Brevet FR3017045A1 — publié le 20150807

ROBOT D'USINAGE 6 AXES POUR L'USINAGE DE MASSE OSSEUSE IN VIVO La présente invention concerne un robot d'usinage, en particulier 5 d'usinage de masse osseuse pour des applications chirurgicales. De nombreuses maladies telles que l'arthrose ou les rhumatismes ou encore certains types d'accidents conduisent à des dégradations des différentes articulations et notamment des grosses articulations telles que la hanche, le genou, l'épaule etc. Ces problèmes ou accidents se 10 traduisent plus particulièrement par la destruction des cartilages constituant la surface articulaire. Cette dégradation, notamment des cartilages, peut conduire à un handicap sérieux pour le patient qui en est victime et même à une incapacité lourde fonctionnelle. Dans ce domaine, on connaît bien les éléments de prothèse utilisés pour 15 l'articulation du genou ou de la hanche. Les éléments de prothèse utilisés dans ce cas nécessitent selon les techniques actuelles une résection importante des surfaces articulaires, cette résection se traduisant soit par la réalisation d'une surface plane à l'extrémité de l'os concerné, soit par la réalisation de plusieurs surfaces 20 planes angulées les unes par rapport aux autres constituant une approximation de la surface réelle d'articulation. Ce type d'éléments de prothèse nécessite pour sa mise en place une résection importante de l'os. Cette résection nécessite à son tour la mise en oeuvre d'un matériel chirurgical lourd pour définir précisément le plan 25 ou les plans de la surface de résection à réaliser. En outre, la surface de résection étant plane ou constituée par plusieurs portions de plan, il est nécessaire de prévoir un ancrage très important en profondeur de l'élément de prothèse dans la partie de l'os associé à la surface articulaire pour assurer la solidarisation de la prothèse. Ces éléments d'ancrage tels 30 que vis, broches, plots, etc. nécessitent le forage de trous d'ancrage importants dans l'os à traiter. Ce forage ou perçage important nécessite à son tour la mise en oeuvre d'un matériel chirurgical lourd. En outre, l'importance du forage ou du perçage dans l'os peut entraîner des conséquences dommageables pour la .partie de l'os qui a subi cette 35 perforation, notamment en ce qui concerne sa résistance mécanique lorsque des contraintes sont appliquées aux os constituant cette articulation lors de mouvements effectués puisque, par sa longueur, L'élément d'ancrage reporte l'effort en une zone de l'os qui n'est pas prévue pour supporter cet effort. En outre, de tels éléments de prothèse connus n'offrent pas aux praticiens un choix suffisant de gamme pour répondre aux degrés de liberté 5 articulaire choisis. Enfin, les moyens d'ancrage restent encore un élément d'interrogation en ce qui concerne leur solidité, leur stabilité et leur usure. Afin de résoudre ces inconvénients, le brevet français FR 2 737 970 décrit des éléments de prothèse articulaire qui permettent de diminuer l'importance de la résection à réaliser sur les têtes d'os de l'articulation à 10 traiter et qui par leur forme particulière permettent de réduire très sensiblement l'importance des moyens d'ancrage mécanique de l'élément de prothèse et de la forme de la résection. Les prothèses décrites dans ce brevet permettent de reconstituer la forme anatomique qu'avait initialement la tête de l'os et de limiter le plus possible l'importance de 15 l'enlèvement d'os à réaliser pour la mise en place de l'élément de prothèse. En outre, du fait que la résection à réaliser est plus limitée que dans les techniques antérieures, cela présente l'avantage que si une nouvelle intervention s'avérait nécessaire, le praticien disposerait encore d'une réserve de matière osseuse utilisable pour une nouvelle résection 20 en vue de la mise en place d'un nouvel élément de prothèse. La résection à réaliser pour la mise en place de ces éléments de prothèse présente une surface complexe. En outre, une grande précision est souhaitable dans cette résection pour assurer une bonne fixation des éléments de prothèse. Typiquement, un praticien opère la résection 25 manuellement à l'aide de guides. Toutefois, ces guides offrent une assistance limitée à l'heure de couper une surface complexe dans l'os. Ainsi, la précision dans la résection dépendra en grande partie de la dextérité de chaque praticien. En outre, si la prothèse est individualisée, la transposition des dimensions et position individuelles de la résection aux 30 guides utilisés peut être difficile. Récemment, afin d'assister les praticiens et de leur permettre d'obtenir une plus grande précision dans leurs opérations, il a été proposé d'utiliser des dispositifs robotiques dans la chirurgie. Toutefois, pour une application telle que l'usinage d'une surface de résection complexe dans 35 une masse osseuse, un robot d'usinage doit répondre à des contraintes qui peuvent être contradictoires. Ainsi, d'une part, lors de l'usinage de la matière osseuse, les forces en jeu sont particulièrement importantes. Pour maintenir la précision de l'usinage, le 'robot d'usinage devra donc présenter un degré important de rigidité face à ces contraintes mécaniques. D'autre part, la tête d'usinage du robot doit être capable d'accéder à tous les points nécessaires, avec toutes les orientations appropriées, pour accéder à la matière à usiner tout en permettant l'évacuation de la matière usinée. Le robot doit donc aussi être hautement manoeuvrable. Un degré de liberté d'un robot est normalement appelé axe. Il peut être un axe de rotation ou un axe de translation. Parmi les robots d'usinage connus de la personne du métier on distingue entre ceux présentant plusieurs axes en série ou en parallèle. Toutefois, les robots présentant plusieurs axes en parallèle se distinguent par une cinématique particulièrement complexe qui complique leur pilotage. Dans le domaine de la robotique il est courant de désigner les configurations des robots d'usinage avec plusieurs axes en série par la nature de leurs axes, en commençant par le premier axe, c'est-à-dire celui qui est fixe par rapport à une base du robot, avec un R pour chaque axe de rotation et un T pour chaque axe de translation. Ainsi un robot à trois axes de translation en série, aussi appelé de type cartésien, reçoit la dénomination TTT. Un tel robot d'usinage TTT présente l'avantage d'une rigidité considérable par rapport aux contraintes d'usinage. Toutefois, il présente l'inconvénient d'une manoeuvrabilité limitée. En particulier, l'orientation de la tête d'usinage reste fixe, ce qui peut empêcher l'usinage de surfaces complexes. Afin de répondre à cet inconvénient, il a aussi été proposé d'ajouter deux axes de rotation, de manière à obtenir un robot d'usinage à configuration TTTRR. Toutefois, un tel robot TTTRR présente un encombrement extérieur très considérable, ce qui peut aussi représenter un inconvénient important, en particulier pour un usage chirurgical. L'invention vise à proposer un robot d'usinage qui permette d'accéder à des positions d'atteinte difficile même avec des orientations peu favorables, tout en offrant une bonne rigidité face aux contraintes mécaniques avec une masse limitée et un encombrement réduit afin de facilité sa mise en place et son utilisation. Pour cela, dans un mode de réalisation le robot d'usinage comporte cinq degrés de liberté en série et embarque à son extrémité une fraise permettant d'usiner les os sans contrainte d'angle entre l'axe de l'outil et la surface à usiner. Le premier axe est lié au support et son axe de rotation est vertical. Le deuxième axe est décalé et perpendiculaire au premier axe. Le troisième axe de rotation est lui aussi décalé et perpendiculaire à l'axe précédent. Enfin les deux derniers axes sont sur le même plan et leurs axes de rotations sont parallèles et perpendiculaires au troisième axe. La position de la base du robot est calculée afin d'optimiser la zone de travail pour avoir le maximum de possibilité d'usinage. Cependant, cette position est réglable car la fixation se fait sur un rail de profilé permettant de pouvoir adapter la position en fonction de l'os à usiner. Les positions des centres de rotation et la distance entre chaque articulation est définie pour atteindre des positions et orientations complexes garantissant la réalisation des usinages les plus complexes correspondant aux prothèses définies dans les brevets FR 27 37 970, 96 92 9358.8, 09 04 356 tout en gardant un encombrement très réduit. Dans un des modes de fonctionnement, l'extrémité du robot, autrement appelée la tête, viendra se placer en position initiale au-dessus de la zone à traiter à une distance de quelques centimètres. L'algorithme de contrôle permettra de piloter chacun des actionneurs afin de contrôler l'extrémité de la fraise afin de lui faire réaliser les trajectoires nécessaires à l'usinage de l'os. La position initiale est obtenue après un recalage entre la position théorique et la position réelle de l'os. Cette position réelle est donnée par un dispositif décrit dans le brevet de localisation d'un objet dans un espace 3D. Dans un mode de fonctionnement, on utilisera cette information pour recaler les trajectoires théoriques par rapport à la position réelle de l'os pendant la phase d'usinage afin de suivre ces mouvements générés par les efforts dus à l'usinage. Les cinq degrés de liberté en rotation sont obtenus par l'intégration de motoréducteurs électrique sans jeux permettant de réduire le poids du robot tout en permettant un contrôle très précis des mouvements. Le grand avantage de ce robot est d'offrir une manoeuvrabilité très étendue tout en conservant un encombrement réduit lors des phases d'utilisation. De plus lorsque le robot n'est plus utilisé, il est possible de le replier complètement afin de réduire encore le volume. Il s'agit d'un robot conçu exclusivement pour ce type d'application. La 35 cinématique, les actionneurs et les lois de commande sont uniques et dédiés à cette application dans le but d'offrir une bonne rigidité, une grande manoeuvrabilité, une grande précision et un très faible encombrement. Il est aussi conçu pour être facilement reconfigurable et reprogrammable puisque l'interface de contrôle est totalement ouverte. Afin d'augmenter les possibilités de la tête d'usinage, on peut ajouter un axe de translation en série après le dernier axe de rotation. Ce dernier axe permettra en se déplaçant le long de l'axe longitudinal, de venir percer ou fraiser précisément à l'endroit défini en contrôlant parfaitement la profondeur. Pour réaliser cette translation, un motoréducteur est couplé à un système de vis sans fin transformant le mouvement de rotation en translation. Afin d'adapter ce robot d'usinage à des applications chirurgicales, et en particulier à la résection de masses osseuses, principalement pour la mise en place de prothèses, la tête d'usinage peut être adaptée à l'usinage d'une masse osseuse in vivo, et en particulier comporter une fraise. Une fraise est particulièrement appropriée pour créer des surfaces de résection complexes. Toutefois, d'autres outils d'usinage, tels que, par exemple, des scies et/ou des mèches de forage, pourraient aussi être reçus dans la tête d'usinage, alternativement ou en complément à un outil de fraisage. Afin de permettre le pilotage conjoint des différents axes du robot, le robot peut comporter en outre une unité de commande connectée à des actionneurs desdits axes de rotation et translation ainsi que de la tête d'usinage. Par "actionneurs" on entend, dans le cadre de la présente description, n on seulement les actionneurs des mouvements autour des différents axes de rotation de la tête d'usinage, mais aussi le vérin linéaire, et même le ou les actionneurs du ou des outils d'usinage. Dans au moins un mode de réalisation, l'unité de commande est programmée pour commander l'usinage d'une masse osseuse de manière à créer une surface de résection de la masse osseuse adaptée à recevoir un élément de prothèse de forme et dimensions prédéterminées. En particulier, la surface de résection peut être une surface complexe adaptée à assurer une fixation fiable de l'élément de prothèse en minimisant une quantité de matière osseuse enlevée. Pour cela, si l'élément de prothèse est un élément de prothèse d'articulation, la surface de résection peut avoir été calculée à partir d'une surface initiale définie sur base de prises d'images de l'articulation du patient, soumise ensuite à une optimisation itérative sur base d'une simulation dynamique et statique de l'articulation avec l'élément de prothèse utilisant un modèle mathématique personnalisé à partir d'informations spécifiques à l'articulation du patient et paramétré avec des caractéristiques de la surface de résection et de l'élément de prothèse. Dans chaque étape de cette optimisation itérative, les contraintes statiques et dynamiques s'exerçant sur l'élément de prothèse sont comparées à des seuils prédéterminés et des caractéristiques de la surface de résection et/ou de l'élément de prothèse son modifiées en cas de dépassement d'au moins un de ces seuils. La présente invention concerne aussi un dispositif chirurgical. Afin de faciliter une intervention chirurgicale, une table d'opérations peut aussi être fixée par rapport au robot d'usinage de cette invention pour former, avec le robot d'usinage, le dispositif chirurgical. Un tissu à opérer, et en particulier une masse osseuse du patient, peut ainsi être fixé et repéré sur la table d'opérations pour permettre l'usinage par le robot. L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit, de deux modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - Les figures 1A et 1B sont des vues en perspective d'un robot d'usinage RRRRR suivant un premier mode de réalisation - les figures 10 à 1 E sont une vue de détail du robot d'usinage de la figurel ; - la figure 2 est un schéma du système de commande du robot d'usinage de la figurel ; les figures 3A à 3H sont des vues en coupe simplifiées de : respectivement, un premier à huitième types d'éléments de prothèse mis en place sur des résections correspondantes ; - la figure4 illustre en perspective une résection réalisée sur l'extrémité supérieure du tibia, - les figures 4A et 4B illustrent en perspective des éléments de prothèse à mettre en place sur la résection de la figure4 ; - la figure 4C est une vue en coupe de l'élément de prothèse de la figure 4A mis en place sur la résection de la figure4 ; la figure 5 est une vue en perspective d'une résection réalisée sur l'extrémité inférieure de l'humérus ; - la figure 5A est une vue en perspective d'un élément de prothèse à mettre en place sur la résection de la figure5 ; - la figure 5B est une vue en coupe' de l'élément de prothèse de la figure 5A mis en place sur la résection de la figure5 ; la figure 6 est une vue en perspective d'une résection réalisée sur 10 la tête de l'humérus ; - la figure 6A est une vue en perspective d'un élément de prothèse à mettre en place sur la résection de la figure 6 ; - la figure 6B est une vue en coupe de l'élément de prothèse de la figure 6A mis en place sur la résection de la figure6 ; 15 - les figures 7A et 7B illustrent un type de re-surfaçage du genou réalisé par le robot de la figure 1; - les figures 8A et 8B sont des vues en perspective d'un robot d'usinage RRRRRT suivant un deuxième mode de réalisation ; - les figures 8C à 8H sont des vues de détails d'un robot d'usinage 20 RRRRRT suivant un deuxième mode de réalisation ; - la figure 9 est un schéma du système de commande du robot d'usinage de la figure 8 ; - les figures 10A à 10C illustrent trois types de fraises utilisables par le robot des figures 8A et 8B 25 - les figures 11A et 11B illustrent une résection adaptée à recevoir un élément de prothèse dont l'élément d'ancrage est en forme de queue d'aronde ; et - la figure 11C illustre un élément de prothèse adapté à être mis en place sur la résection des figures 11A et 11C. 30 La figurel illustre un robot d'usinage 501 suivant un premier mode de réalisation de l'invention. Ce robot 501 est un robot à cinq degrés de 3 0 1 7 0 4 5 8 liberté en série du type RRRRR. Le robot 501 est fixé à une table d'opérations, 502, sur laquelle peut prendre place un patient 503 à opérer. Nous appellerons « x » l'axe suivant la longueur de la table d'opération 502, « y » l'axe suivant la largeur de la table d'opération 502 et « z » l'axe 5 vertical de la table d'opération 502. De même « x' », « y' » et « z' » représenterons le repère orthogonal du robot. Le robot 501 est relié à la table d'opération 502 par l'intermédiaire du support 504 pouvant coulisser sur le support en profilé. Par rapport à la table d'opération 502, le robot 501 présente un premier axe de rotation R1. Le robot comporte un premier actionneur 505 composé d'un moteur intégrant un réducteur sans jeu entraînant en rotation l'ensemble du robot autour de cet axe de rotation R1 suivant « z ». L'arbre de transmission de l'actionneur 505 est fixé sur un premier bras 510 sur lequel se trouve à l'autre extrémité un deuxième actionneur 506 positionné perpendiculairement à l'axe de rotation R1 suivant « x' ». Le deuxième axe de rotation R2 mu par cet actionneur 506 entraîne le reste du robot sauf l'actionneur 505 qui reste fixe. L'arbre de transmission de l'actionneur 506 est fixé sur un deuxième bras 511 qui intègre à son autre extrémité un troisième actionneur 507. Cet actionneur 507 est positionné perpendiculairement à l'axe R2 suivant « z' » et génère la rotation R3. L'arbre de transmission de l'actionneur 507 est fixé au troisième bras 512 qui intègre le quatrième actionneur 508. Cet actionneur 508 est positionné perpendiculairement à l'axe de rotation R3 suivant « z' » et génère la rotation R4. L'arbre de transmission de l'actionneur 508 est fixé au quatrième bras 513 qui intègre à son extrémité un cinquième actionneur 509. Cet actionneur 509 est positionné parallèlement à l'axe de rotation R4 et génère la rotation R5. L'actionneur 509 entraîne le dernier bras 514 en rotation autour de l'axe R5. Dans ce mode de réalisation les actionneur 505,506,507, 508 et 509 sont des moteurs sans balai intégrant une réduction sans jeu. Toutefois, d'autres type d'actionneurs électriques ou par exemple fluidiques, pourraient alternativement être considérés par la personne du métier en fonction des circonstances. Ainsi cette structure offre cinq degrés de liberté en rotation. Grâce à 35 l'intégration des cinq actionneurs en série cet ensemble offre une très grande manoeuvrabilité et un encombrement réduit. Une tête d'usinage 515 est adaptée à recevoir un outil d'usinage, et en particulier une fraise, et l'entraîner en rotation pour l'usinage d'une masse osseuse du patient 503. Comme pour une position donnée, le robot 501 de type RRRRR de ce premier mode de réalisation ne permet pas d'orienter librement la tête d'usinage 515, il est préférable d'utiliser une fraise sphérique 550, telle que celle illustrée sur la figure 7. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, chaque actionneur 505, 506, 507, 508, 509 et la tête d'usinage 515 sont connectés à une unité de commande 522, par exemple sous forme d'un ordinateur électronique programmable, laquelle peut aussi être connectée à des capteurs de position 531, 532, 533, 534 et 535 pour déterminer la position et l'orientation du robot 501 dans respectivement R1, R2, R3, R4 et R5, ainsi qu'à des capteurs de couple et/ou force 537, 538, 539, 540 et 541 sur respectivement chacun des axes R1, R2, R3, R4 et R5 ainsi que sur le moteur de la tête d'usinage 515, comme illustré sur la figure 2. Ainsi, l'unité de commande 522 peut être programmée pour commander conjointement ces différents actionneurs du robot 501 de manière à usiner une forme pré-determinée. En particulier, l'unité de commande 522 peut être programmée pour usiner une surface de résection de la masse osseuse adaptée à recevoir une prothèse de forme et dimensions prédéterminées, et en particulier une surface complexe adaptée à assurer une fixation fiable et l'élément de prothèse en minimisant une quantité de matière osseuse enlevée. Si maintenant on considère la résection réalisée par le chirurgien dans la surface articulaire pour permettre la mise en place de l'élément de prothèse, celle-ci comprend une surface d'appui B, un rebord périphérique en saillie par rapport à la surface d'appui B qui est référencé R et au 5 moins un orifice d'ancrage D. Cette organisation générale de l'élément de prothèse et de la résection correspondante se retrouve quelle que soit la surface articulaire pour laquelle est mis en place l'élément de prothèse. Grâce au robot d'usinage, il est possible d'obtenir une concordance géométrique sensiblement parfaite entre la surface de fixation F et la surface d'appui B de la résection. L'élément de prothèse est ainsi encastré dans la résection. De même, il est possible d'obtenir un contact sensiblement parfait après mise en place de la surface périphérique P de la prothèse et du rebord périphérique R de la résection. Enfin, il y a également coïncidence entre l'élément d'ancrage A et le trou d'ancrage D. 301 704 5 10 Dans le cas de l'élément de prothèse de la figure3A, les surfaces respectivement de fixation F et de contact C, en section par des plans, sont limitées par une succession d'arcs de cercle E1, E2 à En, qui sont raccordés entre eux tangentiellement en présentant des rayons de 5 courbure différents. Ainsi, chaque portion de surface de fixation comporte son propre "centre instantané de rotation", ce qui améliore encore la tenue de l'élément de prothèse. Dans sa partie courante, l'élément de prothèse présente une épaisseur e qui est sensiblement constante. La surface d'appui B de la résection présente bien sûr une forme correspondant à 10 celle de la surface de fixation F. On comprend que grâce d'une part à la présence de la surface périphérique P de l'élément de prothèse qui est en appui sur le rebord en saillie R de la résection et de la forme particulière de la surface de fixation, l'élément de prothèse mis en place est déjà liée mécaniquement à l'os. On comprend qu'ainsi, il est possible que l'élément 15 d'ancrage A soit simplement constitué par un ergot qui pénètre dans l'orifice D de la résection. Il n'est plus nécessaire de prévoir un système de broches, de vis, plots ou similaire. En ce qui concerne la surface de contact C qui est destinée à coopérer avec la surface de contact de l'élément de prothèse conjugué de 20 l'articulation, elle est réalisée de préférence de telle manière qu'elle se conforme exactement à la forme anatomique de la surface articulaire. Après mise en place de l'élément de prothèse dans la résection, on reconstitue ainsi exactement la surface articulaire anatomique initiale. Il faut ajouter que la résection est réalisée de telle manière que, lorsque cela 25 est possible, elle n'affecte pas les points d'attache des ligaments et des muscles, ni de la capsule articulaire et les surfaces articulaires environnantes. En première approximation, la surface périphérique P a la forme d'un tronc de cône non circulaire. Selon la nature de la surface articulaire, le sommet 30 du cône peut être disposé du côté de la surface de contact ou du côté de la surface de fixation. L'angle b entre la direction de l'épaisseur de la prothèse et la surface périphérique est compris entre 5° et 85°. Dans le cas de l'élément de prothèse représenté sur la figure 3B, la surface de contact C' et la surface de fixation F sont sensiblement planes 35 et parallèles entre elles dans leurs parties courantes, l'épaisseur étant sensiblement constante. La surface périphérique P' est en première approximation un tronc de cône dont le demi-angle au sommet est de l'ordre de 5° à 45°. Le rebord périphérique R' présente une forme conjuguée de la forme de la surface périphérique P`. Pour ce type d'éléments de prothèse, la résection effectuée est assimilable à un lamage réalisé par le chirurgien dans la surface articulaire. Le sommet du cône non circulaire sur lequel est disposée la surface périphérique P' peut être disposé du côté de la surface de fixation F comme sur la figure 3B. Pour certaines surfaces articulaires, notamment dans le cas des vertèbres, le sommet du cône peut être disposé du côté de la surface de contact C. Dans le cas des figures 3A et 3B, la surface périphérique de fixation P ou P` est nettement distincte de la surface de fixation F ou F. Dans, le cas de l'élément de prothèse de la figure 3C, la surface périphérique P1 est une solution de continuité de la surface de fixation F1, ces deux surfaces se confondant sensiblement. Il va également de soi que dans ce cas, seule la partie centrale ZC de l'élément de prothèse présente une épaisseur sensiblement constante. Cependant dans ce cas encore, l'élément de prothèse est encastré dans la résection et la surface périphérique P1 coopère avec le rebord R1 de la résection pour participer à la fixation de la prothèse. Dans le cas de la figure 3D, la surface périphérique P2 se distingue nettement de la surface de fixation F2, mais la section droite par un plan de cette surface périphérique n'est plus un segment rectiligne, comme dans le cas des figures 3A et 3B, mais une portion de courbe. La surface périphérique est alors une surface gauche qui n'est plus assimilable à un tronc de cône. Quel que soit le type d'éléments de prothèse considérés, on comprend que la surface périphérique P, P` joue un rôle déterminant en coopérant avec le rebord en saillie de la résection. En effet, ce contact permet la répartition optimale de la transmission des efforts entre l'os et la prothèse, ce qui permet, comme on l'a déjà expliqué, d'éviter un ancrage par vis, broches ou plats de dimensions importantes ou analogue de la prothèse sur l'os. On comprend que si l'on considère un élément de prothèse complet proprement dit, selon le plan de section considéré, on pourra avoir une 35 configuration similaire à celle de la figure 3A ou bien une configuration similaire à celle de la figure 3B, 3C, ou 3D, ou encore, selon les plans de coupe considérés, une combinaison de ces différentes configurations. Dans les exemples d'élément de prothèse décrits en liaison avec les figures 3A à 3H, l'élément d'ancrage est constitué par un ou plusieurs ergots de forme générale conique ou tronconique qui fait saillie dans la surface de fixation et le trou d'ancrage a une forme conjuguée qui `débouche dans le fond de la résection. Toutefois, comme la surface périphérique P, P` joue le rôle déterminant dans l'ancrage des éléments de prothèse, en coopérant avec le rebord en saillie de la résection, il est même envisageable de se passer de tels ergots, et de les remplacer par une couche adhésive interposée entre la surface de fixation de l'élément de prothèse et le fond de la résection, comme illustré sur les figures 3E à 3H, lesquelles, à part le remplacement de l'élément d'ancrage A par une couche adhésive 306, correspondent, respectivement, aux figures 3A à 3D et reçoivent les mêmes chiffres de référence pour des éléments équivalents. Dans ces circonstances, la surface de fixation peut être rendue rugueuse afin de favoriser l'adhésion au fond de la résection. En se référant maintenant aux figures'4 à 5, on va décrire plusieurs exemples concrets d'éléments de prothèse correspondant à différentes 20 articulations. Sur les figures 4 à 4C, on a représenté les deux éléments de prothèse 10 et 12, utilisés pour l'extrémité supérieure du tibia. La figure 4 montre les deux résections 16 et 18 qui sont réalisées en conservant les surfaces pré et rétrospinales, et donc les insertions LCA et LCD, des ménisques et de 25 la capsule. Chaque résection comporte un rebord d'appui en saillie 22, une surface d'appui 24 et trois trous d'ancrage 26, 28 et 30. Chaque élément de prothèse comporte une surface de fixation 30 qui est sensiblement plane dans laquelle font saillie trois éléments d'ancrage 32, 34 et 36. La surface périphérique 38 a une forme générale de tronc de 30 cône, les différences d'épaisseur dans la zone périphérique étant dues au fait que la surface de contact doit se raccorder tangentiellement à l'os. Comme le montre mieux la figure 4C, les éléments de prothèse 10 et 12 sont du type à surface de fixation et de contact sensiblement planes. Les figures 5, 5A et 5B illustrent l'élément de prothèse 50 utilisé à 35 l'extrémité inférieure de l'humérus 52. La surface d'appui de la résection 54 comporte une première portion en forme sensiblement cylindrique 56 et deux portions sensiblement planes 58, 59. La surface de fixation de l'élément de prothèse 50 a bien sûr la forme correspondante. Elle comporte trois éléments d'ancrage 60, 62 et 64. La surface de contact 66 correspond à la surface articulaire anatomique. Dans des plans sensiblement perpendiculaires à l'axe d'articulation, on voit que la résection 54 définit deux rebords en saillie 70 et 72 destinés à coopérer avec les surfaces périphériques 74 et 76 de la prothèse. De même, les portions 78 et 80 de la surface périphérique de l'élément de prothèse sont destinées à coopérer avec les rebords en saillie 82 et 84. Pour améliorer encore la tenue de l'élément de prothèse, les surfaces 58 et 59 définissent un léger pincement. Comme on le voit mieux sur la figure ZB, selon le plan de coupe adopté pour cette figure, qui est perpendiculaire à l'axe de l'articulation, l'élément de prothèse est du type représenté sur la figure 3. En revanche, on comprend que, dans un plan de section contenant l'axe de l'articulation, on aurait une section d'élément de prothèse de la forme représentée sur la figure 1A. Enfin, les figures 6, 6A et 6B illustrent la résection de la tête de l'humérus et la forme de l'élément de prothèse correspondant 92. La section définit une portion de surface assimilable à une calotte sphérique 94 raccordée à une portion 96 plus ou moins assimilable à une surface cylindrique. En outre, cette résection présente un rebord en saillie 98 qui fait tout le tour de la résection. On comprend que, dans ce cas, la section laisse subsister en fait une partie de l'os qui est saillante par rapport au rebord périphérique 98. En ce qui concerne l'élément de prothèse 92, il comporte une surface de fixation 100 qui correspond aux surfaces 94 et 96 de la surface d'appui de la résection et un pourtour et de surface périphérique 102 qui correspond au rebord en saillie 98. On a représenté également sur ces figures les trous d'ancrage 104 et les éléments d'ancrage 106. Le calcul de la forme de l'élément de prothèse et de la surface de résection peut être effectué à partir de formes initiales définies sur base de prises d'images de l'articulation du patient, soumises ensuite à une optimisation itérative sur base d'une simulation dynamique et statique de l'articulation avec l'élément de prothèse utilisant un modèle mathématique personnalisé à partir d'informations spécifiques à l'articulation du patient et paramétré avec des caractéristiques de la surface de résection et de l'élément de prothèse. Dans chaque étape de cette optimisation itérative, les contraintes statiques et dynamiques s'exerçant sur l'élément de prothèse sont comparés à de ces seuils prédéterminés et des caractéristiques de la surface de résection et/ou de l'élément de prothèse sont modifiés en cas de dépassement d'au moins un de ces seuils. Si ces étapes de calcul sont effectuées directement sur un ordinateur à partir d'images numériques, on pourra ainsi en tirer directement des instructions d'usinage servant à programmer l'unité de commande 522 pour réaliser la résection. Sur la figure 11C, on a représenté l'élément de prothèse 200 avec sa surface de contact 202, sa surface de fixation 204 et sa surface périphérique 206. L'élément d'ancrage est constitué par une forme en queue d'aronde 208 qui est raccordée à l'élément de prothèse proprement dit par sa surface de fixation 204, l'ensemble ne formant bien sûr qu'une seule pièce. Comme le montrent les figures 11A et 11B, la résection 210 comporte une première partie 212 destinée à recevoir l'élément de prothèse proprement dit et une deuxième partie 214 formant trou d'ancrage. La partie 214 a une forme conjuguée de l'élément d'ancrage 208 en queue d'aronde. Pour permettre la mise en place de la prothèse et notamment son élément d'ancrage 208, la partie 214 de la résection présente une première extrémité 214a débouchante et une deuxième extrémité 214b non débouchante constituée par la partie restante de l'os. L'élément de prothèse 200 est mis en place dans la résection 210 par coulissement selon la direction de la flèche F. Grâce à la présence de la surface de fixation 204 et de la surface périphérique 206 combinée avec la présence de l'élément d'ancrage 208 en queue d'aronde 208, l'élément de prothèse est parfaitement immobilisé dans la résection 210 sauf selon sa direction d'introduction F. Pour remédier à cet inconvénient, on peut prévoir une vis ou broche de largueur réduite dont la tête fait saillie dans la face "avant" de l'élément d'ancrage, c'est-à-dire celle qui reste atteignable après la mise en place de la prothèse dans la résection. Ce type de prothèse est particulièrement bien adapté au cas des vertèbres ou même des plateaux tibiaux. Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. Par exemple, les deux articulations pivotantes 523,524 du deuxième mode de réalisation pourraient être substituées par une seule articulation sphérique. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif. Bien que le robot d'usinage 501 du mode de réalisation illustré sur la figure 1 soit généralement adapté à l'usinage de surfaces de résection illustrées sur les figures 3 à 6, le fait que sa tête d'usinage ne puisse se déplacer en translation pose certaines limites d'utilisation. en particulier, le robot d'usinage 501 n'est pas optimisé pour percer la masse osseuse en profondeur. En outre, l'utilisation de fraises sphériques telle que celle illustrée sur la figure empêche l'usinage direct d'angles vifs dans les surfaces concaves. Ainsi, dans un deuxième mode de réalisation plus adaptable illustré sur la figure 8, le robot d'usinage 501 présente un degré de liberté supplémentaire en translation. Ce robot d'usinage 501 présente ainsi une configuration de type RRRRRT, avec un mouvement linéaire interposé en série entre l'actionneur 509 et la tête d'usinage 515 par l'intermédiaire du bras 514. Les autres modes de réalisation de ce robot d'usinage 501 sont sensiblement équivalents à ceux du premier mode de réalisation et reçoivent en conséquence les mêmes chiffres de référence. Le mouvement linéaire présente un axe de translation T motorisé par un actionneur 516. Cet actionneur 516 comporte dans ce deuxième mode de réalisation, un motoréducteur couplé à une vis sans fin transformant le mouvement de rotation en mouvement de translation du chariot connecté à la tête d'usinage et est aussi connecté, comme les autres actionneurs et la tête d'usinage, à l'unité de commande 522 est aussi connectée à un capteur de position 536 et de couple 542 sur l'axe T1,comme illustré sur la figure 3. Ainsi, l'unité de commande 522 peut ainsi commander des déplacements en translation de la tête d'usinage 515 en conservant la position des axes de rotation, ce qui par exemple permet de percer sur des distances de plusieurs centimètres en gardant l'orientation constante, ou d'utiliser différentes formes de fraises, telles que celle des fraises 550a à 550c illustrée, respectivement sur les figures 10A et 10C, et de réaliser d'autres résections, comme par exemple une résection 210 adaptée à recevoir un élément de prothèse 200 avec un élément d'encrage en queue d'aronde, comme illustrée sur les figures 11A à11C. 3 0 1 7 0 4 5 164 10 Sur la figure 11C, on a représenté l'élément de prothèse 200 avec sa surface de contact 202, sa surface de fixation 204 et sa surface périphérique 206. L'élément d'ancrage est constitué par une forme en queue d'aronde 208 qui est raccordée à l'élément de prothèse proprement dit par sa surface de fixation 204, l'ensemble ne formant bien sûr qu'une 15 seule pièce. Comme le montrent les figures 11A et 11B, la résection 210 comporte une première partie 212 destinée à recevoir l'élément de prothèse proprement dit et une deuxième partie 214 formant trou 20 d'ancrage. La partie 214 a une forme conjuguée de l'élément d'ancrage 208 en queue d'aronde. Pour permettre la mise en place de la prothèse et notamment son élément d'ancrage 208, la partie 214 de la résection présente une première extrémité 214a débouchante et une deuxième extrémité 214b non débouchante constituée par la partie restante de l'os. 25 L'élément de prothèse 200 est mis en place dans la résection 210 par coulissement selon la direction de la flèche F. Grâce à la présence de la surface de fixation 204 et de la surface périphérique 206 combinée avec la présence de l'élément d'ancrage 208 30 en queue d'aronde 208, l'élément de prothèse est parfaitement immobilisé dans la résection 210 sauf selon sa direction d'introduction F. Pour remédier à cet inconvénient, on peut prévoir une vis ou broche de largueur réduite dont la tête fait saillie dans la face "avant" de 35 l'élément d'ancrage, c'est-à-dire celle qui reste atteignable après la mise en place de la prothèse dans la résection. Ce type de prothèse est particulièrement bien adapté au cas des vertèbres ou même des plateaux tibiaux. Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. Par exemple, les deux articulations pivotantes 523,524 du deuxième mode de réalisation pourraient être substituées par une seule articulation sphérique. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.15 REVENDICATIONS1. Robot d'usinage 501 en particulier d'usinage de masse osseuse in.vivo a au moins 5 degrés de liberté en série, caractérisé en ce qu'il comporte a) un premier actionneur ou motoréducteur 505 fixé à un support 504 lui-5 même fixé à une table d'opération 502 qui entraîne un bras 510 et donc l'ensemble du robot en rotation au tour d'un axe R1. b) un deuxième actionneur ou motoréducteur 506 fixé sur l'axe de l'actionneur 505 qui entraîne les bras 511, 512, 513 et 514 en rotation autour d'un axe R2 perpendiculaire à l'axe R1. 10 c) un troisième actionneur ou motoréducteur 507 fixé sur l'axe de l'actionneur 506 qui entraîne les bras 512, 513 et 514 en rotation autour d'un axe R3 perpendiculaire à l'axe R2. d) un quatrième actionneur ou motoréducteur 508 fixé sur l'axe de l'actionneur 507 qui entraîne les bras 513 et 514 en rotation autour 15 de l'axe R4 perpendiculaire à l'axe R3. e) un cinquième actionneur ou motoréducteur 509 fixé sur l'axe de l'actionneur 508 qui entraîne le bras 514 en rotation autour d'un axe R5 perpendiculaire à l'axe R4. f) une tête d'usinage 515 montée sur le dernier axe 514 et pouvant être 20 déplacée en translation grâce à un actionneur à vis sans fin 516. 2. Robot d'usinage 501suivant la revendication 1, dans lequel la tête d'usinage 515 est montée sur un axe de translation 516 lui permettant de se déplacer de façon linéaire suivant l'orientation du bras 514. 3. Robot d'usinage 501 suivant l'une quelconque des revendications 1 et 25 2 dans lequel la tête d'usinage 515 comporte un outil de fraisage 550, 550a, 550b, 550c. 30- 19 4. Robot d'usinage 501 suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 comportant en outre une unité de commande 522 connectée aux actionneurs 505, 506, 507, 508, 509 et 516 desdits premier, deuxième, troisième, quatrième, cinquième et sixième axes et de la tête d'usinage 515. 5. Dispositif chirurgical comprenant un robot d'usinage 501 suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 et une table d'opération 502 pouvant 10 être fixée par rapport au robot d'usinage 501.