Historique de la mise en place du flux numérique au sein du service de réhabilitation orale de la Timone

Aujourd’hui, la prise d’empreinte est l’un des fondamentaux de la pratique du chirurgiendentiste. Ce sont ces empreintes qui vont permettre au chirurgien-dentiste et au prothésiste de communiquer. L’empreinte est la dernière étape de la phase clinique et la première étape de la chaine de laboratoire. Elle constitue l’étape de communication la plus importante entre le praticien et le prothésiste. De la qualité des empreintes, du nombre et de la précision des éléments morphologiques enregistrés dépend donc la fidélité du modèle de travail sur lequel sont ajustées les pièces prothétiques qui devront répondre in fine à l’ensemble des critères cliniques d’intégration esthétique, biologique et fonctionnelle requis. (1)

Aujourd’hui, nous pouvons dire que nous sommes entrés dans l’ère du numérique que ce soit pour la gestion des dossiers, la radiographie 2D ou 3D et la prise des empreintes. Même si cette révolution numérique semble récente, les premières empreintes optiques remontent aux années 70 par François Duret qui posa les bases de l’empreinte optique et de la CFAO (Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur) Cela fait donc plus de 40 ans que la CFAO se substitue progressivement aux outils et techniques odontologiques conventionnelles.

Depuis leur création, les scanners et caméras intra-orales ont connu de nombreuses évolutions et trouvent aujourd’hui leur place au sein des cabinets dentaires avec de nombreuses indications en omni-pratique mais également dans les différents domaines de l’odontologie. La réalisation de ce type d’empreintes dites dématérialisées pourrait, selon le Professeur François Duret, apporter « une réponse aux nombreuses imprécisions de la chaîne prothétique » (2) et en particulier une réponse aux nombreuses limites connues et reconnues des empreintes conventionnelles : les étirements de matériaux d’empreinte, les déchirures, les bulles d’air ainsi que les sources d’erreurs liées aux étapes de traitements qu’elles subissent.

Historique de la mise en place du flux numérique au sein du service de réhabilitation orale de la Timone

Intérêt de l’intégration du numérique dans la pratique hospitalière 

Chaque année, le pôle odontologie de l’APHM accueille 70 000 Marseillais et Provençaux pour des soins dentaires. Du détartrage à la pose d’implants, de l’orthodontie à la réalisation de prothèses, tous les soins proposés dans un cabinet dentaire sont réalisés à la fois par des praticiens qualifiés et, c’est la particularité de l’odontologie, par des étudiants.

Cette vocation d’enseignement nécessite que l’ensemble des étapes soit parfaitement protocolés et corresponde aux enseignements pédagogiques dispensés à l’Université. Empreinte globale, enregistrement et montage systématique sur simulateur, étapes de contrôle et d’essayage, dessin de châssis standardisés, guide chirurgicaux…. sont autant d’exemples d’étapes nécessaires à la construction des savoirs et savoir-faire pour les futurs praticiens .

Par ailleurs, depuis maintenant plus de 40 ans, la CFAO (Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur) a considérablement évolué́ allant du simple scannage du modèle, à la prise d’empreinte optique et à la réalisation complète de la prothèse.

L’exercice des chirurgiens-dentistes est donc en perpétuelle évolution, il est donc nécessaire de s’y adapter. De nombreux systèmes d’empreintes optiques intrabuccales de plus en plus performants sont proposés par les industriels, plaçant ainsi les chirurgiens- dentistes comme premier maillon de la chaine numérique. Travailler par CFAO, c’est exploiter de façon consciente et raisonnée les potentialités du numérique, de la robotique et de l’informatique dédiées à la pratique de l’odontologie. La CFAO est un moyen, un mode de travail permettant la réalisation prothétique, ce n’est donc pas une finalité́ en soi. C’est un outil conditionnant le plan de traitement, les protocoles opératoires et dans le cas de la CFAO directe, toute l’organisation du cabinet. La CFAO doit être considérée comme une chance d’améliorer la qualité́des traitements : il s’agit d’une avancée technologique permettant d’assurer un haut niveau de soins à l’hôpital.

Il est nécessaire de mettre en avant une opportunité́ de voir diminuer certains coûts de production (temps de réalisation, coût de l’élément prothétique…). Si l’on choisit un système de CFAO indirecte, la fabrication délocalisée évite d’immobiliser des praticiens pour faire le travail du laboratoire et permet d’espérer une qualité́supérieure et plus constante. De plus, dans un souci permanent d’offrir aux patients des soins de qualité et de faire bénéficier les étudiants des technologies les plus récentes dans leur parcours de formation, l’intégration du numérique est une nécessité. L’intégration du numérique au sein du service hospitalier est également une nécessité dans la continuité de l’apprentissage de la CFAO par les étudiants. En effet depuis la rentrée 2018-2019 la faculté d’odontologie d’Aix-Marseille possède deux caméras Trios 3 Shape en association avec un programme transversal, au cours de DFGSO2 et DFGSO3 permettant aux étudiants de s’initier à la CFAO dès leur 2ème année. Il est donc indispensable d’intégrer la CFAO dans la pratique hospitalière afin d’assurer une continuité pédagogique.

Rappels sur le numérique 

La CFAO (Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur) se décompose en 3 parties :
➤ L’acquisition (l’empreinte optique), est la première étape de la chaine numérique, c’est à partir de cette empreinte que dépendra la qualité des restaurations prothétiques. L’empreinte optique présente de nombreux avantages :

§ Permet l’obtention de données précises avec un résultat qui est inaltérable
§ Peut être modifiée et complétée à tout moment
§ Permet de contrôler la qualité de la préparation et de la reprendre si besoin
§ Les étapes de désinfection et de conditionnement ne sont plus nécessaires
§ La durée pour la réalisation d’une empreinte optique varie entre 2 et 5 min.

➤ La conception assistée par ordinateur (CAO) qui permet de modéliser de façon virtuelle, le projet prothétique. Elle remplace les maquettes en cire des prothésistes. Elle consiste à matcher un modèle informatique, ainsi que d’autres informations pertinentes sur une image réelle correspondante. Les logiciels permettent une modélisation en 3D, anticipant et simulant ainsi les futures pièces prothétiques. Le réglage des points de contact, de l’occlusion, et de l’axe d’insertion peuvent être réalisés virtuellement .

➤ La fabrication assistée par ordinateur (FAO), va permettre la matérialisation de la pièce prothétique qui a été conçue lors de l’étape de CAO. (4) Les processus de FAO visent à automatiser et à réduire le temps de production des pièces prothétiques. Le nombre d’étapes de production est également réduit ce qui devrait diminuer le nombre d’erreurs lors de la réalisation de la pièce prothétique et donc avoir un résultat plus fiable.

La FAO, consiste en deux principales opérations :
– La préparation de la fabrication en fonction du procédé de mise en forme et du matériau utilisé.
– La création des séquences de mise en forme d’une ou de plusieurs maquettes numériques à fabriquer simultanément. (5) A l’heure actuelle on distingue deux grandes familles de FAO :

• La méthode soustractive ou Usinage : Une machine-outil à commande numérique fonctionne par soustraction de matière. C’est ce que l’on appelle une usineuse. Elle dispose d’un ensemble de fraises et d’une barre d’usinage disposés selon 3, 4 ou 5 axes permettant de soustraire de la matière à un bloc fixé sur la barre d’usinage conformément aux informations reçues par le logiciel de FAO correspondant. (6)
• La méthode additive ou Impression 3D : Elle se différencie des techniques de fabrication dites « de soustraction » par un apport successif de matériaux couches par couches à l’aide d’une imprimante 3D. Cet empilement de couches aboutit finalement à un objet en 3D respectant les volumes et les propriétés prédéfinies par le concepteur.

Le premier maillon de la séquence de CFAO est l’empreinte optique qui se définit comme la projection d’un signal lumineux sur les surfaces dentaires. Le signal réfléchi sera recapté par la caméra ce qui permettra de recréer le modèle en 3 dimensions. Le principe de fonctionnement est simple, le scanner va émettre une lumière au contact des surfaces dentaires, la lumière émise va ensuite subir des perturbations au contact des surfaces à enregistrer, le capteur présent sur la caméra va enregistrer les coordonnées tridimensionnelle (x,y,z) des différentes perturbations de la lumière, formant ainsi un ensemble de points, appelé maillage de points.

Aujourd’hui il existe deux grands procédés de numérisation, la numérisation tactile et la numérisation non tactile :

La numérisation tactile est une numérisation mécanique. Il existe un contact direct, physique entre un palpeur et la surface à enregistrer. Le palpeur se déplace autour du modèle tandis que ce dernier reste fixe. (Fig.4a). A ce jour, il n’y a pas d’utilisation de ce type de numérisation en bouche car le système de palpage est trop volumineux et la surface à enregistrer doit rester parfaitement immobile. De plus l’inconvénient majeur est lié à un manque de précision car il est impossible d’enregistrer les détails qui sont inférieurs au diamètre du palpeur (Fig.4b). Ce mode de numérisation est aujourd’hui obsolète.

A l’heure actuelle la majorité des scanners utilise le principe de la numérisation non tactile, dite optique. Le principe résulte dans le fait de projeter à la surface d’un objet à numériser une onde grâce à un émetteur, l’objet provoque la perturbation de cette projection qui sera mesurée par un récepteur afin d’obtenir les coordonnées spatiales des différents points de l’objet .

Les Scanners sont généralement classés selon 3 technologies :
– La triangulation active
– La tomographie optique de cohérence ou technique du moiré
– Le principe de focalisation-défocalisation/Active Wavefront Sampling

La Triangulation active : Elle reprend le principe de la vision de l’œil humain. Un émetteur émet une source de lumière sous forme d’un point, d’une ligne ou d’un plan, le faisceau de lumière est ensuite réfléchi par la surface à enregistrer, puis enregistré par un capteur photosensible qui converti le rayonnement électromagnétique en signal électrique analogique. La connaissance de certains paramètres permet par de simples calculs trigonométriques de déterminer les coordonnées 3D (x,y,z) de chacun des points enregistrés. Ce signal est ensuite amplifié et converti par un convertisseur analogique-numérique en image numérique.

On parle de triangulation car le système est composé :
– D’un émetteur : qui émet un rayonnement lumineux
– L’objet à enregistrer : qui réfléchit la source lumineuse
– Un capteur : qui enregistre la déformation de la lumière engendrée par sa réflexion sur l’objet .

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Table des matières

I-Introduction
II-Historique de la mise en place du flux numérique au sein du service de réhabilitation orale de la Timone
1-Intérêt de l’intégration du numérique dans la pratique hospitalière
2-Rappels sur le numérique
3- Description du projet
4- Description de la caméra 3 SHAPE Trios 3
III- Mise en place du projet
IV- Mise en place de protocoles pour la réalisation de travaux numériques à l’hôpital
1- Matériel nécessaire à l’utilisation de la Caméra
2-Protocole de réalisation d’une empreinte optique
V-Conclusion, Évolution et Perspective
Bibliographie
Annexes :
Annexe 1 : Procédure de calibration 3D de la caméra
Annexe 2 : Procédure de calibration couleur de la caméra
Annexe 3 : Procédure de préparation du fichier patient
Annexe 4 : Procédure de numérisation

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