords structurels entre la surface externe 3 et la surface interne 4.
En regard notamment des figures 5 à 9, le dispositif de verrouillage 9 est mis en œuvre du côté interne de l’élément monobloc 2, au niveau des deux premiers bords 13, 14. Le dispositif de verrouillage 9 comprend deux pattes planes 19 s’étendant vers l’intérieur de la surface interne 4, au niveau de l’un des deux premiers bords 13, et deux pattes crochetées 20 s’étendant vers l’intérieur de la surface interne 4, au niveau de l’autre des deux premiers bords 14. Les pattes planes 19 et les pattes crochetées 20 sont directement obtenues lors de la formation de la couche externe 11 et de la couche interne 12. Les pattes crochetées 20 s’engagent respectivement sur les pattes planes 19, comme sur la figure 8, en pressant sur l’élément monobloc 2, à proximité du premier bord 14, afin que l’extrémité 21 de la patte crochetée 20 dépasse l’extrémité 22 de la patte plane 19, puis en cessant ladite pression, ce qui permet un retour élastique de l’élément monobloc 2, la première fente 15 étant ainsi fermée. L’ouverture de la première fente 15 s’effectue de la même manière, en sens inverse. Ainsi, le dispositif de verrouillage 9 permet une ouverture et une fermeture facile de la coque 1 par une simple pression sur l’élément monobloc 2. Les deux pattes planes 19 et, respectivement, les deux pattes crochetées 20 sont positionnées au niveau des extrémités inférieure et supérieure de la partie intermédiaire lb de la coque 1, ce qui assure une répartition convenable du dispositif de verrouillage 9 pour que la fente 15 soit convenablement fermée sur toute sa longueur.
En regard des figures 1, 5, 6 et 10, le dispositif de fixation 7 s’étend vers l’intérieur de la surface interne 4 et comprend une pièce de liaison 22 et un collier 23, la pièce de liaison 22 permettant de relier le collier 23 à la surface interne 4. Le collier 23 comprend une seconde fente 24 qui définit deux seconds bords 25, 26 sur le collier 23. Cette seconde fente 24 est disposée dans l’alignement de la première fente 15 sur l’élément monobloc 2. La pièce de liaison 22 comprend un premier élément de liaison incurvé 27 qui relie la partie arrière 23a du collier 23 à la surface interne 4. Sur la figure 10, le premier élément de liaison incurvé 27 est représenté par un anneau, mais cet anneau est en réalité tronqué lors de son assemblage avec la surface interne 4, comme le montre les figures 5 et 6, en fonction de la forme de la surface interne 4 qui dépend de la forme de la surface externe 3. La pièce de liaison 22 comprend aussi des seconds éléments de liaison incurvés 28 qui relient les côtés latéraux 23b, 23c du collier 23 au premier élément de liaison incurvé 27. Ces seconds éléments de liaison incurvés 28 peuvent également être tronqués et reliés directement à la surface interne 4, en fonction de la forme de celle-ci. La pièce de liaison 23 peut aussi comprendre des troisièmes éléments de liaison incurvés 29 qui relient les ou certains des seconds éléments de liaison incurvés 28 à la surface interne 4, en fonction de la forme de celle-ci, comme le montrent les figures 5 et 6. Les éléments de liaison incurvés 27, 28, 29 de la pièce de liaison 22 et le collier 23 disposent d’une élasticité permettant leur déformation de sorte à écarter les deux seconds bords 25, 26 et à élargir la seconde fente 24 lors de l’insertion du tube 101 dans le collier 23. Cette élasticité permet également d’assurer un retour en position normale de ladite seconde fente 24 une fois le tube 101 introduit dans le collier 23, de sorte à enserrer ledit tube 101. Les éléments de liaison 27, 28, 29 de la pièce de liaison 22 sont raccordés avec la surface interne 4 au niveau des zones de renfort 5, les positions de ces points de raccordement contribuant non seulement à optimiser le serrage exercé par le collier 23 sur le tube 101, et donc au maintien de la coque 1 sur la prothèse 100, mais aussi à faciliter l’écartement des deux seconds bords 25, 26 du collier 23 lors de l’écartement des deux premiers bords 13, 14 pour l’introduction de la prothèse 100 dans l’élément monobloc 2, puis du tube 101 dans ledit collier 23. En d’autres termes, lorsque la personne élargit la première fente 15 pour introduire la prothèse 10 à l’intérieur de la coque 1, la surface interne 4 exerce une traction sur le collier 23 par l’intermédiaire de la pièce de liaison 22, cette traction participant à l’élargissement de la seconde fente 24 en sorte de faciliter l’introduction du tube 101 dans le collier 23 et, inversement, le relâchement de l’élément monobloc 2 entraînant un resserrement de la première fente 15, favorisant ainsi un resserrage du collier 23 autour du tube 101 pour le comprimer. Ainsi, le collier 23 enserre correctement le tube 101, ce qui assure un parfait maintien en position de la coque 1 sur la prothèse 100. En outre, l’encliquetage du collier 23 s’effectue facilement sur le tube 101 lors de la mise en place de la coque 1 sur la prothèse
100 par l’utilisateur, de même pour son décliquetage. Le dispositif de fixation 7 est positionné à l’extrémité inférieure de la partie intermédiaire lb et participe, de par sa forme, au principe de maintien structurel de la coque 1 (balance souple-rigide). Le positionnement de la seconde fente 24 du collier 23 dans l’alignement de la première fente 15 de l’élément monobloc 2 permet une mise en place aisée du dispositif de fixation 7 sur le tube 101, puisque le collier 23 se trouve directement dans l’alignement du tube 101 lors de l’introduction de la prothèse 100 par la première fente 15 de l’élément monobloc 2.
En regard des figures 1, 3, 5, 6 et 12, le dispositif de calage 8 comporte trois cales 30, 31, 32 qui viennent en appui autour du corps 102 de la prothèse 100 lors de l’insertion de la prothèse 100 à l’intérieur de la coque 1 et de l’encliquetage du collier 23 sur le tube 101. Ces trois cales 30, 31, 32 assurent une stabilisation en trois endroits 102a, 102b, 102c autour dudit corps 102 de sorte à empêcher les mouvements de rotation et de translation de la coque 1 vis-à-vis de la prothèse 100. Ces trois cales 30, 31, 32 sont réalisées en miroir à partir de l'image du corps 102 de la prothèse 100, afin d'assurer un positionnement et une tenue optimale de la coque 1 sur la prothèse 100. La fermeture du dispositif de verrouillage 9, par la mise en place des pattes crochetées 20 sur les pattes planes 19, participe également à une mise en appui convenable des cales 30, 31, 32 sur le corps 102. Ces cales 30, 31, 32 sont mises en œuvre par des protubérances sur la surface interne 4, ces protubérances étant obtenues en conservant un espace vide 33 entre la couche externe 11 et la couche interne 12 ; ainsi, ces cales 30, 31, 32 constituent au même titre que les zones de renfort 5, des renforts structurels intégrés à la surface interne 4 dans la partie intermédiaire lb de la coque 1.
En regard des figures 1, 4 à 6 et 11, le dispositif de support 10 d’un outil (non illustré) est mis en œuvre sur la surface interne 4, au niveau de l’extrémité supérieure de la partie intermédiaire lb de la coque 1. Le dispositif de support 10 est intégré à la surface interne 4 et est obtenu en conservant un espace vide 34 entre la couche externe 11 et la couche interne 12 ; ainsi, le dispositif de support 10 fait saillie sur la surface interne 4 et constitue au même titre que les zones de renfort 5 et que les cales 30, 31, 32, un renfort structurel sur la surface interne 4 dans la partie intermédiaire lb de la coque 1. Ce dispositif de support 10 comprend un trou débouchant 35 agencé dans le sens de la longueur de la coque 1, dont le diamètre est adapté à celui de l’outil qu’il est destiné à recevoir, notamment une clé à six pans de 4 mm qui permet d’effectuer des réglages sur des vis 107 de la prothèse 100. Ce trou débouchant 35 comporte une troisième fente 36 permettant de disposer d’une certaine tolérance quant aux dimensions de l’outil. Ainsi, le dispositif de support 10 permet à la personne de conserver son outil rangé et à disposition en permanence, afin de lui permettre d’effectuer d’éventuels réglages en fonction de l'activité pratiquée, par exemple de la marche, du vélo, de la course à pied, de la conduite d’une voiture. L'intégration de cet outil sur la coque 1 permet donc à la personne d'en disposer quand le besoin s'en fait sentir, sans risque de le perdre ou de l'avoir oublié dans une poche ou un sac, par exemple.
Des variantes peuvent être envisagées dans le cadre de l’invention. On peut par exemple prévoir une version de la coque 1 sans dispositif de verrouillage 9 ; dans ce cas, les zones de renfort 5 et les zones de souplesse 6 seront étudiées pour assurer un retour élastique de l’élément monobloc 2 permettant de mettre en contact les deux premiers bords 13, 14 en sorte de fermer la première fente 15. La version avec le dispositif de verrouillage 9 telle que précitée sera toutefois préférée puisqu’elle garantit une parfaite fermeture de la première fente 15, un parfait enserrement du collier 23 autour du tube 101 en le comprimant et des parfaits appuis des cales 30, 31, 32 autour du corps 102. On peut également envisager une répartition différente et un nombre différent pour les pattes planes 19 et les pattes crochetées 20 du dispositif de verrouillage 9. Les formes et le nombre de cales du dispositif de calage 8 peuvent aussi varier selon la forme de la coque 1 dont la surface externe 3 est adaptée à la morphologie de la personne. On peut aussi envisager une variante de coque 1 sans le dispositif de support 10 d’un outil. On peut également envisager une variante de coque 1 avec un décalage de la seconde fente 24 vis-à-vis de la première fente 15, plutôt que de les avoir alignées comme dans l’exemple décrit ci-avant ; l’alignement de ces fentes 15, 24 sera toutefois préféré pour faciliter la mise en place de la coque 1 sur la prothèse 100.
La coque 1 sera également adaptée en conséquence lorsque la prothèse 100 est une prothèse tibiale au lieu d’une prothèse fémorale, de même selon que le membre inférieur amputé se situe à gauche ou à droite.
La coque 1 est fabriquée au moyen d’un dispositif d’impression de type imprimante en trois dimensions. La surface exteme3, la surface interne 4, les zones de renfort 5, les zones de souplesse 6, les cales 30, 31, 32, le dispositif de support 10 et les pattes planes 19 et crochetées 20 sont mis en œuvre par la dépose en continue de la couche externe 11 et de la couche interne
12, en collant lesdites couches externe 11 et interne 12 dans les zones de souplesse 6 et en préservant des espaces vides 17, 33, 34 dans les zones de renfort 5, y compris au niveau des cales 30, 31, 32 et du dispositif de support 10. Ces couches externe 11 et interne 12 sont constituées d’une matière polymère filamentaire obtenue à partir d’un matériaux polymère sous forme de granulés fusibles.

Claims

REVENDICATIONS
1. Coque (1) d’habillage de prothèse (100) de membre inférieur (200), ladite prothèse comprenant notamment un tube (101), la coque comprenant une surface externe (3), une surface interne (4) et un dispositif de fixation (7) apte à enserrer le tube, ladite coque étant caractérisée en ce qu’elle est constituée d’un élément monobloc (2) de forme longitudinale qui comprend sur sa longueur une première fente (15) définissant deux premiers bords (13, 14), des zones de renfort (5) permettant de rigidifier la coque et des zones de souplesse (6) permettant une déformation élastique dudit élément monobloc en sorte de pouvoir écarter manuellement les deux premiers bords qui reviennent naturellement dans une position normale rapprochée lorsque l’écartement cesse, et en ce que ledit dispositif de fixation (7) comprend un collier (23) qui dispose d’une élasticité et comprend une deuxième fente (24) s’étendant dans le sens de la longueur dudit élément monobloc (2) et définissant deux seconds bords (25, 26) et une pièce de liaison (22) qui dispose d’une élasticité et permet de relier le collier à ladite surface interne (4), l’écartement manuelle des deux premiers bords (13, 14) permettant l’insertion par la première fente (15), de la prothèse (100) à l’intérieur de l’élément monobloc (2) puis une mise en place du collier (23) autour tube (101) grâce aux déformations élastiques dudit collier et de la pièce de liaison (22) qui autorisent un écartement des deux seconds bords (25, 26) lors d’une insertion du tube par la seconde fente (24) puis assurent leur rapprochement une fois le tube inséré dans le collier de sorte que ledit collier enserre ensuite ledit tube.
2. Coque (1) selon la revendication 1, dans laquelle le collier (23) et la pièce de liaison (22) sont configurés pour que l’écartement des deux premiers bords (13, 14) de l’élément monobloc (2) permette d’exercer une traction sur la pièce de liaison qui tire sur le collier et écarte ses deux seconds bords (25, 26) de sorte à faciliter l’insertion du tube (101) par la seconde fente (24) et pour que le rapprochement desdits premiers bords (13, 14) relâche la pièce de liaison (22) et le collier (23) qui tendent à reprendre leurs formes normales, permettant ainsi audit collier d’enserrer ledit tube.
3. Coque (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, laquelle comprend un dispositif de verrouillage (9) mis en œuvre du côté de la surface interne (4) de l’élément monobloc (2) entre les deux premiers bords (13, 14) et configuré pour permettre la fermeture et inversement l’ouverture de la première fente (15) en exerçant une déformation de l’élément monobloc au niveau desdits premiers bords.
4. Coque (1) selon la revendication 3, dans laquelle le dispositif de verrouillage (9) comprend au moins une patte plane (19) agencée vers l’intérieur de l’élément monobloc (2) au niveau d’un des deux premiers bords (14) et au moins une patte crochetée (20) agencée vers l’intérieur de l’élément monobloc au niveau de l’autre des deux premiers bords (13), la au moins une patte crochetée s’engageant sur la au moins une patte plane en pressant le premier bord (14) muni de ladite au moins une patte crochetée (20) vers l’intérieur de l’élément monobloc (2) par rapport au premier bord (13) muni de ladite au moins une patte plane (19), puis en cessant de presser l’élément monobloc qui tend à reprendre naturellement sa position normale.
5. Coque (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la pièce de liaison (22) comprend des éléments de liaison incurvés (27, 28, 29) élastiques reliant directement ou indirectement le collier (23) à la surface interne (4) de l’élément monobloc (2).
6. Coque (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle l’élément monobloc (2) comprend une couche externe (11) comportant la surface externe (3) et une couche interne (12) comportant la surface interne (4).
7. Coque (1) selon la revendication 6, dans laquelle les zones de renfort (5) sont mises en œuvre par des bossages (16) sur la surface interne (4) consistant à écarter la couche interne (12) de la couche externe (11) en conservant un espace vide (17) entre lesdites couches interne et externe.
8. Coque (1) selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, dans laquelle les zones de souplesse (6) sont mises en œuvre par des creux (18) sur la surface interne (4) consistant à rapprocher la couche interne (12) de la couche externe (11) en collant lesdites couches interne et externe.
9. Coque (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle la première fente (15) de l’élément monobloc (2) et la seconde fente (24) du collier (23) sont disposées dans un même alignement.
10. Coque (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, laquelle comprend un dispositif de calage (8) agencé sur la surface interne (4) et configuré pour prendre appui autour d’un corps (102) de la prothèse (100) constituant une extension du tube (101), une fois ladite prothèse insérée par la premier fente (15) et ledit tube insérer dans le collier (23).
11. Coque (1) selon la revendication 10, dans laquelle le dispositif de calage (8) comprend au moins trois cales (30, 31, 32) mises en œuvre par des protubérances sur la surface interne (4).
12. Coque (1) selon la revendication 11, dans laquelle lesdites protubérances constituent également des zones de renfort (5) sur l’élément monobloc (2).
13. Coque (1) selon l’une quelconque des revendication 1 à 12, laquelle comprend un dispositif de support (10) apte à recevoir un outil conçu pour le réglage de la prothèse (100).
14. Coque (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle la surface externe (3) à une forme correspondant à la morphologie de la personne amputée.
15. Procédé de fabrication d’une coque (1) d’habillage de prothèse de membre inférieur présentant les caractéristiques de l’une quelconque des revendications 1 à 14, le procédé consistant en au moins les étapes suivantes :
- modéliser numériquement la surface externe (3) de la coque (1) à partir d’un modèle numérique de la prothèse (100) et d’un modèle numérique de la jambe (200) d’une personne amputée,
- définir le modèle numérique de la surface interne (4) à partir du modèle numérique de la surface externe (3) en y intégrant au moins les zones de renfort (4), les zones de souplesse (5), la pièce de liaison (22) et le collier (23) ;
- imprimer en trois dimensions la coque (1) au moyen d’un dispositif d’impression de type imprimante 3D, au moins la surface externe (3), la surface interne (4), les zones de renfort (5) et les zones de souplesse (6) étant mises en œuvre par la dépose en continue d’une couche externe (11) de matière filamentaire et d’une couche interne (12) de matière filamentaire, en collant lesdites couches externe et interne dans les zones de souplesse et en préservant des espaces vides (17) dans les zones de renfort.
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