Brevet FR2938160A1 — publié le 20100514

L'invention concerne le domaine de la fabrication semi-automatique de chaussures et de semelles orthopédiques. Chez les patients diabétiques, les pieds sont souvent sujets à des complications. On parle d'ailleurs de � pieds diabétiques �. Par exemple, le déséquilibre vasculaire et neurologique entraîne une perte de la sensibilité du pied, ainsi que des pertes d'acuité visuelle. Cette absence de sensibilité du pied peut entraîner l'apparition de plaies pouvant s'infecter jusqu'à l'os, étant donné que celles-ci ne sont pas détectées par le patient qui ne ressent plus la douleur et sont aggravées par une mauvaise vue, ne lui permettant plus de distinguer des corps étrangers dans sa chaussure. Par ailleurs, on constate que les plaies de pieds des diabétiques sont principalement causées par des chaussures inadaptées aux pieds du patient ce qui crée des frottements non perçus par le patient. De manière connue, on fabrique des semelles et des chaussures orthopédiques par moulage à l'aide de bandes plâtrées enroulées autour du pied du patient, puis par coulage de résine de polyuréthanne dans le moule de plâtre séché pour obtenir un � positif � correspondant au volume de la forme du pied. Ces opérations sont coûteuses et polluantes notamment à cause du plâtre jeté après utilisation. La résine de polyuréthanne étant toxique, sa manipulation entraîne des risques d'intoxication pour le façonneur. De plus, ce procédé peut entraîner une contamination bactérienne importante, dans le cas où le patient est porteur de � Bactérie Multi-Résistante � dites BMR. L'invention vise donc à fournir un nouveau procédé de fabrication de chaussures ou de semelles orthopédiques qui pallie aux inconvénients ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication de chaussures 5 et de semelles orthopédiques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - on forme des images numériques de la surface extérieure d'un pied d'un patient et d'une empreinte de la plante du pied du patient ; - à partir desdites images numériques, on reconstruit par calcul dans une 10 unité de traitement de données un modèle en trois dimensions du pied du patient, ce modèle étant défini par des données exploitables pour commander une machine outil ; - à partir desdites données, on usine par machine un bloc de matériau pour fabriquer une forme correspondant au modèle en trois dimensions ; 15 - on applique sur ladite forme une ou plusieurs feuilles thermo formables pour réaliser un gabarit de ladite semelle ou chaussure ou de ladite semelle orthopédique ; - on numérise ledit gabarit dans l'unité de traitement de données pour construire un patron servant à la fabrication de la semelle ou de la 20 chaussure ou de la semelle orthopédique. Selon le procédé de l'invention, le patient est de préférence placé sur un fauteuil rotatif muni d'un repose-pieds. La caméra numérique pour les prises de vues reste fixe au sol face au fauteuil. Les prises de vues sont enchaînées suivant différentes positions angulaires du fauteuil. Pour la prise de vue de la plante du pied du patient, on utilise un coussin déformable rempli de billes de polystyrène qui est raccordé à une pompe à vide. Le pied du patient est posé sur le coussin déformable. Le vide est ensuite réalisé à l'intérieur du coussin qui conserve alors l'empreinte plantaire corrigée du patient. On réalise ensuite une prise de vue de cette empreinte. L'unité de traitement de données comprend un ensemble d'outils graphiques pour visualiser à l'écran un modèle en trois dimensions de la surface extérieure du pied du patient. A l'aide de ces outils informatiques, le podo-orthésiste modifie l'aspect du modèle affiché en trois dimensions, en modelant à l'écran des bosses ou zones à décharger ou des creux en surface ou zone à recharger selon les besoins podologiques du patient. A partir des données numériques définissant le modèle dans l'unité de traitement de données, on peut commander des machines outils de fabrication d'une forme positive du pied du patient ou de peausserie pour la fabrication de la semelle ou chaussure orthopédique. La fabrication des formes et des chaussures peut être réalisée à distance de l'endroit où les images du pied du patient sont formées dans la mesure où les images numériques et les données du modèle en trois dimensions peuvent être transférées par un réseau de communication à distance. Un exemple d'un mode de mise en oeuvre du procédé de fabrication selon l'invention est décrit plus en détail ci-après et illustré par les dessins. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 illustre de façon très schématique l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication selon l'invention. La figure 2 illustre par un organigramme les différentes étapes du procédé de fabrication selon l'invention. Le procédé de fabrication d'une chaussure orthopédique (ou d'une semelle orthopédique encore appelée orthèse plantaire) selon l'invention peut inclure un protocole rigoureux initial de prise en charge podologique du patient. Selon ce protocole de prise en charge podologique d'un patient porteur de BMR ou d'autres infections bactériennes, le podo-orthésiste utilise : des gants latex à usage unique, un mètre ruban en papier à usage unique, des champs ou serviettes en papier absorbant à usage unique, une feuille de mesure auto-carbonée (dont la 1ère feuille du dessus est en contact avec le pied, sera jetée puisqu'elle présentera un risque de contamination), des baguettes en bois à usage unique pour remplacer le crayon pour écrire sur la feuille de prise de mesures carbonée, et tout le matériel de l'intervention est aseptisé avant et après son usage, les déchets contaminés seront déposés dans une poubelle réservée à cet effet équipée d'une pédale pour l'ouverture du couvercle, dont le podo-orthésiste aura pris soin d'y mettre un sachet avant tout dépôt. Sur la figure 1, on a illustré un patient assis dans un fauteuil 1 pour effectuer des prises de vues d'un ou des deux pieds du patient. Le fauteuil 1 comprend une assise, un dossier et des accoudoirs, le tout fixé à un support vertical lui-même monté sur un socle qui repose au sol. Le fauteuil comprend aussi un repose-pieds de sorte que, dans une position assise du patient dans le fauteuil, les pieds du patient sont placés de manière corrigée sur le repose-pied. Avec cet agencement, on peut réaliser différentes prises de vue des faces latérales droite et gauche, du talon et du cou-de-pied du pied du patient sans déplacer la caméra 2 servant à la formation des images mais en déplaçant angulairement le fauteuil dans lequel est assis le patient. Cette caméra 2 est de préférence un dispositif de formation d'images numériques exploitables par ordinateur. Cette caméra peut être placée à environ 1,5 mètre du fauteuil. Cet agencement contribue à l'obtention d'une bonne qualité des prises de vue en un temps réduit. Cet agencement est très appréciable pour les patients à mobilité réduite. Avantageusement, l'assise, le dossier et les accoudoirs du fauteuil sont montés de manière mobile verticalement par rapport au support vertical pour pouvoir être réglés en fonction de la morphologie du patient. De plus, le socle et le repose-pied du fauteuil sont prévus en couleur sombre, par exemple en noir, pour ne pas créer d'interférences lors de la prise de vue. Avec la caméra 2, on effectue aussi une prise de vue de l'empreinte plantaire. Selon l'invention, on utilise un coussin de décompression 3 de forme ovoïde avec un renflement médian et contenant des billes de polystyrène de sorte à prendre en charge les différentes déformations internes et externes du patient. Lors de la prise d'empreinte plantaire, on place le coussin sur un socle formant la cambrure du pied et déterminant la hauteur de talon de la future chaussure orthopédique. Le coussin est relié à une pompe à vide 4 qui aspire l'air à l'intérieur du coussin de décompression pour marquer l'empreinte plantaire du pied du patient. Pour diminuer les risques de contamination, un champ en papier absorbant est placé par le praticien sur le repose-pieds. Le coussin de décompression est confectionné en un matériau facile à aseptiser avec un spray de lotion décontaminante. On décrit maintenant les différentes étapes du procédé de fabrication selon l'invention en relation avec les figures 1 et 2. A l'étape 21, le patient est donc placé de manière adéquate dans le fauteuil 1, les pieds en place sur le repose-pied et la caméra ou scanner 2 placée de manière fixe à environ 1.50 mètres du fauteuil. Les pieds du patient reposent sur un socle 5 formant la cambrure du pied pour tenir compte d'une hauteur de talon. Le fauteuil est orienté par rotation autour de son axe vertical dans plusieurs positions angulaires afin de réaliser des prises de vue du cou-de-pied, du talon et des malléoles interne et externe (faces latérales droite et gauche). Le coussin 3 est placé ensuite sous le pied du patient pour former une empreinte plantaire corrigée et à l'aide de la caméra 3 placée au dessus de l'empreinte, on réalise une prise de vue de cette empreinte plantaire laissée apparente par la décompression permanente du coussin lorsque le pied est sorti du coussin. Pour la formation de l'empreinte plantaire dans le coussin de décompression, le patient peut rester dans le fauteuil 1. Son pied est placé sur le coussin et l'ensemble pied et coussin est posé sur un socle 5 déterminant la cambrure. Le praticien place des marqueurs (non représentés), sous forme de pastille de couleur vive, au niveau du petit et gros orteil du pied du patient sur lequel on forme les images. Ces marqueurs sont des repères exploités pour la modélisation en trois dimensions détaillée ci-après. Ces marqueurs apparaissent dans les images du cou-de-pied et des faces latérales droite et gauche. En complément des prises de vues, le praticien effectue à l'étape 21 des mesures manuelles de périmètre à différentes positions sur le pied du patient. Par exemple, le praticien place le mètre ruban en partie haut et bas du cou-de pied. Il peut également enrouler le ruban mètre entre le talon et le cou-de-pied. Une autre série de mesures peut être effectuée en plaçant le pied du patient sur une feuille, en traçant le contour extérieur du pied ou sa projection sur la feuille de mesure auto-carbonée pour mesurer la longueur du pied ou sa largeur à différentes positions. La feuille auto-carbonée en contact avec le pied est jetée après utilisation puisqu'elle présente un risque de contamination. Par ailleurs, on utilise des baguettes en bois à usage unique remplaçant avantageusement le crayon pour écrire sur la feuille de prise de mesures carbonée. A l'issue de l'étape 21, les 6 images numériques en deux dimensions et les mesures de périmètre, longueur et largeur sont transmises à une unité de traitement de données 6 du type ordinateur à écran 7 et clavier 8. A l'étape 22, l'unité 6 est agencée pour exécuter un programme de reconstruction en trois dimensions de la forme extérieure du pied du patient à partir des images numériques en deux dimensions formées à l'étape 21. Le programme de reconstruction s'appuie notamment sur un accrochage des marqueurs pour corriger les volumes du modèle en 3D. Il est entendu que le modèle 3D intègre la cambrure donnée par le socle 5. Ensuite, à l'étape 23, on corrige à l'écran ce modèle en 3D (illustré par 9) à l'aide des mesures manuelles de périmètre, longueur... saisies informatiquement au moyen d'un clavier d'ordinateur par exemple de sorte à obtenir un modèle le plus approchant de la forme réelle du pied du patient. Ce modèle en 3D est défini dans l'unité 6 par des données (coordonnées spatiales) qui sont exploitables par une machine outil telle qu'une fraiseuse numérique 10. Avantageusement, selon l'invention les données numériques représentatives de la forme du pied sont stockées numériquement et plus physiquement, ce qui représente une réduction des coûts de stockage. A l'étape 24, les données définissant le modèle en 3D 9 sont transmises à la fraiseuse numérique 10 pour usiner un bloc de matériau, notamment un matériau recyclable comme le bois. Avantageusement, la forme 11 en bois peut être recyclée en bois de chauffage pour satisfaire aux exigences environnementales. A l'issue du processus d'usinage en 24, on obtient une forme positive 11 correspondant au modèle en 3D 9 représentant la forme extérieure du pied du patient. Cette forme 11 peut intégrer ou non une orthèse plantaire laquelle peut le cas échéant être fabriquée de façon semi-automatique. A l'étape 25, on applique sur la forme 11 en bois une ou plusieurs feuilles en film plastique transparent et thermo-formable qui viennent épouser la surface de la forme 11. On obtient alors un gabarit 12 qui servira à constituer un patron pour la fabrication de la chaussure orthopédique. Le gabarit 12 (après avoir été ouvert par une simple découpe dans le plan de symétrie longitudinal 13) est de préférence en une matière plastique souple et transparente. Il est testé directement sur le pied du patient à l'étape d'essayage 26. Pour cette étape, le gabarit peut être découpé plus particulièrement au niveau du cou-de-pied pour pouvoir être enfilé facilement sur le pied du patient. Le praticien ajuste le gabarit sur le pied du patient et vérifie la précision et le confort du futur chaussage. Le patient est alors en position statique mais les essais continuent en position de marche alors que le patient chausse le gabarit. A l'étape 28, le gabarit ajusté est mis à plat en plusieurs pièces selon les techniques classiques du domaine de fabrication artisanale (confection de chaussures). L'ensemble de ces pièces planes constituent un patron 14 qui est numérisé en 29 pour être enregistré sous forme numérique dans l'unité 6. Sur la figure 1, le patron 14 est affiché sur l'écran 7 pour être le cas échéant rectifié manuellement. Les données numériques du patron (coordonnées des points de contour du patron) permettent de déterminer toutes les pièces de patronage du futur chaussage. Les différentes pièces sont transmises par réseau informatique à une machine outil de découpe numérique de peausserie 17 qui découpe toutes les pièces de peausseries suivant les directives préalablement enregistrées par exemple la claque, la languette et les quartiers et autres pièces nécessaires constituant la chaussure orthopédique. Les pièces découpées sont enfin assemblées par piquage mécanique à l'étape 30 pour former la chaussure orthopédique. En variante à l'étape 27, à partir du gabarit ajusté, il est possible de modifier la forme en bois pour que sa forme et son volume correspondent à l'ajustement réalisé sur le gabarit, par collage de pièces de liège ou autres matériaux façonnables ou encore il est possible d'usiner la forme en bois d'origine. Cette forme peut ensuite être numérisée en 3D et enregistrée dans l'unité 6 pour constituer un nouveau modèle en 3D 9. Il est également possible de modifier directement en mémoire dans l'unité 6 le modèle 9 par saisie d'informations au clavier 8. Alternativement, il est possible de numériser la forme après avoir appréhender les modifications et de se servir de l'image numérique de la forme pour réaliser un patronage en trois dimensions, sans se servir du gabarit d'essayage. Cette alternative présente un gain important de temps et de précision. Dans ce cas les fichiers du logiciel de formage sont compatibles et exploitables avec les fichiers du logiciel de patronage.15 REVENDICATIONS1. Un procédé de fabrication de semelles ou chaussures orthopédiques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - on forme (21) des images numériques de la surface extérieure d'un pied d'un patient et d'une empreinte de la plante du pied du patient ; - à partir desdites images numériques, on reconstruit (22) par calcul dans une unité de traitement de données (6) un modèle (9) en trois dimensions du pied du patient, ce modèle étant défini par des données exploitables pour commander une machine outil ; - à partir desdites données, on usine (24) par machine un bloc de matériau pour fabriquer une forme (11) correspondant au modèle en trois dimensions ; - on applique (25) sur ladite forme une ou plusieurs feuilles thermo- formables pour réaliser un gabarit (12) de ladite semelle ou chaussure orthopédique ; - on numérise (28) ledit gabarit dans l'unité de traitement de données pour construire un patron (14) servant à la fabrication de la semelle ou de la chaussure orthopédique. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel on forme une empreinte de la plante du pied du patient au moyen d'un coussindéformable (3) contenant des billes de polystyrène et relié à une pompe à vide. 3. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le 5 patient est assis sur un fauteuil rotatif (1) avec repose-pieds pendant la formation des images du pied du patient.