Les ultrasons dans la détection des caries proximales

Les ultrasons occupent une place de choix dans le domaine médical mais aussi dans le domaine du contrôle et de l’évaluation non destructifs des matériaux. L’utilisation des ultrasons est la méthode la plus répandue pour détecter les défauts internes d’une pièce ou examiner l’intégrité d’une structure. La technique a largement fait ses preuves mais elle souffre d’un inconvénient : un agent de couplage est nécessaire. Les ultrasons se propagent mal dans l’air et, étant générés à l'intérieur du transducteur, il est en général nécessaire d’utiliser un agent de couplage entre le transducteur et l'élément que l’on veut sonder (Lefebvre et al., 2004). Cet agent de couplage permet d’assurer la continuité de la propagation des ondes entre la sonde et la dent.

L’agent de couplage doit idéalement avoir la même impédance acoustique que l’objet analysé. En effet, ceci minimise l’effet de réflexion à la surface et maximise le nombre

d’ondes ultrasoniques entrant au contact de la dent. Barber et al., (1969) ont utilisé comme agent de couplage des barrettes d’aluminium collées à la surface de la dent. Cependant pour une approche clinique plus réalisable, Ng et Ferguson (1988) ont utilisé de l’eau. Toutefois, avec l’eau comme agent de couplage, les ondes ultrasoniques n’ont pas permis d’analyser la dent jusqu’à la dentine. L’analyse s’est limitée jusqu’à la jonction amélodentinaire. Lors d’expérimentations sur les caries proximales, Yanikoglu et al. (2000) ont quant à eux utilisé un gel de glycérine ; obtenant ainsi une sensibilité de 88% et une spécificité de 86% lors d’analyse de lésions carieuses.

Les premières utilisations des ultrasons pour identifier les déminéralisations ont débuté dans les années 1970. En effet, Lees et al. (1970) ont démontré la capacité des ultrasons à détecter les modifications de surface d’une dent exposée à un processus de déminéralisation. Pour cela, une dent extraite est soumise à une attaque acide pendant 10 minutes (acide chlorhydrique 0,01M). Des impulsions ultrasoniques sont émises vers la surface de la dent ; l’écho est enregistré puis l’onde est affichée sur un oscilloscope (Figure 82).

Les ondes obtenues avant et après l’attaque acide ont été superposées et une variation des ondes peut être visualisée. Bien que cette variation soit faible, elle est facilement détectable. La déminéralisation de la surface dentaire est à l’origine de cette modification.

Les études ont continué pour mettre au point un dispositif permettant d’analyser les surfaces lisses des dents et d’accéder aux espaces interproximaux. Des dispositifs basés sur des sondes flexibles ont alors été mis au point. Un des premiers dispositifs testés sur les faces proximales a été celui de Zig et al. (1998).

Ziv et al. (1998) avaient mis au point une sonde flexible permettant d’épouser la forme de la dent et pouvant se placer dans l’espace interproximal. Toutefois, leur utilisation des ultrasons dans la détection de caries était différente. En effet, aucun agent de couplage n’était mis en place et les mesures ne concernaient pas la vélocité de l’onde de surface. Dans cette étude, la réflexion des ondes dans l’air après être entrées en contact avec l’émail était enregistrée. Ainsi, leur étude a montré une réflexion plus importante lors de présence de lésions cavitaires. L’étude in vitro portant sur 70 faces proximales ont permis d’obtenir une sensibilité de 1 et une spécificité de 0,92. Mais ce principe donne un résultat binaire : présence ou absence de lésions cavitaires. La simple déminéralisation de l’émail ne peut être détectée et il faut attendre la présence d’une lésion cavitaire pour obtenir un résultat.

Le dispositif Ultrasound Caries Detector^® de Novadent permet la détection des ondes dispersées à l’aide d’un laser ultrasons générant une onde acoustique de surface. Les ondes sonores sont produites grâce à un courant alternatif appliqué à un cristal piezo-électrique. Les ondes dispersées sont, par la suite, détectées par des interféromètres à fibres optiques (Wang et al., 2009). La fréquence des ultrasons émis vont de 2 à 20 MHz.

Les ondes ultrasoniques générées par le transducteur sont envoyées sur la surface de la dent par le coupleur dont une surface entre en contact avec la dent analysée. Le coupleur permet également au transducteur de recevoir les ondes de dispersion des ondes de surface ultrasoniques (Lefebvre et al., 2004).

La sonde créée par Novadent dans le dispositif Ultrasound Caries Detector^® était une

sonde flexible et concave lui permettant de s’adapter à la surface de la dent (Figure 83). Elle était utilisée pour la détection de caries des surfaces lisses. Sa flexibilité et sa concavité lui permettaient de détecter les lésions dans des espaces difficiles d’accès comme les espaces

interproximaux. L’analyse était possible grâce à la présence de l’agent de couplage qui est en contact avec la dent.

Figure 83: Sonde de l’Ultrasound Caries Detector^®

Après de multiples mesures, les inventeurs du dispositif ont fixé la vélocité de l’onde de surface de l’émail à 3143 m.s^-1 avec une valeur minimale de 2957 m.s^-1 et une valeur maximale de 3416 m.s^-1. Ces valeurs ont permis d’obtenir une courbe de dispersion de référence. Lors des mesures, les courbes de dispersion obtenues sont comparées à la courbe de dispersion de référence.

L’avantage principal de ce dispositif est sa capacité à analyser les faces proximales et de pouvoir dépister la présence de déminéralisation. Plusieurs études [Matalon et al. (2003) ; Matalon et al. (2007) ; Yanikoglu et al. (2000) ; Tagtekin et al. (2008)] ont utilisé ce dispositif et l’ont comparé à d’autres dispositifs tels que le Diagnodent^® et les radiographies bitewing.