FR3165387A1 - Procede ameliore d’aide a la fabrication d’une prothese de membre a l’aide d’un moule positif d’emboiture, et ensemble de pose d’une attache entre une emboiture et un element de liaison de prothese. - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un procédé amélioré de fabrication d’une prothèse (1’) à partir d’un moule positif (110), pour l’appareillage d’un membre résiduel d’une personne amputée. Le procédé comprend une modélisation 3D de la surface intérieure d’une emboîture (2) existante comprenant un modèle 3D (44) de ladite surface dans un référentiel spatial (10) et une modification automatique dudit modèle 3D (44) pour optimiser l’agencement d’un membre artificiel (3) de l’emboîture (2’) à fabriquer. Le procédé comprend en outre une détermination d’une position d’une attache (116) dans ledit référentiel spatial (10) à l’aide d’un guide de pose (112) de l’attache (116). L’invention concerne également un ensemble d’aide à la fabrication (100) configuré pour opérer une aide à la fabrication d’une emboîture selon le procédé objet de l’invention et comprenant un moule positif (110) et le guide de pose (112). Fig. 9

Description

PROCEDE AMELIORE D’AIDE A LA FABRICATION D’UNE PROTHESE DE MEMBRE A L’AIDE D’UN MOULE POSITIF D’EMBOITURE, ET ENSEMBLE DE POSE D’UNE ATTACHE ENTRE UNE EMBOITURE ET UN ELEMENT DE LIAISON DE PROTHESE.

La présente invention concerne un procédé amélioré de fabrication d’une prothèse de membre à partir d’un moule positif obtenu à partir d’une modélisation numérique. Au moins un mode de réalisation concerne la détermination d’un ou plusieurs points de fixation d’une attache sur une surface d’attache entre une emboîture de prothèse façonnée à la main et un membre artificiel de cette prothèse ; et au moins un mode de réalisation concerne un procédé d’obtention d’un guide de pose d’attache obtenu à partir d’une modélisation numérique d’une surface d’emboiture. L’invention concerne également un guide de pose d’attache de prothèse.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

La fabrication d’une prothèse de membre telle que représentée selon un exemple sur laFIG. 1comprend la réalisation d’une emboîture provisoire de prothèse dans laquelle est inséré un membre résiduel, laquelle emboiture provisoire est modelée selon la forme de ce membre résiduel, et ajustée au plus près de ce membre auquel elle est destinée. Des technologies et techniques récentes offrent aux praticiens prothésistes de réaliser une modélisation en trois dimensions de la surface intérieure d’une emboiture provisoire précédemment modelée manuellement sur un membre résiduel, et d’adapter ou de retoucher ensuite numériquement un modèle 3D obtenu afin d’en optimiser la forme, tel que cela est illustré selon un exemple sur laFIG. 2, en particulier pour accroître le confort du porteur et optimiser la fixation du membre artificiel relié à l’emboiture. Une emboiture finale peut alors être imprimée en 3D ou usinée à partir du modèle 3D obtenu puis modifiée numériquement. Malheureusement, tous les praticiens prothésistes ne disposent pas des moyens techniques permettant d’opérer une modélisation 3D et/ou des ajustements à partir d’un modèle 3D obtenu, ainsi qu’une impression 3D d’une emboiture de prothèse et la situation peut être améliorée. En outre, bien que certains praticiens puissent disposer des équipements nécessaires pour opérer à partir d’une modélisation 3D, il est possible que les matériaux et éléments à utiliser leur apparaissent cependant trop onéreux.

Un objet de la présente invention est de proposer un procédé d’aide à la fabrication manuelle d’une emboîture provisoire ou d’une emboiture dite « finale » ou « définitive » d’une prothèse de membre, en donnant accès aux prothésistes à des avantages inhérents à la modélisation 3D sur laquelle se fondent les techniques les plus récentes, quand bien même ces praticiens ne disposent pas des outils de modélisation 3D et de traitement des modèles 3D obtenus par modélisation 3D ou que leur usage se montre trop onéreux. En particulier, il est proposé un guide de pose permettant de déterminer la position précise d’une attache mécanique d’un membre artificiel sur une emboiture à réaliser sur un moule positif représentatif de la surface intérieure d’une emboiture de membre.

A cet effet, il est proposé un ensemble d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre, l’ensemble comprenant :

• un moule positif présentant une surface de forme complémentaire ou sensiblement complémentaire à une surface intérieure d’une première emboiture de prothèse de membre et présentant au moins un premier repère, visuel,
• un guide de pose comprenant au moins une branche et dont une extrémité présente un deuxième repère, destiné à coïncider avec ledit premier repère visuel ou avec une position du moule positif établie en référence au premier repère visuel ladite branche dudit guide portant en outre un élément de maintien et de positionnement dans l’espace d’une attache mécanique configurée pour permettre la fixation d’un membre artificiel sur une surface d’une matière appliquée sur ledit moule positif afin de former une deuxième emboiture de ladite prothèse de membre.

Selon un mode de réalisation, l’ensemble d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre comprend au moins quatre branches entre lesquelles est agencé l’élément de maintien et de positionnement et dont une ou plusieurs extrémités de branche présentent l’élément de maintien et de positionnement, et le deuxième repère étant un repère visuel.

Selon un mode de réalisation, l’ensemble d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre comprend en outre un cerclage configuré pour maintenir en position et stabiliser le guide de pose contre le moule positif.

Un autre objet de l’invention est un procédé de fabrication d’une prothèse de membre, le procédé comprenant une utilisation d’un ensemble d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre tel que précédemment décrit et comprenant les étapes :

• poser le moule positif de l’ensemble d’aide à la fabrication sur une surface de travail de référence idéalement plane,
• positionner le guide de pose de l’ensemble d’aide à la fabrication de sorte que la partie du moule présentant le premier repère, visuel, soit au contact de la partie du guide présentant le deuxième repère, visuel, les premier et deuxième repères visuels étant agencés en regard l’un de l’autre ou coïncidant l’un avec l’autre,
• assembler une attache sur l’élément de maintien et de positionnement dans l’espace dudit guide de pose,
• opérer un scellement de l’attache et d’une surface du moule positif ou d’une enveloppe positionnée sur le moule positif, agencée en regard de l’attache.

Un autre objet de l’invention est un procédé de fabrication d’une prothèse de membre tel que décrit ci-avant et comprenant en outre un dépôt d’une couche de matière autour du moule positif, sur une surface du moule positif ou sur une enveloppe positionnée sur le moule positif, la matière déposée venant sceller ou ceinturer définitivement l’attache pour former la deuxième emboiture de prothèse munie d’une attache alors configurée pour la fixation d’un membre artificiel.

Un autre objet de l’invention est un procédé de fabrication d’une prothèse de membre tel que précité et comprenant en outre une étape préalable de fabrication par impression 3D, usinage ou découpage laser du moule positif à partir d’un modèle numérique 3D obtenu en modélisant une surface intérieure de ladite première emboiture de prothèse.

L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’une prothèse de membre comprenant en outre une fabrication préalable par impression 3D, usinage ou découpage au laser du guide de pose à partir d’un modèle numérique 3D obtenu en modélisant une surface intérieure de la première emboiture de prothèse.

L’invention a de plus pour objet un procédé de fabrication d’une prothèse de membre comprenant en outre une fabrication préalable par impression 3D, usinage ou découpage au laser du moule positif et du guide de pose à partir d’un modèle numérique 3D obtenu en modélisant une surface intérieure de la première emboiture de prothèse, le moule positif et le guide de pose étant fabriqués dans un même élément (ou pièce) et étant séparables au moyen de prédécoupes ou de parties sécables agencées lors de la fabrication de cet élément unique (ou cette pièce unique).

Un autre objet de l’invention est un procédé de fabrication d’un ensemble d’aide à la fabrication tel que précédemment décrit, ledit procédé comprenant des étapes de :

• obtention d’un premier modèle numérique 3D, représentatif de la surface intérieure de la première emboiture, par numérisation de la surface intérieure de la première emboiture, en référence à un référentiel spatial comprenant au moins un point de référence,
• détermination d’un deuxième modèle numérique 3D, représentatif de la forme du moule positif de la seconde emboiture, à partir du premier modèle numérique 3D,
• détermination d’un troisième modèle numérique 3D, représentatif de la forme dudit guide de pose, à partir du deuxième modèle numérique 3D, et,
• fabrication par impression 3D, usinage, ou découpage au laser dudit moule positif et/ou dudit guide de pose.

Selon une variante, le procédé de fabrication précité d’un ensemble d’aide à la fabrication comprend en outre une étape de détermination d’un quatrième modèle numérique 3D, représentatif de la forme du cerclage.

Enfin, l’invention a pour autre objet un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de codes de programme pour exécuter les étapes d’un procédé de fabrication d’un ensemble d’aide à la fabrication tel que précédemment décrit lorsque ce programme est exécuté par un processeur d’une unité de traitement d’informations ainsi qu’un support de stockage d’informations comprenant un tel produit programme d’ordinateur.

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints :

FIG. 1illustre schématiquement un exemple de prothèse, adaptée à un membre inférieur, et dont des éléments réglables ont été ajustés pour être adaptés à un porteur de la prothèse ;

FIG. 2illustre schématiquement un système de modélisation de la surface intérieure d’une prothèse configuré pour la génération d’un modèle numérique 3D de la surface intérieure d’une prothèse ;

FIG. 3illustre schématiquement une prothèse dite finale réalisée à partir de la prothèse provisoire représentée sur laFIG. 1et dont des caractéristiques ont été optimisées grâce à une modélisation 3D opérée à l’aide du système de modélisation illustré sur laFIG. 2;

FIG. 4illustre schématiquement une détermination du positionnement optimisé d’une attache mécanique par rapport à une modélisation de la surface intérieure d’une emboiture de prothèse de membre, opérée par un système numérique après numérisation de la surface intérieure de l’emboiture ;

FIG. 5illustre schématiquement un système d’impression 3D configuré pour imprimer un moule positif de forme complémentaire ou sensiblement complémentaire à la forme de la surface intérieure modélisée d’une emboiture ;

FIG. 6illustre schématiquement un ensemble d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre selon un mode de réalisation ;

FIG. 7illustre des détails de positionnement d’une attache mécanique à l’aide de l’ensemble d’aide à la fabrication d’une prothèse déjà représenté sur laFIG. 6, selon un mode de réalisation ;

FIG. 8illustre l’ensemble d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre déjà représenté sur laFIG. 7, avant montage, selon un mode de réalisation ;

FIG. 9est un diagramme illustrant des étapes d’un procédé d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre utilisant un ensemble d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre, selon un mode de réalisation ;

FIG. 10illustre schématiquement un exemple d’architecture d’un contrôleur configuré pour la conception d’un ensemble d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre à partir d’un modèle numérique 3D d’une surface intérieure de prothèse de membre ;

FIG. 11est un ordinogramme illustrant des étapes d’un procédé de conception et de fabrication d’un ensemble d’aide à la fabrication selon un mode de réalisation ; et,

FIG. 12illustre schématiquement des détails de positionnement d’une attache mécanique à l’aide d’un ensemble d’aide à la fabrication d’une prothèse, selon une variante de réalisation utilisant un bras articulé ou un robot comme guide de pose.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION

LesFIG. 1,FIG. 2etFIG. 3illustrent des techniques existantes de fabrication de prothèses de membres utilisant des moyens de modélisation 3D d’une emboiture provisoire 2 de prothèse de membre formée sur le membre résiduel d’un utilisateur (ou porteur, ou encore patient) ainsi qu’un modèle tridimensionnel 3D 44 de la surface intérieure de l’emboiture provisoire 2, lequel peut être numériquement modifié et retouché.

LaFIG. 1est une représentation schématique d’un exemple de prothèse de membre 1. Selon cet exemple, la prothèse de membre 1 est une prothèse provisoire de membre inférieur, encore appelée prothèse provisoire tibiale comprenant une partie terminale artificielle 4 encore nommée ici « pied artificiel ». La prothèse 1 pourrait cependant être une prothèse non provisoire, dite « prothèse définitive », à reproduire. La prothèse provisoire 1 est dite provisoire dans la mesure où elle comprend une emboîture provisoire 2 façonnée manuellement par un praticien pour être adaptée progressivement à la morphologie du porteur de la prothèse provisoire, lequel doit recevoir ultérieurement une prothèse dite « finale » optimisée et fabriquée à partir de la prothèse provisoire 1. L’emboîture provisoire 2 est configurée pour être enfilée sur un membre résiduel du porteur. La prothèse provisoire 1 comprend un membre artificiel 3. Le membre artificiel 3 comprend le pied artificiel 4 et un élément de liaison 5 (un tibia artificiel selon l’exemple décrit ici) permettant de relier mécaniquement le pied artificiel 4 à l’emboîture provisoire 2. Le membre artificiel 3 comprend un premier ensemble de fixation dit « fixation distale » 6, réglable, de type liaison rotule et verrouillable en position, entre le pied artificiel 4 et l’élément de liaison 5, et un deuxième ensemble de fixation dit « fixation proximale » 7, entre l’élément de liaison 5 et l’emboîture provisoire 2. La fixation distale 6 comprend deux parties 6a et 6b complémentaires l’une de l’autre et les utilise insérées l’une dans l’autre (les parties 6a et 6b de l’ensemble de fixation distale 6 ne sont pas détaillées sur laFIG. 1 ). Les parties 6a et 6b constituent un ensemble usuellement connu sous le nom de « pyramide » utilisé dans le domaine des prothèses de membre. La partie 6a est solidaire du pied artificiel 4. La partie 6b est quant à elle solidaire de l’élément de liaison 5. Chacune des parties 6a et 6b comprend des moyens de réglage et de verrouillage (blocage) en position, opérant en combinaison avec des moyens de réglage et de verrouillage en position de l’autre parmi les deux parties 6a et 6b de la fixation distale 6. Ainsi la fixation distale 6 est configurée pour opérer un réglage et un verrouillage en position du pied 4 et de l’élément de liaison 5, grâce à l’effet conjoint des parties 6a et 6b. LaFIG. 1illustre que, selon les réglages de référence réalisés lorsque la prothèse provisoire 1 est portée par le porteur auquel elle est destinée, le meilleur réglage, illustré sur laFIG. 1, est tel que l’élément de liaison 5 présente un axe longitudinal 50 incliné dans un espace référencé par un repère orthonormé 10 comprenant des directions X, Y et Z. Les directions X, Y et Z sont perpendiculaires deux à deux entre elles et telles qu’un plan défini selon les directions X et Y est horizontal et qu’un plan défini selon les directions X et Z, ou encore selon les directions Y et Z, est vertical. L’ensemble de la prothèse provisoire 1 dans sa position la mieux adaptée au patient, ou à tout le moins considérée comme telle, est référencé et repéré dans l’espace par rapport à un premier point de référence 401 prédéfini du pied artificiel 4 lorsque le pied artificiel est positionné dans une position de référence prédéterminée, par exemple lorsque le pied artificiel 4 est posé sur une surface de référence 101 parallèle à un plan défini selon les directions X et Y (un plan horizontal).

Selon un autre exemple, la fixation distale réglable peut être implémentée sans utiliser de système « pyramide » tel que précédemment décrit, mais grâce à une ou plusieurs liaisons pivot, ou encore une liaison rotule de type quelconque verrouillable en position.

Selon un autre exemple encore, la fixation distale réglable peut être implémentée en utilisant un élément de liaison fait dans un matériau déformable lorsqu’une force supérieure à un seuil prédéterminé lui est appliquée ; par exemple une barre en métal déformable grâce à des outils spécifiques dédiés à la réalisation d’un tel réglage.

Il est à noter que la détermination d’une position de référence prédéterminée, et donc d’un réglage de référence en position relative, les uns par rapport aux autres, de l’agencement de tous les éléments qui composent la prothèse, dépend du type de prothèse et en particulier du type de la partie terminale artificielle 4 à assembler à l’élément de liaison 5. Ainsi, par exemple, une position de référence le long du buste d’un porteur peut être déterminée lorsque la partie terminale artificielle est un bras ; une position de référence par rapport au bras peut être déterminée lorsque la partie terminale artificielle 4 est une main, et ainsi de suite.

En fonction du type de partie terminale artificielle 4 assemblée sur la prothèse, l’élément de liaison 5 peut présenter de nombreuses formes variées de sorte à fournir des caractéristiques structurelles implémentant tout ou partie de fonctions d’épaule, de hanche, de genou, de cheville, par exemple, mais aussi plus généralement pour opérer une liaison solide entre une emboîture adaptée à une portion résiduelle du corps, d’une part, et à un membre artificiel, d’autre part.

LaFIG. 2illustre un positionnement de la prothèse provisoire 1 dans un système de modélisation 400 de la surface intérieure de l’emboîture provisoire 2. Le système 400 comprend un deuxième espace de référence 40 défini par des directions X’, Y’ et Z’ respectivement parallèles aux directions X, Y et Z du premier espace de référence 10, ainsi qu’un support comprenant le point de référence 201. Astucieusement, le point de référence 201 est compris dans un ensemble de fixation distale identique à l’ensemble de fixation distale de la prothèse provisoire 1. Selon l’exemple de réalisation décrit, le point de référence 201 est implémenté par le croisement des axes de réglage d’un ensemble de liaison dit « pyramide » tel que l’ensemble de fixation distale 6 illustré sur laFIG. 3et composé des éléments 6a et 6b. L’utilisation d’une pyramide comme point de référence 201 du système 400 de modélisation de la surface intérieure de l’emboîture provisoire 2 permet avantageusement d’opérer une fixation de l’élément de liaison 5 auquel est fixée l’emboîture provisoire 2 tout en conservant le réglage en position de l’élément de liaison 5 par rapport au référentiel spatial 10 (réglage de référence). En effet, si le découplage de l’élément de fixation 5 et du pied artificiel 4 est réalisé en dévissant seulement deux vis voisines parmi les quatre vis du système pyramide 6, puis qu’un nouveau couplage de l’élément de liaison 5 est opéré sur un élément semblable à l’élément 6a de la fixation distale 6, comprenant le point de référence 201, en resserrant les deux vis précédemment desserrées, le positionnement relatif de l’ensemble composé par l’élément de liaison 5 et de l’emboîture provisoire 2 par rapport au référentiel spatial 10 est conservé. Cela implique bien évidemment que l’élément de pyramide servant de fixation et comprenant le point de repère 201 soit fixé dans l’ensemble de fixation dans une position de sorte que les directions respectives d’orientation des réglages dans le deuxième espace de référence 40 soient parallèles aux directions X, Y et Z de l’espace de référence 10. Bien évidemment, le point de référence pourrait être un autre point de la prothèse provisoire, pour peu qu’il soit possible de définir une position relative entre la position de la prothèse provisoire dans le deuxième espace de référence 40 par rapport au premier espace de référence 10.

Le système de modélisation 400 comprend un dispositif de mesure de distance 42 relié à une unité de contrôle 41 via un lien bidirectionnel de communication 43. Selon un mode de réalisation, le système de mesure de distance 42 est mobile et peut être déplacé selon les directions X’, Y’ et Z’ d’un repère orthonormé (référentiel spatial) 11, dans l’espace de référence 40. Les déplacements du dispositif de mesure de distance 42 dans l’espace de référence 40 peuvent être opérés manuellement ou de façon automatisée. C’est-à-dire que le dispositif de mesure de distance 42 peut être guidé manuellement par un opérateur ou encore guidé selon les directions X’, Y’ et Z’ par des actionneurs, tels que des moteurs pas-à-pas, par exemple, sous contrôle de l’unité de contrôle 41 exécutant des routines logicielles prévues à cet effet, et comprenant une interface utilisateur accessible via l’unité de contrôle 41. Dans tous les cas, le système de modélisation 400 comprend des moyens de détermination de la position précise dans le deuxième espace de référence 40, grâce à un ensemble de capteurs de position. Avantageusement et selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de mesure de distance 42 comprend un bras (ou arbre) rotatif 421 à l’extrémité duquel est fixée une tête de mesure 422 (ces éléments ne sont pas représentés sur laFIG. 4afin d’en accroître la lisibilité). Selon un mode de réalisation, la tête de mesure 422 du dispositif de mesure 42 comprend un module d’émission-réception d’une onde lumineuse configurée pour pouvoir déterminer une distance entre le module d’émission-réception et une enveloppe (interface) positionnée en face de ce dernier, selon une méthode de détermination de « temps de vol ». Selon un exemple de réalisation, l’onde lumineuse est un rayon laser. Une telle configuration permet avantageusement de déterminer une distance entre la tête de mesure et un point de la surface intérieure de l’emboîture provisoire 2, situé en face de la tête de mesure 422, lorsque tout ou partie du bras 421 et la tête de mesure 422 sont insérés dans l’emboîture provisoire 2. Ainsi, grâce au système de modélisation 400, il est possible de déterminer un modèle 44 de représentation de la surface intérieure de l’emboîture provisoire 2 dans l’espace de référence 40, et donc, par voie de conséquence dans l’espace de référence 10, puisque la distance entre les points de référence 401 du pied artificiel 4 de la prothèse provisoire 1 et le point de fixation et de référence 201 est connue, et peut être exprimée en termes de coordonnées selon les directions X, Y et Z de l’espace de référence 10 ou selon les directions X’, Y’ et Z’ de l’espace de référence 40. Sur laFIG. 4, le modèle 3D 44 de représentation dans l’espace de la surface intérieure de l’emboîture provisoire 2 est représenté sur l’écran de l’unité de contrôle 41, à des fins d’illustration complète du système de modélisation 400. Bien évidemment, les informations représentatives de chacun des points de mesure constituant conjointement des points de modélisation de la surface intérieure de l’emboîture, peuvent être enregistrées dans une mémoire de travail de l’unité de contrôle 41 ou encore dans une mémoire externe à l’unité de contrôle 41 et accessible depuis cette dernière. L’unité de contrôle 41 est généralement configuré pour opérer des changements de repères ou d’espaces de références lui permettant de convertir des premières coordonnées d’un ou plusieurs points d’un objet dans un premier repère ou référentiel spatial en deuxièmes coordonnées de ces mêmes points dans un deuxième repère ou référentiel spatial et vice-versa. Il en résulte qu’après une numérisation d’un objet dans un premier repère ou référentiel spatial, l’unité de contrôle peut déterminer des modèles tridimensionnels de pièces de formes complémentaires à positionner dans un autre repère ou référentiel spatial. Bien évidemment, le mode de numérisation décrit ici n’est pas limitatif et d’autres modes de numérisation 3D peuvent être utilisés pour modéliser la surface intérieure ou extérieure d’une emboiture. Par exemple, un scanner manuel 3D de type Einstar (marque déposée) du fournisseur Shining 3D (marque déposée) peut être utilisé lorsque l’emboiture dont la surface intérieure est à numériser est positionnée sur un support de calibration pourvu d’un système de fixation distale semblable à l’ensemble de fixation distale 6, par exemple une platine pourvue d’une pyramide et de repères visuels offrant un espace de référence tridimensionnel (ou référentiel 3D).

LaFIG. 3représente une prothèse finale 1’, dont la fabrication est simplifiée grâce au système d’aide à la fabrication décrit. La prothèse finale 1’ comprend les mêmes éléments que la prothèse provisoire 1 hormis pour ce qui concerne l’emboîture et la fixation proximale 7 remplacée par une fixation proximale finale 7’. Dans la prothèse finale 1’, l’emboîture provisoire 2 est remplacée par une emboîture finale 2’. Les paramètres de fixation, et les réglages des ensembles de fixation distale 6 et proximale 7’ sont toutefois différents de ceux de la fixation distale 6 et proximale 7 implémentés pour la prothèse provisoire 1. LaFIG. 3a vocation à illustrer l’un des intérêts que revêt l’utilisation de la prothèse dite finale 1’ comprenant l’emboîture dite finale 2’. En effet, outre la solidité des matériaux, le poids optimisé, et la robustesse, par exemple, l’assemblage des éléments de la prothèse finale 1’ vise ici à obtenir un positionnement vertical ou sensiblement vertical de l’axe longitudinal 50 de l’élément de fixation 5, ce qui permet, dans l’exemple de prothèse (tibiale) décrit ici, d’opérer une reprise optimisée des efforts mécaniques d’appui en présence au cours de l’utilisation de la prothèse finale 1’ par son porteur. En outre, un ajustement de la forme de l’emboîture finale 2’ au niveau de la fixation proximale 7’, par rapport à la forme de l’emboîture provisoire 2, à proximité de la fixation proximale 7, permet non seulement d’obtenir une capacité de positionnement vertical ou quasi vertical de l’élément de fixation 5 mais aussi d’obtenir un réglage de la fixation distale 6 présentant une course (ou excursion) de réglage équitablement répartie selon deux sens opposés d’une même direction de réglage. En d’autres termes, le réglage de la fixation distale 6 peut être repositionné « au neutre » du fait d’un ajustement de la forme de l’emboîture finale 2’, au niveau et à proximité de la fixation proximale 7’, par rapport à la forme de l’emboîture provisoire 2. Les excursions de réglage de la fixation distale 6, découlant du réglage de référence opéré au cours d’essais réitérés avec le porteur, sont alors compensées par un ajustement de la forme de l’emboîture finale 2’ au niveau de la fixation proximale 7’ et par la configuration de la fixation proximale 7’ qui en découle, considérée dans son ensemble.

Ces caractéristiques de la prothèse finale 1’ comprenant l’emboîture finale 2’, par rapport à la prothèse provisoire 1 comprenant l’emboîture provisoire 2, sont obtenues grâce aux moyens de numérisation qui permettent de fabriquer, par exemple par usinage ou impression 3D, la deuxième emboîture 2’ dite « emboîture finale » à partir du modèle tridimensionnel déterminé (numérisé) éventuellement modifié.

LaFIG. 4est une vue agrandie du modèle tridimensionnel 44 de représentation de la surface intérieure de l’emboîture provisoire 2. Une partie inférieure 44e est représentative de la surface du fond de l’emboîture provisoire 2 (ou partie basse ou inférieure de l’emboîture provisoire 2). Avantageusement, il est possible de définir automatiquement et par modélisation une surface extérieure d’une emboîture à réaliser qui reproduise la surface intérieure de l’emboîture 2. Selon un mode de réalisation, l’unité de contrôle 41 exécute un algorithme de définition d’un volume correspondant à une épaisseur autour de la surface intérieure 44 modélisée et peut déterminer une forme de volume pour répondre à des critères spécifiques ou des contraintes données. Ainsi, l’unité de contrôle 41 définit des surfaces d’appui et de fixation de l’élément de liaison 5 en tenant compte du positionnement de la surface intérieure modélisée par le modèle tridimensionnel 44 par rapport au point de référence 401 du pied artificiel 4. Cela est rendu possible grâce aux différentes références spatiales utilisées et notamment grâce à l’utilisation de la pyramide de fixation pour fixer l’élément de liaison 5 couplé à l’emboîture provisoire 2 dans l’espace de référence 40, avant de numériser la surface intérieure de l’emboîture provisoire 2 au moyen du dispositif de détection 42.

Les surfaces d’appui et de fixation déterminées par l’unité de contrôle 41 peuvent être diverses et dépendent bien évidemment du type de membre artificiel à fixer à l’emboiture. Selon l’exemple de prothèse décrit, l’unité de contrôle 41 permet avantageusement de définir un point de référence P1 de l’espace de référence 10 (déterminés par les directions X, Y et Z) à utiliser pour définir l’endroit de fixation d’une attache 116 de membre artificiel. L’attache 116 est un élément de la fixation proximale de la prothèse tibiale illustrée selon un exemple de réalisation.

Les modifications opérées sur le modèle 3D 44 visant à optimiser le confort du porteur de prothèse et/ou des caractéristiques mécaniques de fixation et de reprises d’efforts, par exemple, peuvent être réalisées automatiquement, à l’aide de modules de calculs dédiés de l’unité de contrôle 41 exécutant des algorithmes adaptés pour ce faire, mais également réalisées sous le contrôle d’un opérateur tel qu’un prothésiste, qui est à même de modifier le modèle tridimensionnel mémorisé en saisissant ou modifiant des paramètres de forme et de position (épaisseurs locales, reliefs, cavités, etc.) de l’emboiture via une interface homme-machine opérant en connexion avec l’unité de contrôle 41. Bien évidemment, la modification d’un modèle tridimensionnel de surface ou de volume d’emboiture de prothèse peut combiner des modifications automatisées et des modifications opérées par saisies ou modifications de paramètres sous contrôle d’un opérateur.

Astucieusement et avantageusement, l’unité de contrôle est en outre utilisée pour définir un dispositif ou système guide de pose, à partir du point P1, du modèle tridimensionnel 44 de la surface intérieure de l’emboiture et de la forme de l’attache 116 dont les dimensions sont prédéterminées. Les termes « guide de pose » désignent ici un guide de pose d’attache de membre pour une emboiture à fabriquer. Il s’agit de positionner l’attache 116, encore appelée ici attache mécanique 116 à un endroit précis (P1, ou un autre point défini en référence avec le point P1), permettant l’optimisation du confort et/ou du fonctionnement mécanique de la prothèse à fabriquer, tel que cela est illustré précédemment en relation avec lesFIG. 1,FIG. 2etFIG. 3.

La prothèse devant être réalisée manuellement par modelage sur un moule positif, l’utilisation d’un dispositif ou système guide de pose permet avantageusement de positionner et de maintenir en position l’attache 116, le temps d’opérer un scellement de l’attache 116 sur une surface positionnée sur le moule positif 110, par exemple par collage, avant que de ne venir apposer de la matière sur le moule positif 110 pour former l’emboiture autour de ce moule positif et au moins partiellement autour de l’attache 116. Les termes « moule positif » désignent ici un moule dont la surface extérieure présente une forme complémentaire ou sensiblement complémentaire à la surface intérieure d’une emboiture de prothèse. Les termes « sensiblement complémentaire » désignent ici une forme complémentaire éventuellement modifiée à la marge pour y apporter des ajustements locaux de nature à améliorer le confort du porteur où une position d’ancrage ou d’attache mécanique d’un élément à une emboiture réalisée à partir du moule.

Il est ainsi avantageusement possible de repositionner la fixation proximale 7’ par rapport à l’axe 50 de l’élément de liaison 5, de sorte à obtenir un assemblage de l’emboîture finale 2’ et de l’élément de liaison 5 qui permette d’obtenir une position la plus verticale possible, ou sensiblement verticale de l’élément de liaison 5, lors du port de la prothèse finale 1’ par un porteur, tout en satisfaisant au mieux aux conditions de confort testées et obtenues pendant la phase préalable d’essais de la prothèse provisoire 1. Il en résulte que la prothèse finale 1’ sera la plus confortable possible, tout en présentant une configuration optimisée de reprise d’efforts mécaniques en cours d’utilisation et tout en offrant des possibilités de réglages bien répartis (excursions sensiblement égales) selon les deux sens d’une même direction pour le réglage de la fixation distale 6.

Cela étant, tous les prothésistes ne disposent pas d’outils automatisés capables d’opérer un usinage ou une impression 3D à partir d’un modèle numérique ou encore capable d’opérer en combinant ces deux techniques, c’est pourquoi le dispositif ou système guide de pose selon l’invention et son utilisation pour la fabrication d’une prothèse, permettent astucieusement et avantageusement aux praticiens prothésistes de fabriquer manuellement une prothèse de membre à partir d’un modèle 3D généré via les outils susmentionnés et en profitant des avantages décrits permettant d’optimiser les caractéristiques de cette prothèse.

LaFIG. 5illustre un système de fabrication par impression 3D configuré pour l’impression en trois dimensions d’un moule positif 110 représentatif de la forme intérieure de l’emboîture finale 2’. Selon un mode de réalisation, ce système comprend une imprimante 3D 45. Le système est constitué de l’unité de contrôle 41, utilisée dans le système de modélisation 400, ou de tout système similaire, dans lequel a été transféré un modèle tridimensionnel dérivé avec ou sans modifications du modèle tridimensionnel 44, relié à l’imprimante 3D 45. Une liaison bidirectionnelle 43 entre l’unité de contrôle 41 et l’imprimante 3D 45 permet le contrôle de l’imprimante 3D 45 par l’unité de contrôle 41 opérant sous contrôle de routines logicielles dédiées à cet effet, pour imprimer en trois dimensions l’ensemble 100 d’aide à la fabrication d’une prothèse à partir du modèle tridimensionnel 44 éventuellement modifié par une ou plusieurs applications dédiées exécutées par l’unité de contrôle 41 (dont un exemple d’architecture est illustré sur laFIG. 10). Selon un mode de réalisation, l’ensemble 100 d’aide à la fabrication d’une prothèse comprend le moule positif 110 ainsi qu’un guide de pose 112 permettant de définir un positionnement précis de l’attache 116, en relation avec le moule positif 110.

Le système d’impression 3D utilisant l’imprimante 3D 45 permet avantageusement d’imprimer le moule positif 110 mais aussi un guide de pose d’attache mécanique, sous contrôle de l’unité de contrôle 41.

En effet, l’unité de contrôle 41 est configurée pour déterminer tout objet ou volume à partir d’un ensemble de points déterminés dans un repère spatial (ou espace de référence) dans lequel est déterminé un ensemble de points représentatifs de la surface intérieure numérisée d’une emboiture.

Selon un exemple de réalisation, le moule positif 110 et le guide de pose 112 sont fabriqués sous la forme de deux objets ou ensembles distincts. Selon un autre exemple de réalisation, le moule positif 110 et le guide de pose sont fabriqués sous la forme d’un objet unique mais qui présente des points de fragilité prédéfinis, encore appelés « parties sécables », ce qui permet de séparer le moule positif 110 d’un ou plusieurs autres éléments formant le guide de pose 112 ou destinés à former le guide de pose 112 après une étape d’assemblage.

Bien évidemment, les modes de fabrication décrits ci-avant ne sont pas limitatifs et d’autres modes de fabrication du moule positif 110 et du guide de pose 112 peuvent être utilisés. A titre d’exemples, le moule positif 110 pourrait être réalisé par des opérations d’usinage (fraisage, par exemple) et le guide de pose 112 pourrait être réalisé par fraisage ou par découpe à l’aide d’un outil de type laser de découpe. Les différents modes de fabrications que sont l’usinage, l’addition de matière ou la découpe laser peuvent bien évidemment être combinés entre eux.

Il est à noter que la surface extérieure du moule positif 110 est très importante dans la mesure où elle sert à définir une surface intérieure d’une emboiture à réaliser que va porter le porteur de la prothèse à fabriquer, à partir d’une numérisation de la surface intérieure d’une emboiture précédente (provisoire ou non), modifiée ou non. Cela n’empêche toutefois pas d’agencer une cavité ou une forme quelconque à l’intérieur du moule positif 110, notamment à des fins de fixation du moule positif 110 sur un support de travail en vue d’y appliquer une matière pour fabriquer une emboiture de prothèse. Plus généralement, l’intérieur du moule positif 110 peut être agencé pour répondre à des contraintes diverses, par exemple pour économiser du matériau ou pour y insérer un ou plusieurs éléments de fixation, pour peu que le moule positif 110 soit suffisamment résistant et pratique pour satisfaire aux conditions de fabrication d’une prothèse utilisant ce moule positif 110.

LaFIG. 6illustre schématiquement et selon une vue en perspective, un ensemble 100 d’aide à la fabrication d’une prothèse comprenant le moule positif 110 et un guide de pose 112.

Selon l’exemple représenté, le moule positif 110 est un élément séparé du guide de pose 112 et un cerclage 114 calibré permet d’opérer un maintien stable en bonne position relative du moule positif 110 et du guide de pose 112, sans aucun mouvement. Le cerclage 114 est d’abord déterminé par l’unité de contrôle 41, sous la forme d’un modèle numérique 3D, à partir d’un modèle numérique 3D du guide de pose 112, lequel modèle numérique 3D du guide de pose 112 est déterminé à partir du modèle numérique 3D du moule positif 110.

Astucieusement, au moins une branche du guide de pose 112 comprend un repère visuel 112n prévu pour coïncider avec un repère visuel 110n du moule positif 110 lorsque le guide de pose 112 est positionné au contact du moule positif 110 ou lorsqu’une branche unique est fixée solidement sur une base commune (un support commun) avec le moule positif 110 qui comprend un repère 11. Selon un mode de réalisation, le guide de pose 112 comprend une pluralité de branches et au moins deux de ces branches comprennent alors un repère visuel 112n prédéterminé et prévu pour coïncider avec un repère visuel 110n qui lui est dédié du moule positif 110. Selon l’exemple de réalisation décrit en relation avec laFIG. 6, un second repère visuel 112n’d’une branche du guide de pose 112 est déterminé pour être positionné en regard d’un second repère visuel 110n’du moule positif 110.

Il est à noter que les termes « repères visuels » désignent ici un repère quelconque pouvant être perçu visuellement. Ainsi, il peut s’agir d’un simple marquage, mais aussi d’une première forme mécanique prédéterminée prévue pour être complémentaire d’une deuxième forme mécanique, de sorte à pouvoir opérer un emboitement de l’une dans l’autre. Par exemple un premier repère peut être une forme mécanique cylindrique (un pion ou un ergot cylindrique) prévue pour être insérée dans un alésage de forme complémentaire. Selon un autre exemple encore, un premier repère peut présenter une forme en saillie carrée prévue pour être insérée dans une cavité de forme carrée, etc. Ainsi, un repère visuel prévu pour coïncider avec un autre repère visuel peuvent être définis comme deux surfaces complémentaires configurées pour réaliser un positionnement relatif précis entre deux pièces ou éléments (ici le guide de pose 112 par rapport au moule positif 110). Les formes complémentaires utilisées peuvent alors être quelconques dès lors que, deux à deux, elles permettent d’opérer un détrompage en position et un positionnement précis du guide de pose 112 par rapport au moule positif 110.

LaFIG. 7illustre schématiquement un positionnement d’une partie 112m du guide de pose 112 configuré pour opérer et opérant comme un support d’attache mécanique d’un membre artificiel de prothèse. Ce support d’attache mécanique opère des fonctions de maintien et de positionnement dans l’espace d’une attache mécanique de membre artificiel. L’ensemble 100 d’aide à la fabrication d’une prothèse, représenté sur laFIG. 7comprend le moule positif 110, le guide de pose 112 et le cerclage 114. Le guide de pose 112 comprend quatre branches 112a, 112b, 112c et 112d, chacune étant agencée globalement en forme de « L » et convergeant vers la partie centrale 112m. Selon un mode de réalisation, la partie centrale 112m comprend un ou plusieurs alésages ou taraudages configurés pour la fixation provisoire de l’attache 116 au guide de pose 112, en référence au point de référence P1 définissant précisément la position et l’orientation de l’attache 116 en combinaison avec la partie centrale 112m du guide de pose 112 dont la forme est déterminée sous contrôle de l’unité de contrôle 41, et modélisation 3D. Un tel agencement permet avantageusement de positionner et de fixer l’attache 116 de membre artificiel au guide de pose 112, dans une position prédéterminée de l’espace de référence (référentiel spatial) utilisé, avant d’opérer un scellement de l’attache 116 sur une surface apposée sur le moule positif 110, préalablement au moulage de l’emboiture de prothèse à fabriquer par un praticien prothésiste ou par un opérateur opérant sous le contrôle d’un prothésiste.

Les étapes de fabrication de l’emboiture décrites ici sont volontairement simplifiées pour accroître la lisibilité de la présente description dans la mesure où elles ne participent pas directement à la compréhension de l’invention. L’homme du métier spécialiste des prothèses saura déterminer quelles sont les prérequis et les étapes de réalisation d’une emboiture à partir d’un moule positif et d’une attache de membre positionnée à un point précis par rapport à ce moule, selon au moins un mode de réalisation et à l’aide d’un guide de pose de l’attache. Ainsi, par exemple, une première poche de matériau PVA ou PVC peut être appliquée (enfilée) par un opérateur sur la surface du moule positif, sur laquelle sera appliquée une couche de fibres réimprégnées, le tout étant ensuite recouvert d’une deuxième poche enfilée sur l’ensemble, l’espace entre les deux poches étant ensuite rempli d’un matériau tel que, par exemple, de la résine. Ainsi, lorsqu’il est indiqué précédemment que l’attache 116 est scellée sur le moule, elle est en réalité positionnée contre le moule, à fleur de celui-ci ou à proximité de celui-ci mais est isolée par la première poche agissant comme une interface isolante. L’attache 116 étant en réalité scellée dans l’emboiture fabriquée sur le moule positif, et à proximité ou contre le moule positif.

LaFIG. 8illustre un exemple de réalisation de l’ensemble 100 d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre, selon lequel le moule positif 110, et le guide de pose 112 sont fabriqués et fournis sous la forme d’éléments séparés. Selon l’exemple de réalisation décrit, le guide de pose 112 est fourni sous la forme de quatre branches 112a, 112b 112c et 112d fournies sous la forme d’éléments séparés. Selon cet exemple de réalisation, les extrémités des branches forment alors la partie centrale 112m du guide de pose 112 lorsqu’elles sont rapprochées l’une de l’autre pendant une opération d’assemblage. Toujours selon cet exemple, l’ensemble comprend l’attache 116, et le cerclage 114, ainsi qu’un ensemble 116s de vis prévues et configurées pour réaliser un positionnement et une fixation de l’attache 116 contre la partie centrale 112m du guide de pose 112, précisément entre la partie centrale 112m et le moule positif 110. Selon l’exemple de réalisation de l’ensemble 110 représenté sur laFIG. 8, les repères visuels permettant d’opérer un bon positionnement relatif du guide de pose et de l’ensemble 100 sont des formes complémentaires permettant d’insérer un pied agencé à la base de chacune des branches du guide de pose dans une cavité de forme complémentaire au pied agencée à la base du moule positif 110.

Avantageusement, lorsque le guide de pose 112 est assemblé contre le moule positif 110 ou à proximité de celui-ci, et positionné selon la position de référence prédéterminée à partir de la modélisation 3D, et que l’attache 116 est fixée à la partie centrale du guide de pose 112, un praticien ou un opérateur peut procéder au scellement de l’attache 116 sur une prothèse fabriquée sur le moule positif 110. Ce scellement peut être réalisé au moyen d’une colle, d’un ciment, ou de tout autre produit, élément, ou ensemble de fixation. Une fois le scellement de l’attache 116 au moule positif 110 réalisé (ou à une enveloppe interface apposée sur le moule positif), le prothésiste ou l’opérateur peut désassembler l’attache 116 du guide de pose 112 et apposer sur le moule positif 110 la matière utilisée pour poursuivre la fabrication de l’emboiture de la prothèse. Cette matière est alors déposée sous la forme d’une couche recouvrant le moule positif 110 et enclavant l’attache 116 destinée à recevoir une extrémité d’un membre artificiel ou un élément intermédiaire de fixation d’un membre artificiel configuré pour être assemblé sur l’attache 116.

Avantageusement, la présentation de l’ensemble 100 sous la forme d’un kit permet notamment de faciliter son transport.

Selon un mode de réalisation, le moule positif 110 et le guide de pose 112 de l’attache 116 sont livrés sous la forme de fichiers numériques comprenant des données respectivement représentatives des formes (ou profils, ou volumes, en référence à un repère orthonormé de référence) de l’un et de l’autre et permettant à un praticien prothésiste ou un opérateur de les fabriquer lui-même avec un équipement programmé à partir de ces fichiers numériques, avant que de ne les utiliser ensuite pour la fabrication d’une prothèse.

Selon un mode de réalisation, le moule positif est livré sous la forme d’un fichier numérique comprenant des données représentatives de sa forme ( ou profil, ou volume en référence à un repère orthonormé de référence) et le guide de pose 112 de l’attache 116 est livré sous la forme d’une fichier numérique comprenant des données établies pour la configuration d’un robot ou d’un bras articulé, selon une position prédéterminée, en référence au repère orthonormé de référence utilisé pour la fabrication du moule positif, permettant,in fine, d’utiliser ce robot ou ce bras articulé, pourvu d’un élément de préhension de l’attache 116, pour servir de guide de pose équivalent au guide de pose fabriqué dans une matière et comprenant une ou plusieurs branches dont l’une au moins porte un repère visuel.

LaFIG. 9est un diagramme illustrant un procédé d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre selon un mode de réalisation, se présentant plus précisément sous la forme d’un procédé d’aide à la fabrication d’une emboiture de prothèse de membre. Une étapeS0est une étape initiale de préparation du procédé d’aide à la fabrication de l’emboiture, au terme de laquelle tous les éléments utilisés sont rendus disponibles pour un prothésiste ou un opérateur travaillant sous le contrôle d’un prothésiste. Ainsi, au terme de l’étape initiale S0, le moule positif 110 a été conçu et fabriqué (par exemple imprimé en 3D ou usiné, ou les deux) à partir du modèle tridimensionnel 44 modifié numériquement sous contrôle de l’unité de contrôle 41. De la même façon, le guide de pose 112 a été conçu automatiquement à partir d’un modèle numérique tridimensionnel du moule positif 110, en déterminant le nombre et les dimensions de la ou des branches du guide de pose 112, ainsi que leur forme précise, à partir notamment du modèle d’attache 116 conçu pour l’occasion ou sélectionné dans un catalogue de pièces d’attache pour prothèses. Ainsi, au terme de l’étape initiale préparatoire S0, le prothésiste ou l’opérateur dispose de l’ensemble 100 d’aide à la fabrication, conçu à partir de la modélisation numérique de l’intérieur d’une prothèse provisoire ou antérieure du porteur, et qui lui a été fourni (par exemple par livraison à son cabinet). Lors d’une étapeS1, le moule positif 100 est alors posé sur un plan ou un socle de référence, permettant d’offrir un positionnement stable et précis dans l’espace, sur lequel le guide de pose 112 peut également prendre appui pour offrir alors un référentiel spatial commun (ou espace de référence commun). Le guide de pose est ensuite positionné le long ou autour du moule positif 110, lors d’une étapeS2, de sorte à faire coïncider le ou les repères visuels agencés d’une part sur le moule positif 110 et d’autre part sur le guide de pose 112. Lors d’une étapeS3, l’attache 116 est positionnée et fixée contre la partie centrale 112m du guide de pose 112, de sorte à placer cette attache entre la partie centrale 112m et le sommet du moule positif 110, à une distance prédéterminée, ou éventuellement de façon tangentielle à fleur de la surface du moule positif 110 ou contre le moule positif. Selon un mode de réalisation, la fixation est réalisée à l’aide d’une vis ou d’un boulon ou encore d’un ensemble de vis ou de boulons. Une étapeS4de scellement de l’attache 116 au moule positif, ou à une enveloppe appliquée sur le moule positif 110, a alors lieu, par exemple en utilisant une colle forte ou un ciment. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend alors, après le scellement de l’attache 116 au moule positif 110, une étape de séchage de la colle ou du ciment, suivie d’une étape de désassemblage de l’attache 116 et de la partie centrale ou terminale du guide de pose 112, par exemple en retirant les vis utilisées le cas échéant. Le moule auquel est alors fixée l’attache 116 est prêt à être enduit de matière qui va sécher pour réaliser une emboiture de prothèse pour laquelle le point d’attache d’un membre artificiel est optimisé, bien que la fabrication de l’emboiture soit ici réalisée manuellement.

Selon une variante, le guide de pose 112 utilisé est un bras articulé ou robot dont la position est programmée pour implémenter le guide de pose 112, c’est-à-dire en faisant coïncider sa position avec la position du moule positif 110 afin de positionner l’attache 116 à l’endroit prédéterminé lorsque l’attache 116 est maintenue par un élément de préhension terminal du bras articulé ou du robot, éventuellement positionnée précisément par un élément opérant alors comme repère visuel de détrompage. Le bras articulé, ou robot, ainsi programmé, opère la même fonction de guide de pose que le guide de pose 112 précédemment décrit. Pour ce faire, une surface de travail S permettant de se conformer à un référentiel spatial unique pour le robot et pour le positionnement du moule positif 110 est utilisée. Dans ce cas, n’importe quel point d’un élément ou outil terminal de préhension de l’attache 116, agencé à l’extrémité du bras articulé ou robot, opère la fonction de repère, visuel ou non, dont la position programmée est déterminée par rapport à un point de référence du moule positif 110 ou à une position de référence du moule positif 110 sur la surface de travail S.

LaFIG. 11illustre un procédé de conception et de fabrication de l’ensemble 100 d’aide à la fabrication d’une emboiture selon un mode de réalisation.

Une étape initialeS0’est une étape initiale de préparation au terme de laquelle l’emboiture provisoire ou une emboiture antérieure 2 a été numérisée à l’aide du système de modélisation tridimensionnelle illustré sur laFIG. 2ou d’un système similaire. Lors d’une étapeS1 ’, l’unité de contrôle 41 détermine un volume tridimensionnel de forme complémentaire à la surface intérieure de l’emboiture 2, en insérant au besoin des modifications ayant vocation à accroitre le confort du porteur et/ou des caractéristiques mécaniques de la prothèse à réaliser (amplitude de mouvement, reprise d’efforts, etc.). En outre le point de référence P1 de positionnement de l’attache 116 est également déterminé par rapport aux réglages préliminaires établis tels que décrits en relation avec laFIG. 1. Ce volume tridimensionnel est alors utilisé par l’unité de contrôle 41 pour déterminer un autre volume de définition du moule positif 110, lors d’une étapeS2 ’. Puis la forme et les dimensions du guide de pose 112 sont déterminées lors d’une étapeS3 ’par l’unité de contrôle 41 à partir du volume modélisé du moule positif 110, du modèle d’attache 116 choisi et éventuellement du matériau choisi pour réaliser l’emboiture de prothèse puisque ce choix a une incidence sur la résistance de l’emboiture et donc sur son épaisseur.

Les dimensions du guide de pose 112 sont calculées en fonction des dimensions du moule positif 110, des dimensions de l’attache 116 choisie et de l’épaisseur recherchée de l’emboiture, laquelle dépend de caractéristiques mécaniques recherchées. Enfin, le moule positif 110 et le guide de pose sont fabriqués, lors d’une étapeS4 ’par une imprimante 3D, ou une machine d’usinage ou encore via une combinaison d’usinage et de fabrication additive grâce à une ou plusieurs machines dédiées.

L’utilisation de l’ensemble 100 d’aide à la fabrication d’une prothèse dans un procédé de fabrication tel que celui décrit en relation avec laFIG. 9permet avantageusement d’obtenir un alignement et un positionnement très précis de l’attache du membre artificiel. L’impression 3D de la forme intérieure de la prothèse définie ici comme le moule positif 110 et du guide de pose 112 simplifie grandement le processus de fabrication qui en est alors accéléré. En outre, le système peut être modifié aisément pour s’adapter à diverses configurations de prothèses.

LaFIG. 10illustre schématiquement un exemple d’architecture interne de l’unité de contrôle 41. Considérons à titre illustratif que laFIG. 10illustre un agencement interne de l’unité de contrôle 41. Il est à noter que l’architecture représentée pourrait également être utilisée comme architecture interne des systèmes internes du dispositif de mesure de distance 42 ou comme architecture interne du dispositif d’impression 3D 45. Selon l’exemple d’architecture matérielle représenté à laFIG. 10, l’unité de contrôle 41 comprend alors, reliés par un bus de communication 419 : un processeur ou CPU (« Central Processing Unit » en anglais) 411 ; une mémoire vive RAM (« Random Access Memory » en anglais) 412 ; une mémoire morte ROM (« Read Only Memory » en anglais) 413 ; une unité de stockage telle qu’un disque dur (ou un lecteur de support de stockage, tel qu’un lecteur de cartes SD (« Secure Digital » en anglais) 414 ; au moins une interface de communication 415 permettant à l’unité de contrôle 41 de communiquer avec d’autres dispositifs auxquels elle est reliée, tels que le dispositif de mesure de distance 42 ou encore le dispositif d’impression 3D 45 ou encore des dispositifs internes tels qu’un écran, un clavier, etc.

Selon un mode de réalisation, l’interface de communication 415 est également configurée pour le contrôle d’une interface utilisateur configurée pour la supervision des opérations de fabrication d’une emboîture finale à l’aide du système 400 et selon le procédé décrit et ses variantes décrites.

Le processeur 411 est capable d’exécuter des instructions chargées dans la RAM 412 à partir de la ROM 413, d’une mémoire externe (non représentée), d’un support de stockage (tel qu’une carte SD), ou d’un réseau de communication. Lorsque l’unité de contrôle 41 est mise sous tension, le processeur 411 est capable de lire de la RAM 412 des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d’ordinateur causant la mise en œuvre, par le processeur 411, de tout ou partie d’un procédé décrit en relation avec laFIG. 11ou des variantes décrites de ce procédé.

Tout ou partie des procédés décrits en relation avec laFIG. 11ou leurs variantes décrites peut être implémenté sous forme logicielle par exécution d’un ensemble d’instructions par une machine programmable, par exemple un DSP (« Digital Signal Processor » en anglais) ou un microcontrôleur, ou être implémenté sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, par exemple un FPGA (« Field-Programmable Gate Array » en anglais) ou un ASIC (« Application-Specific Integrated Circuit » en anglais). En général, l’unité de contrôle 41 comprend de la circuiterie électronique configurée pour mettre en œuvre les procédés décrits en relation avec lui-même. Bien évidemment, l’unité de contrôle 41 comprend en outre tous les éléments usuellement présents dans un système comprenant un cœur numérique opérant des fonctions d’unité de contrôle et ses périphériques, tels que, un circuit d’alimentation, un circuit de supervision d’alimentation, un ou plusieurs circuits d’horloge, un circuit de remise à zéro, des ports d’entrées-sorties, des entrées d’interruptions, des drivers de bus, cette liste étant non exhaustive.

Selon une variante de réalisation illustrée sur laFIG. 12, l’ensemble 100 d’aide à la fabrication d’une prothèse comprend un moule positif 110 présentant une surface de forme complémentaire ou sensiblement complémentaire à une surface intérieure d’une emboiture de prothèse de membre et présentant au moins un premier repère visuel 110n permettant d’opérer un positionnement précis et de référence du moule positif 110 par rapport à une surface de travail S de référence sur laquelle est positionné et maintenu le moule positif 110, et le guide de pose 112 est un bras articulé, par exemple un bras d’un robot formant une branche 112a, positionnée dans l’espace en référence à ladite surface de travail S, et dont un actuateur opère, dans une position programmée, un deuxième repère 112n destiné à coïncider avec une position déterminée du moule positif 110 établie en référence audit premier repère visuel 110n, le bras du robot formant la branche 112a du guide de pose 112 portant en outre un élément de maintien et de positionnement 112m dans l’espace d’une attache mécanique 116 configurée pour permettre la fixation d’un membre artificiel sur une surface d’une matière appliquée sur le moule positif 110 afin de former une emboiture de la prothèse de membre. Selon l’exemple de réalisation décrit, un repère visuel SA et un support de moule positif 110g sont utilisés pour définir une position de référence du moule positif 110 sur la surface de travail S. Selon un mode de réalisation illustré à titre d’exemple non limitatif, l’élément 110g est un axe vertical de maintien inséré dans une cavité ou un usinage du moule positif 110, et les repères 110n et SA servent à orienter correctement le moule positif 100 autour de l’axe vertical défini par l’élément 110g. Cela permet de déterminer une position de référence du moule positif 110, déterminée à partir d’une modélisation 3D dans un référentiel spatial. Selon ce même exemple de réalisation, le repère 112n sert à positionner normalement l’attache 116 dans un actuateur préhenseur du bras articulé (par exemple une tige destinée à être insérée dans un alésage de l’attache 116). Bien évidemment cet exemple n’est pas limitatif et le repère 112n peut être n’importe quel élément participant à la fonction de préhension de l’attache 116 par le bras articulé ou robot 112 de nature à déterminer une position relative de l’attache 116 et du moule positif 110 pour opérer une pose de l’attache sur la prothèse à réaliser sur le moule positif.

L’invention ne se limite pas aux seuls exemples et modes de réalisation décrits, mais plus généralement à tout ensemble d’aide à la fabrication manuelle d’une prothèse à partir d’un moule positif utilisant un guide de pose d’une attache d’un membre artificiel, le guide de pose étant conçu puis fabriqué à partir d’une modélisation 3D de la surface intérieure d’une emboiture ou étant un robot programmé à partir de cette modélisation 3D, ainsi qu’à tout procédé de fabrication utilisant un moule positif ainsi qu’une tel guide de pose pour poser une telle attache.

Claims (12)

1. Ensemble (100) d’aide à la fabrication d’une prothèse (1’) de membre, ledit ensemble comprenant :

   • un moule positif (110) présentant une surface de forme complémentaire ou sensiblement complémentaire à une surface intérieure d’une première emboiture (2) de prothèse (1) de membre et présentant au moins un premier repère, visuel, (110n),
   • un guide de pose (112) comprenant au moins une branche (112a) et dont une extrémité présente un deuxième repère (112n) destiné à coïncider avec ledit premier repère, visuel (110n), ou avec une position dudit moule positif (110) établie en référence audit premier repère, visuel (110n), ladite branche (112a) dudit guide (112) portant en outre un élément de maintien et de positionnement dans l’espace (112m) d’une attache mécanique (116) configurée pour permettre la fixation d’un membre artificiel (3) sur une surface d’une matière appliquée sur ledit moule positif (110) afin de former une deuxième emboiture de ladite prothèse de membre.
2. Ensemble (100) d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre selon la revendication 1, ledit ensemble comprenant au moins quatre branches (112a, 112b, 112c, 112d) entre lesquelles est agencé ledit élément de maintien et de positionnement (112s) et dont une ou plusieurs extrémités de branches (112a, 112b, 112c, 112d) présentent ledit élément de maintien et de positionnement (112s), et le deuxième repère (112n) étant un repère visuel.
3. Ensemble (100) d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre selon l’une des revendications 1 et 2, comprenant en outre un cerclage (114) configuré pour maintenir en position et stabiliser ledit guide (112) contre ledit moule positif (110).
4. Procédé de fabrication d’une prothèse de membre (1’), le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend une utilisation d’un ensemble (100) d’aide à la fabrication d’une prothèse de membre (1’) selon l’une des revendications 1 à 3 et en ce qu’il comprend les étapes :

   • poser (S1) ledit moule positif (110) dudit ensemble (100) sur une surface de référence,
   • positionner (S2) le guide de pose (112) dudit ensemble (100) de sorte que la partie dudit moule (110) présentant ledit premier repère, visuel (110n), soit au contact de la partie dudit guide (112) présentant ledit deuxième repère, visuel (112n), lesdits premier (110n) et deuxième (112n) repères visuels (110n, 112n) étant agencés en regard l’un de l’autre ou coïncidant l’un avec l’autre,
   • assembler (S3) une attache (116) sur ledit élément de maintien et de positionnement (112s) dans l’espace dudit guide de pose (112),
   • opérer un scellement (S4) de ladite attache (116) et d’une surface ou enveloppe dudit moule positif agencée en regard de ladite attache (116).
5. Procédé de fabrication d’une prothèse de membre (1’) selon la revendication 4, comprenant en outre le dépôt d’une couche de matière autour dudit moule positif (110), la matière déposée venant sceller ladite attache (116) sur ledit moule positif (110) pour former ladite deuxième emboiture (2’) de prothèse (1’) munie d’une attache (116) configurée pour la fixation d’un membre artificiel (3).
6. Procédé de fabrication d’une prothèse de membre (1’) selon l’une des revendications 4 et 5, le procédé comprenant en outre une étape préalable de fabrication par impression 3D, usinage ou découpage laser dudit moule positif (110) à partir d’un modèle numérique 3D obtenu en modélisant une surface intérieure de ladite première emboiture (2) de prothèse (1).
7. Procédé de fabrication d’une prothèse (1’) de membre selon l’une des revendications 4 et 5, le procédé comprenant en outre une fabrication préalable par impression 3D, usinage ou découpe au laser dudit guide de pose (112) à partir d’un modèle numérique 3D (44) obtenu en modélisant une surface intérieure de ladite première emboiture de prothèse (2).
8. Procédé de fabrication d’une prothèse de membre selon l’une des revendications 4 et 5, le procédé comprenant en outre une fabrication préalable par impression 3D, usinage ou découpage au laser dudit moule positif (110) et dudit guide de pose (112) à partir d’un modèle numérique 3D obtenu en modélisant une surface intérieure de ladite première emboiture (2) de prothèse (1), lesdits moule positif (110) et guide de pose (112) étant fabriqués dans un même élément et étant séparables au moyen de prédécoupes ou de parties sécables.
9. Procédé de fabrication d’un ensemble (100) d’aide à la fabrication selon l’une des revendications 1 à 3, ledit procédé comprenant des étapes de :

   • obtention d’un premier modèle numérique 3D (44), représentatif de la surface intérieure de ladite première emboiture (2), par numérisation de la surface intérieure de ladite première emboiture (2), en référence à un référentiel spatial (10) comprenant au moins un point de référence (P1),
   • détermination d’un deuxième modèle numérique 3D, représentatif de la forme dudit moule positif (110) de ladite seconde emboiture (2’), à partir du premier modèle numérique 3D (44),
   • détermination d’un troisième modèle numérique 3D, représentatif de la forme dudit guide de pose (112), à partir du deuxième modèle numérique 3D, et,
   • fabrication par impression 3D, découpage au laser ou usinage, du moule positif (110) ou dudit guide de pose (112).
10. Procédé de fabrication d’un ensemble (100) d’aide à la fabrication selon l’une des revendications 1 à 3, ledit procédé comprenant en outre une étape de détermination d’un quatrième modèle numérique 3D, représentatif de la forme dudit cerclage (114).
11. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de codes de programme pour exécuter les étapes du procédé selon l’une des revendications 9 et 10 lorsque ledit programme est exécuté par un processeur.
12. Support de stockage d’informations comprenant un produit programme d’ordinateur selon la revendication 11.