3.7.1. Le Système Informatique
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La réalisation des implants satisfaisant simultanément à toutes les conditions de l'ANCRAGE GEOMETRIQUE ne peut plus se faire par dessin traditionnel, ni avec les grands logiciels de CAO, et nécessite de gros moyens informatiques. Il n'existe pas de logiciels spécialisés. J'ai donc développé depuis 25 ans notre propre système informatique IMPLANT DESCRIPTOR. Il introduit un nouveau domaine informatisé, la Pré-CAO. Ce domaine est partout actuellement toujours traité manuellement, sur papier, ou au cours du dessin sur écran.
Notre système logiciel, très en avance, permet de réaliser toute la conception dans le moindre détail et alimente en coordonnées et en résultats la CAO, la FAO, la synthèse d'images et éventuellement les calculs sur la structure. Il n'est pas destiné à se substituer à ces méthodes. Le concept de PARAMETRAGE GENERALISE permet à tous les points d'un même implant d'être asservis entre eux, ainsi qu'entre toutes les tailles de la série. De même tous les dessins et fichiers de transmission. Après une phase de conception et de programmation ( durant parfois plusieurs mois ), la mise au point de détail est d'une grande efficacité, on peut effectuer des centaines de cycles de correction et les prototypes qui en résultent sont pratiquement définitifs et implantables.
3.7.2. Architecture du système
La mise au point d'un implant sur notre système informatique nécessite un confort matériel suffisant pour nous concentrer sur l'implant orthopédique et non sur la gestion des ordinateurs.
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Chaque site de travail comporte un terminal réservé à l'affichage graphique et six terminaux réservés à la saisie, et trois sites sont en réseau. (Etat de 1996) Il est donc possible de traiter trois types d'implants simultanément.
Un même logiciel est exécuté simultanément sur les sept terminaux de chaque site et accède en temps réel à la Base de Paramètres et à la Base de Coordonnées communes. C'est ce qui nécessite un système d'exploitation réellement multipostes et multitâches et pas seulement des machines en réseau local. Nous utilisons les systèmes d'exploitation PROLOGUE et TWIN SERVER qui satisfont toutes ces exigences.
Le système logiciel est composé de plusieurs modules :
3.7.2.1. La Base de Paramètres :
Ce module permet la gestion indépendante de 1024 paramètres, c'est-à-dire : angles, dimensions, constantes ainsi que les paramètres d'état du système. Cet éditeur indépendant permet de modifier chaque paramètre, même en cours de calcul d'une série d'implants.
3.7.2.2. La Base de Coordonnées :
Il s'agit d'un "tableur" spécialisé original comportant actuellement 480.000 cellules. Pour permettre leur calcul indépendamment, les coordonnées X, Y, et Z au micron sont stockés dans des fichiers séparés. Un navigateur rapide permet en 3 secondes et 3 clics la consultation de l'une des coordonnées de l'une des tailles parmi les 6000 écrans qu'occupe le tableur. Comme les autres "bases" de notre système, cette base réside dans une partie réservée et partageable de la mémoire centrale du serveur et non dans une zone de programme en cours d'exécution. Chacun des sept terminaux accède à chaque coordonnée, et en effectue la mise à jour en temps réel en exploitant au maximum les propriétés multiposte du système d'exploitation.
3.7.2.3. Le programme de description de l'implant:
Ce module de description détaillée de la famille d'implants en cours d'élaboration contient toutes les fonctions mathématiques permettant aux implants de se conformer à mes principes de l'Ancrage Géométrique. C'est également ce module qui calcule les 10.000 points décrivant l'enveloppe de chaque implant. Chaque point est numéroté et ses coordonnées sont programmés dans le plus petit détail avec un langage algorithmique, ainsi que tous les ensembles de points et courbes de définition de surface.
Ce programme, d'environ 5000 lignes, écrit spécialement pour un type d'implant exploite les données de la Base de Paramètres, de la Base de Résultats, du tableau des Facteurs de Croissance, et alimente la Base de Coordonnées. Presque tous les paramètres ont une influence sur la quasi totalité des coordonnées. C'est le Paramètrage Généralisé. La modification d'une seule dimension entraîne le recalcul de toutes les coordonnées et de tous les résultats de toutes les tailles. Chaque point dépend de tous les autres, par une arborescence de vecteurs successifs. Le programme utilise toutes les ressources traditionnelles de la géométrie analytique, de la trigonométrie. La valeur optimale de certains paramètres, ne pouvant être connue d'avance, est obtenue automatiquement par des méthodes itératives. Certaines courbes sont obtenues par des combinaisons de multiples fonctions paramétrées logarithmiques et exponentielles, appelées "Polynome du Calcar". Les lissages de type courbes de Bézier, peu contrôlables, ne sont pas utilisées.
3.7.2.4. La base de résultats :
Cette base est consultable en permanence sur écran et imprimable. Les résultats sont des valeurs dimensionnelles ou angulaires pour chaque taille d'implant. Ces résultats sont programmés individuellement dans le descriptif de l'implant. Indépendamment des coordonnées des points,les résultats servent à la mise au point du projet , à réaliser des plans de production sur le système CAD du fabricant et, enfin, aux contrôles en fin de production. Il y a 400 résultats en 16 tailles, soit 6400 résultats, accessibles en trois secondes.
3.7.2.5. Le système graphique
C'est un logiciel particulièrement adapté aux séries optimisées d'objets. Ce système graphique n'a pratiquement aucun point commun avec les logiciels de dessin ou de conception mécanique assisté par ordinateur. Le système graphique ne sert pratiquement pas à la création de l'implant. Il est orienté vers le contrôle graphique des résultats des calculs 3D, à la mise au point des algorithmes géométriques, la transmission vers un système de CAD ou la préparation des images filaires 3D qui seront ensuite traitées par d'autres logiciels spécialisés dans le rendu réaliste des images de synthèse. J'ai programmé les interfaces graphiques commandant des traceurs à plumes ou des imprimantes laser pour obtenir des dessins filaires 3D.
Le système graphique utilise les points qui se trouvent dans la Base de Coordonnées, après définition complète et calcul simultané de toutes les tailles d'une série d'implants. Un éditeur d'Actions Graphiques est disponible avec un macro-langage d'une grande efficacité. Les Actions Graphiques permettent de maîtriser le graphisme dans le plus petit détail, accédant à chacun des 10 000 points 3D d'un objet, à la couleur ou à l'épaisseur de chaque ligne, sur écran ou sur papier, avec une simplicité et une puissance étonnantes. C'est la même séquence d'instructions graphiques qui sert pour dessiner toutes les tailles. De même, cette séquence d'instructions reste inchangée lors des nombreuses modifications et ajustements de paramètres introduits au cours de la mise au point d'un implant.
Comme le système graphique est basé sur la gestion des points numérotés et ne va chercher les coordonnées des points dans la base de coordonnées qu'au moment de l'affichage ou de l'impression, toutes les tailles sont instantanément disponibles dans le même état d'orientation, d'agrandissement et de positionnement. Un changement de taille ne nécessite qu'une touche et une seconde car la mise au point d'une prothèse se fait souvent en analysant toutes les tailles.
3.7.2.6. Le système de transmission.
Un Il permet de constituer des fichiers ordonnés selon les besoins du producteur. Chaque taille d'implant est extraite séparément, avec numéro de transmission, numéro du point, coordonnées et commentaires, sur fichiers informatiques et documents imprimés destinés au contrôle.
3.7.2.7. Conclusion :
Selon notre stratégie, nous avons choisi de ne pas reprogrammer des fonctions que de grands logiciels de dessin réalisent parfaitement lors des étapes suivantes. C'est pour cela que nous pensons que ce système constitue effectivement une nouvelle branche, la Pré-CAO.