FR2885518A1 - Manufacturing procedure for external medical component such as amputated limb cover is made from different materials according to hardness of different zones - Google Patents

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Abstract

The external component, designed to make contact with a patient's skin covering part of the body, e.g. following amputation, is made from different materials and based on digital data on the three- dimensional shape of the surface concerned and the hardness or softness of different areas. The data is obtained by means of magnetic nuclear resonance (MNR) or X-ray scans, providing an three-dimensional image of the area to be covered and the relative hardness of different zones, and is used to produce a mould.

Description

La présente invention se rapporte au domaine de l'appareillage deThe present invention relates to the field of the apparatus of

l'appareil locomoteur, notamment la fabrication de dispositifs médicaux externes destinés à appareiller une partie du corps d'un patient, y compris les membres supérieurs et inférieurs, ainsi que le tronc ou le cou. Elle est  the musculoskeletal system, in particular the manufacture of external medical devices intended for fitting a part of the body of a patient, including the upper and lower limbs, as well as the trunk or the neck. She is

notamment relative à la fabrication d'orthèses ainsi que d'emboîtures de prothèses externes pour amputation de membres supérieurs ou inférieurs. Elle concerne aussi la fabrication de la prothèse externe complète, par exemple certaines prothèses esthétiques d'une main ou d'un doigt.  in particular relating to the manufacture of orthoses as well as prosthetic external prostheses for amputation of upper or lower limbs. It also relates to the manufacture of the complete external prosthesis, for example certain aesthetic prostheses of a hand or a finger.

Les prothèses externes remplacent la partie de l'appareil locomoteur qui a été amputée, soit dans un but purement esthétique, soit avec un objectif fonctionnel, la prothèse devant alors permettre de restaurer au moins une partie de la fonction perdue (préhension ou marche) .  The external prostheses replace the part of the musculoskeletal system that has been amputated, either for a purely aesthetic purpose or with a functional objective, the prosthesis then having to restore at least part of the lost function (grasping or walking).

Les orthèses sont destinées à assister une partie de l'appareil locomoteur. Il existe différents types d'orthèses en fonction de leur utilisation. Il existe ainsi des orthèses destinées à prévenir ou corriger une déformation (corset de scoliose, orthèse de postures, etc...) , des orthèses destinées à aider la fonction du segment de membre (orthèse d'opposition du pouce, orthèse pour paralysie radiale, attelle cruropédieuse avec genou verrouillé pour paralysie du quadriceps, etc....) , des orthèses destinées à la mise au repos d'une articulation (orthèse de repos du poignet et de la main dans la PR, etc..) ou encore des orthèses destinées à l'immobilisation d'un membre (fracture, luxation etc. ..).  Orthotics are intended to assist a part of the musculoskeletal system. There are different types of orthoses depending on their use. There are thus orthoses intended to prevent or correct a deformation (scoliosis corset, orthosis of postures, etc ...), orthoses intended to help the function of the limb segment (orthosis of opposition of the thumb, orthosis for radial paralysis , croupespédieuse splint with locked knee for paralysis of the quadriceps, etc ....), orthoses for the resting of a joint (orthosis of rest of the wrist and hand in the PR, etc. ..) or orthotics for the immobilization of a limb (fracture, luxation, etc.).

Les emboîtures de prothèses externes et les orthèses doivent être parfaitement adaptées au moignon ou à la partie de l'appareil locomoteur sur laquelle elles agissent. Les contraintes entre cet appareillage et le segment de membre ou le tronc doivent être parfaitement maîtrisées et orientées afin d'assurer l'efficacité de l'appareillage et sa parfaite tolérance. Ces contraintes sont volontaires dans le cas des orthèses correctrices (corsets, minerve, orthèse de postures) ou liées à la fonction de pression entre le moignon et l'emboîture, par exemple au cours de la marche. Elles doivent pouvoir être supprimées si nécessaire au niveau de zones douloureuses ou de zones présentant des lésions cutanées diverses.  The external prosthesis sockets and orthoses must be perfectly adapted to the stump or part of the musculoskeletal system on which they act. The constraints between this apparatus and the limb segment or the trunk must be perfectly controlled and oriented to ensure the efficiency of the equipment and its perfect tolerance. These constraints are voluntary in the case of corrective orthoses (corsets, neck brace, orthosis of postures) or related to the pressure function between the stump and the socket, for example during walking. They should be able to be removed if necessary in painful areas or areas with various skin lesions.

L'appareillage doit donc s'adapter à la géométrie de la partie de l'appareil locomoteur intéressée et évoluer en fonction des variations de cette géométrie (oedème initial du moignon, hématome d'un avant-bras et posture en extension du coude, pansement d'un segment de membre ou d'un moignon, etc..). Il sera donc corrigé, voire refait, aussi souvent que nécessaire. Lorsque cette géométrie sera stabilisée, le renouvellement de l'appareillage sera plus espacé, un tel renouvellement de l'appareillage étant décidé du fait du vieillissement de ce dernier, ou encore du fait de sa désadaptation provoquée par la croissance de la partie du corps appareillée ou par une prise ou une perte de poids du patient.  The apparatus must therefore adapt to the geometry of the part of the locomotor apparatus concerned and evolve according to the variations of this geometry (initial edema of the stump, hematoma of a forearm and posture in extension of the elbow, dressing of a limb segment or a stump, etc.). It will be corrected, or redone, as often as necessary. When this geometry is stabilized, the renewal of the apparatus will be more spaced, such renewal of the apparatus being decided because of the aging of the latter, or because of its mismatch caused by the growth of the body part paired or by taking or losing weight of the patient.

Un dispositif médical externe du type prothèse externe pour amputation est toujours constitué des éléments suivants: 1. une emboîture qui constitue la jonction entre le moignon et la prothèse proprement dite. L'emboîture comprend la surface de contact de la prothèse externe qui est destinée à être en contact avec la partie du corps à appareiller, à savoir ici la surface de peau recouvrant l'extrémité du moignon. L'emboîture permet, d'une part, la suspension de la prothèse et, d'autre part, en particulier pour les amputations de membres inférieurs, l'orientation des pressions sur le moignon au cours de la marche. Du fait que le moignon n'est pas adapté pour subir de telles contraintes de pressions, de dépressions et de cisaillements, l'interface entre le moignon et l'emboîture constitue le point faible de l'appareillage de l'amputé ; 2. des articulations prothétiques intermédiaires, dont le nombre varie avec le niveau d'amputation; 3. un tube reproduisant les segments de membre.  An external medical device of the external prosthesis type for amputation always consists of the following elements: 1. a socket which constitutes the junction between the stump and the prosthesis itself. The socket comprises the contact surface of the external prosthesis which is intended to be in contact with the part of the body to be paired, namely here the skin surface covering the end of the stump. The socket allows, on the one hand, the suspension of the prosthesis and, on the other hand, in particular for amputations of lower limbs, the orientation of the pressures on the stump during walking. Because the stump is not adapted to withstand such stresses of pressures, depressions and shears, the interface between the stump and the socket is the weak point of the amputee equipment; 2. intermediate prosthetic joints, the number of which varies with the level of amputation; 3. a tube reproducing the limb segments.

4. un dispositif de réglage d'alignement pour les prothèses de membres inférieurs; et 5. un effecteur terminal: pied ou main prothétique.  4. an alignment adjustment device for lower limb prostheses; and 5. an end effector: foot or prosthetic hand.

Les prothèses externes constituent donc un système mécanique d'autant plus complexe que le niveau d'amputation est proximal, multipliant alors les articulations qui n'ont pas de commande interne propre. La commande de ce système est réalisée par le segment de membre restant par l'intermédiaire de l'emboîture.  External prostheses therefore constitute a mechanical system that is all the more complex as the level of amputation is proximal, thus multiplying joints that do not have their own internal control. Control of this system is performed by the remaining limb segment through the socket.

Parmi les éléments constitutifs d'une prothèse externe, seule l'emboîture est fabriquée de façon artisanale par les orthoprotésistes. Les autres éléments sont fabriqués industriellement. Comme indiqué précédemment, l'emboîture constitue l'élément de la prothèse, siège de la plupart des difficultés d'appareillage, dans la fabrication duquel de nombreux problèmes techniques sont rencontrés.  Of the components of an external prosthesis, only the socket is handcrafted by orthoprotésistes. The other elements are manufactured industrially. As indicated above, the socket is the element of the prosthesis, seat of most of the difficulties of fitting, in the manufacture of which many technical problems are encountered.

Classiquement, l'emboîture est fabriquée selon les étapes suivantes: 1) réalisation d'un négatif plâtré du moignon avec des bandes de plâtre.  Conventionally, the socket is manufactured according to the following steps: 1) realization of a plaster negative of the stump with strips of plaster.

C'est au cours de cette phase que le moulage est éventuellement orienté pour marquer les zones d'appui; puis 2) réalisation d'un positif plâtré en coulant du plâtre dans le négatif; puis 3) retouche manuelle du positif plâtré par le prothésiste en fonction des mesures de circonférences du moignon; et enfin 4) fabrication de l'emboîture, en coulant la résine ou en emboutissant un matériau thermoformable sur le positif plâtré.  It is during this phase that the molding is optionally oriented to mark the bearing areas; then 2) realization of a plastered positive by casting plaster in the negative; then 3) manual retouching of the positive plastered by the prosthetist according to the measurements of circumferences of the stump; and finally 4) manufacture of the socket, casting the resin or stamping a thermoformable material on the plastered positive.

Les techniques actuelles de conception assistée par ordinateur (CAOCFAO) permettent de supprimer le recours au plâtre pour la réalisation des premières étapes, comme cela est illustré ci-dessous: 1. Le moignon peut être numérisé par différentes techniques: - numérisation par un stylet à l'intérieur d'un négatif plâtré du moignon, -numérisation directe du moignon par système optique, - numérisation d'une forme de moignon à partir de la mesure des circonférences du moignon et d'une banque de données de formes de moignon; 2. La retouche du moignon par le prothésiste peut être réalisée à l'aide d'un logiciel de CAO (orientation de l'appui vers certaines zones, décharge au niveau des zones sensibles, etc..).  The current techniques of computer-aided design (CAOCFAO) make it possible to eliminate the use of plaster for the realization of the first steps, as is illustrated below: 1. The stump can be digitized by different techniques: - digitization by a stylet to the interior of a plaster negative of the stump, direct digitization of the stump by optical system, digitization of a stump form from the measurement of the circumferences of the stump and a database of stump forms; 2. Retouching of the stump by the prosthetist can be performed using a CAD software (orientation of the support to certain areas, discharge at the sensitive areas, etc. ..).

3. Le positif retouché peut être fabriqué par une fraiseuse numérique, à partir du fichier informatique généré par un logiciel de CAO, puis une résine est ensuite coulée sur le positif comme dans la technique classique, comme dans les techniques manuelles conventionnelles.  3. The retouched positive can be manufactured by a digital milling machine, from the computer file generated by a CAD software, then a resin is then cast on the positive as in the conventional technique, as in conventional manual techniques.

Comme on le voit, si la forme globale et les principes de tel ou tel système appareillage médical externe, au niveau des appuis ou du mode de suspension, sont toujours les mêmes, la forme précise de la partie de l'appareillage en contact avec la partie du corps appareillée, les décharges nécessaires et l'orientation précise des appuis varient d'un patient à l'autre selon la géométrie spécifique de la partie du corps qui doit être appareillée.  As can be seen, if the overall shape and the principles of this or that external medical device system, at the level of the supports or the suspension mode, are always the same, the precise shape of the part of the equipment in contact with the part of the paired body, the necessary discharges and the precise orientation of the supports vary from one patient to another according to the specific geometry of the part of the body to be paired.

Par exemple, lorsque la partie du corps à appareiller consiste en un moignon d'un membre supérieur ou inférieur, la forme précise de la partie de l'appareillage, ici appelée emboîture, qui est en contact avec la partie du corps appareillée, peut posséder une forme conique, cylindrique, cylindro-conique ou en battant de cloche, selon le matelassage du moignon, c'est-à-dire la quantité de partie molle autour des os, selon l'existence ou non de douleurs localisées liées à une lésion cutanée, un névrome, une exostose, selon la fragilité de la peau à tel ou tel endroit du moignon liée à une cicatrice défectueuse en rapport avec l'étiologie de l'amputation (brûlure, gelure, purpura fulminans, traumatique, cicatrice de pontage dans les origines vasculaires, etc...).  For example, when the part of the body to be paired consists of a stump of an upper or lower limb, the precise shape of the part of the apparatus, here called a socket, which is in contact with the part of the paired body, may have a conical, cylindrical, cylindro-conical or bell-shaped shape, depending on the cushioning of the stump, that is to say the amount of soft part around the bones, according to the existence or not of localized pain related to a lesion dermal, neuroma, exostosis, depending on the fragility of the skin at a particular site of the stump related to a defective scar related to the etiology of the amputation (burn, frostbite, purpura fulminans, traumatic, bridging scar in vascular origins, etc ...).

Sur le plan de l'évaluation, il n'existe que peu de techniques d'évaluation des contraintes au niveau de l'interface entre la surface de contact de l'appareillage médical et la partie du corps appareillée. Seul l'enregistrement de la composante normale de la pression à certains endroits limités de ladite partie du corps, par exemple du moignon, est actuellement possible.  In terms of evaluation, there are few constraint evaluation techniques at the interface between the contact surface of the medical equipment and the body part. Only the recording of the normal component of the pressure at certain limited locations of said body part, for example of the stump, is currently possible.

Ces dispositifs médicaux externes, de maintien d'une partie du corps ou de substitution totale ou partielle d'un membre, sont réalisés le plus souvent en matériaux thermoformables (polypropylène, polyéthylène ou Plexiglas ) par emboutissage sur un positif plâtré du membre concerné. Les articulations externes de ces dispositifs sont fabriquées industriellement. La précision de la fabrication, la nécessité d'appui, de contre-appui et de décharge rejoignent celles des surfaces de contact avec la partie du corps appareillée.  These external medical devices, for maintaining a body part or for total or partial substitution of a limb, are most often made of thermoformable materials (polypropylene, polyethylene or Plexiglas) by stamping on a plastered positive limb. The external joints of these devices are manufactured industrially. The precision of manufacture, the need for support, counter-support and discharge meet those of the contact surfaces with the part of the paired body.

Dans tous les cas, pour définir la forme finale de la géométrie de surface de contact du dispositif médical externe, par exemple une emboîture de prothèse externe, avec la partie du corps à appareiller, l'ortho-prothésiste doit tenir compte de la nécessité d'établir à la fois des zones d'appui, des zones de contre-appui et des zones de contact sans appui, particulièrement en respectant les zones sensibles de ladite partie du corps, par exemple du moignon. La géométrie de cette surface ne se restreint pas à la reproduction fidèle de la morphologie externe de ladite partie du corps, par exemple du moignon. En effet, toute partie du corps, y compris un moignon de membre supérieur ou inférieur, comprend des parties dures avec la présence sous-jacente d'un os, les parties restantes du moignon consistant en les parties molles . C'est à partir de la localisation des parties respectivement dures et molles du moignon qu'est définie la forme géométrique finale de la surface de l'emboîture, par l'ortho-prothésiste.  In any case, to define the final shape of the contact surface geometry of the external medical device, for example an external prosthetic socket, with the part of the body to be paired, the ortho-prosthetist must take into account the need for establishing both support zones, counter-support zones and unsupported contact zones, particularly by respecting the sensitive areas of said body part, for example of the stump. The geometry of this surface is not limited to the faithful reproduction of the external morphology of said body part, for example the stump. Indeed, any part of the body, including an upper or lower limb stump, includes hard parts with the underlying presence of a bone, the remaining portions of the stump consisting of the soft parts. It is from the location of the respectively hard and soft parts of the stump that the final geometrical shape of the surface of the socket is defined by the ortho-prosthetist.

Par exemple, pour la réalisation de dispositifs médicaux externes consistant en des emboîtures de type contact ou ICEROSS, on définit des zones d'appui, des zones de contre-appui et des zones de contact.  For example, for the production of external medical devices consisting of contact or ICEROSS type sockets, support zones, counter-support zones and contact zones are defined.

Les zones d'appui se situent à la partie antérieure du moignon. Ce sont, en premier lieu, le tendon rotulien, la partie sous-jacente aux plateaux tibiaux de chaque côté de la tubérosité antérieure du tibia, les zones antérointerne et antéro-externe du tibia, de chaque côté de l'arrête tibiale. Pour la forme finale de la géométrie de l'emboîture, des zones de stabilisation latérales doivent être ménagées sous le plateau tibial interne et, à l'opposé, dans la région comprise entre la tête et l'extrémité distales du péroné, lorsque cela est possible.  The bearing areas are located at the anterior part of the stump. These are, in the first place, the patellar tendon, the part underlying the tibial plateau on each side of the anterior tuberosity of the tibia, the anterolateral and antero-external zones of the tibia, on each side of the tibial stop. For the final shape of the socket geometry, lateral stabilization zones must be provided under the internal tibial plateau and, in contrast, in the region between the distal head and the distal end of the fibula, when this is possible.

Les zones de contre-appui se situent sur la surface postérieure du moignon, avec un appui majeur dans le creux poplité sensiblement au niveau de l'interligne articulaire. Pour définir les zones de contre- appui, on évite autant que possible les tendons et les ischiojambiers.  The counter-support zones are located on the posterior surface of the stump, with a major support in the popliteal hollow substantially at the level of the joint space. To define the counter-support zones, the tendons and hamstrings are avoided as much as possible.

Les zones de contact sont constituées par l'ensemble de la surface du moignon, y compris son extrémité. Lors de la fabrication de la prothèse ou de l'orthèse externe complète, on doit s'assurer que la partie distale du manchon épouse exactement la forme du moignon, en assurant un contact parfait avec ce dernier.  The contact areas are constituted by the entire surface of the stump, including its end. When making the complete prosthesis or external orthosis, it must be ensured that the distal part of the sleeve conforms exactly to the shape of the stump, ensuring perfect contact with the stump.

Enfin, les zones sensibles sont généralement situées au niveau de la tête du péroné et des extrémités distales du tibia et du péroné. En général, il existe des points sensibles qui sont spécifiques au patient amputé considéré.  Finally, the sensitive areas are generally located at the level of the head of the fibula and the distal ends of the tibia and fibula. In general, there are sensitive points that are specific to the amputated patient considered.

Comme on le voit, la fabrication d'un dispositif médical externe, par exemple la fabrication d'une emboîture de prothèse ou d'orthèse externe, doit tenir compte de nombreux paramètres liés aux contraintes mécaniques engendrées par le poids supporté par l'appareillage, que ce soit en position statique ou lors des mouvements, notamment des mouvements de marche.  As can be seen, the manufacture of an external medical device, for example the manufacture of a socket prosthesis or external orthosis, must take into account many parameters related to mechanical stresses generated by the weight supported by the equipment, whether in static position or during movements, including walking movements.

Il existe un besoin dans l'état de la technique pour des procédés de fabrication d'emboîture de prothèses ou d'orthèses externes qui permettent une meilleure précision dans la définition de la géométrie de la partie de l'emboîture destinée à être en contact avec le moignon, afin d'accroître encore le confort pour le patient.  There is a need in the state of the art for socket fabrication processes of external prostheses or orthoses which allow a better accuracy in the definition of the geometry of the portion of the socket intended to be in contact with the stump, to further increase comfort for the patient.

Selon l'invention, il est fourni un tel procédé de fabrication d'un dispositif médical externe destiné à appareiller une partie du corps, par exemple du type emboîture de prothèse externe ou d'orthèse.  According to the invention, there is provided such a method of manufacturing an external medical device for fitting a body part, for example of the type of external prosthesis socket or orthosis.

Le demandeur s'est attaché à mettre au point un procédé de fabrication de prothèse ou d'orthèse externe comprenant des étapes d'évaluation précise des contraintes mécaniques qui seront subies par la partie du corps du patient à appareiller, puis des étapes d'affinement de la géométrie de la surface de contact du futur dispositif médical externe, à partir des données de contraintes mécaniques normales et tangentielles qui ont été préalablement calculées.  The applicant has endeavored to develop a method of manufacturing prosthesis or external orthosis comprising steps of precise evaluation of the mechanical stresses that will be experienced by the part of the body of the patient to be paired, then stages of refinement the geometry of the contact surface of the future external medical device, from the normal and tangential mechanical stress data that have been previously calculated.

Le procédé de fabrication d'un dispositif médical externe, par exemple d'une emboîture de prothèse externe ou d'orthèse, qui a été mis au point par le demandeur comprend une étape préalable de numérisation de la partie du corps qui doit être appareillée, c'est-à-dire une étape de numérisation de la géométrie externe ainsi que de la géométrie des parties internes de ladite partie du corps, tels que les os et les muscles, puis une étape de détermination grossière du contour de la surface de contact dudit dispositif avec ladite partie du corps. L'étape de numérisation est suivie d'une étape d'évaluation des contraintes mécaniques susceptibles d'être subies par la partie du corps en contact avec le dispositif médical externe, notamment lors de phases statiques et de mouvement. L'étape d'évaluation des contraintes mécaniques est suivie d'une étape de correction, partiellement ou totalement automatisée, du contour de la surface de contact dudit dispositif définie initialement, jusqu'à optimisation complète de la répartition des contraintes mécaniques normales et tangentielles entre ladite partie du corps et la surface de contact dudit dispositif médical externe.  The method of manufacturing an external medical device, for example an external prosthesis socket or orthosis, which was developed by the applicant comprises a prior step of digitizing the part of the body to be paired, that is to say a step of digitizing the external geometry as well as the geometry of the internal parts of said part of the body, such as the bones and the muscles, then a step of rough determination of the contour of the contact surface said device with said body part. The scanning step is followed by a step of evaluating the mechanical stresses likely to be experienced by the part of the body in contact with the external medical device, especially during static phases and movement. The step of evaluation of the mechanical stresses is followed by a step of correction, partially or totally automated, of the contour of the contact surface of said device initially defined, until complete optimization of the distribution of the normal and tangential mechanical stresses between said body portion and the contact surface of said external medical device.

Selon l'invention, l'optimisation des contraintes comprend une ou plusieurs opérations parmi les opérations suivantes: adaptation des contraintes afin d'assurer le maintien en place du dispositif médical externe, en particulier prothèse externe ou orthèse, sur la partie du corps appareillée; limiter les sur-contraintes et les sous-contraintes, en général; orienter les contraintes sur les zones saines et adaptées; répartir uniformément les contraintes en limitant ou en réduisant les contraintes sur les zones douloureuses ou sensibles; prendre en considération les indications cliniques; et Par exemple, selon le type d'emboîture, on oriente les contraintes vers l'appui sous-rotulien ou bien au contraire on cherche à répartir les contraintes sur l'ensemble de la surface de l'emboîture.  According to the invention, the optimization of the constraints comprises one or more of the following operations: adaptation of the stresses to ensure the maintenance of the external medical device, in particular external prosthesis or orthosis, on the part of the paired body; limit over-constraints and sub-constraints, in general; to direct constraints on healthy and adapted areas; distribute stresses evenly by limiting or reducing stress on painful or sensitive areas; consider clinical indications; For example, depending on the type of socket, the stresses are oriented towards the sub-patellar support or, on the contrary, it is sought to distribute the stresses over the entire surface of the socket.

L'invention a pour objet un procédé pour réaliser un dispositif médical externe destiné à appareiller une partie du corps d'un patient, ledit dispositif médical externe comprenant une surface, dite surface de contact , destinée à être en contact avec la surface de la peau du patient recouvrant au moins une région de la partie du corps du patient qui doit être appareillée, dite surface de peau , ledit procédé comprenant les étapes suivantes: a) acquérir un premier ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions de la partie du corps sur laquelle ledit dispositif médical externe est destiné à s'adapter, ledit ensemble de données numériques comprenant les informations relatives aux trois dimensions géométriques de ladite partie du corps; b) déterminer, à partir du premier ensemble de données numériques obtenu à l'étape a), au moins: (i) un premier sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle des parties molles internes de ladite partie du corps; (ii) un second sousensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle des parties dures internes de ladite partie du corps; et (iii) un troisième sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle de la peau recouvrant ladite partie du corps; puis générer un second ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle de ladite partie du corps, ledit second ensemble de données numériques comprenant les données desdits premier, second et troisième sous-ensembles; c) affecter, à chacun des au moins trois sous-ensembles de données numériques contenus dans ledit second ensemble de données numériques, un paramètre ou une combinaison de paramètres caractérisant la loi élastique ou la loi viscoélastique du comportement de ladite partie molle , dure ou peau vis-à-vis d'une contrainte mécanique; d) réaliser une discrétisation volumétrique, aussi appelée maillage , des volumes définis dans chacun des au moins trois sous-ensembles dudit second ensemble de données numériques obtenu à l'étape c) et générer un troisième ensemble de données numériques comprenant les données géométriques représentatives dudit maillage; e) à partir du troisième ensemble de données numériques obtenu à l'étape d), générer un quatrième sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle provisoire de la surface de contact dudit dispositif, et générer un quatrième ensemble de données numériques comprenant ledit troisième ensemble et ledit quatrième sous- ensemble de données numériques; f) appliquer au quatrième ensemble de données numériques au moins trois paramètres de contrainte mécanique, respectivement: (i) au moins un paramètre dit de cas de charge , qui est représentatif de la force totale exercée par ladite partie du corps sur la surface de contact dudit dispositif médical externe; (ii) au moins un paramètre dit de condition limite , qui est représentatif des conditions par lesquelles ledit quatrième ensemble est fixé lors de l'application des paramètres définis en (i) ; (iii) au moins un paramètre dit de condition de contact , qui est représentatif de la valeur de la résistance au frottement entre la surface de peau et la surface de contact dudit dispositif médical externe; puis ajouter les valeurs des au moins trois paramètres de contraintes mécaniques (i), (ii) et (iii) audit quatrième ensemble de données numériques; g) calculer, à partir du quatrième ensemble de données numériques obtenu à l'étape f) une valeur de contrainte normale et/ou tangentielle entre ladite surface de peau et ladite surface de contact, au moins pour chaque donnée représentative d'un point de ladite surface de peau, et générer un cinquième ensemble de données numériques comprenant, pour chaque donnée représentative d'un point de surface de peau, ladite valeur de contrainte normale et/ou tangentielle ainsi calculée; h) comparer, pour chaque donnée représentative d'un point de surface de peau, la valeur de contrainte normale et/ou tangentielle calculée à l'étape g) avec une valeur limite prédéterminée, et h1) pour chaque donnée représentative d'un point de surface de peau pour laquelle il y a une différence entre la valeur calculée à l'étape g) et ladite valeur limite prédéterminée supérieure à une valeur de différence prédéterminée, faire varier la valeur des coordonnées de localisation dans l'espace de ladite donnée représentative d'un point de la géométrie en trois dimensions de la surface de contact dudit dispositif jusqu'à l'obtention, pour ladite donnée représentative, d'une différence entre la valeur de contrainte normale et/ou tangentielle calculée et la valeur limite prédéterminée, qui est égale ou inférieure à la valeur de différence prédéterminée; h2) conserver chaque donnée représentative d'un point de surface de peau pour laquelle la différence entre la valeur calculée à l'étape g) et ladite valeur limite prédéterminée est inférieure à la valeur de différence prédéterminée; et générer un sixième ensemble de données numériques représentative de la géométrie en trois dimensions de la surface de contact dudit dispositif, dans lequel les données représentatives de chaque point de surface de peau sont associées à une valeur de contrainte normale et/ou tangentielle proche de la valeur seuil prédéterminée; i) fabriquer ledit dispositif médical externe, dont la géométrie de la surface de contact avec ladite partie du corps consiste en la géométrie définie par l'ensemble de données numériques final obtenu à l'étape h).  The invention relates to a method for producing an external medical device for fitting a part of the body of a patient, said external medical device comprising a surface, said contact surface, intended to be in contact with the surface of the skin patient covering at least a region of the part of the body of the patient to be paired, said skin surface, said method comprising the steps of: a) acquiring a first set of digital data representative of the three-dimensional geometry of the part the body on which said external medical device is intended to fit, said set of digital data including information relating to the three geometric dimensions of said body part; b) determining, from the first set of digital data obtained in step a), at least: (i) a first subset of digital data representative of the three-dimensional geometry of the inner soft portions of said body portion; (ii) a second subset of digital data representative of the three-dimensional geometry of the inner hard portions of said body portion; and (iii) a third subset of digital data representative of the three-dimensional geometry of the skin covering said body portion; then generating a second set of digital data representative of the three-dimensional geometry of said body portion, said second set of digital data including data of said first, second and third subsets; c) assigning, to each of the at least three subsets of digital data contained in said second set of digital data, a parameter or a combination of parameters characterizing the elastic law or the viscoelastic law of the behavior of said soft, hard or skin portion vis-à-vis a mechanical stress; d) performing a volumetric discretization, also called a mesh, of the volumes defined in each of the at least three subsets of said second set of digital data obtained in step c) and generating a third set of digital data comprising representative geometric data of said mesh; e) from the third set of digital data obtained in step d), generating a fourth subset of digital data representative of the provisional three-dimensional geometry of the contact surface of said device, and generating a fourth set of digital data comprising said third set and said fourth subset of digital data; f) applying to the fourth set of digital data at least three mechanical stress parameters, respectively: (i) at least one said load case parameter, which is representative of the total force exerted by said body portion on the contact surface said external medical device; (ii) at least one so-called limit condition parameter, which is representative of the conditions by which said fourth set is set upon application of the parameters defined in (i); (iii) at least one so-called contact condition parameter, which is representative of the value of the frictional resistance between the skin surface and the contact surface of said external medical device; then adding the values of the at least three mechanical stress parameters (i), (ii) and (iii) to said fourth set of digital data; g) calculating, from the fourth set of digital data obtained in step f) a normal and / or tangential stress value between said skin surface and said contact surface, at least for each data representative of a point of contact; said skin surface, and generating a fifth set of digital data comprising, for each data representative of a skin surface point, said normal and / or tangential stress value thus calculated; h) comparing, for each data representative of a skin surface point, the normal and / or tangential stress value calculated in step g) with a predetermined limit value, and h1) for each data representative of a point of a skin surface for which there is a difference between the value calculated in step g) and said predetermined limit value greater than a predetermined difference value, varying the value of the location coordinates in the space of said representative datum a point of the three-dimensional geometry of the contact surface of said device until, for said representative data, a difference between the calculated normal and / or tangential stress value and the predetermined limit value is obtained, which is equal to or less than the predetermined difference value; h2) retaining each data representative of a skin surface point for which the difference between the value calculated in step g) and said predetermined limit value is less than the predetermined difference value; and generating a sixth set of digital data representative of the three-dimensional geometry of the contact surface of said device, wherein the data representative of each skin surface point is associated with a normal and / or tangential stress value close to the predetermined threshold value; i) fabricating said external medical device, whose geometry of the surface of contact with said body part consists of the geometry defined by the final digital data set obtained in step h).

Le procédé ci-dessus permet la fabrication d'emboîtures de prothèse ou d'orthèse externe, lequel comprend essentiellement des étapes automatisées qui ne requièrent pas l'intervention technique de l'homme, notamment lorsque l'étape i) consiste en une étape de fabrication de l'emboîture selon un procédé de prototypage rapide, dans lequel le dispositif de prototypage rapide fabrique directement l'emboîture, par exemple par lithographie, à partir des données numériques du modèle final de la géométrie de la surface de l'emboîture obtenue à la fin de l'étape h) dudit procédé, selon des techniques de prototypage rapide connues en soi.  The above method allows the manufacture of prosthesis or external orthosis sockets, which essentially comprises automated steps that do not require the technical intervention of the man, especially when step i) consists of a step of manufacture of the socket according to a rapid prototyping method, wherein the rapid prototyping device directly manufactures the socket, for example by lithography, from the numerical data of the final model of the geometry of the surface of the socket obtained at the end of step h) of said method, according to rapid prototyping techniques known per se.

Pour mettre en oeuvre le procédé pour la fabrication d'une emboîture de prothèse ou d'orthèse externe de l'invention, on utilise un système de traitement de données numériques, par exemple du type ordinateur personnel, ledit système comprenant des lignes permettant l'entrée de données numériques, et des lignes permettant la sortie des données numériques. La ou les lignes io d'entrée de données numériques peuvent être reliées à des dispositifs d'acquisition des images numériques ainsi qu'à des dispositifs de commande de fonctions, par exemple un clavier, un dispositif de pointage, une palette graphique, etc. La ou les lignes de sortie de données numériques peuvent être reliées à des moyens de visualisation d'images, en particulier des écrans d'ordinateurs, ou encore à un dispositif numérique de prototypage rapide.  To implement the method for manufacturing an external prosthesis or orthosis socket of the invention, a digital data processing system is used, for example of the personal computer type, said system comprising lines allowing the digital data input, and lines allowing the output of digital data. The digital data input line (s) may be connected to digital image acquisition devices as well as to function control devices, for example a keyboard, a pointing device, a graphics palette, etc. The digital data output line or lines may be connected to image display means, in particular computer screens, or to a digital rapid prototyping device.

A l'étape a) du procédé, le premier ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions de la partie du corps qui doit être appareillée peut être obtenu avec tout dispositif d'acquisition d'images numériques connu, tel qu'un appareil photonumérique, ou encore un dispositif d'acquisition d'images par balayage de surface, par exemple un dispositif scanner optique.  In step a) of the method, the first set of digital data representative of the three-dimensional geometry of the part of the body to be paired can be obtained with any known digital image acquisition device, such as a photon-digital apparatus, or else a device for acquiring images by surface scanning, for example an optical scanner device.

De préférence, on utilise à l'étape a) un dispositif RMN ou à rayons X à balayage.  Preferably, in step a), an NMR or scanning X-ray device is used.

On peut avantageusement utiliser un dispositif scanner à rayons X comprenant un tube à rayons X qui irradie la partie du corps du patient à appareiller, par exemple un moignon de membre supérieur ou inférieur, ainsi qu'une multiplicité de détecteurs qui mesurent les différences d'absorption entre les différentes régions de ladite partie du corps concernée.  It is advantageous to use an X-ray scanner device comprising an X-ray tube which irradiates the part of the body of the patient to be paired, for example an upper or lower limb stump, as well as a multiplicity of detectors which measure the differences of absorption between the different regions of said part of the body concerned.

En général, un tel dispositif scanner à RMN ou à rayons X comprend aussi un calculateur permettant, par exemple en utilisant des algorithmes de Transformée de Fourier, de générer le premier ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions de la partie du corps sur laquelle ledit dispositif médical externe est destiné à s'adapter.  In general, such an X-ray or X-ray scanner device also comprises a computer that makes it possible, for example by using Fourier Transform algorithms, to generate the first set of digital data representative of the three-dimensional geometry of the body part. wherein said external medical device is adapted to fit.

Pour acquérir le premier ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions de la partie du corps sur laquelle ledit dispositif médical externe est destiné à s'adapter, à l'étape a) du procédé, on peut ainsi utiliser un dispositif à balayage de rayons X (tomodensimétrie numérique ou CT scan ) ou encore un dispositif à balayage par Résonance Magnétique Nucléaire (scanner à RMN).  To acquire the first set of digital data representative of the three-dimensional geometry of the part of the body on which said external medical device is intended to adapt, in step a) of the method, it is thus possible to use a scanning device X-ray (CT or CT scan) or a Nuclear Magnetic Resonance scanning device (NMR scanner).

En général, le calculateur permet de générer le premier ensemble de données numériques ci-dessus par reconstruction de la géométrie en trois dimensions de la partie du corps à partir d'une succession& de sousensembles de données numériques, chacun de ces sous-ensembles de données numériques étant représentatif de la géométrie en deux dimensions d'une coupe ou d'une tranche de ladite partie du corps, par exemple un moignon de membre supérieur ou inférieur.  In general, the calculator makes it possible to generate the first set of numerical data above by reconstructing the three-dimensional geometry of the body part from a succession of digital data subassemblies, each of these subsets of data. numerals being representative of the two-dimensional geometry of a section or slice of said body part, for example an upper or lower limb stump.

Par exemple, le calculateur peut générer le premier ensemble de données numériques lorsque sa mémoire est chargée avec un programme d'ordinateur adapté, par exemple un programme du type S.I.P. (Scanner IRM Patran).  For example, the computer can generate the first set of digital data when its memory is loaded with a suitable computer program, for example a program of the type S.I.P. (Patran MRI scanner).

En général, les données numériques fournies par un dispositif scanner à rayons X ou à RMN consistent en une image constituées par une matrices d'éléments individuels appelés pixels. A chaque pixel est affecté une valeur numérique de niveau de gris, laquelle valeur est relative au pouvoir d'absorption des rayons X de l'entité géométrique en trois dimensions associée à ce pixel. La gamme de valeurs de niveau de gris peut en général varier de 0 à 4095. Toutefois, pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, une gamme de valeurs de niveau de gris plus réduite peut être utilisée, telle qu'une gamme de valeurs de niveau de gris allant de 0 à 256, ou même une gamme de niveaux de gris allant de 0 à 16, qui est le nombre maximal de niveaux de gris distincts perceptibles par l'oeil humain.  In general, the digital data provided by an X-ray or NMR scanner consists of an image constituted by a matrix of individual elements called pixels. Each pixel is assigned a gray level numerical value, which value is relative to the X-ray absorption power of the three-dimensional geometric entity associated with this pixel. The range of gray level values can generally range from 0 to 4095. However, for carrying out the method of the invention, a range of lower gray level values may be used, such as a range of values. gray level values from 0 to 256, or even a range of gray levels from 0 to 16, which is the maximum number of distinct gray levels perceptible to the human eye.

Alternativement, lorsque l'on acquiert le premier ensemble de données numériques à l'aide d'un appareil d'acquisition d'image du type à balayage par rayons X ou par RMN, ledit premier ensemble de données numériques comprend également des informations densitométriques pour chaque point dans l'espace de la partie du corps d'intérêt. Selon cette alternative, les parties molles internes , les parties dures internes et la peau sont déterminées en fonction de la valeur densitométrique associée à chaque donnée numérique représentative d'un point de volume de la partie du corps numérisée, qui peut être respectivement supérieur ou inférieur à une valeur seuil prédéterminée pour chacune desdites parties de la partie du corps d'intérêt. A cette fin, on peut par exemple, à partir du premier ensemble de données numériques obtenu à l'étape a), faire exécuter par le système des instructions correspondant à des algorithmes géométriques tels que ceux mis en oeuvre par le logiciel MIMICS (Materialise Europe; Ann. Arbor, Michigan, Etats-Unis).  Alternatively, when the first set of digital data is acquired using an X-ray or NMR scan type image acquisition apparatus, said first set of digital data also includes densitometric information for every point in the space of the body part of interest. According to this alternative, the soft internal parts, the internal hard parts and the skin are determined according to the densitometric value associated with each numerical data representative of a point of volume of the digitized body part, which can be respectively higher or lower a predetermined threshold value for each of said parts of the part of the body of interest. For this purpose, it is possible for example, from the first set of digital data obtained in step a), to have the system execute instructions corresponding to geometric algorithms such as those implemented by the MIMICS software (Materialize Europe). Ann Arbor, Michigan, USA).

A l'étape a), il n'est pas nécessaire que le système acquière une image numérique de haute résolution. Une image numérique dont la résolution 35 permet de distinguer deux points de la partie du corps scannée distants de 5 mm est satisfaisante. Préférentiellement toutefois, la résolution de l'image numérique réalisée à l'étape a) du procédé a une résolution telle qu'elle permet la distinction entre deux points de la surface de l'objet analysé distants d'au moins 2 mm, mieux d'au moins 1 mm et de manière tout à fait préférée d'au moins 0,5 mm.  In step a), it is not necessary for the system to acquire a high resolution digital image. A digital image whose resolution makes it possible to distinguish two points of the part of the scanned body at a distance of 5 mm is satisfactory. Preferably, however, the resolution of the digital image carried out in step a) of the method has a resolution such that it allows the distinction between two points of the surface of the analyzed object distant by at least 2 mm, better d at least 1 mm and most preferably at least 0.5 mm.

Généralement, le premier ensemble de données numériques comprend une multiplicité de données numériques élémentaires qui se présentent sous la forme de pixels (aussi appelés Picture elements ), ou mieux de voxels (aussi appelés Volume elements ). Les voxels consistent en des blocs de données numériques représentatifs du volume de chaque donnée élémentaire et sont bien connus de l'homme du métier.  Generally, the first set of digital data comprises a multiplicity of elementary digital data which are in the form of pixels (also called picture elements), or better voxels (also called volume elements). Voxels consist of digital data blocks representative of the volume of each elemental data and are well known to those skilled in the art.

A l'étape b) du procédé, on détermine les trois sous-ensembles de données numériques (i), (ii) et (iii) représentatifs de la géométrie en trois dimensions respectivement des parties molles internes , des parties dures internes et de la peau par discrimination des trois types de tissus, par exemple sur la base de la valeur de niveau de gris de chaque donnée de pixel ou voxel contenue dans le premier ensemble de données numériques. Par exemple, pour une partie dure interne, qui correspond à de l'os et au cartilage, qui possède une forte capacité d'absorption des rayons X, les données de pixels correspondantes comprendront une gamme de grandes valeurs de niveaux de gris, alors qu'une gamme de valeurs deniveaux de gris plus faible est associée aux données des pixels correspondant à une partie molle interne, qui comprend principalement, sinon exclusivement, les muscles, les vaisseaux et les ligaments, ou encore aux données de pixels correspondant à la peau.  In step b) of the method, the three subsets of numerical data (i), (ii) and (iii) representative of the three-dimensional geometry of the internal soft parts, the internal hard parts and the skin by discriminating the three types of tissue, for example on the basis of the gray level value of each pixel or voxel data contained in the first set of digital data. For example, for an internal hard part, which is bone and cartilage, which has a high X-ray absorption capacity, the corresponding pixel data will comprise a range of large gray level values, whereas A lower range of gray scale values is associated with the pixel data corresponding to an inner soft portion, which mainly, if not exclusively, includes the muscles, vessels and ligaments, or the pixel data corresponding to the skin.

Selon une première alternative possible de l'étape b), le troisième sousensemble (iii) de données numériques englobe un ensemble de données numériques représentatif du manchon qui est destiné à recouvrir le moignon, avant emboîtement du moignon dans l'emboîture du dispositif médical, tout spécialement d'une prothèse partielle ou totale d'un membre inférieur ou supérieur.  According to a first possible alternative of step b), the third subset (iii) of digital data includes a set of numerical data representative of the sleeve which is intended to cover the stump, before nesting of the stub in the socket of the medical device, especially a partial or total prosthesis of a lower or upper limb.

Selon une seconde alternative possible de l'étape b) du procédé, la partie peau n'est pas modélisée de manière séparée. Selon cette seconde alternative, l'ensemble des données numériques représentatif de la peau est inclus dans le premier sous-ensemble (i) de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions des parties molles internes de la partie du corps d'intérêt. Selon cette seconde alternative, le troisième sous-ensemble (iii) de données numériques consiste en un ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions du manchon destiné à recouvrir le moignon et qui sera en contact direct avec la surface de contact du dispositif médical d'intérêt.  According to a second possible alternative of step b) of the method, the skin portion is not modeled separately. According to this second alternative, the set of numerical data representative of the skin is included in the first subset (i) of digital data representative of the three-dimensional geometry of the internal soft parts of the portion of the body of interest. According to this second alternative, the third subset (iii) of digital data consists of a set of numerical data representative of the three-dimensional geometry of the sleeve intended to cover the stump and which will be in direct contact with the contact surface of the device. medical interest.

Dans le cas d'une prothèse totale ou partielle d'un membre inférieur ou supérieur, le manchon est en contact direct avec la surface de contact de l'emboîture de la prothèse.  In the case of a total or partial prosthesis of a lower or upper limb, the sleeve is in direct contact with the contact surface of the socket of the prosthesis.

A l'étape b) du procédé on distingue, au sein du premier ensemble de 10 données numériques, au moins les trois sous-ensembles de données numériques spécifiés ci-dessus.  In step b) of the method, at least the three subsets of digital data specified above are distinguished within the first set of digital data.

Toutefois, à l'étape b), on peut distinguer un nombre plus grand de sousensembles de données numériques correspondant aux différents types de tissus internes constitutifs de la partie du corps à appareiller qui a été scannée.  However, in step b), it is possible to distinguish a larger number of subsets of digital data corresponding to the different types of internal tissues constituting the part of the body to be paired which has been scanned.

Par exemple, on peut discriminer différentes parties molles internes de ladite partie du corps, tels que respectivement le tissu musculaire, le tissu vasculaire, les nerfs, les ligaments, qui possèdent des comportements distincts vis-à-vis d'une contrainte mécanique, par exemple en distinguant ces différents tissus, dans le premier ensemble de données numériques, par des gammes de valeurs de niveaux de gris restreintes correspondant à chacun de ces tissus. Egalement, on peut distinguer selon différentes parties dures internes de ladite partie du corps, par exemple l'os et le cartilage, et même au sein de l'os respectivement l'os cortical et l'os spongieux.  For example, it is possible to discriminate between different internal soft parts of said body part, such as, respectively, the muscle tissue, the vascular tissue, the nerves, the ligaments, which have distinct behaviors with respect to mechanical stress, by example by distinguishing these different tissues, in the first set of numerical data, by ranges of values of restricted gray levels corresponding to each of these tissues. Also, one can distinguish according to different internal hard parts of said body part, for example bone and cartilage, and even within the bone respectively the cortical bone and the cancellous bone.

A l'étape b), plus le nombre de sous-ensembles de données numériques correspondant aux différents tissus distincts de la partie du corps d'intérêt est grand, plus la précision du calcul des valeurs de contrainte normale et/ou tangentielle qui est réalisé à l'étape g) du procédé est grande.  In step b), the larger the number of subsets of digital data corresponding to the different tissues distinct from the part of the body of interest, the greater the accuracy of the calculation of the values of normal and / or tangential stress which is realized. in step g) of the process is large.

Toutefois, dans la pratique, la distinction, à l'étape b) du procédé, de seulement les trois sous-ensembles de données numériques spécifiés précédemment est satisfaisant et suffisant pour réaliser à l'étape g) un calcul des contraintes permettant une simulation réaliste du comportement de la partie du corps à appareiller en réaction à des contraintes mécaniques, ledit calcul permettant en conséquence la réalisation à l'étape i) d'un dispositif médical externe, par exemple une prothèse externe ou une orthèse, qui présente d'excellentes caractéristiques de confort pour le patient.  However, in practice, the distinction, in step b) of the method, of only the three subsets of previously specified numerical data is satisfactory and sufficient to realize in step g) a computation of the constraints allowing a realistic simulation the behavior of the part of the body to be fitted in response to mechanical stresses, said calculation thus enabling the realization in step i) of an external medical device, for example an external prosthesis or an orthosis, which presents excellent comfort features for the patient.

A partir des sous-ensembles de données numériques représentatifs de la géométrie tridimensionnelle des différents tissus de la partie du corps d'intérêt, c'est à dire au moins les sous-ensembles de données numériques représentatifs de la géométrie tridimensionnelle des parties dures internes , des parties molles internes et de la peau , on génère un second ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle de ladite partie du corps, ledit second sous-ensemble comprenant les données contenues dans chacun desdits sous-ensembles.  From the subsets of numerical data representative of the three-dimensional geometry of the different tissues of the part of the body of interest, ie at least the subsets of numerical data representative of the three-dimensional geometry of the internal hard parts, internal soft parts and skin, generating a second set of digital data representative of the three-dimensional geometry of said body part, said second subset comprising the data contained in each of said subsets.

Dans la pratique, le second sous-ensemble de données numériques est stocké dans la mémoire d'un calculateur et son contenu peut être visualisé sur un dispositif d'impression numérique ou encore sur l'écran d'un ordinateur, comme cela est représenté sur la figure 2.  In practice, the second subset of digital data is stored in the memory of a computer and its contents can be viewed on a digital printing device or on the screen of a computer, as shown on Figure 2.

A l'étape c) du procédé selon l'invention, on affecte à chacun des au moins trois sous-ensembles de données numériques contenus dans le second ensemble de données numériques un paramètre caractérisant le comportement des différents tissus constitutifs de chaque sous-ensemble vis-à-vis d'une contrainte mécanique. Ledit paramètre est utilisé pour simuler les propriétés mécaniques propres à chacun des types de tissu constitutifs de la partie du corps d'intérêt qui sont distingués dans le second ensemble de données numériques.  In step c) of the method according to the invention, each of the at least three subsets of digital data contained in the second set of digital data is assigned a parameter characterizing the behavior of the different constituent tissues of each subassembly. against mechanical stress. The parameter is used to simulate the mechanical properties specific to each of the constituent tissue types of the portion of the body of interest that are distinguished in the second set of digital data.

De préférence, on utilise un paramètre qui rend compte du comportement élastique linéaire ou du comportement viscoélastique de chacun des types de tissus qui sont distingués dans les données contenues dans le second ensemble de données numériques.  Preferably, a parameter is used that accounts for linear elastic behavior or viscoelastic behavior of each of the tissue types that are distinguished in the data contained in the second set of digital data.

Avantageusement, ledit paramètre rend compte du comportement élastique linéaire de chaque type de tissu distingué, suivant la loi de Hooke bien connue de l'homme du métier. Selon la loi de Hooke, la déformation élastique est proportionnelle à la contrainte appliquée et le coefficient de proportionnalité est le module d'Young (E). Le module d'Young (E) est le coefficient de proportionnalité entre (i) la contrainte normale dans le direction de la force extérieure appliquée à l'objet étudié, dans la direction de ladite force appliquée, et (ii) la variation de dimension relative de l'objet étudié dans cette même direction. Le coefficient de Poisson (v) est le rapport entre les contraintes latérales et axiales. Le coefficient de Poisson (v) traduit le rapport entre la variation de dimension relative transversale et la variation de dimension relative longitudinale de l'objet étudié.  Advantageously, said parameter accounts for the linear elastic behavior of each type of distinguished fabric, according to Hooke's law well known to those skilled in the art. According to Hooke's law, the elastic deformation is proportional to the applied stress and the coefficient of proportionality is the Young's modulus (E). The Young's modulus (E) is the coefficient of proportionality between (i) the normal stress in the direction of the external force applied to the object under study, in the direction of the applied force, and (ii) the variation in size. of the object studied in the same direction. The Poisson's ratio (v) is the ratio between the lateral and axial stresses. The Poisson's ratio (v) expresses the ratio between the transverse relative dimension variation and the longitudinal relative dimension variation of the studied object.

Ainsi, préférentiellement, ledit paramètre caractérisant le comportement des 1a-dites parties molle , dure ou peau vis-à-vis d'une contrainte mécanique consiste en la constante d'élasticité de ladite partie.  Thus, preferentially, said parameter characterizing the behavior of 1a-said soft, hard or skin parts vis-à-vis a mechanical stress consists of the elasticity constant of said part.

Préférentiellement, ladite constante d'élasticité de ladite partie molle , dure ou peau consiste en la combinaison du module d'Young (E) et du coefficient de Poisson (v) spécifique de ladite partie.  Preferably, said elastic constant of said soft, hard or skin portion consists of the combination of the Young's modulus (E) and the Poisson's ratio (v) specific to said portion.

Préférentiellement, aux fins de fixer, pour chaque sous-ensemble de données numérique contenu dans le second ensemble de données numériques, la valeur du paramètre caractérisant le comportement du type de tissu correspondant vis-à-vis d'une contrainte mécanique, on simplifie le modèle par une approximation qui consiste à considérer que chacun des tissus constitutifs de la partie du corps d'intérêt est isotrope.  Preferably, for the purposes of setting, for each subset of digital data contained in the second set of digital data, the value of the parameter characterizing the behavior of the corresponding tissue type with respect to a mechanical constraint, the model by an approximation which consists in considering that each of the constituent tissues of the part of the body of interest is isotropic.

De plus, lorsque certains sous-ensembles de données numériques contenus dans le second ensemble de données numériques correspondent à une pluralité de types de tissu, comme c'est le cas par exemple le sousensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle des parties molles internes , qui inclut les muscles, les vaisseaux et les ligaments, la valeur du paramètre qui est fixé rend compte des propriétés mécaniques globales des parties molles , qui est une moyenne des propriétés mécaniques propres à chacune des types de tissu contenus dans lesdites parties molles internes .  In addition, when certain subsets of digital data contained in the second set of digital data correspond to a plurality of tissue types, as is the case for example the sub-set of digital data representative of the three-dimensional geometry of the internal soft parts. , which includes muscles, vessels and ligaments, the value of the parameter which is fixed reflects the overall mechanical properties of the soft parts, which is an average of the mechanical properties specific to each of the types of tissue contained in said internal soft parts.

A titre illustratif, lorsqu'on détermine à l'étape b) du procédé trois sous- ensembles de données numériques correspondant respectivement aux parties molles internes , aux parties dures internes et à la peau , on affecte à l'étape c) à chacun des trois sous-ensembles les paramètres correspondant aux constantes d'élasticité suivantes: - pour la partie molle interne : module d'Young (E) de l'ordre de 0,1 Gpa; coefficient de Poisson (v) de l'ordre de 0,5; - pour la partie dure interne : module d'Young (E) de l'ordre de 1 Gpa; coefficient de Poisson (v) de l'ordre de 0,3; - pour la partie peau : module d'Young (E) de l'ordre de 0,4 Gpa; coefficient de Poisson (v) de l'ordre de 0,49.  By way of illustration, when three subsets of numerical data corresponding respectively to the internal soft parts, to the internal hard parts and to the skin are determined in step b) of the process, step c) is assigned to each of three subsets the parameters corresponding to the following constants of elasticity: for the internal soft part: Young's modulus (E) of the order of 0.1 Gpa; Poisson's ratio (v) of the order of 0.5; for the internal hard part: Young's modulus (E) of the order of 1 Gpa; Poisson's ratio (v) of the order of 0.3; for the skin portion: Young's modulus (E) of the order of 0.4 Gpa; Poisson's ratio (v) of the order of 0.49.

La valeur des paramètres donnés à titre illustratif ci-dessus peut être facilement adaptée par l'homme du métier en fonction de la partie du corps d'intérêt, par exemple en fonction du type d'os constitutif des parties dures internes de ladite partie du corps, en utilisant des valeurs de module d'Young (E) et de coefficient de Poisson (v) bien connues dans l'état de la technique.  The value of the parameters given for illustrative purposes above can be easily adapted by those skilled in the art depending on the part of the body of interest, for example depending on the type of bone constituting the internal hard parts of said part of the body. body, using Young's modulus values (E) and Poisson's ratio (v) well known in the state of the art.

De plus, comme cela a déjà été mentionné précédemment, un nombre plus grand de paramètres peut être affecté à l'étape c) du procédé, par exemple lorsqu'on détermine un nombre plus grand de sous-ensembles de données numériques à l'étape b) du procédé.  In addition, as already mentioned above, a larger number of parameters can be assigned to step c) of the method, for example when a larger number of subsets of digital data are determined at step b) the process.

A titre illustratif, on peut déterminer à l'étape b) du procédé un sousensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle de la partie dure interne correspondant à l'os cortical et un autre sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions de la partie dure interne correspondant à l'os spongieux. A l'étape c) du procédé, on peut par exemple affecter à chacun des sous-ensembles de données numériques correspondant à chacune des ces parties dures internes distinctes les constantes d'élasticité suivantes: - os cortical: module d'Young (E) de 16700 Mpa; coefficient de Poisson (v) de0,3; - os spongieux: module d'Young (E) de 907 Mpa; coefficient de Poisson (v) de 0,31; Puis, à l'étape d) du procédé, on réalise un maillage des volumes définis dans chacun des au moins trois sous-ensembles dudit second ensemble de données numériques obtenu à l'étape c) et on génère un troisième ensemble de données numériques comprenant les données géométriques représentatives dudit maillage; De préférence, on réalise à l'étape d) une discrétisation du modèle continu de la partie du corps d'intérêt par maillage par éléments finis. Le maillage par la méthode des éléments finis permet de déterminer le comportement mécanique, tel que l'état des contraintes et des déformations, d'un solide préalablement caractérisé et qui a été soumis à des forces de contraintes mécaniques. Cette méthode par éléments finis est plus fidèle à la réalité que les modèles de type discret, qui sont souvent du type masses-ressorts, bien que ces derniers soient d'une plus grande simplicité algorithmique.  As an illustration, it is possible to determine in step b) of the method a subset of numerical data representative of the three-dimensional geometry of the internal hard part corresponding to the cortical bone and another subset of numerical data representative of the geometry in question. three dimensions of the inner hard part corresponding to the cancellous bone. In step c) of the method, it is possible, for example, to assign each of the subsets of digital data corresponding to each of these distinct internal hard parts the following elastic constants: - cortical bone: Young's modulus (E) 16700 Mpa; Poisson's ratio (v) of 0.3; cancellous bone: Young's modulus (E) of 907 MPa; Poisson's ratio (v) of 0.31; Then, in step d) of the method, a mesh is made of the volumes defined in each of the at least three subsets of said second set of digital data obtained in step c) and a third set of digital data comprising the geometric data representative of said mesh; Preferably, in step d), a discretization of the continuous model of the part of the body of interest by finite element mesh is performed. Meshing by the finite element method makes it possible to determine the mechanical behavior, such as the state of the stresses and deformations, of a previously characterized solid which has been subjected to mechanical stress forces. This finite element method is more faithful to reality than discrete type models, which are often of the spring-mass type, although the latter are of greater algorithmic simplicity.

A l'étape d), on peut utiliser différents types de volume de maille, notamment des mailles parallélépipédiques, des mailles tétraédriques, des mailles hexaédriques ou encore des éléments coque , toutes bien connues de l'homme du métier.  In step d), it is possible to use different types of mesh volume, in particular parallelepipedic meshes, tetrahedral meshes, hexahedral meshes or even shell elements, all of which are well known to those skilled in the art.

Par exemple, le maillage peut être réalisé à l'aide du logiciel PATRAN , à partir des données numériques contenues dans le second ensemble de données numériques obtenu à la fin de l'étape c) du procédé.  For example, the mesh can be made using the PATRAN software, from the digital data contained in the second set of digital data obtained at the end of step c) of the method.

Pour la réalisation de l'étape d) de maillage, il est important d'adapter la forme volumique des éléments de maille en vue de respecter le plus possible la topologie de la structure de la partie du corps d'intérêt, en tenant compte de son organisation, des différents éléments et structures qui la constituent et des symétries éventuelles.  For the realization of step d) of mesh, it is important to adapt the volume form of the mesh elements in order to respect as much as possible the topology of the structure of the part of the body of interest, by taking into account of its organization, the various elements and structures that constitute it and possible symmetries.

A l'étape d) du procédé, on réalise préférentiellement un maillage avec des éléments de maille non structurés de type tétraèdres, comme ceux décrits par Teng et Wong (2000, International Journal of Computational Geometry & Applications, Vol. 10(3) : 227-266). L'utilisation d'éléments de maille du type tétraèdre est particulièrement bien adapté au maillage d'une partie du corps d'intérêt comprenant des éléments de structure présentant des angles aigus, comme certaines structures de l'os ou du cartilage. De plus, les éléments de maille du type tétraèdre sont géométriquement plus simples que les éléments de maille du type hexaèdre et nécessite en conséquence moins de temps de calcul que lorsque le maillage est réaliser avec des éléments de maille du type hexaèdre.  In step d) of the method, a mesh is preferably produced with unstructured mesh elements of the tetrahedron type, such as those described by Teng and Wong (2000, International Journal of Computational Geometry & Applications, Vol 10 (3): 227-266). The use of mesh elements of the tetrahedron type is particularly well adapted to the mesh of a part of the body of interest comprising structural elements having acute angles, such as certain structures of bone or cartilage. In addition, the mesh elements of the tetrahedron type are geometrically simpler than the hexahedral type mesh elements and consequently require less computation time than when the mesh is made with hexahedron type mesh elements.

Selon une alternative avantageuse, l'étape b) de maillage peut être réalisée avec plusieurs éléments de maille de géométrie distincte, selon le sous-ensemble de données numériques correspondant à un type de tissu donné qui est considéré.  According to an advantageous alternative, the step b) of mesh can be carried out with several mesh elements of distinct geometry, according to the subset of digital data corresponding to a given type of fabric that is considered.

Par exemple, en vue de simplifier le calcul de maillage par éléments finis, le sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions de la peau peut être maillé à l'aide d'éléments de maille du type éléments coque. En effet, compte tenu de la géométrie simple du tissu de la peau, une approximation du maillage à l'aide d'éléments de maille du type éléments coque 2D est une approximation satisfaisante de la géométrie volumique de la peau et en conséquence de ses propriétés mécaniques. De plus, l'utilisation à l'étape d) du procédé d'éléments de maille simples du type éléments coque 2D rend possible un calcul de maillage plus rapide qu'un calcul de maillage qui serait réalisé exclusivement avec des éléments de maille 3D hexaédriques, ou même exclusivement avec des éléments de maille 3D tétraédriques.  For example, in order to simplify the finite element mesh computation, the subset of numerical data representative of the three-dimensional geometry of the skin may be meshed using hull element type elements. Indeed, given the simple geometry of the skin tissue, an approximation of the mesh using mesh elements of the 2D shell element type is a satisfactory approximation of the volume geometry of the skin and consequently of its properties. mechanical. In addition, the use in step d) of the method of simple mesh elements of the 2D shell element type makes possible a mesh computation faster than a mesh calculation which would be carried out exclusively with hexahedral 3D mesh elements. , or even exclusively with 3D tetrahedral mesh elements.

A l'étape d), on utilise préférentiellement un logiciel de maillage du type Patran, qui contient notamment des instructions de mise en oeuvre d'algorithmes qui permettent de réaliser automatiquement les connexions entre les mailles constitutives du modèle géométrique en trois dimensions de la partie du corps d'intérêt.  In step d), use is preferably made of a mesh software of the Patran type, which notably contains instructions for implementing algorithms which make it possible to automatically make the connections between the meshes constituting the three-dimensional geometric model of the part. of the body of interest.

En général, l'étape d) de maillage comprend une étape préalable de détection des contours des différents types de tissu à partir des différents sous-ensembles de données numériques déterminés à l'étape b), suivie d'une étape création de la géométrie de l'élément de maille qui est choisi pour chacun des sous-ensembles de données numériques, puis enfin l'étape de calcul du maillage proprement dit, cette dernière étape comprenant le calcul des connexions entre les différents éléments de maille constitutifs du modèle géométrique en trois dimensions de la partie du corps d'intérêt.  In general, the mesh step d) comprises a preliminary step of detecting the contours of the different types of fabric from the different subsets of numerical data determined in step b), followed by a step creating the geometry of the mesh element which is chosen for each of the subsets of digital data, then finally the step of calculating the mesh itself, this last step comprising the calculation of the connections between the different mesh elements constituting the geometrical model in three dimensions of the body part of interest.

En général, l'étape de création de la géométrie de l'élément de maille inclut le choix d'un type d'élément de maille, par exemple tétraédrique, parallélépipédique, hexaédrique, élément coque 2D, puis la détermination des dimensions de l'élément de maille choisi. Pour les éléments de maille 3D, comme les éléments de maille du type tétraédrique, les dimensions à fixer sont triparamétriques, selon les trois directions de l'espace x, y et z. Pour les éléments de mailles 2D, comme les éléments coque, les dimensions à fixer sont biparamétriques, selon les deux directions de l'espace x et y, bien qu'un troisième paramètre d'épaisseur puisse aussi être affecté à ces éléments.  In general, the step of creating the geometry of the mesh element includes the choice of a type of mesh element, for example tetrahedral, parallelepiped, hexahedral, 2D shell element, then the determination of the dimensions of the mesh. selected mesh element. For 3D mesh elements, such as mesh elements of the tetrahedral type, the dimensions to be fixed are triparametric, according to the three directions of the space x, y and z. For 2D mesh elements, such as shell elements, the dimensions to be fixed are biparametric, according to the two directions of the space x and y, although a third parameter of thickness can also be assigned to these elements.

Préférentiellement, à l'étape d) du procédé, le maillage est réalisé avec un rapport entre la taille de maille et la plus grande longueur de la partie du corps d'au moins 1/50, la valeur dudit rapport étant de préférence de 1/100.  Preferably, in step d) of the method, the mesh is made with a ratio between the mesh size and the greatest length of the body part of at least 1/50, the value of said ratio preferably being 1 / 100.

Avec une valeur du rapport (taille de maille)/ (plus grande longueur) inférieure à 1/50, le degré de précision géométrique en trois dimensions du modèle de la partie du corps d'intérêt serait trop faible pour simuler fidèlement les déformations de ladite partie du corps en réaction aux contraintes mécaniques. Avec une valeur du rapport (taille de maille)/ (plus grande longueur) supérieure à 1/100, on accroît la précision du modèle mais on accroît aussi considérablement le temps de calcul de maillage. Par de simples tests de routine, l'homme du métier peut adapter la valeur du rapport (taille de maille)/ (plus grande longueur) en fonction des dimensions de la partie du corps d'intérêt, la complexité de ses éléments de structures, notamment le nombre de sous-ensembles de données numériques déterminés à l'étape b), et de la puissance et de la rapidité du calculateur qui est utilisé. Ainsi, en général, le calcul de maillage peut être réalisé dans des conditions satisfaisantes en utilisant, pour la définition des éléments de maille, un rapport (taille de maille)/(plus grande longueur) qui varie de 1/75 à 1/1000, mieux de 1/75 à 1/500 et encore mieux de 1/75 à 1/200.  With a value of the ratio (mesh size) / (greater length) less than 1/50, the degree of geometric precision in three dimensions of the model of the part of the body of interest would be too small to simulate faithfully the deformations of the part of the body in response to mechanical stress. With a value of the ratio (mesh size) / (greater length) greater than 1/100, the accuracy of the model is increased, but the mesh computing time is also considerably increased. By simple routine tests, the person skilled in the art can adapt the value of the ratio (mesh size) / (greater length) according to the dimensions of the part of the body of interest, the complexity of its structural elements, in particular the number of subsets of digital data determined in step b), and the power and speed of the computer that is used. Thus, in general, the mesh calculation can be performed under satisfactory conditions by using, for the definition of the mesh elements, a ratio (mesh size) / (greater length) which varies from 1/75 to 1/1000 better from 1/75 to 1/500 and even better from 1/75 to 1/200.

A la fin de l'étape d), on génère un troisième ensemble de données numériques comprenant les données géométriques représentatives du maillage qui a été réalisé. Ledit troisième ensemble de données numériques inclut aussi les paramètres caractérisant le comportement des différents types de tissu qui ont été affecté au second ensemble de données numériques, à l'étape c) du procédé. De préférence, le troisième ensemble de données numériques comprend la totalité des données numériques contenues dans le second ensemble de données numériques et l'ensemble des données numériques générées par le calcule de maillage réalisé à l'étape d).  At the end of step d), a third set of digital data is generated comprising the geometric data representative of the mesh that has been produced. Said third set of digital data also includes the parameters characterizing the behavior of the different types of tissue that were assigned to the second set of digital data, in step c) of the method. Preferably, the third set of digital data comprises all of the digital data contained in the second set of digital data and the set of digital data generated by the mesh computation performed in step d).

Pratiquement, les données numériques contenues dans le troisième ensemble de données numériques est sont stockées dans la mémoire d'un calculateur et peuvent être visualisées, par exemple à l'aide d'un dispositif d'impression graphique ou à l'aide d'un écran d'ordinateur, comme cela est représenté sur la figure 3.  In practice, the digital data contained in the third set of digital data is stored in the memory of a computer and can be viewed, for example by means of a graphic printing device or with the aid of a computer. computer screen, as shown in Figure 3.

A l'étape e) du procédé, on génère un quatrième sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions provisoire de la surface de contact du dispositif médical externe qui sera réalisé à l'étape i). La géométrie en trois dimensions provisoire de la surface de contact du dispositif médical externe est déterminée initialement par rapport à la géométrie en trois dimensions définie par les données numériques représentatives de la surface de la peau contenues dans le troisième ensemble de données numériques obtenu à la fin de l'étape d) du procédé.  In step e) of the method, a fourth subset of digital data representative of the provisional three-dimensional geometry of the contact surface of the external medical device that will be made in step i) is generated. The provisional three-dimensional geometry of the contact surface of the external medical device is determined initially with respect to the three-dimensional geometry defined by the digital data representative of the surface of the skin contained in the third set of digital data obtained at the end from step d) of the process.

En général, à l'étape e), la géométrie en trois dimensions de la surface de contact du dispositif médical externe consiste en la représentation d'une couche de matériau de la surface de contact ayant une épaisseur constante.  In general, in step e), the three-dimensional geometry of the contact surface of the external medical device consists of the representation of a layer of material of the contact surface having a constant thickness.

Selon un premier mode de réalisation, le quatrième sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions provisoire de la surface de contact du dispositif médical externe comprend les données numériques représentatives de la surface de la peau contenues dans le troisième ensemble de données numériques obtenu à la fin de l'étape d) du procédé. Selon ce premier mode de réalisation, la surface de contact provisoire dudit dispositif médical externe recouvre exactement la surface externe de la peau de la partie du corps d'intérêt.  According to a first embodiment, the fourth subset of digital data representative of the provisional three-dimensional geometry of the contact surface of the external medical device comprises the digital data representative of the surface of the skin contained in the third data set. obtained at the end of step d) of the method. According to this first embodiment, the temporary contact surface of said external medical device exactly covers the outer surface of the skin of the part of the body of interest.

Selon un second mode de réalisation, le quatrième sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions provisoire de la surface de contact du dispositif médical externe comprend les données numériques représentatives d'une surface localisée légèrement en retrait de la surface externe de la peau de la partie du corps d'intérêt. Une représentation graphique de ce second mode de réalisation est illustrée sur la figure 4. Selon ce second mode de réalisation, la surface de contact du dispositif médical externe possède une géométrie en trois dimensions telle que la partie du corps subira une légère compression lorsqu'elle sera en contact avec ledit dispositif. Par exemple, dans le cas d'un dispositif médical externe consistant en une prothèse externe d'un membre supérieur ou inférieur, la géométrie provisoire en trois dimensions de la surface de contact de l'emboîture définit un volume inférieur au volume défini par la surface de la peau recouvrant le moignon. En conséquence, lors de l'engagement du moignon dans l'emboîture, le moignon subit une compression, une contrainte mécanique, qui facilitera son maintien en place dans l'emboîture.  According to a second embodiment, the fourth subset of digital data representative of the temporary three-dimensional geometry of the contact surface of the external medical device comprises the digital data representative of a localized surface slightly set back from the outer surface of the external medical device. the skin of the body part of interest. A graphic representation of this second embodiment is illustrated in FIG. 4. According to this second embodiment, the contact surface of the external medical device has a three-dimensional geometry such that the body part will undergo a slight compression when will be in contact with said device. For example, in the case of an external medical device consisting of an external prosthesis of an upper or lower limb, the three-dimensional provisional geometry of the contact surface of the socket defines a volume less than the volume defined by the surface. skin covering the stump. Consequently, during the engagement of the stump in the socket, the stump undergoes a compression, a mechanical stress, which will facilitate its maintenance in place in the socket.

Selon une alternative avantageuse du second mode de réalisation ci-dessus, le quatrième sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions provisoire de la surface de contact du dispositif médical externe est généré à partir des données numériques représentatives d'une surface localisée légèrement en retrait de la surface externe de la peau de la partie du corps d'intérêt ainsi que de données numériques représentatives d'une forme géométrique générale d'un type d'emboîture connu. Les données numériques représentatives d'une forme géométrique générale de différents types de dispositifs médicaux externes connus et prédéfinis, par exemple de différents type d'emboîtures prédéfinies, peuvent être stockées dans la mémoire du calculateur utilisé pour réaliser l'étape e) du procédé. En fonction du type de dispositif médical externe à fabriquer selon le procédé, par exemple le type d'emboîture à fabriquer, on sélectionne, au sein de l'ensemble de données numériques représentatives d'une forme géométrique générale dudit dispositif, celle qui est la plus adaptée au patient considéré. A titre illustratif, si le dispositif médical externe à fabriquer consiste en une emboîture pour prothèse externe de la jambe, ou pour prothèse externe tibiale, on sélectionne, au sein de l'ensemble de données numériques représentatives d'une forme géométrique générale de dispositifs médicaux externes, le sous-ensemble de données numériques représentatives de la géométrie en trois dimensions de l'emboîture la mieux adaptée au patient, par exemple le sous-ensemble de données numériques représentatives de la géométrie en trois dimensions d'une emboîture du type ICEROSS.  According to an advantageous alternative of the second embodiment above, the fourth subset of digital data representative of the temporary three-dimensional geometry of the contact surface of the external medical device is generated from the digital data representative of a surface located slightly recessed from the outer surface of the skin of the portion of the body of interest as well as digital data representative of a general geometric shape of a known type of socket. The digital data representative of a general geometric shape of different types of known and predefined external medical devices, for example of different types of predefined sockets, can be stored in the memory of the computer used to carry out step e) of the method. Depending on the type of external medical device to be manufactured according to the method, for example the type of socket to be manufactured, within the set of digital data representative of a general geometric shape of said device, the one which is the more adapted to the patient considered. As an illustration, if the external medical device to be manufactured consists of a socket for external prosthesis of the leg, or for external tibial prosthesis, is selected, within the set of digital data representative of a general geometric shape of medical devices external, the subset of digital data representative of the three-dimensional geometry of the socket best suited to the patient, for example the subset of digital data representative of the three-dimensional geometry of an ICEROSS type socket.

Préférentiellement, l'ensemble de données numériques représentatives d'une forme géométrique générale de dispositifs médicaux externes consiste en une collection ordonnée de sous-ensembles de données numériques, chaque sous(ensemble de données numériques étant représentatif de la forme géométrique générale en trois dimensions d'un type de dispositif médical externe connu, par exemple d'un type d'emboîture connu.  Preferably, the set of digital data representative of a general geometrical form of external medical devices consists of an ordered collection of subsets of digital data, each subset (set of digital data being representative of the general three-dimensional geometric a known type of external medical device, for example of a known type of socket.

A titre illustratif, la forme générale du contour de la surface de contact provisoire du dispositif médical externe est prédéfinie par sélection, dans l'ensemble de données numériques ci-dessus, du sous- ensemble de données numériques représentatives de la géométrie en trois dimensions du dispositif la mieux adaptée au patient, puis le contour provisoire de la surface de contact est calculé à partir des données numériques représentatives de la surface de la peau contenues dans le troisième ensemble de données numériques obtenu à la fin de l'étape d) du procédé A l'étape e) du procédé, le quatrième sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle provisoire de la surface de contact dudit dispositif peut être alternativement générer manuellement, de manière semi-automatique ou de manière complètement automatique.  As an illustration, the general shape of the contour of the temporary contact surface of the external medical device is predefined by selecting, in the set of digital data above, the subset of digital data representative of the three-dimensional geometry of the device best suited to the patient, then the temporary contour of the contact surface is calculated from the digital data representative of the surface of the skin contained in the third set of digital data obtained at the end of step d) of the method In step e) of the method, the fourth subset of digital data representative of the provisional three-dimensional geometry of the contact surface of said device can alternatively be generated manually, semi-automatically or completely automatically.

Selon un premier aspect, le quatrième sous-ensemble de données numériques peut être généré de manière manuelle. Selon ce premier aspect, le calculateur comprend un moyen d'interface permettant à l'utilisateur de générer ledit quatrième sous-ensemble de données numériques manuellement, directement à partir du contenu du troisième sous-ensemble de données numériques comprenant les données géométriques en trois dimensions du maillage. En général, selon ce premier aspect, le calculateur comprend un moyen de visualisation du troisième ensemble de données numériques, par exemple un écran d'ordinateur qui permet la visualisation de la géométrie en trois dimensions de la partie du corps d'intérêt et qui comprend la représentation visuelle du maillage réalisé à l'étape d). Le calculateur comprend de plus un moyen d'entrée des données numériques représentatives du contour de la surface de contact du dispositif médical externe à fabriquer. Ledit moyen d'entrée des donnés numériques peut être par exemple tout dispositif connu de pointage, tels qu'une palette graphique munie d'un stylet qui est reliée au calculateur ou bien un écran d'ordinateur munie d'une surface tactile et un stylet permettant d'entrée les données graphiques dans la mémoire du calculateur ou plus conventionnellement une souris reliée au calculateur. Du point de vue pratique, le moyen d'interface permet à l'utilisateur de dessiner le contour de la surface de contact dudit dispositif médical externe, à partir de le représentation visuelle de la partie du corps maillée sur l'écran du calculateur. Le dessin réalisé par l'utilisateur, c'est à dire le parcours du stylet sur la surface du moyen d'interface, par exemple palette graphique ou écran tactile, génère le stockage dans la mémoire du calculateur du quatrième sous-ensemble de données numériques représentatives du contour provisoire de la surface de contact du dispositif médical externe à fabriquer.  In a first aspect, the fourth subset of digital data may be generated manually. According to this first aspect, the computer comprises an interface means enabling the user to generate said fourth subset of digital data manually, directly from the content of the third subset of digital data comprising the three-dimensional geometric data. of the mesh. In general, according to this first aspect, the computer comprises a means for displaying the third set of digital data, for example a computer screen which allows the visualization of the three-dimensional geometry of the part of the body of interest and which comprises the visual representation of the mesh made in step d). The computer further comprises an input means of the digital data representative of the contour of the contact surface of the external medical device to be manufactured. Said digital data input means may be for example any known pointing device, such as a graphic palette provided with a stylus which is connected to the computer or a computer screen provided with a touch surface and a stylus allowing entry of the graphic data into the computer memory or more conventionally a mouse connected to the computer. From a practical point of view, the interface means allows the user to draw the contour of the contact surface of said external medical device, from the visual representation of the part of the body meshed on the screen of the computer. The drawing made by the user, that is to say the path of the stylus on the surface of the interface means, for example a graphic palette or a touch screen, generates the storage in the computer memory of the fourth subset of digital data. representative of the temporary contour of the contact surface of the external medical device to be manufactured.

Selon un second aspect, le quatrième sous-ensemble de données numériques peut être généré de manière semi-automatique. Selon ce second aspect, le quatrième sous-ensembles de données numériques est d'abord généré automatiquement par le calculateur, à partir des données numériques représentatives de la surface de la peau contenues dans le troisième ensemble de données numériques obtenu à la fin de l'étape d) du procédé ou à partir de la combinaison (i) des données numériques représentatives de la surface de la peau contenues dans le troisième ensemble de données numériques obtenu à la fin de l'étape d) du procédé et (ii) des données numériques représentatives d'une forme géométrique générale d'un type de dispositif médical externe connu, stockées au préalable dans la mémoire du calculateur, et qui sont sélectionnées en fonction du patient. Les données contenues dans le quatrième sous-ensemble de données numériques ainsi généré peuvent être représentées visuellement sur l'écran du calculateur sous la forme d'une ligne de contour provisoire de la surface de contact du dispositif médical externe à fabriquer. Le calculateur comprend un moyen d'interface qui permet à l'opérateur de modifier manuellement la ligne de contour de la surface de contact qui a d'abord été générée automatiquement. Le moyen d'interface eut consister en tout type de moyen de pointage, y compris un stylet relié à une palette graphique, un stylet actionné sur la surface sensible d'un écran d'ordinateur tactile, ou encore une souris reliée au calculateur.  In a second aspect, the fourth subset of digital data may be generated semi-automatically. According to this second aspect, the fourth subset of digital data is first generated automatically by the computer, from the digital data representative of the surface of the skin contained in the third set of digital data obtained at the end of the step d) of the method or from the combination of (i) digital data representative of the surface of the skin contained in the third set of digital data obtained at the end of step d) of the method and (ii) data digital representative of a general geometric form of a known type of external medical device, previously stored in the computer memory, and which are selected according to the patient. The data contained in the fourth subset of digital data thus generated can be visually represented on the computer screen in the form of a temporary contour line of the contact surface of the external medical device to be manufactured. The computer includes interface means that allows the operator to manually change the contour line of the contact surface that was first generated automatically. The interface means could consist of any type of pointing means, including a stylus connected to a graphics palette, a stylus actuated on the sensitive surface of a touch screen computer, or a mouse connected to the computer.

Selon un troisième aspect, le quatrième sous-ensemble de données numériques peut être généré de manière complètement automatique, à partir des données numériques représentatives de la surface de la peau contenues dans le troisième ensemble de données numériques obtenu à la fin de l'étape d) du procédé ou à partir de la combinaison (i) des données numériques représentatives de la surface de la peau contenues dans le troisième ensemble de données numériques obtenu à la fin de l'étape d) du procédé et (ii) des données numériques représentatives d'une forme géométrique générale d'un type de dispositif médical externe connu, stockées au préalable dans la mémoire du calculateur, et qui sont sélectionnées en fonction du patient.  According to a third aspect, the fourth subset of digital data can be generated completely automatically, from the digital data representative of the surface of the skin contained in the third set of digital data obtained at the end of step d ) of the process or from the combination of (i) digital data representative of the surface of the skin contained in the third set of digital data obtained at the end of step d) of the method and (ii) representative digital data a general geometric form of a type of known external medical device, previously stored in the computer memory, and which are selected according to the patient.

A la fin de l'étape e) du procédé on génère un quatrième ensemble de données numériques comprenant (i) le troisième ensemble de données numériques comprenant les données géométriques représentatives du maillage réalisé à l'étape d) et (ii) le quatrième sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle provisoire dela surface de contact du dispositif médical externe à fabriquer, par exemple de I emboîture d'une prothèse externe pour membre supérieur ou pour membre inférieur.  At the end of step e) of the method, a fourth set of digital data is generated comprising (i) the third set of digital data comprising the geometric data representative of the mesh made in step d) and (ii) the fourth a set of digital data representative of the provisional three-dimensional geometry of the contact surface of the external medical device to be manufactured, for example the socket of an external prosthesis for upper limb or for lower limb.

A l'étape f), on applique au modèle numérique en trois dimensions généré à l'étape précédente des paramètres qui permettront de calculer, à partir dudit modèle numérique, les diverses contraintes mécaniques subies par la partie du corps d'intérêt lorsque cette dernière sera appareillée avec le dispositif médical externe dont la surface de contact provisoire a été définie à l'étape e).  In step f), parameters are applied to the three-dimensional numerical model generated in the preceding step which will make it possible to calculate, from said numerical model, the various mechanical stresses experienced by the part of the body of interest when the latter will be paired with the external medical device whose temporary contact area was defined in step e).

Les paramètres appliqués à l'étape f) sont aux moins au nombre de trois. Le premier paramètre consiste en un paramètre dit de cas de charge , qui 35 rend compte de la force globale d'appui de la partie du corps d'intérêt sur la surface de contact du dispositif médical externe. Par exemple, pour la réalisation d'une emboîture pour prothèse du genou, le paramètre de cas de charge est le poids global supporté par le moignon, c'est à dire la moitié du poids total du corps du patient. Le second paramètre consiste en un paramètre dit de condition limite qui est représentatif du déplacement nul d'un ou plusieurs points de surface de la partie du corps d'intérêt. Par exemple, dans le cas d'une emboîture pour prothèse du genou, on fixera un paramètre de condition limite rendant compte du déplacement nul de la région de la peau recouvrant la partie du moignon vis-à-vis de la surface de contact de l'emboîture. Le troisième paramètre consiste en un paramètre dit de condition de contact est représentatif de la valeur de la résistance au frottement entre la surface de partie du corps d'intérêt, c'est à dire la surface de la peau recouvrant la partie du corps d'intérêt, et la surface de contact du dispositif médicale externe.  The parameters applied in step f) are at least three in number. The first parameter is a so-called load case parameter, which accounts for the overall bearing force of the body part of interest on the contact surface of the external medical device. For example, for making a socket for knee prosthesis, the load case parameter is the overall weight supported by the stump, ie half of the total weight of the patient's body. The second parameter consists of a so-called limit condition parameter which is representative of the zero displacement of one or more surface points of the part of the body of interest. For example, in the case of a socket for knee prosthesis, a limit condition parameter will be set, accounting for the zero displacement of the region of the skin covering the portion of the stump with respect to the contact surface of the knee. socket. The third parameter consists of a so-called contact condition parameter that is representative of the value of the frictional resistance between the part surface of the body of interest, ie the surface of the skin covering the body part of the body. interest, and the contact surface of the external medical device.

L'application du paramètre en cas de change est visualisé par les flèches (1) sur la figure (4).  The application of the parameter in case of exchange is visualized by the arrows (1) in Figure (4).

Ainsi, à l'étape f) du procédé, on applique au quatrième ensemble de données numériques obtenu à la fin de l'étape e) au moins trois paramètres de contrainte mécanique, respectivement: (i) au moins un paramètre dit de cas de charge , qui est représentatif de la force maximale engendrée lors de l'utilisation du dispositif médical. Par exemple, si le dispositif médical est une prothèse de jambe, la valeur de la force maximale est calculée en multipliant la valeur du poids du patient par un facteur 2. Cette force maximale calculée représente la valeur de force générée par la masse du patient qui subit une accélération. Selon le procédé de l'invention, la force maximale est appliquée sous la forme d'une valeur de pression à l'extrémité proximale de la partie du corps d'intérêt. (ii) au moins un paramètre dit de condition limite , qui est représentatif du déplacement nul d'un ou plusieurs points de surface de peau, par rapport à la surface de contact dudit dispositif médical externe. Le paramètre dit de condition limite est représentatif des conditions de maintien du quatrième ensemble, ce qui peut être modélisé par une consigne d'annulation du déplacement d'une ou plusieurs données du quatrième ensemble représentatives des points à déplacement nul.  Thus, in step f) of the method, at least four mechanical stress parameters are applied to the fourth set of digital data obtained at the end of step e), respectively: (i) at least one so-called case parameter of charge, which is representative of the maximum force generated when using the medical device. For example, if the medical device is a leg prosthesis, the value of the maximum force is calculated by multiplying the value of the patient's weight by a factor of 2. This calculated maximum force represents the force value generated by the patient's mass. undergoes acceleration. According to the method of the invention, the maximum force is applied as a pressure value at the proximal end of the portion of the body of interest. (ii) at least one so-called boundary condition parameter, which is representative of the zero displacement of one or more skin surface points, relative to the contact surface of said external medical device. The so-called limit condition parameter is representative of the conditions for maintaining the fourth set, which can be modeled by an instruction to cancel the displacement of one or more data of the fourth set representative of the zero displacement points.

(iifi) au moins un paramètre dit de condition de contact , qui est représentatif de la valeur de la résistance au frottement entre la surface de peau et la surface de contact dudit dispositif médical externe; puis ajouter les valeurs des au moins trois paramètres de contraintes mécaniques (i), (ii) et (iii) audit quatrième ensemble de données numériques.  (iifi) at least one so-called contact condition parameter, which is representative of the value of the frictional resistance between the skin surface and the contact surface of said external medical device; and then adding the values of the at least three mechanical stress parameters (i), (ii) and (iii) to said fourth set of digital data.

A l'étape f) (i) le paramètre de condition de charge, aussi appelé de cas de charge , consiste en un paramètre de condition de charge statique, ou bien consiste en un paramètre de condition de charge dynamique.  In step f) (i) the load condition parameter, also referred to as the load case, is a static load condition parameter, or it is a dynamic load condition parameter.

A l'étape g) du procédé, on calcule, à partir du quatrième ensemble de données numériques obtenu à l'étape f) une valeur de contrainte normale et/ou tangentielle entre ladite surface de peau et ladite surface de contact, au moins pour chaque donnée représentative d'un point de ladite surface de peau, et on génère un cinquième ensemble de données numériques comprenant, pour chaque donnée représentative d'un point de surface de peau, ladite valeur de contrainte normale et/ou tangentielle ainsi calculée.  In step g) of the method, from the fourth set of digital data obtained in step f), a normal and / or tangential stress value between said skin surface and said contact surface is calculated, at least for each data representative of a point of said skin surface, and generating a fifth set of digital data comprising, for each data representative of a skin surface point, said normal and / or tangential stress value thus calculated.

A l'étape g) du procédé on peut ainsi calculer les valeurs de pression entre ladite surface de peau et ladite surface de contact, qui est une combinaison de valeurs de contraintes normales et/ou tangentielles, afin de générer le cinquième ensemble de données numériques.  In step g) of the method it is thus possible to calculate the pressure values between said skin surface and said contact surface, which is a combination of normal and / or tangential stress values, in order to generate the fifth set of digital data. .

Les valeurs de contrainte normale et/ou tangentielle sont calculées à l'aide des différents paramètres ajoutés au cours des différentes étapes du procédé, y compris les données de contour provisoire de la surface de contact du dispositif médical externe, les constantes d'élasticité des différents types de tissu constitutifs de la partie du corps d'intérêt ainsi que les paramètres de cas de charge , de condition limite et de condition de contact spécifiés précédemment dans la présente description.  The normal and / or tangential stress values are calculated using the various parameters added during the various process steps, including the temporary contour data of the contact surface of the external medical device, the elasticity constants of the different types of tissue constituting the part of the body of interest as well as the load case, limit condition and contact condition parameters previously specified in the present description.

Le contenu du cinquième ensemble de données numérique, qui comprend les données numériques représentatives des valeurs de contrainte normale et/ou tangentielle peut être visuellement représenté, par exemple sur un dispositif d'impression ou un écran d'ordinateur relié au calculateur. Par exemple, la valeur ou la gamme de valeurs de contrainte normale et/ou tangentielle peut être visuellement représentée par des codes de couleurs dans la représentation graphique, comme cela est illustré sur la figure 5.  The contents of the fifth digital data set, which comprises the digital data representative of the normal and / or tangential stress values, can be visually represented, for example on a printing device or a computer screen connected to the computer. For example, the value or range of normal and / or tangential stress values can be visually represented by color codes in the graphical representation, as shown in FIG. 5.

Pour un confort optimal du patient appareillé, on définit au préalable des valeurs limites de contrainte normale et/ou tangentielle dans chaque région de la surface de peau en contact avec la surface de contact du dispositif médical externe, dans le but de concevoir un dispositif médical externe dont la surface de contact possède une géométrie spatiale respectant, respectivement, les zones d'appui, les zones de contre-appui et les zones sensibles sans contact avec ledit dispositif, par exemple une emboîture de prothèse externe.  For optimal comfort of the paired patient, prior values of normal and / or tangential stress are defined in each region of the skin surface in contact with the contact surface of the external medical device for the purpose of designing a medical device. external whose contact surface has a spatial geometry respecting, respectively, the support zones, the support zones and the sensitive areas without contact with said device, for example an external prosthesis socket.

Ainsi, à l'étape h) du procédé, on corrige la ligne de contour provisoire de la surface de contact du dispositif médical externe jusqu'à l'obtention de la répartition optimale des valeurs de contraintes normales et/ou tangentielles, selon le résultat désiré. La correction de la ligne de contour est effectuée en fonction des valeurs limites de contraintes qui ont été prédéfinies pour chaque région de la surface de contact du dispositif médical externe. Ainsi, pour chaque région de ladite surface de contact, on définit au préalable des valeurs limites maximum ou minimum de contrainte normale et/ou tangentielle, puis on compare les valeurs de contrainte calculées à l'étape g) avec les valeurs limites prédéfinies, puis on corrige la ligne de contour provisoire de la surface de contact du dispositif médical externe générée à l'étape e) jusqu'à l'obtention d'une ligne de contour corrigée pour laquelle les valeurs de contrainte normale et/ou tangentielles soient proches des valeurs limites de contrainte qui ont été prédéfinies. Selon l'invention, une valeur de contrainte normale et/ou tangentielle calculée est proche d'une valeur limite prédéfinie si la différence entre ladite valeur calculée et ladite valeur limite est inférieure à une valeur limite de différence prédéterminée.  Thus, in step h) of the method, the provisional contour line of the contact surface of the external medical device is corrected until the optimal distribution of the normal and / or tangential stress values is obtained, depending on the result. longed for. Contour line correction is performed according to predefined stress limit values for each region of the contact surface of the external medical device. Thus, for each region of said contact surface, maximum or minimum limit values of normal and / or tangential stress are previously defined, then the stress values calculated in step g) are compared with the predefined limit values, then the provisional contour line of the contact surface of the external medical device generated in step e) is corrected until a corrected contour line is obtained for which the normal and / or tangential stress values are close to the constraint limit values that have been predefined. According to the invention, a calculated normal and / or tangential stress value is close to a predefined limit value if the difference between said calculated value and said limit value is less than a predetermined difference limit value.

Ainsi, à l'étape h) du procédé, on compare, pour chaque donnée représentative d'un point de surface de peau, la valeur de contrainte normale et/ou tangentielle calculée à l'étape g) avec une valeur limite prédéterminée, et h1) pour chaque donnée représentative d'un point de surface de peau pour laquelle il y a une différence entre la valeur calculée à l'étape g) et ladite valeur limite prédéterminée supérieure à une valeur de différence prédéterminée, on fait varier la valeur des coordonnées de localisation dans l'espace de ladite donnée représentative d'un point de la géométrie en trois dimensions de la surface de contact dudit dispositif jusqu'à l'obtention, pour ladite donnée représentative, d'une différence entre la valeur de contrainte normale et/ou tangentielle calculée et la valeur limite prédéterminée, qui est inférieure à la valeur de différence prédéterminée; h2) on conserve chaque donnée représentative d'un point de surface de peau pour laquelle la différence entre la valeur calculée à l'étape g) et ladite valeur limite prédéterminée est inférieure à la valeur de différence prédéterminée; et on génère un sixième ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions de la surface de contact dudit dispositif, dans lequel les données représentatives de chaque point de surface de peau sont associées à une valeur de contrainte normale et/ou tangentielle proche de la valeur seuil prédéterminée.  Thus, in step h) of the method, for each datum representative of a skin surface point, the normal and / or tangential stress value calculated in step g) is compared with a predetermined limit value, and h1) for each data representative of a skin surface point for which there is a difference between the value calculated in step g) and said predetermined limit value greater than a predetermined difference value, the value of the values of location coordinates in the space of said datum representative of a point in the three-dimensional geometry of the contact surface of said device until a difference between the normal constraint value is obtained for said representative datum and / or calculated tangential and the predetermined limit value, which is less than the predetermined difference value; h2) each datum representative of a skin surface point for which the difference between the value calculated in step g) and said predetermined limit value is less than the predetermined difference value; and generating a sixth set of digital data representative of the three-dimensional geometry of the contact surface of said device, wherein the representative data of each skin surface point is associated with a normal and / or tangential stress value close to the predetermined threshold value.

L'étape h) du procédé peut être réalisée de manière manuelle, semiautomatique ou de manière complètement automatique.  Step h) of the process can be carried out manually, semiautomatically or completely automatically.

Selon un premier aspect, à l'étape h), la ligne de contour provisoire générée à l'étape e) du procédé peut être déplacée manuellement par l'opérateur, par exemple à l'aide d'un dispositif de pointage, à partir d'une représentation visuelle de ladite ligne de contour provisoire sur un écran d'ordinateur. Puis, dans un second temps, on réalise l'étape h) du procédé dans laquelle on compare (i) les valeurs de contrainte normale et/ou tangentielle nouvellement calculées à partir de l'ensemble de données numériques représentatif de la ligne de contour corrigée avec (ii) les valeurs limites de contrainte prédéfinies spécifiées précédemment dans la présente description. Cette succession d'étapes est réitérée jusqu'à l'obtention de la ligne de contour définitive de la surface de contact du dispositif médical externe à fabriquer, pour laquelle les valeurs de contrainte normale et/ou tangentielles nouvellement calculées présentent une valeur de différence avec les valeurs limites prédéfinies sui est inférieure aux valeurs limites de différence également prédéfinies.  According to a first aspect, in step h), the temporary contour line generated in step e) of the method can be moved manually by the operator, for example with the aid of a pointing device, from a visual representation of said temporary contour line on a computer screen. Then, in a second step, step h) of the method in which one compares (i) the newly calculated normal and / or tangential stress values from the set of digital data representative of the corrected contour line. with (ii) the predefined stress limit values previously specified in the present description. This succession of steps is repeated until the definitive contour line of the contact surface of the external medical device to be manufactured is obtained, for which the newly calculated normal and / or tangential stress values have a difference value with the predefined limit values are lower than the equally predefined difference limit values.

Selon un second aspect, à l'étape h), la ligne de contour provisoire générée à l'étape e) du procédé peut être déplacée de manière complètement automatique, le calculateur effectuant automatiquement le déplacement de la ligne de contour provisoire générée à l'étape e) et réalisant automatiquement l'étape h) du procédé jusqu'à l'obtention de la ligne de contour définitive. Par exemple, la mémoire du calculateur peut contenir une série d'instructions de déplacement, par pas successifs, de la ligne de contour provisoire générée à l'étape e), puis éventuellement ensuite des lignes de contour intermédiaires générées par réitération d'étapes de déplacement de la ligne et de calcul et de comparaison des valeurs de contraintes normale et/ou tangentielle. Avantageusement, le déplacement d'un pas d'un segment donné de la ligne de contour correspond à un déplacement de la ligne de surface de l'objet, en dimensions réelles, d'au plus 2 mm, mieux d'au plus 1 mm et de manière tout à fait préférée d'au plus 0,5 mm.  According to a second aspect, in step h), the temporary contour line generated in step e) of the method can be moved completely automatically, the computer automatically moving the provisional boundary line generated to the step e) and automatically performing step h) of the method until the final contour line is obtained. For example, the memory of the computer may contain a series of instructions for moving, in successive steps, the provisional contour line generated in step e), then possibly intermediate contour lines generated by reiteration of steps of displacement of the line and calculation and comparison of normal and / or tangential stress values. Advantageously, the displacement of a step of a given segment of the contour line corresponds to a displacement of the surface line of the object, in real dimensions, of at most 2 mm, better not more than 1 mm. and most preferably not more than 0.5 mm.

Pour la mise en oeuvre des étapes a) à h) du procédé de l'invention, l'homme du métier se référera avantageusement à l'utilisation de divers logiciels connus et adaptés tels que par exemple les logiciels ABAQUS , IDEAS , NASTRAN , CATIA , SAMCEF et ANSYS . Dans les exemples, on a utilisé essentiellement le logiciel ADINA . A l'étape i) le dispositif médical externe est réalisé à partir de l'ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions de la surface de contact dudit dispositif, qui est généré à la fin de l'étape h).  For the implementation of steps a) to h) of the method of the invention, those skilled in the art will advantageously refer to the use of various known and adapted software such as for example software ABAQUS, IDEAS, NASTRAN, CATIA , SAMCEF and ANSYS. In the examples, essentially ADINA software was used. In step i) the external medical device is made from the set of digital data representative of the three-dimensional geometry of the contact surface of said device, which is generated at the end of step h).

Selon le type de dispositif médical externe qui est concerné, on réalise ledit dispositif en une ou plusieurs étapes de fabrication.  Depending on the type of external medical device that is concerned, said device is made in one or more manufacturing steps.

Au début de l'étape i), on réalise dans tous les cas l'élément du dispositif médical externe qui comprend la surface de contact dudit dispositif avec la partie du corps d'intérêt.  At the beginning of step i), the element of the external medical device which comprises the contact surface of said device with the part of the body of interest is produced in all cases.

Par exemple, si le dispositif médical externe consiste en une prothèse externe de remplacement d'une partie d'un membre inférieur, comme une prothèse pour amputation du genou, on réalise au début de l'étape i) l'élément principal de l'emboîture qui comprend la surface de contact avec le moignon. On réalise de manière séparée les différents autres éléments de la prothèse, respectivement les articulations prothétiques intermédiaires, le tube reproduisant le segment du membre manquant ainsi que l'effecteur terminal qui est dans ce cas un pied prothétique.  For example, if the external medical device consists of an external prosthesis replacing a part of a lower limb, such as a prosthesis for amputation of the knee, it is realized at the beginning of step i) the main element of the socket which includes the contact surface with the stump. The various other elements of the prosthesis are made separately, the intermediate prosthetic joints, the tube reproducing the segment of the missing limb and the end effector, which is in this case a prosthetic foot.

Avec le procédé selon l'invention, on fabrique un dispositif médical externe qui peut être choisi parmi un collier cervical, une orthèse fonctionnelle de stabilisation de l'épaule, une coudière, une orthèse de stabilisation du poignet ou du pouce, une orthèse de maintien d'une partie du tronc et une orthèse de maintien du cou.  With the method according to the invention, an external medical device is manufactured that can be selected from a cervical collar, a functional shoulder stabilization orthosis, an elbow pad, a wrist or thumb stabilization orthosis, a holding orthosis. part of the trunk and a neck support orthosis.

A l'étape i) du procédé pour la fabrication d'une prothèse ou d'une orthèse externe de l'invention, l'emboîture finale est fabriquée à partir du sixième ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions de la surface de contact du dispositif médical externe qui est généré à la fin de l'étape h) du procédé, selon toute technique connue.  In step i) of the method for manufacturing an external prosthesis or orthosis of the invention, the final socket is manufactured from the sixth set of numerical data representative of the three-dimensional geometry of the surface. contact of the external medical device which is generated at the end of step h) of the method, according to any known technique.

A l'étape i), ledit dispositif externe, ou au moins la partie dudit dispositif comprenant la surface de contact, peut être fabriqué par alésage à l'aide d'une fraiseuse ou par un procédé de prototypage rapide direct, à partir des données numériques contenues dans le sixième ensemble de données numériques généré à l'étape h).  In step i), said external device, or at least the portion of said device comprising the contact surface, can be manufactured by boring using a milling machine or by a direct rapid prototyping method, from the data numbers in the sixth set of digital data generated in step h).

Notamment, on peut réaliser l'étape i) du procédé par transmission des données numériques de la géométrie en trois dimensions de la surface de contact du dispositif médical externe vers un appareil de prototypage rapide, lequel, par un procédé de lithographie par couches successives, réalisera directement la fabrication de l'emboîture finale.  In particular, it is possible to carry out step i) of the method by transmitting the digital data of the three-dimensional geometry of the contact surface of the external medical device to a rapid prototyping apparatus, which, by a process of successive layer lithography, will directly realize the manufacture of the final socket.

Selon une autre technique, à l'étape i), l'élément du dispositif médical externe comprenant la surface de contact, ou encore la totalité dudit dispositif médical, est fabriqué selon un procédé comprenant les étapes suivantes: il) fabriquer un moule de l'élément ou du dispositif, par un procédé d'alésage à l'aide d'une fraiseuse ou par un procédé de prototypage rapide, à partir du sixième ensemble de données numériques généré à la fin de l'étape h); i2) fabriquer l'élément ou le dispositif par coulage du matériau dudit dispositif, par exemple de la prothèse ou de l'orthèse, dans le moule, par exemple le moule d'emboîture, obtenu à l'étape il).  According to another technique, in step i), the element of the external medical device comprising the contact surface, or even the entirety of said medical device, is manufactured according to a process comprising the following steps: element or device, by a milling method using a milling machine or by a rapid prototyping method, from the sixth set of digital data generated at the end of step h); i2) fabricating the element or device by casting the material of said device, for example prosthesis or orthosis, into the mold, for example the socket mold, obtained in step II).

Selon le procédé de fabrication utilisé à l'étape i) du procédé, la surface de contact peut être réalisée à base d'un seul matériau adapté ou bien peut être constituée de plusieurs matériaux possédant ces caractéristiques mécaniques appropriées.  According to the manufacturing method used in step i) of the process, the contact surface may be made from a single suitable material or may consist of several materials having these appropriate mechanical characteristics.

A partir de l'élément du dispositif médical externe comprenant la surface de contact obtenu à la fin de l'étape i) du procédé de l'invention, on procède à la fabrication finale dudit dispositif médical, par exemple de la prothèse externe ou de l'orthèse.  From the element of the external medical device comprising the contact surface obtained at the end of step i) of the process of the invention, the final manufacture of said medical device, for example of the external prosthesis or the brace.

Par exemple, pour la fabrication finale d'une prothèse externe ou orthèse tibiale ou fémorale, on fixe, selon des méthodes connues, un segment jambier intermédiaire, à l'extrémité duquel est adjoint un élément de pied souple permettant les mouvements de flexion et d'extension, et éventuellement de latéralité.  For example, for the final manufacture of an external prosthesis or tibial or femoral orthesis, is fixed, according to known methods, an intermediate tibial segment, at the end of which is added a flexible foot element allowing bending and flexion movements. extension, and possibly laterality.

La présente invention est en outre illustrée, sans pour autant y être limitée, par les figures et les exemples suivants.  The present invention is further illustrated, but not limited thereto, by the following figures and examples.

FIGURESFIGURES

La Figure 1 est un cliché photographique du moignon qui doit être appareillé. La Figure 2 illustre le résultat d'un analyse densimétrique par balayage aux rayons X du moignon de membre inférieur qui doit être appareillé. La figure 2D indique les plans A, B et C du moignon représentés respectivement sur les figures 2A, 2B et 2C.  Figure 1 is a photographic photograph of the stump to be paired. Figure 2 illustrates the result of an X-ray densimetric analysis of the lower limb stump to be paired. Figure 2D shows the planes A, B and C of the stump shown respectively in Figures 2A, 2B and 2C.

La Figure 3 est une représentation numérique de la géométrie tridimensionnelle du moignon dans laquelle les différentes parties sont distinguées, respectivement: (1) les parties dures internes (os) ; (2) les parties molles internes; et (3) la peau.  Figure 3 is a digital representation of the three-dimensional geometry of the stump in which the different parts are distinguished, respectively: (1) the internal hard parts (bone); (2) internal soft parts; and (3) the skin.

La Figure 4 est une représentation numérique de la géométrie tridimensionnelle du moignon après application des paramètres de comportement mécanique et des paramètres de contraintes mécaniques. Sur la partie supérieure, les flèches (1) représentent les déplacements imposés. La Figure 5 est une représentation numérique de la géométrie tridimensionnelle du moignon après maillage et calcul des forces de pression et des forces de contraintes normales et tangentielles. Une échelle de gris selon la valeur des forces de pression est représentée sur la partie droite de la figure. Sur la partie gauche de la figure, les valeurs de pression sont représentées par des nuances de gris, pour chaque unité de surface définie par le maillage, selon l'échelle de la partie droite. (1) : zones de fortes valeurs de pression; (2) zones de faibles valeurs de pression.  Figure 4 is a numerical representation of the three-dimensional geometry of the stump after application of the parameters of mechanical behavior and mechanical stress parameters. On the upper part, the arrows (1) represent the imposed displacements. Figure 5 is a numerical representation of the three-dimensional geometry of the stub after meshing and calculation of pressure forces and normal and tangential stress forces. A gray scale according to the value of the pressure forces is shown on the right side of the figure. On the left side of the figure, the pressure values are represented by shades of gray, for each unit of surface defined by the mesh, according to the scale of the right part. (1): areas of high pressure values; (2) areas of low pressure values.

EXEMPLESEXAMPLES

Exemple 1: Acquisition de l'ensemble de données numérique 30 représentatif de la géométrie en trois dimensions d'un moignon tibial Cet exemple montre la mise en oeuvre des étapes a) et b) du procédé selon l'invention.  Example 1: Acquisition of the digital data set 30 representative of the three-dimensional geometry of a tibial stump This example shows the implementation of steps a) and b) of the method according to the invention.

Dans cet exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, la partie du corps à appareiller est un moignon de jambe à partir de la géométrie duquel doit être fabriquée une emboîture tibiale.  In this embodiment of the method of the invention, the part of the body to be paired is a leg stump from the geometry of which is to be made a tibial socket.

Le moignon à appareiller est représenté sur le cliché photographique de la figure 1.  The stump to be paired is represented on the photographic plate of figure 1.

Les images générées par l'appareil de tomodensimétrie à balayage aux rayons X consistent en une série de sections anatomiques transversales de la partie du corps. La série d'images est réalisée selon l'axe longitudinal de la jambe amputée. La série d'images commence à mi-cuisse et se termine à l'extrémité du moignon. Deux images successives sont distantes, l'une de l'autre, de 1 millimètre dans l'axe longitudinal du membre inférieur amputé.  The images generated by the X-ray scanning tomodensimetry apparatus consist of a series of transverse anatomical sections of the body part. The series of images is performed along the longitudinal axis of the amputated leg. The series of images starts at mid-thigh and ends at the end of the stump. Two successive images are distant from each other, 1 millimeter in the longitudinal axis of the amputated lower limb.

Chaque image est transcrite en niveaux de gris. Chaque valeur de niveau de gris correspond à une valeur de densité de tissu, selon l'échelle d'Houndsfield. La figure 2 illustre le résultat de l'analyse densitométrique, selon les trois plans principaux du moignon.  Each image is transcribed in grayscale. Each gray level value corresponds to a tissue density value, according to the Houndsfield scale. Figure 2 illustrates the result of the densitometric analysis, according to the three main planes of the stump.

Le tissu le plus dense du moignon est l'os. La valeur maximale du niveau de gris sera réglée sur l'os et celui-ci apparaîtra en blanc sur les images. Une image a une résolution de 256 niveaux de gris.  The densest tissue of the stump is the bone. The maximum value of the gray level will be set on the bone and it will appear in white on the images. An image has a resolution of 256 gray levels.

Il faut segmenter l'image pour détecter l'os, les tissus mous et la peau.  Segment the image to detect bone, soft tissue and skin.

Cette segmentation peut se faire automatiquement à l'aide du logiciel Mimics en déclarant sur une image de la série, la zone de la partie du corps à segmenter. Par contagion de voxel de même qualité, un volume est reconstruit. Cette opération sera répétée pour les trois plans désirés A, B et C de la partie du corps, comme représenté sur les figures 2A, 2B et 2C.  This segmentation can be done automatically using the Mimics software by declaring on an image of the series, the zone of the part of the body to be segmented. By contagion of voxel of the same quality, a volume is reconstructed. This operation will be repeated for the desired three planes A, B and C of the body portion, as shown in Figures 2A, 2B and 2C.

Les volumes extraits par ce procédé sont considérés comme des volumes pleins. Les ensembles de données représentatifs des volumes sont stockés sous la forme de fichiers dans la mémoire d'un ordinateur.  The volumes extracted by this process are considered as solid volumes. The data sets representative of the volumes are stored as files in the memory of a computer.

Les fichiers de départ sont utilisés pour générer d'autres fichiers de données au format informatique IGES. Ces derniers fichiers sont ensuite exploités par l'exécution du logiciel Solidworks , grâce auquel on génère de nouveaux fichiers au format parasolid 12.1 . Les fichiers au format parasolid 12.1 peuvent être exploités par le logiciel Adina .  The starting files are used to generate other data files in IGES computer format. These last files are then exploited by the execution of the software Solidworks, thanks to which one generates new files in the format parasolid 12.1. The 12.1 parasolid format files can be exploited by the Adina software.

A la fin de cette étape de 3 fichiers informatiques sont générés, que l'on nommera dans cet exemple, respectivement: - os.x_t , qui consiste en un fichier contenant l'ensemble des données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle des parties dures internes de la partie du corps; - tissus.x_t , qui consiste en un fichier contenant l'ensemble des données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle des parties molles internes de la partie du corps; et - peau.x_t , qui consiste en un fichier contenant l'ensemble des données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle de la peau recouvrant la partie du corps.  At the end of this step 3 computer files are generated, which will be named in this example, respectively: - os.x_t, which consists of a file containing all the digital data representative of the three-dimensional geometry of the internal hard parts part of the body; - tissues.x_t, which consists of a file containing the set of numerical data representative of the three-dimensional geometry of the internal soft parts of the body part; and - skin.x_t, which consists of a file containing all the digital data representative of the three-dimensional geometry of the skin covering the body part.

Exemple 2: Génération de l'ensemble de données numérique comprenant le sous-ensemble de données représentatif du contour de la surface de contact Cet exemple montre la mise en oeuvre des étapes c), d), e) et f) du procédé selon l'invention, appliqué dans le cas de la conception d'une emboîture tibiale.  Example 2 Generation of the Digital Data Set Including the Data Subset Representative of the Contact Surface Contour This example shows the implementation of steps c), d), e) and f) of the process according to the invention. invention, applied in the case of the design of a tibial socket.

A partir des données numériques représentatives de la surface extérieure de la peau, le contour d'une emboîture est généré avec le logiciel Solidworks . Une couche d'une épaisseur constante de 5 millimètres est rajoutée à l'extérieur du contour précédemment généré. Cette couche est limitée supérieurement en dessous de l'axe bi-condylien du genou. Cette couche représente la première emboîture, qui est provisoire.  From the digital data representative of the outer surface of the skin, the outline of a socket is generated with the software Solidworks. A layer of constant thickness of 5 millimeters is added outside the previously generated contour. This layer is limited superiorly below the bi-condylar axis of the knee. This layer represents the first socket, which is provisional.

La figure 3 est une représentation graphique de la géométrie en trois dimensions du moignon à appareiller Selon les indications de l'orthoprothésiste, deux modifications géométriques seront apportées de manière numérique. La première consiste à pénétrer la surface de cette emboîture de 2 millimètres au niveau de l'appui sous-rotulien. La deuxième consiste à faire une transformation homothétique vers l'intérieur du volume de 10 millimètres pour assurer un surpression de l'emboiture.  Figure 3 is a graphical representation of the three-dimensional geometry of the stump to be paired According to the indications of the orthoprosthetic, two geometric modifications will be made digitally. The first is to penetrate the surface of this socket 2 millimeters at the level of the sub-patellar support. The second is to make a homothetic transformation towards the inside of the volume of 10 millimeters to ensure an overpressure of the nest.

Ainsi, le 4ème sous ensemble de données numériques est défini géométriquement en 3 dimensions et un nouveau fichier informatique est généré. Dans l'exemple, ce fichier numérique a été nommé emboiture.x_t .  Thus, the 4th subset of digital data is geometrically defined in 3 dimensions and a new computer file is generated. In the example, this digital file has been named embedding.x_t.

Les fichiers numériques précédemment générés à l'exemple 1 sont chargés dans la mémoire de l'ordinateur et exécutés par le logiciel Adina .  The digital files previously generated in Example 1 are loaded into the computer's memory and run by the Adina software.

L'os est le corps (body) n 1, le moignon (tissus mous + peau), le corps n 2 et l'emboîture le corps n 3. Ce logiciel effectue l'analyse du comportement mécanique de l'ensemble du moignon selon les paramètres définis dans les tableaux 1 à 6 ci-dessous: Pour des raisons de clarté pour l'homme du métier, les principales données des tableaux 1 à 6 sont reproduites comme elles apparaissent à l'utilisateur du logiciel Adina . Certains des termes apparaissent en langue anglaise pour une meilleure clarté et reproductibilité.  The bone is the body (body) n 1, the stump (soft tissue + skin), the body n 2 and the socket the body n 3. This software performs the analysis of the mechanical behavior of the entire stump according to the parameters defined in Tables 1 to 6 below: For the sake of clarity for those skilled in the art, the main data of Tables 1 to 6 are reproduced as they appear to the user of the Adina software. Some of the terms appear in English for better clarity and reproducibility.

La figure 4 illustre une représentation graphique de la structure tridimensionnelle du moignon, après application des paramètres de comportement mécanique et des paramètres de contraintes mécaniques présentés dans les tableaux 1 à 6.  FIG. 4 illustrates a graphical representation of the three-dimensional structure of the stump, after application of the mechanical behavior parameters and the mechanical stress parameters presented in Tables 1 to 6.

Avant d'effectuer le calcul des contraintes mécaniques à l'état statique, on réalise un calcul de pénétration initiale dans des conditions dans lesquelles on applique des contraintes mécaniques au moignon afin que son contour externe tridimensionnel épouse exactement la surface de contact tridimensionnelle de l'emboîture qui a été précédemment définie. Cette opération de calcul correspond à une opération de pré-contrainte mécanique du moignon. Pour réaliser ce calcul, on impose que le volume initial du solide "contenu", en l'occurrence le moignon, va épouser la forme du volume du solide "contenant", en l'occurrence l'emboîture. Cette déformation induit un état de contrainte initiale Exemple 3: Calcul des valeurs des pressions entre le moignon et l'emboîture, et procédé itératif de correction de la ligne de contour définitive.  Before the computation of the mechanical stresses in the static state, an initial penetration calculation is carried out under conditions in which mechanical stresses are applied to the stump so that its three-dimensional external contour matches exactly the three-dimensional contact surface of the stub. socket that was previously defined. This calculation operation corresponds to a mechanical prestressing operation of the stump. To perform this calculation, it is required that the initial volume of the solid "content", in this case the stub, will match the shape of the volume of the solid "containing", in this case the socket. This deformation induces an initial state of stress Example 3: Calculation of the values of the pressures between the stump and the socket, and iterative process of correction of the final contour line.

Cet exemple montre la mise en oeuvre des étapes g) et h).  This example shows the implementation of steps g) and h).

A partir des définitions de paramètres imposées dans l'exemple 2, on procède à un calcul à l'aide du logiciel Adina . Ce calcul génère un ensemble de données numériques représentatif de toutes les grandeurs mécaniques mises en jeu. La cartographie des pressions sur le corps n 2 (moignon) est visualisée dans la figure 5.  From the parameter definitions imposed in example 2, a calculation is made using the Adina software. This calculation generates a set of numerical data representative of all the mechanical quantities involved. The mapping of the pressures on the body n 2 (stump) is visualized in FIG.

En chaque point de la surface du moignon sont connues la valeur de pression et les valeurs de contrainte normale et tangentielle.  In each point of the surface of the stump are known the value of pressure and the values of normal and tangential stress.

L'objectif suivant est de diminuer globalement ces trois grandeurs. Dans 35 ce but, un programme informatique appelé depouillement.m et exécuté à l'aide du logiciel Matlab (Mathworks inc.), permet de charger en mémoire et de lire un fichier au format ASCII avec extension txt contenant, pour chaque valeur de noeud de maillage, la valeur de pression, la valeur de contrainte normale et la valeur de contrainte tangentielle. La somme des valeurs au carré est le critère de validation de bonne emboîture.  The next goal is to reduce these three sizes overall. For this purpose, a computer program called processing.m and executed using the Matlab software (Mathworks Inc.), allows to load into memory and read an ASCII file with extension txt containing, for each node value mesh, the pressure value, the normal stress value and the tangential stress value. The sum of the squared values is the validation criterion of good socket.

Par défaut, la première valeur peut être minimisée, puisque la géométrie de l'emboîture initiale a été volontairement conçue plus étroite que le contour externe réel du moignon (10 millimètres d'épaisseur vers l'intérieur).  By default, the first value can be minimized, since the geometry of the initial socket was purposely designed narrower than the actual outer contour of the stub (10 millimeters thick inwards).

L'opérateur sélectionne les zones de surface pour lesquelles les valeurs de pression et les valeurs de contraintes normales et tangentielles sont maximales.  The operator selects the surface areas for which the pressure values and the normal and tangential stress values are maximum.

A partir de cette sélection, l'opérateur va soustraire numériquement une épaisseur de 1 millimètre dans les zones à faible valeur de pression et à faible valeur de contraintes normale et tangentielle, à l'aide du logiciel Solidworks .  From this selection, the operator will numerically subtract a thickness of 1 millimeter in areas of low pressure value and low value of normal and tangential stresses, using the Solidworks software.

Puis, à partir de cette soustraction numérique, l'opérateur recrée une nouvelle emboîture (corps n 3) sous la forme d'un fichier informatique, qui est nommé dans cet exemple emboiturel.x_t . Les données de ce fichier sont réintroduites au troisième sous ensemble (moignon).  Then, from this digital subtraction, the operator recreates a new socket (body # 3) in the form of a computer file, which is named in this example emboiturel.x_t. The data in this file is reintroduced to the third subset (stub).

Un nouveau maillage est ensuite effectué à partir du fichier nouveau précédemment généré, puis les même paramètres de conditions limites, de cas de charges et de contact sont appliqués à la forme tridimensionnelle corrigée de l'emboîture. Un calcul de pénétration initiale est réalisé de nouveau, puis le calcul statique est réalisé à partir des données représentatives de la forme tridimensionnelle corrigée de l'emboîture.  A new mesh is then made from the new file previously generated, then the same parameters of boundary conditions, load cases and contact are applied to the corrected three-dimensional shape of the socket. An initial penetration calculation is performed again, then the static calculation is made from the data representative of the corrected three-dimensional shape of the socket.

A nouveau le programme dépouillement.m est exécuté afin de vérifier le critère de validation de bonne emboîture.  Once again, the evaluation.m program is executed to check the validation criterion of good socket.

Ce processus est exécuté de manière itérative jusqu'à ce que la variation du critère soit inférieure à 10% de la valeur précédente.  This process is performed iteratively until the variation of the criterion is less than 10% of the previous value.

Alors l'ensemble de données numériques représentatif de la dernière forme tridimensionnelle de l'emboîture, sous forme de fichier informatique d'extension x_t , est utilisé pour générer le fichier informatique d'extension stl , qui sera exécuté par l'appareil de prototypage rapide.  Then the digital data set representative of the last three-dimensional form of the socket, in the form of an extension computer file x_t, is used to generate the stl extension computer file, which will be executed by the rapid prototyping apparatus. .

Dans une dernière étape, le fichier informatique d'extension stl est chargé dans la mémoire numérique d'un appareil de prototypage rapide.  In a final step, the extension computer file st1 is loaded into the digital memory of a rapid prototyping apparatus.

L'appareil de prototypage rapide est ensuite mis en oeuvre pour la fabrication de l'emboîture tibiale, à partir des données numériques contenues dans le fichier d'extension stl ci-dessus.  The rapid prototyping apparatus is then implemented for the manufacture of the tibial socket, from the digital data contained in the extension file stl above.

Tableau 1: Conditions d'analyse 1 - Conditions d'analyse (type d'analyse, ddl, cinématique, échantillonnage du temps...) Type d'analyse STATIQUE Nom de l'analyse moignon-os-emboiture DDL des corps X-translation Ytranslation Z-translation Hypothèse de calcul Déplacement Déformation a Petit Petite Limite temporelle de N Label temporel Valeur en seconde simulation 1 0 0 1 1 Pas temporel N Nombre de pas Temps du pas en seconde 1, 10 0.1 Méthode de calcul et Newton-Raphson avec recherche de plus grande pente d'itération 37i Tableau 2: Conditions limites 2 - Conditions limites Définition des bloquages en rotation et translation Appliqué à...  Table 1: Analysis conditions 1 - Analysis conditions (type of analysis, dof, kinematics, time sampling ...) Type of STATIC analysis Name of the X-BOD-bone-embedding analysis of the X-body translation Ytranslation Z-translation Calculation hypothesis Displacement Deformation a Small Small Time limit of N Time label Value in second simulation 1 0 0 1 1 Time step N Number of steps Time of step in seconds 1, 10 0.1 Method of calculation and Newton-Raphson with search for greater iteration slope 37i Table 2: Limiting conditions 2 - Limiting conditions Definition of rotational and translational locks Applied to ...

Tous Face 1 du Corps 1All Face 1 of the Body 1

Tableau 3Table 3

Paramètres de comportement mécanique des parties distinctes du moignon 3 Matériaux N Type Caractéristiques 1 Elastique et Isotrope E=15000106 Pa v=0.3 (Emboîture) 2 Elastique et Isotrope E=400106 Pa v=0. 4997 (Peau) 3 Elastique et Isotrope E=1 109 Pa v=0.3 (Parties molles)  Parameters of mechanical behavior of the distinct parts of the abutment 3 Materials N Type Characteristics 1 Elastic and Isotropic E = 15000106 Pa v = 0.3 (Socket) 2 Elastic and Isotropic E = 400106 Pa v = 0. 4997 (Skin) 3 Elastic and Isotropic E = 1,109 Pa v = 0.3 (Soft Parts)

Tableau 4: maillageTable 4: Meshing

4 Maillage Groupe N Type Spécificité d'éléments 1 3DSolid Matériau 1 2 3DSolid Matériau 2 3 Coque Matériau 3 (Référence tableau 3) e Pièce Type de N Coefficient de Sous Division géométrie ou Taille de l'Elément zs corps l:os Face 1,2 du Corps 1 CSD = 50 Contour 1,2,4,5 du Corps 1 CSD = 10 ô Corps 2: Corps 2 TE = 0.005 m tu) moignon Face 4,6 du Corps 2 TE = 0.01 m e coprs3: Face 1,2,3,4,5 du Corps TE = 0.008 m Emboîture 3 Maillage Type de Elément du N de la Spécificité géométrie groupe N géométrie Corps 1 1 Corps 2 2 Face 3 1,2,3,4,5 du Corps Ensemble de N Noeud Spécificités noeuds 1 1438 to 1462 1464 to 1472 2865 to 2872 2874 to 2888 4880 to 4906 4908 to 4922 4927 to 4976 Tableau 5: Paramètres de cas de charges - Cas de charges Type Définition Appliqué à Déplacement Xtranslation=0.03 m Ensemble 1 de noeuds Y-translation =0 (Voir tableau 4) Z-translation=0 288551 8 Tableau 6: Paramètres de conditions de contact Contact N Type Spécificité 1 3Dcontact Contact moignon-os Groupe Pénétration initiale: Eliminée contact Temps pour éliminer la pénétration initiale = 1 seconde o Contact N Géométrie ADINA-M Spécificité Surface 1 Face 1,2,3 du Corps 1 Défini sur la géométrie d'ADINA-M 2 Face 1,9,10 du Corps Défini sur la géométrie d'ADINA-M o Pair de N Surface cible Surface Coefficient de contact Contacteur Frottement de Coulomb 1 2 1 0,5 N Type Spécificité Groupe 2 3Dcontact Contact moignon-emboîture N contact Pénétration initiale: Eliminée Temps pour éliminer la pénétration initiale = 1 seconde o Contact N Géométrie ADINA-M Spécificité c = Surface 1 Face 2,3,4,7,8 du Défini sur la géométrie d'ADINA-M o &.  4 Mesh Group N Type Specificity of elements 1 3DSolid Material 1 2 3DSolid Material 2 3 Shell Material 3 (Reference table 3) e Part N type Coefficient of Sub Geometry or Element Size division zs body l: os Face 1, 2 of Body 1 CSD = 50 Contour 1,2,4,5 of Body 1 CSD = 10 ô Body 2: Body 2 TE = 0.005 m tu) abutment Face 4,6 of Body 2 TE = 0.01 me coprs3: Face 1, 2,3,4,5 TE TE = 0.008 m EMB 3 Mesh Type of Element N of Specificity Geometry Group N Geometry Body 1 1 Body 2 2 Face 3 1,2,3,4,5 of Body Set of N Node Specifics Nodes 1 1438 to 1462 1464 to 1472 2865 to 2872 2874 to 2888 4880 to 4906 4908 to 4922 4927 to 4976 Table 5: Load Case Parameters - Load Cases Type Definition Applied to Displacement Xtranslation = 0.03 m Set 1 of nodes Y-translation = 0 (See Table 4) Z-translation = 0 288551 8 Table 6: Parameters of contact conditions Contact N Type Specificity 1 3Dc contact Bone-to-bone contact Group Initial penetration: Eliminated contact Time to eliminate the initial penetration = 1 second o Contact N Geometry ADINA-M Specificity Surface 1 Face 1,2,3 of the Body 1 Defined on the ADINA-M 2 face geometry 1,9,10 of the Body Defined on the ADINA-M geometry o Pair of N Target surface Surface Coefficient of contact Contactor Coulomb friction 1 2 1 0,5 N Type Specificity Group 2 3Dcontact Contact stub-socket N contact Initial penetration : Eliminated Time to eliminate the initial penetration = 1 second o Contact N Geometry ADINA-M Specificity c = Surface 1 Face 2,3,4,7,8 of the Defined on the geometry of ADINA-M o &.

Corps 2 2 Face 1,2,3,4,5 du Défini sur la géométrie d'ADINA-M o Corps 3  Body 2 2 Face 1,2,3,4,5 of Defined on the geometry of ADINA-M o Body 3

UU

Pair de N Surface cible Surface Coefficient de contact Contacteur Frottement de Coulomb 1 2 1 0,5  Pair of N Target area Surface Coefficient of contact Contactor Friction of Coulomb 1 2 1 0,5

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser un dispositif médical externe destiné à appareiller une partie du corps d'un patient, ledit dispositif médical externe comprenant une surface, dite surface de contact , destinée à être en contact avec la surface de la peau du patient recouvrant au moins une région de la partie du corps du patient qui doit être appareillée, dite surface de peau , ledit procédé comprenant les étapes suivantes: a) acquérir un premier ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions de la partie du corps sur laquelle ledit dispositif médical externe est destiné à s'adapter, ledit ensemble de données numériques comprenant les informations relatives aux trois dimensions géométriques de ladite partie du corps; b) déterminer, à partir du premier ensemble de données numériques obtenu à l'étape a), au moins: (i) un premier sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle des parties molles internes de ladite partie du corps, (ii) un second sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle des parties dures internes de ladite partie du corps; et (iii) un troisième sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle de la peau recouvrant ladite partie du corps; puis générer un second ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle de ladite partie du corps, ledit second ensemble de données numériques comprenant les données desdits premier, second et troisième sous-ensembles; c) affecter, à chacun des au moins trois sous- ensembles de données numériques contenus dans ledit second ensemble de données numériques, un paramètre ou une combinaison de paramètres caractérisant la loi élastique ou la loi viscoélastique du comportement de ladite partie molle , dure ou peau vis-à-vis d'une contrainte mécanique; d) réaliser une discrétisation volumétrique, ou maillage, des volumes définis dans chacun des au moins trois sous- ensembles dudit second ensemble de données numériques obtenu à l'étape c) et générer un troisième ensemble de données numériques comprenant les données géométriques représentatives dudit maillage; e) à partir du troisième ensemble de données numériques obtenu à l'étape d), générer un quatrième sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle provisoire de la surface de contact dudit dispositif, et générer un quatrième ensemble de données numériques comprenant ledit troisième ensemble et ledit quatrième sous-ensemble de données numériques; f) appliquer au quatrième ensemble de données numériques au moins trois paramètres de contrainte mécanique, respectivement: (i) au moins un paramètre dit de cas de charge , qui est représentatif de la force totale exercée par ladite partie du corps sur la surface de contact dudit dispositif médical externe; (ii) au moins un paramètre dit de condition limite , qui est représentatif des conditions par lesquelles ledit quatrième ensemble est fixé lors de l'application des paramètres définis en (i) ; (iii) au moins un paramètre dit de condition de contact , qui est représentatif de la valeur de la résistance au frottement entre la surface de peau et la surface de contact dudit dispositif médical externe; puis ajouter les valeurs des au moins trois paramètres de contraintes mécaniques (i), (ii) et (iii) audit quatrième ensemble de données numériques; g) calculer, à partir du quatrième ensemble de données numériques obtenu à l'étape f) une valeur de contrainte normale et/ou tangentielle entre ladite surface de peau et ladite surface de contact, au moins pour chaque donnée représentative d'un point de ladite surface de peau, et générer un cinquième ensemble de données numériques comprenant, pour chaque donnée représentative d'un point de surface de peau, ladite valeur de contrainte normale et/ou tangentielle ainsi calculée; h) comparer, pour chaque donnée représentative d'un point de surface de peau, la valeur de contrainte normale et/ou tangentielle calculée à l'étape g) avec une valeur limite prédéterminée, et h1) pour chaque donnée représentative d'un point de surface de peau pour laquelle il y a une différence entre la valeur calculée à l'étape g) et ladite valeur limite prédéterminée supérieure à une valeur de différence prédéterminée, faire varier la valeur des coordonnées de localisation dans l'espace de ladite donnée représentative d'un point de la géométrie en trois dimensions de la surface de contact dudit dispositif jusqu'à l'obtention, pour ladite donnée représentative, d'une différence entre la valeur de contrainte normale et/ou tangentielle calculée et la valeur limite prédéterminée, qui est égale ou inférieure à la valeur de différence prédéterminée; h2) conserver chaque donnée représentative d'un point de surface de peau pour laquelle la différence entre la valeur calculée à l'étape g) et ladite valeur limite prédéterminée est inférieure à la valeur de différence prédéterminée; et générer un sixième ensemble de données numériques représentative de la géométrie en trois dimensions de la surface de contact dudit dispositif, dans lequel les données représentatives de chaque point de surface de peau sont associées à une valeur de contrainte normale et/ou tangentielle proche de la valeur seuil prédéterminée; i) fabriquer ledit dispositif médical externe, dont la géométrie de la surface de contact avec ladite partie du corps consiste en la géométrie définie par l'ensemble de données numériques final obtenu à l'étape h).  A method for making an external medical device for fitting a body part of a patient, said external medical device comprising a surface, said contact surface, intended to be in contact with the surface of the skin of the patient covering at least a region of the part of the patient's body to be paired, said skin surface, said method comprising the steps of: a) acquiring a first set of digital data representative of the three-dimensional geometry of the part of the body on which said external medical device is adapted to adapt, said set of digital data comprising the information relating to the three geometric dimensions of said body part; b) determining, from the first set of digital data obtained in step a), at least: (i) a first subset of digital data representative of the three-dimensional geometry of the inner soft parts of said body part, ( ii) a second subset of digital data representative of the three-dimensional geometry of the internal hard parts of said body part; and (iii) a third subset of digital data representative of the three-dimensional geometry of the skin covering said body portion; then generating a second set of digital data representative of the three-dimensional geometry of said body portion, said second set of digital data including data of said first, second and third subsets; c) assigning, to each of the at least three subsets of digital data contained in said second set of digital data, a parameter or combination of parameters characterizing the elastic law or the viscoelastic law of the behavior of said soft, hard or skin portion vis-à-vis a mechanical stress; d) performing a volumetric discretization, or mesh, of the volumes defined in each of the at least three subsets of said second set of digital data obtained in step c) and generating a third set of digital data comprising the geometric data representative of said mesh ; e) from the third set of digital data obtained in step d), generating a fourth subset of digital data representative of the provisional three-dimensional geometry of the contact surface of said device, and generating a fourth set of digital data comprising said third set and said fourth subset of digital data; f) applying to the fourth set of digital data at least three mechanical stress parameters, respectively: (i) at least one said load case parameter, which is representative of the total force exerted by said body portion on the contact surface said external medical device; (ii) at least one so-called limit condition parameter, which is representative of the conditions by which said fourth set is set upon application of the parameters defined in (i); (iii) at least one so-called contact condition parameter, which is representative of the value of the frictional resistance between the skin surface and the contact surface of said external medical device; then adding the values of the at least three mechanical stress parameters (i), (ii) and (iii) to said fourth set of digital data; g) calculating, from the fourth set of digital data obtained in step f) a normal and / or tangential stress value between said skin surface and said contact surface, at least for each data representative of a point of contact; said skin surface, and generating a fifth set of digital data comprising, for each data representative of a skin surface point, said normal and / or tangential stress value thus calculated; h) comparing, for each data representative of a skin surface point, the normal and / or tangential stress value calculated in step g) with a predetermined limit value, and h1) for each data representative of a point of a skin surface for which there is a difference between the value calculated in step g) and said predetermined limit value greater than a predetermined difference value, varying the value of the location coordinates in the space of said representative datum a point of the three-dimensional geometry of the contact surface of said device until, for said representative data, a difference between the calculated normal and / or tangential stress value and the predetermined limit value is obtained, which is equal to or less than the predetermined difference value; h2) retaining each data representative of a skin surface point for which the difference between the value calculated in step g) and said predetermined limit value is less than the predetermined difference value; and generating a sixth set of digital data representative of the three-dimensional geometry of the contact surface of said device, wherein the data representative of each skin surface point is associated with a normal and / or tangential stress value close to the predetermined threshold value; i) fabricating said external medical device, whose geometry of the surface of contact with said body part consists of the geometry defined by the final digital data set obtained in step h). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'à l'étape a), l'acquisition du premier ensemble de données numériques représentatif de la géométrie en trois dimensions de la partie du corps sur laquelle ledit dispositif médical externe est destiné à s'adapter est réalisée à l'aide d'un dispositif RMN ou à rayons X à balayage.  2. Method according to claim 1, characterized in that in step a), the acquisition of the first set of digital data representative of the three-dimensional geometry of the part of the body on which said external medical device is intended to adapting is performed using an NMR or scanning X-ray device. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'à l'étape c), le paramètre caractérisant le comportement de ladite partie molle interne , dure interne ou peau vis-à-vis d'une contrainte mécanique consiste en la constante d'élasticité de ladite partie.  3. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that in step c), the parameter characterizing the behavior of said internal soft part, internal hard or skin vis-à-vis a mechanical stress consists of the elasticity constant of said part. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la constante d'élasticité de ladite partie molle , dure ou peau consiste en la combinaison du module d'Young (E) et du coefficient de Poisson (v) spécifique de ladite partie.  4. Method according to claim 3, characterized in that the elasticity constant of said soft, hard or skin portion consists of the combination of the Young's modulus (E) and the Poisson's ratio (v) specific to said part. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la constante d'élasticité est fixée, respectivement: - pour la partie molle : module d'Young (E) de 0,1 Gpa; coefficient de Poisson (v) de 0, 5; - pour la partie dure : module d'Young (E) de 1 Gpa; coefficient de Poisson (v) de 0,3; - pour la partie peau : module d'Young (E) de 0,4 Gpa; coefficient de Poisson (v) de 0,49.  5. Method according to claim 4, characterized in that the elasticity constant is fixed, respectively: - for the soft part: Young's modulus (E) of 0.1 Gpa; Poisson's ratio (v) of 0.5; - for the hard part: Young's modulus (E) of 1 Gpa; Poisson's ratio (v) of 0.3; for the skin portion: Young's modulus (E) of 0.4 Gpa; Poisson's ratio (v) of 0.49. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'à l'étape d), le maillage est réalisé avec un rapport entre la taille de maille et la plus grande longueur de la partie du corps d'au moins 1/50, la valeur dudit rapport étant de préférence de 1/100.  6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that in step d), the mesh is made with a ratio between the mesh size and the greatest length of the body part of the less than 1/50, the value of said ratio being preferably 1/100. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le quatrième sous-ensemble de données numériques représentatif de la géométrie tridimensionnelle provisoire de la surface de contact dudit dispositif comprend les données représentatives de la géométrie tridimensionnelle de la surface de peau.  7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the fourth subset of digital data representative of the provisional three-dimensional geometry of the contact surface of said device comprises the data representative of the three-dimensional geometry of the surface of the skin. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit dispositif médical externe est choisi parmi une prothèse externe ou une orthèse pour membre supérieur, pour membre inférieur, pour le tronc ou pour le cou.  8. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that said external medical device is selected from an external prosthesis or orthosis for upper limb, for lower limb, for the trunk or for the neck. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit dispositif médical externe est choisi parmi un collier cervical, une orthèse fonctionnelle de stabilisation de l'épaule, une coudière, une orthèse de stabilisation du poignet ou du pouce et une orthèse de maintien d'une partie du tronc.  9. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that said external medical device is selected from a cervical collar, a shoulder stabilization functional orthosis, a elbow guard, a wrist or thumb stabilization orthosis and a brace for maintaining part of the trunk. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'à l'étape i), ledit dispositif médical externe, ou au moins la partie dudit dispositif comprenant la surface de contact, est fabriqué par alésage à l'aide d'une fraiseuse ou par un procédé de prototypage rapide direct, à partir des données numériques contenues dans le sixième ensemble de données numériques généré à l'étape h).  10. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that in step i), said external medical device, or at least the portion of said device comprising the contact surface, is manufactured by boring with the using a milling machine or a rapid prototyping method directly, from the digital data contained in the sixth set of digital data generated in step h). 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'à l'étape i), ledit dispositif médical externe, ou au moins la partie dudit dispositif comprenant la surface de contact, est fabriqué selon un procédé comprenant les étapes suivantes: il) fabriquer un moule de dudit dispositif, ou de la partie dudit dispositif comprenant la surface de contact, par un procédé d'alésage à l'aide d'une fraiseuse ou par un procédé de prototypage rapide, à partir des données numériques contenues dans le sixième ensemble de données numériques généré à l'étape h) ; i2) fabriquer ledit dispositif, ou la partie dudit dispositif comprenant la surface de contact, par coulage du matériau constitutif dudit dispositif ou de ladite partie dans le moule obtenu à l'étape il).  11. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that in step i), said external medical device, or at least the portion of said device comprising the contact surface, is manufactured according to a process comprising the next steps: il) fabricating a mold of said device, or part of said device comprising the contact surface, by a milling method using a milling machine or by a rapid prototyping method, from the data numerals contained in the sixth set of digital data generated in step h); i2) manufacturing said device, or the part of said device comprising the contact surface, by casting the material constituting said device or said part in the mold obtained in step ii).
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