FR3131685A1 - Prothèse oculaire et procédé de fabrication à cet effet - Google Patents

Abstract

La présente divulgation concerne un procédé de fabrication d’une prothèse oculaire, ledit procédé étant mis en œuvre par ordinateur et comprenant : - déterminer (S1) un modèle virtuel de ladite prothèse oculaire à partir d’une image bidimensionnelle d’un iris prédéterminé; - imprimer (S2) un élément iridien respectif dudit modèle virtuel; et - assembler (S3) ledit élément iridien imprimé avec une chambre transparente prédéterminée, pour former ladite prothèse oculaire. La présente divulgation concerne aussi toute prothèse oculaire tridimensionnelle obtenue par ce procédé de fabrication, ainsi qu’un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre de ce procédé. Figure de l’abrégé : Figure 1

Description

Prothèse oculaire et procédé de fabrication à cet effet Arrière-plan de l’invention

La présente description se rapporte à un procédé de fabrication de prothèses oculaires, en particulier une prothèse oculaire comprenant un iris, et à différents types de prothèses oculaires pouvant être obtenues au moyen de ce procédé de fabrication.

Une prothèse oculaire, aussi parfois appelée œil de verre, est un type de prothèse crâniofaciale qu’un porteur peut mettre en place au niveau d’un globe oculaire après avoir subi un retrait entier ou partiel d’un œil à la suite d'une maladie ou d'un traumatisme tel qu'une énucléation, une éviscération ou une exentération orbitale.

Une prothèse oculaire fournit donc un moyen de remplacement d’un œil naturel et est généralement prévu pour s'adapter sur ou dans un implant orbital, et sous les paupières de la personne. Une personne ayant une prothèse oculaire est totalement aveugle du côté affecté sauf si cette prothèse oculaire fournit un moyen quelconque de vision à son porteur.

Une prothèse oculaire comprend différents éléments dont un iris artificiel. Dans un œil normal, l’iris est situé en avant de l’œil, entre la cornée et le cristallin, dans la continuité de la choroïde. L’iris définit une zone colorée de l’œil qui est percée en son centre par la pupille, dans laquelle la lumière pénètre.

Bien qu’un iris artificiel dans une prothèse oculaire ne fournisse pas d’aide visuelle à son porteur, ses propriétés jouent un rôle important. En effet, il est souhaitable que la structure de cet iris artificiel, tout comme les empreintes digitales, soit unique pour son porteur afin de l’identifier. Il est aussi important que la couleur, en particulier la pigmentation, la forme et les dimensions de l’iris d’une prothèse oculaire respectent le même niveau de qualité que l’iris d’un œil naturel, celui-ci pouvant être utilisé pour des dispositifs biométriques. En effet, les motifs d'iris naturels sont considérés comme uniques pour chaque individu et pour chaque œil et ne dépendent pas du génome de l'individu. Sa facilité d'accès pour des mesures externes contribue à en faire un bon identifiant biométrique

Un problème général des prothèses oculaires et de disposer d’un procédé de fabrication correspondant qui soit fiable et précis.

Pour ce faire, il est connu différents procédés de fabrication de prothèses oculaires en forme de demi-sphères ou sensiblement hémisphériques, sur lesquelles peut être peint un iris. Chaque prothèse est fabriquée de sorte à présenter des caractéristiques uniques et propres à un individu porteur donné.

Les fabricants de prothèses oculaires, connus sous le nom d'ocularistes, connaissent des procédés de fabrication permettant d’atteindre un niveau de qualité et de réalisme très élevé. Les prothèses oculaires sont typiquement fabriquées au moyen de matériaux tels que du plastique acrylique, des résines synthétiques, du verre, par exemple du verre cryolite, ou encore de l’aigue-marine.

Les procédés de fabrication connus et les prothèses oculaires obtenues par ceux-ci ont cependant plusieurs désavantages.

Tout d’abord, ces procédés de fabrication ne sont pas adaptés pour obtenir des prothèses oculaires de certaines formes et, notamment, de dimensions modulables au grand nombre de physiologies crâniofaciales et/ou de couleurs de l’iris différentes possibles. Des prothèses provisoires doivent souvent être réalisées sur mesure et au cas par cas, ce qui est généralement coûteux.

Ensuite, ces procédés de fabrication ne permettent pas d’obtenir des prothèses oculaires dont l’iris présente un réalisme et une qualité suffisants pour certaines applications. Par exemple, il est courant de pouvoir remarquer que la prothèse oculaire d’un porteur est un globe oculaire artificiel, ce qui peut générer une gêne physique ou psychologique.

De plus, les procédés de fabrication ne sont pas en mesure de reproduire précisément les propriétés physiques des iris notamment en termes de pigmentation, de transparence et de motif. En particulier la reproduction des propriétés optiques des prothèses oculaires telles que fabriquées actuellement n’est pas toujours possible avec une qualité suffisante que pour permettre une application biométrique par un système de reconnaissance de l’iris.

Il existe donc un besoin d’améliorer les procédés de fabrication connus et les prothèses oculaires ainsi obtenues.

Objet et résumé de l’invention

Afin de répondre à ce ou à ces inconvénients, il est proposé selon un premier objet des présentes un procédé de fabrication d’une prothèse oculaire, ledit procédé étant mis en œuvre par ordinateur et comprenant :

- déterminer un modèle virtuel de ladite prothèse oculaire à partir d’une image bidimensionnelle d’un iris prédéterminé;

- imprimer un élément iridien respectif dudit modèle virtuel; et
- assembler ledit élément iridien imprimé avec une chambre transparente prédéterminée, pour former ladite prothèse oculaire.

Dans les présentes, un iris prédéterminé est défini comme étant un iris défini par des dimensions telles qu’un diamètre « D » prédéterminé et éventuellement une hauteur « H » prédéterminée.

Dans les présentes, une chambre transparente prédéterminée est définie comme comprenant au moins deux éléments, ces éléments étant partiellement transparents. La chambre transparente prédéterminée est définie au moyen d’au moins deux paramètres, par exemple un diamètre, une hauteur et/ou une corde.

Ce procédé permet de fournir un moyen de fabrication rapide, économique et optimal d’une prothèse oculaire présentant des propriétés optiques aussi proches que possible de celles d’un œil naturel.

L’étape d’impression d’un tel moyen de fabrication permet aussi une grande flexibilité en termes de choix de dimensions, de couleurs et de critères de transparence des éléments d’une prothèse oculaire ainsi fabriquée.

En outre, imprimer directement un élément iridien d’une prothèse oculaire en deux dimensions ou en trois dimensions, de préférence sur un support fait d’un matériau adapté, permet de réduire considérablement le temps et les coûts de production de prothèses oculaires lorsque la chambre transparente prédéterminée est déjà fabriquée.
Dans une réalisation, la détermination dudit modèle virtuel comprend obtenir ladite image bidimensionnelle au moyen d’une photographie ou d’une numérisation d’un œil d’un utilisateur.

Ceci permet de fabriquer une prothèse oculaire soit en vue d’une utilisation médicale pour remplacer partiellement ou totalement un œil endommagé ou perdu d’un patient, soit en vue d’utilisations diverses pour des globes oculaires ou des lentilles artistiques, par exemple pour la création de modèles ou pour la réalisation de déguisements.

Dans une réalisation, l’élément iridien comprend un iris bidimensionnel ou un iris tridimensionnel.

Dans les présentes, un iris bidimensionnel comprend un élément d’iris en deux dimensions. Un iris tridimensionnel comprend non seulement l’élément d’iris en deux dimensions, mais comprend aussi une couche de support de l’iris et une couche de support de la pupille.

Puisque l’élément iridien est imprimé en couleurs et assemblé avec une chambre transparente, ceci permet de pouvoir ajuster la profondeur et/ou le rendu optique et visuel de la prothèse oculaire au moment de la fabrication de celle-ci.
Dans une réalisation, la chambre transparente prédéterminée comprend un élément de profondeur et un élément de courbure.

Dans une autre réalisation, la chambre transparente prédéterminée comprend un élément de profondeur, un élément de courbure et une tige transparente.

Dans les présentes, une tige transparente est une tige au moins partiellement transparente.

Ceci permet de fournir une prothèse oculaire munie d’un axe pupillaire, c’est à dire d’une direction vers laquelle porte le regard de la personne portant la prothèse oculaire, augmentant le réalisme de la prothèse oculaire par rapport à un œil normal.

Dans une réalisation, l’élément de courbure a la forme d’une calotte sphérique.

Ceci permet de simplifier la détermination d’un modèle virtuel de la prothèse oculaire, puisque différentes relations existent dans ce cas entre les dimensions de l’élément iridien respectif du modèle virtuel et la chambre transparente prédéterminée prévue pour être assemblée avec l’élément iridien.

Dans les présentes, une calotte sphérique est une portion de sphère délimitée par un plan et définie par au moins deux paramètres parmi sa hauteur, le rayon de son cercle de base, le rayon de la sphère d'origine de la portion et l'angle au centre entre le rayon passant par le pôle de la calotte et un rayon passant par le cercle de base.

Dans une réalisation préférée, la calotte sphérique dont a la forme l’élément de courbure est définie par une hauteur prédéterminée comme premier paramètre et, comme deuxième paramètre, par un rayon dont la longueur est inférieure ou égale à la moitié de celle du diamètre « D » prédéterminé.

Dans une réalisation, l’impression de l’élément iridien est mise en œuvre par une imprimante couleur tridimensionnelle.

Dans les présentes, une imprimante tridimensionnelle est une imprimante apte à fabriquer un objet en trois dimensions en utilisant une technologie de fabrication additive.
Dans une réalisation, l’impression de l’élément iridien est mise en œuvre avec un matériau sélectionné parmi du Vero Ultra Clear, du Vero Flex et/ou du Vero Ultra Opaque.

Avantageusement, du Vero Ultra Clear est un matériau numérique offrant une clarté exceptionnelle combinée à une solidité, une rigidité et une résistance aux chocs supérieure à celles des matériaux utilisés dans les prothèses oculaires connues.

Dans les présentes et avantageusement, du Vero Flex est un matériau fréquemment utilisé pour le prototypage rapide de lunettes, mais peut aussi être utilisé pour la fabrication de prothèses oculaires. En particulier, du Vero Flex offre une flexibilité et un réalisme supérieurs aux matériaux utilisés dans les prothèses oculaires connues.

Dans les présentes et avantageusement, du Vero Ultra Opaque permet de simuler quasiment parfaitement une prothèse oculaire moulée par injection de haute qualité. En particulier, du Vero Ultra Opaque fournit un contraste et une séparation des couleurs supérieurs aux matériaux utilisés dans les prothèses oculaires connues.

Dans une réalisation, l’élément iridien est imprimé de sorte que le nombre de pixels dudit élément iridien est supérieur ou égal au nombre de points d’impression de l’imprimante.

Dans les présentes, le nombre de points d’impression est défini par la résolution ou la qualité d'impression de ladite imprimante, exprimée en point par pouce (ou dpi, c’est-à-dire « dot per inch » en anglais). Il s'agit du nombre de points que l’imprimante peut inscrire sur un support sur une distance de 2,54 centimètres, soit un pouce. Plus ce nombre est élevé, plus la résolution est haute et plus l’élément iridien imprimé présente un niveau de détail élevé.

Par exemple, si la quantité de couleur et le résolution obtenue lors de l’étape d’impression permet d’atteindre une précision comprise entre 12 microns et 15 microns, de préférence 13 ou 14 microns, par exemple pour un point de couleur prenant tout le spectre visible, ceci permet d’obtenir une prothèse oculaire dont l’iris et la pupille présente une qualité de couleur optimale.

Dans d’autres réalisations particulières et éventuellement combinables entre elles :
- l’impression de l’élément iridien se fait au moyen d’une imprimante adaptée pour produire une épaisseur de couche jusqu'à 13 microns ou 14 microns,
- l’impression de l’élément iridien est faite d’une seule pièce,
- le matériau est sélectionné parmi du polyméthacrylate de méthyle, ou PMMA, communément appelé acrylique, avec l’avantage de fournir un thermoplastique transparent présentant un bon degré de compatibilité avec les tissus humains,
- le matériau est sélectionné parmi du Plexiglas (marque déposée), de la résine acrylique ou du verre, ce qui permet de faciliter l’assemblage de l’élément iridien et de la chambre transparente pour former la prothèse oculaire,
- l’impression de l’élément iridien se fait au moyen d’une imprimante adaptée pour utiliser une pluralité de matériaux parmi ceux précités,
- la chambre transparente prédéterminée est réalisée en un matériau sélectionné parmi du polyméthacrylate de méthyle, du Plexiglas (marque déposée), du verre ou de la résine acrylique, et/ou

- le matériau sélectionné peut être remplacé par tout type de matériau résistant à une pression d’au moins 90 bars, de préférence résistant à une pression d’au moins 100 bars, avec l’avantage d’éviter une déformation en cas de pression appliquée lors de la fabrication et/ou lors de l’utilisation de la prothèse oculaire, ou encore d’améliorer la qualité du figeage lors de la cuisson du matériau lors de l’assemblage.
Selon un autre objet des présentes, il est proposé une prothèse oculaire obtenue par le procédé de fabrication selon l’une quelconque des réalisations précédentes.
Selon encore un autre objet des présentes, il est proposé un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des réalisations précédentes, lorsque lesdites instructions sont exécutées par un processeur d’un circuit de traitement informatique.

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

représente sous forme d’organigramme, des étapes d’un procédé de fabrication d’une prothèse oculaire, selon une réalisation.

et illustrent des paramètres d’un modèle virtuel déterminé pour préparer l’impression d’un élément iridien, selon une réalisation,

illustre des dimensions d’éléments d’une chambre transparente destinée à être assemblée avec un élément iridien imprimé, selon une réalisation,

, , , illustrent différentes réalisations de prothèses oculaires, et

représente un bloc-diagramme schématique d'un circuit de traitement informatique selon une réalisation.

Sauf indications contraires, les éléments communs ou analogues à plusieurs figures portent les mêmes signes de référence et présentent des caractéristiques identiques ou analogues, de sorte que ces éléments communs ne sont généralement pas à nouveau décrits par souci de simplicité.

Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc servir à mieux faire comprendre la présente divulgation et à contribuer à sa définition, le cas échéant.

Il est maintenant fait référence à la , qui représente différentes étapes d’un procédé de fabrication d’une prothèse oculaire.

Comme illustré, le procédé de fabrication comprend au moins trois étapes, dont une première étape S1 de modélisation, « MOD », une deuxième étape S2 d’impression, « PRNT », et une troisième étape S3 de production de la prothèse oculaire, « PROD ».

En particulier, la première étape S1 de modélisation comprend déterminer un modèle virtuel de la prothèse oculaire à partir d’une image bidimensionnelle d’un iris prédéterminé. La deuxième étape S2 d’impression comprend imprimer un élément iridien respectif du modèle virtuel, et la troisième étape S3 de production comprend assembler l’élément iridien imprimé avec une chambre transparente prédéterminée, pour former ladite prothèse oculaire tridimensionnelle.
Dans une première étape S1 et comme illustré dans les figures suivantes, le procédé de fabrication prévoit de déterminer un modèle virtuel 2000 de prothèse oculaire à partir d’une image bidimensionnelle 3000 d’un iris prédéterminé, par exemple l’iris d’un œil gauche d’un patient ayant subi une éviscération de l’œil droit.

Dans une réalisation, en même temps que la détermination du modèle virtuel 2000 ou postérieurement à cette détermination, on prévoit de créer un support virtuel 2500 en trois dimensions de l’iris pour l’imprimer ensuite et/ou en même temps que l’iris de la prothèse oculaire.

Pour ce faire, le support virtuel 2500 est créé avec un logiciel dédié, et des textures et/ou des images seront appliquées sur le modèle tridimensionnel du support virtuel 2500 lors de l’étape d’impression ultérieure. Ce logiciel dédié peut être tout logiciel de modélisation, d'animation par ordinateur en trois dimensions et/ou de rendu.

Dans une réalisation, l’image bidimensionnelle 3000 est obtenue à partir d’un iris qui est conçu numériquement, par exemple un iris numérisé ou dessiné sur une tablette graphique ou sur ordinateur.

Un iris numérisé est par exemple obtenu au moyen d’un outil numérique dédié comme un logiciel de retouche ou un logiciel de traitement et de dessin assisté par ordinateur, ce logiciel pouvant aussi être configuré à la création ex nihilo d’images.

Un iris dessiné est par exemple obtenu au moyen d’une tablette graphique et du matériel physique tel qu’un crayon, un feutre ou une peinture afin de permettre à un utilisateur de fournir un dessin, ce dessin étant ensuite scanné afin de fournir l’image bidimensionnelle 3000.

La fourniture d’un iris dessiné permet de réaliser des prothèses oculaires à des fins autres que médicales, par exemple dans le domaine artistique, afin de fournir des représentations non naturelles.

De préférence, qu’elle soit obtenue à partir d’un iris dessiné ou d’un iris numérisé, l’image bidimensionnelle 3000 est enregistrée au cours de l’étape S1 de détermination au moyen de plusieurs fichiers lisibles par un dispositif apte à mettre en œuvre l’étape S2 d’impression, en particulier une imprimante tridimensionnelle.

Pour ce faire, l’image bidimensionnelle 3000, et éventuellement par la suite le modèle virtuel 2000 qui en résulte, est enregistré en mémoire dans un premier fichier, par exemple un fichier de format « MTL » contenant les paramètres du ou des matériaux utilisés par l’imprimante tridimensionnelle et lisibles par une application d'édition d'objets 3D. Ce premier fichier inclut ainsi la nature des matériaux désirés, comme un matériau transparent pour la chambre transparente et les coordonnées mathématiques de la localisation sur le support où une texture de couleur doit être appliquée par impression.

Pour ce faire, l’image bidimensionnelle 3000, et éventuellement par la suite le modèle virtuel 2000 qui en résulte, est enregistré en outre en mémoire au moyen d’un deuxième fichier, par exemple un fichier de format « OBJ » ou « FBX », contenant l’image de la structure à réaliser en trois dimensions, ce qui inclut par exemple la valeur d’un facteur d’agrandissement ou de réduction devant être appliqué en fonction de l'imprimante, par exemple un facteur 100 ou un facteur 0.01.

Pour ce faire, l’image bidimensionnelle 3000, et éventuellement par la suite le modèle virtuel 2000 qui en résulte, est enregistré en outre en mémoire au moyen d’un troisième fichier, qui définit l’image correspondante à la première couche de l’iris. Ce troisième fichier présente un format choisi parmi un format d’image de type « RAW », qui contient des données brutes de capteur avec les paramètres nécessaires à la transformation en fichier image visible sur écran, un format d’image de type « JPG », qui définit une norme répandue dont le format d'enregistrement et l'algorithme de décodage assure une haute qualité de représentation numérique compressée de toutes images fixes, et un format d’image de type « PNG », qui a l’avantage d’être un format sans perte spécialement adapté pour des images simples comprenant des aplats de couleurs.

Dans une autre réalisation, l’image bidimensionnelle 3000 est obtenue en réalisant une photographie d’un œil, par exemple un œil du patient pour lequel on souhaite fabriquer une prothèse oculaire.

En particulier, la réalisation d’une photographie d’un œil pour obtenir l’image bidimensionnelle 3000 comprend prendre en photo un iris et une pupille du patient avec une mise au point sur l’iris.

De préférence, la prise en photo de l’iris et de la pupille du patient est effectuée au moyen d’un appareil photographique de haute définition et de haute qualité. Ceci permet de fournir un rendu de couleurs optimal lors de la fabrication de la prothèse oculaire. Un tel appareil photographique comprend par exemple un capteur photographique de type CMOS avec une définition supérieure à 20 mégapixels, par exemple 26.1 mégapixels, ce qui fournit une tropicalisation optimale.

Avantageusement, le format du capteur photographique de l’appareil appareil photographique utilisé présente une taille approximativement égale à celle des négatifs APS argentiques et/ou une sensibilité, ou plage ISO, entre 160 et 12800 ISO.

De préférence, l’appareil photographique utilisé pour prendre en photo l’iris et la pupille du patient comprend aussi un stabilisateur de capteur photographique, un objectif macro ou grand-angle à focale standard, ce qui permet de fournir une image nette avec de riches bokeh, où « bokeh » désigne la texture, le rendu du flou hors du champ de netteté la distance de focalisation de la photographie de l’iris.

Afin d’assurer une qualité maximale et en haute définition de l’image bidimensionnelle 3000, il est préféré dans certaines réalisations de paramétrer l’appareil photographique de sorte à effectuer une balance sur les blancs et/ou d’éclairer le patient, en particulier l’iris du patient, au moyen d’une lampe circulaire LED ou une lampe LED annulaire. Tout autre type de lampe peut aussi être utilisée pour autant que cette lampe fournisse un éclairage blanc, face à l’œil pris en photographie et avec une luminance qui maximise le retour de lumière par l’œil.

En variante et plutôt qu’employer une LED annulaire, la réalisation de la photographie de l’iris peut aussi être faite dans une pièce noire, de sorte que le flash de la photographie ne soit pas complètement blanc. L’avantage d’une LED annulaire est qu’elle est suffisamment puissante pour éviter les autres sources de lumière.

De préférence, la lampe LED utilisé éclaire l’iris et la pupille du patient avec une lumière blanche pour obtenir un maximum d’information colorimétrique lors de l’obtention de l’image bidimensionnelle 3000. De plus, on règle de préférence l’appareil photographique avec un niveau de couleurs et une balance des blancs pour avoir des rayons directs sur le patient.

Dans une réalisation, à l’issue de l’obtention de l’image bidimensionnelle 3000 au moyen d’un iris dessiné, numérisé ou photographie, l’image bidimensionnelle 3000 est traitée numériquement afin d’obtenir un modèle virtuel 2000 de prothèse oculaire comprenant un iris virtuel de taille adaptée pour être insérée dans un fichier lisible par une imprimant tridimensionnelle, par exemple un fichier de format « STL » ou « OBJ », en vue d’imprimer des éléments de la prothèse oculaire sur un support.

Dans une réalisation, pour définir un iris virtuel de taille adaptée, les dimensions de l’iris et de la pupille sont ajustés de l’image bidimensionnelle 3000 pour fournir le modèle virtuel 2000.

Chez la plupart des individus, le diamètre de la pupille est typiquement compris entre 2 millimètres et 5 millimètres tandis que le diamètre de l’iris est compris entre 10 millimètres et 13 millimètres, bien que l’on permette à ces valeurs de varier hors de ces intervalles en raison de possibles pathologies oculaires.

Dans une réalisation, on pourra multiplier les dimensions de l’iris et de la pupille lors de l’ajustement de l’image bidimensionnelle 3000 par un facteur prédéterminé tel qu’un facteur 2, 4 ou 10 afin de permettre la réalisation de répliques pour des modèles de taille agrandie.

Dans une réalisation particulière, l’image bidimensionnelle 3000 comprend un iris en couleur blanche et une pupille en noir. Dans d’autres réalisations, l’image bidimensionnelle 3000 comprend un iris et une pupille dont la couleur est n’importe quelle couleur issue du spectre visible.

Les figures 2a et 2b illustrent des paramètres du modèle virtuel 2000 et d’un support virtuel 2500 utiles à la préparation d’une étape d’impression S2 d’un élément iridien bidimensionnel ou tridimensionnel respectif du modèle virtuel 2000, puis à la préparation d’une étape d’assemblage S3 de cet élément iridien imprimé avec une chambre transparente prédéterminée 104, 105 ou 104, 105, 106 pour former la prothèse oculaire.

Lors de la détermination du modèle virtuel 2000, il est prévu d’extraire numériquement le contour de l’iris de l’image bidimensionnelle 3000 en vue de l’imprimer sous la forme d’un élément, appelé « élément iridien ». Le support virtuel 2500 définit une modélisation d’un élément d’iris 101, d’une couche 102 de support de l’iris et/ou d’une couche 103 de support de la pupille que comprend l’élément iridien à imprimer par la suite.

Cette extraction est mise en œuvre en découpant numériquement le contour de l’iris à partir du fichier source à l’aide d’un logiciel, qui est par exemple identique au logiciel utilisé pour créer le support virtuel 2500.

Dans une réalisation préférée, l’élément iridien est soit un iris bidimensionnel soit un iris tridimensionnel.

Si l’élément iridien est un iris bidimensionnel, celui-ci correspond à un élément d’iris 101, aussi appelé dessin d’iris, constitué de l’iris et de la pupille qui résultent de la numérisation de l’œil du patient, c’est-à-dire de l’image bidimensionnelle 3000.

Si l’élément iridien est un iris tridimensionnel, celui-ci comprend non seulement l’élément d’iris 101 mais aussi une couche 102 de support de l’iris et, situé entre dessin d’iris et la couche 102 de support de l’iris, une couche 103 de support de la pupille.

Dans les présentes, l’élément d’iris 101 définit une première couche d’impression en couleurs, qui sera visible sur le support à l’issue de l’étape S2 d’impression. Selon différentes réalisations, cette première couche peut être plate ou présenter un volume donné en fonction des besoins. Lors de l’étape d’impression S2, l’iris numérisé ou dessiné est appliqué sur cette surface.

Dans les présentes, la couche 102 de support de l’iris est une couche située sous la première couche d’impression en couleurs. La couche 102 est optionnelle mais peut être ajoutées en fonction du matériau utilisé lors de l’impression, afin d’améliorer la précision d’impression ou de translucidité du matériau lorsque cela est souhaité. Par exemple, si le matériau choisi et la première couche d’impression que définit l’élément d’iris 101 sont déjà ensemble suffisants pour fournir la qualité d’impression désirée, la couche 102 de support de l’iris la couche de support peut être omise. La fabrication de la couche 102 de support de l’iris est par exemple mise en œuvre en projetant la couche du dessin d’iris, sa couleur et sa texture sur la couche 102 de support de l’iris, qui est produite avec des dimensions prédéterminées, par exemple un diamètre « D » égal à 11 millimètres et une hauteur de 1 millimètre.

Dans les présentes, la couche 103 de support de la pupille est une couche suivante d’impression de la pupille selon le même principe que pour la couche 102 de support de l’iris. La couche 103 de support de la pupille est par exemple de forme conique ou cylindrique selon les caractéristiques de translucidité du matériau d’impression utilisé. La fabrication de la couche 103 de support de la pupille est par exemple mise en œuvre en extrudant la pupille de l’élément d’iris 101 de façon conique ou cylindrique puis en lui appliquant un matériau noir opaque. La couche 103 de support de la pupille est par exemple produite de sorte à former un cône tronqué avec une base inférieure de 3 millimètres de diamètre et de 1 millimètre de hauteur, de sorte que la base supérieure se réduise à 2 millimètres de diamètre.

Dans une réalisation, lors de l’extraction du contour de l’iris de l’image bidimensionnelle 3000, il est préféré d’effectuer un traitement numérique de celle-ci en préparation de l’étape d’impression.

Dans une deuxième étape S2, le procédé de fabrication prévoit d’imprimer un élément iridien 100a, 100b, 100c et/ou 100d respectif dudit modèle virtuel.

Dans une réalisation préférée, soit lors de la détermination du modèle virtuel 2000 soit directement lors de l’impression de l’élément iridien 100a, 100b, 100c et/ou 100d, le procédé de fabrication comprend réduire le nombre de pixels de l’iris et/ou de la pupille dans le modèle virtuel 2000. Le cas échéant, cette réduction du nombre de pixels est mise en œuvre avant la création du support virtuel 2500, après la création du support virtuel 2500, avant l’extraction du contour de l’iris de l’image bidimensionnelle 3000 ou après l’extraction du contour de l’iris de l’image bidimensionnelle 3000.

Dans une deuxième étape S3, le procédé de fabrication prévoit d’assembler l’élément iridien imprimé avec une chambre transparente prédéterminée et comprenant différents éléments, ces éléments étant partiellement ou totalement transparents, et définis par différentes dimensions.

Dans une réalisation, la chambre transparente comprend à minima un élément de profondeur 104 et un élément de courbure 105.

L’élément de profondeur 104 fournit un moyen d’épaisseur supplémentaire de la prothèse oculaire à assembler, et vient se placer entre l’élément de courbure du côté extérieur de la prothèse oculaire et l’élément d’iris 101 du côté intérieur de la prothèse oculaire. Cet élément de profondeur 104 fournit une profondeur supplémentaire à la prothèse oculaire avant de fournir la couleur des éléments 101, 102 et/ou 103. L’élément de profondeur 104 est produit avec des dimensions prédéterminées, par exemple un diamètre égal à 11 millimètres et une hauteur de 1 millimètre. Pour produire l’élément de profondeur 104, de préférence, on modélise un cylindre aux dimension voulues, auquel on applique ensuite un matériau transparent.

L’élément de courbure 105 fournit un moyen de courbure souhaité de la prothèse oculaire à assembler, et vient se placer sur l’élément de profondeur 104. L’élément de courbure 105 présente un certain rayon de courbure « R » qui change en fonction du diamètre « D » de l’élément d’iris 101, et se définit comme une fraction de sphère, cette fraction de sphère correspondant alors à une cornée de la prothèse oculaire.

La illustre les paramètres de l’élément de courbure et de l’élément de profondeur pour définir une chambre transparente servant à former une prothèse oculaire.

Dans une réalisation, on choisit d’abord une valeur de hauteur « H » de l’élément de courbure 105, par exemple en fonction de la physiologie crâniofaciale du patient, cette valeur définissant alors une courbure « C », par exemple de 3 millimètres, qui correspond au diamètre « D » de l’élément d’iris 101, par exemple de 11 millimètres. Ensuite, et connaissant les valeurs de « C » et « D » précitées, on calcule le rayon « R » d’une sphère fictive correspondante pour calculer la longueur d’arc « s » souhaitée, c’est-à-dire la longueur de l’élément de courbure 105, au moyen de la formule suivante.

De cette valeur, on peut déduire la valeur en radians de l’angle « ANG » correspondant qui rejoignent des segments, ou rayons, rejoignant eux-mêmes les extrémités de la corde.

La valeur en degrés de l’angle « ANG » peut être calculée au moyen de la formule suivante, qui permet alors d’en déduire la longueur d’arc.

Dans une réalisation, considérant un iris classique de 11 millimètres de diamètre, on détermine mathématiquement que l’élément de profondeur correspondant à la sphère fictive est dans ce cas défini par une longueur de corde « C » égale à 11 millimètres, une hauteur « H » égale à 3 millimètres et un rayon « R » égal à 6,54 millimètres.

Par calcul, on détermine dans ce cas que le diamètre de la sphère est égal à 13,08 millimètres, c’est-à-dire le double du rayon « R », que la longueur d’arc « s » correspondante est égale à 13,07 millimètres, avec un angle « ANG » prédéfini de 2 radians, c’est-à-dire 14,44 degrés.

Dans une réalisation, un élément de courbure 105 est fabriqué en fonction des dimensions calculées, puis on lui applique une texture identique à celle de l’élément de profondeur 104.

Dans une réalisation, la chambre transparente comprend à minima un élément de profondeur 104, un élément de courbure 105, ces deux éléments étant partiellement ou totalement transparents, et une tige 106 partiellement ou totalement transparente.

Lorsqu’assemblées avec les éléments de profondeur 104 et de courbure 105 afin de former une prothèse oculaire, la tige 106 permet de définir une représentation physique d’un axe pupillaire, c’est à dire d’une direction vers laquelle porte le regard de la personne portant la prothèse oculaire, cette direction étant perpendiculaire à l’élément d’iris 101 et centré par rapport à celui-ci.

Suivant l’exemple de dimensions données précédemment pour les paramètres de l’élément de courbure et de l’élément de profondeur en vue de définir la chambre transparente de la prothèse oculaire à assembler, la tige 106 peut être formée comme un cylindre de diamètre égal à 3 millimètres et de hauteur égale à 3 millimètres.

Ceci permet de fabriquer une prothèse oculaire avec les paramètres suivants, de manière non limitative : un iris final de 11 millimètres, une pupille finale de 11 millimètres, une couche de support de diamètre de 11 millimètres et de hauteur de 1 millimètre, un élément de profondeur de diamètre de 11 millimètres et de hauteur de 1 millimètre, un élément de courbure de diamètre de 11 millimètres et de hauteur de 3 millimètres, un tige transparente de diamètre de 3 millimètres et de hauteur de 3 millimètres. Le nombre de pixels de l’iris pour le diamètre donné est alors égal au nombre de points d’impression pour 11 millimètres, soit 781 pixels.

Dans une réalisation, une tige 106 est fabriquée sous une forme cylindrique pour assemblage sur l’élément de courbure 105, lui-même assemblé sur l’élément de profondeur 104, puis on applique à la tige 106 une texture identique à celle de l’élément de profondeur 104.

Les figures 4a, 4b, 4c et 4d représentent différentes réalisations d’assemblages de l’élément iridien imprimé avec une chambre transparente pour former une prothèse oculaire.

Dans une première réalisation, une prothèse oculaire 100a est formée par l’assemblage d’un élément iridien, ledit élément iridien comprenant uniquement un élément d’iris 101, et d’une chambre transparente, ladite chambre transparente comprenant uniquement un élément de profondeur 104 et un élément de courbure 105.

Dans une deuxième réalisation, une prothèse oculaire 100b est formée par l’assemblage d’un élément iridien, ledit élément iridien comprenant uniquement un élément d’iris 101, et d’une chambre transparente, ladite chambre transparente comprenant un élément de profondeur 104, et un élément de courbure 105 et une tige transparente 106.

Dans une troisième réalisation, une prothèse oculaire 100c est formée par l’assemblage d’un élément iridien, ledit élément iridien comprenant un élément d’iris 101, une couche 102 de support de l’iris et une couche 103 de support de la pupille, et d’une chambre transparente, ladite chambre transparente comprenant uniquement un élément de profondeur 104 et un élément de courbure 105.

Dans une quatrième réalisation, une prothèse oculaire 100c est formée par l’assemblage d’un élément iridien, ledit élément iridien comprenant un élément d’iris 101, une couche 102 de support de l’iris et une couche 103 de support de la pupille, et d’une chambre transparente, ladite chambre transparente comprenant un élément de profondeur 104, et un élément de courbure 105 et une tige transparente 106.

Dans ces différentes réalisations, l’élément d’iris définit le support en couleur de l’iris de la prothèse oculaire tandis que la chambre transparente correspond à la chambre cornéenne, en matériau transparent, de la prothèse oculaire.

Les assemblages correspondant à ces réalisations sont d’abord obtenus en imprimant en couleurs l’élément iridien à partir du modèle virtuel déterminé, l’impression étant mise en œuvre soit de manière bidimensionnelle si l’élément iridien comprend uniquement un élément d’iris 101 soit de manière tridimensionnelle si l’élément iridien comprend un élément d’iris 101 une couche 102 de support de l’iris et une couche 103 de support de la pupille.

Les assemblages correspondant à ces réalisations sont ensuite obtenus en insérant l’élément iridien imprimé dans une chambre transparente comprenant un élément de profondeur 104, un élément de courbure 105 et éventuellement une tige transparente 106.

Cette insertion se fait en intégrant l’élément iridien imprimé par l’arrière de la chambre transparente, c’est-à-dire en le plaçant sous l’élément de profondeur 104, de sorte que la couleur puisse être aperçue par l’avant de la chambre transparente et donc de la prothèse oculaire.

Il est maintenant fait référence à la , qui illustre un dispositif adapté pour mettre en œuvre le procédé de fabrication décrit précédemment.

Le dispositif 1000, qui est de préférence un circuit intégré, est compris dans un module d’un ordinateur, d’un smartphone ou d’une tablette.

Le dispositif 1000 comprend un espace 1002 de stockage, par exemple une mémoire MEM, et une unité 1004 de traitement, cette unité étant équipée par exemple d'un processeur PROC. L’espace 1002 de stockage est par exemple une mémoire non volatile (ROM ou Flash, par exemple), et peut constituer un support d’enregistrement, ce support d’enregistrement pouvant en outre comprendre un programme d’ordinateur. Lorsqu’il constitue un support d’enregistrement, l’espace 1002 de stockage peut être lu par l’un des modules précités.

Le dispositif 1000 comprend en outre un module de communication permettant audit dispositif de se connecter à un réseau local, par exemple au réseau NET, et d'échanger des données avec d'autres dispositifs par l'intermédiaire dudit réseau local. Par exemple, le module de communication peut être une interface réseau Wifi ou Ethernet, ou encore un module de communication Bluetooth.

Le module de communication du dispositif 1000 comprend un module 1006 de réception de données, par exemple un récepteur IN, et un module 1008 d’émission de données, par exemple un émetteur OUT.

Le module 1006 est configuré pour recevoir une demande de connexion ou de déconnexion du dispositif 1000 en provenance de tout autre dispositif électronique. En particulier, le module 1006 est configuré pour recevoir une requête RQ ou des messages parmi ceux décrits précédemment.

Le module 1008 est configuré pour émettre des demandes de connexion vers tout type de dispositif électronique, par exemple l’un des modules précités, un appareil photographique, une imprimante, une caméra ou encore un écran d’affichage.

L’espace 1002 de stockage, qui peut être sécurisé, est configuré pour enregistrer et stocker toute donnée lue par le module 1006, traitée par l’unité 1004 et/ou envoyée par le module 1008.

L'unité 1004 de traitement, qui peut être pilotée par un programme, est configurée pour mettre en œuvre le procédé de virtualisation selon l’un ou l’autre des exemples précédemment décrits.

À l'initialisation, les instructions d’un programme pilotant l’unité 1004 de traitement, sont par exemple chargées dans une mémoire vive (RAM, par exemple) non représentée que comprend le dispositif 1000 avant d'être exécutées par le processeur de l'unité 1004 de traitement.

En particulier, l’unité 1004 de traitement est configurée pour mettre en œuvre des étapes de détermination d’un modèle virtuel de prothèse oculaire selon les réalisations décrites précédemment et à partir d’une image d’un iris prédéterminé qui a été fourni préalablement au dispositif 1000, et par exemple enregistré dans l’espace 1002 de stockage du dispositif 1000. Le module de communication du dispositif 1000 est configuré pour mettre en œuvre une étape de transmission, vers une imprimante un ou plusieurs messages d’instruction d’impression d’un élément iridien respectif du modèle virtuel déterminé. Le module de communication du dispositif 1000 peut aussi être configuré pour fournir à une machine-outil ou tout autre dispositif adapté des instructions d’assemblage de l’élément iridien imprimé avec une chambre transparente, pour fabriquer une prothèse oculaire correspondante de manière automatisée.

Différents aspects et caractéristiques décrits ci-dessus peuvent être mis en œuvre ensemble, ou séparément, ou bien substitués les uns aux autres, et l’ensemble des différentes combinaisons et sous combinaisons des aspects et caractéristiques font partie de la portée de l’invention. En outre, il se peut que certains systèmes et équipements décrits ci-dessus n’incorporent pas la totalité des éléments et fonctions décrits pour les modes de réalisation préférés.

L’invention ne se limite pas aux exemples de systèmes, procédés, terminaux, serveurs, unités de traitement de données, supports d’enregistrement et programmes décrits ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l’homme de l’art dans le cadre de la protection recherchée.

Claims (10)

1. Procédé de fabrication d’une prothèse oculaire (100a ; 100b ; 100c ; 100d), ledit procédé étant mis en œuvre par ordinateur et comprenant :
   - déterminer (S1) un modèle virtuel (2000) de ladite prothèse oculaire à partir d’une image bidimensionnelle (3000) d’un iris prédéterminé;
   - imprimer (S2) un élément iridien (101 ; 101, 102, 103) respectif dudit modèle virtuel; et
   - assembler (S3) ledit élément iridien imprimé avec une chambre transparente prédéterminée (104, 105 ; 104, 105, 106), pour former ladite prothèse oculaire.
   
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination dudit modèle virtuel (2000) comprend obtenir ladite image bidimensionnelle (3000) au moyen d’une photographie ou d’une numérisation d’un œil d’un utilisateur.
   
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’élément iridien (101 ; 101, 102, 103) comprend un iris bidimensionnel (101) ou un iris tridimensionnel (101, 102, 103).
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la chambre transparente prédéterminée (104, 105 ; 104, 105, 106) comprend un élément de profondeur (104), un élément de courbure (105) et une tige transparente (106).
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l’élément de courbure (105) a la forme d’une calotte sphérique.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’impression (S2) de l’élément iridien (101 ; 101, 102, 103) est mise en œuvre en outre par une imprimante couleur tridimensionnelle utilisant un matériau sélectionné parmi du Vero Ultra Clear, du Vero Flex et/ou du Vero Ultra Opaque.
   
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l’élément iridien (101 ; 101, 102, 103) est imprimé de sorte que le nombre de pixels dudit élément iridien est supérieur ou égal au nombre de points d’impression de l’imprimante.
   
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la chambre transparente prédéterminée (104, 105 ; 104, 105, 106) est réalisée en un matériau sélectionné parmi du polyméthacrylate de méthyle, du Plexiglas (marque déposée), du verre ou de la résine acrylique.
   
9. Prothèse oculaire (100a ; 100b ; 100c ; 100d) obtenue par le procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
   
10. Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 1 à 8, lorsque lesdites instructions sont exécutées par un processeur d’un circuit de traitement informatique.