HAL Id: dumas-01877490
https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-01877490
Submitted on 19 Sep 2018
HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
Évaluation et comparaison de différents modes
d’acquisition d’une perte de substance maxillaire :
méthode classique versus CFAO
Adeline Pourkier
To cite this version:
Adeline Pourkier. Évaluation et comparaison de différents modes d’acquisition d’une perte de sub-stance maxillaire : méthode classique versus CFAO. Sciences du Vivant [q-bio]. 2018. �dumas-01877490�
Université de Bordeaux
Collège des Sciences de la Santé
URF des Sciences Odontologiques
Année 2018 N° 46
Thèse pour l’obtention du
DIPLOME d’ETAT de DOCTEUR EN CHIRURGIE DENTAIRE
Présentée et soutenue publiquement Par Adeline POURKIER
Née le 20 février 1992 à Strasbourg (67) Le lundi 10 septembre 2018
Evaluation et comparaison de différents modes
d’acquisition d’une perte de substance maxillaire :
méthode classique versus CFAO
Directeur de thèse Docteur Christophe BOU
Membres du jury
Président Mme C. BERTRAND Professeur des Universités
Directeur M. C. BOU Maître de Conférences des Universités
Rapporteur M. A. NAVEAU Maître de Conférences des Universités
Assesseur M. A. NOUREDDINE Assistant Hospitalo-Universitaire
1
Université de Bordeaux
Collège des Sciences de la Santé
URF des Sciences Odontologiques
Année 2018 N° 46
Thèse pour l’obtention du
DIPLOME d’ETAT de DOCTEUR EN CHIRURGIE DENTAIRE
Présentée et soutenue publiquement Par Adeline POURKIER
Née le 20 février 1992 à Strasbourg (67) Le lundi 10 septembre 2018
Evaluation et comparaison de différents modes
d’acquisition d’une perte de substance maxillaire :
méthode classique versus CFAO
Directeur de thèse Docteur Christophe BOU
Membres du jury
Président Mme C. BERTRAND Professeur des Universités
Directeur M. C. BOU Maître de Conférences des Universités
Rapporteur M. A. NAVEAU Maître de Conférences des Universités
Assesseur M. A. NOUREDDINE Assistant Hospitalo-Universitaire
2
MAJ 15/06/2018
M. TUNON DE LARA Manuel M. PELLEGRIN Jean-Luc
Mme BERTRAND Caroline 58-01
Mme ORIEZ-PONS Dominique 58-01
M. FRICAIN Jean-Christophe 57-01
M. LASSERRE Jean-François 58-01
Mme Caroline BERTRAND Prothèses 58-01
Mme Marie-José BOILEAU Orthopédie dento-faciale 56-01
M. Sylvain CATROS Chirurgie orale 57-01
Mme Véronique DUPUIS Prothèses 58-01
M. Bruno ELLA NGUEMA Fonction-dysfonction, imagerie, biomatériaux 58-01
M. Jean-Christophe FRICAIN Chirurgie orale 57-01
Mme Elise ARRIVÉ Prévention, épidémiologie, économie de la santé, odontologie légale 56-02
Mme Cécile BADET Biologie orale 57-01
M. Etienne BARDINET Orthopédie dento-faciale 56-01
M. Michel BARTALA Prothèses 58-01
M. Cédric BAZERT Orthopédie dento-faciale 56-01
M. Christophe BOU Prévention, épidémiologie, économie de la santé, odontologie légale 56-02
Mme Sylvie BRUNET Chirurgie orale 57-01
M. Stéphane CHAPENOIRE Fonction-dysfonction, imagerie, biomatériaux 58-01
M. Jacques COLAT PARROS Fonction-dysfonction, imagerie, biomatériaux 58-01
M, Jean-Christophe COUTANT Fonction-dysfonction, imagerie, biomatériaux 58-01
M. François DARQUE Orthopédie dento-faciale 56-01
M. François DE BRONDEAU Orthopédie dento-faciale 56-01
M. Yves DELBOS Odontologie pédiatrique 56-01
M. Raphael DEVILLARD Dentisterie restauratrice, endodontie 58-01
M. Emmanuel D'INCAU Prothèses 58-01
M. Dominique GILLET Dentisterie restauratrice, endodontie 58-01
M. Jean-François LASSERRE Prothèses 58-01
M. Yves LAUVERJAT Parodontologie 57-01
Mme Odile LAVIOLE Prothèses 58-01
M. Jean-Marie MARTEAU Chirurgie orale 57-01
Mme Javotte NANCY Odontologie pédiatrique 56-01
M. Adrien NAVEAU Prothèses 58-01
Mme Dominique ORIEZ Dentisterie restauratrice, endodontie 58-01
UNIVERSITE DE BORDEAUX
COLLEGE DES SCIENCES DE LA SANTE
UNITE DE FORMATION ET DE RECHERCHE DES SCIENCES ODONTOLOGIQUES
ENSEIGNANTS DE L'UFR
Président
Directeur de Collège des Sciences de la Santé
Directrice
Directrice Adjointe – Chargée de la Formation initiale
Directeur Adjoint – Chargé de la Recherche Directeur Adjoint – Chargé des Relations Internationales
PROFESSEURS DES UNIVERSITES
MAITRES DE CONFERENCES DES UNIVERSITES
3
M. Jean-François PELI Dentisterie restauratrice, endodontie 58-01 M. Philippe POISSON Prévention, épidémiologie, économie de la santé, odontologie légale 56-02
M. Patrick ROUAS Odontologie pédiatrique 56-01
M. Johan SAMOT Biologie orale 57-01
Mme Maud SAMPEUR Orthopédie dento-faciale 56-01
M. Cyril SEDARAT Parodontologie 57-01
Mme Noélie THEBAUD Biologie orale 57-01
M. Eric VACHEY Dentisterie restauratrice, endodontie 58-01
Mme Audrey AUSSEL Fonction-dysfonction, imagerie, biomatériaux 58-01 Mme Mathilde BOUDEAU Dentisterie restauratrice, endodontie 58-01 M. Wallid BOUJEMAA AZZI Dentisterie restauratrice, endodontie 58-01
Melle Camille BOULÉ-MONTPEZAT Odontologie pédiatrique 56-01
Melle Anaïs CAVARÉ Orthopédie dento-faciale 56-01
M. Hubert CHAUVEAU Dentisterie restauratrice, endodontie 58-01
M. Mathieu CONTREPOIS Prothèses 58-01
Mme Clarisse DE OLIVEIRA Orthopédie dento-faciale 56-01
M. Pierre-Adrien DECAUP Fonction-dysfonction, imagerie, biomatériaux 58-01 Mme Sèverine DESCAZEAUX Fonction-dysfonction, imagerie, biomatériaux 58-01 M. Cédric FALLA Prévention, épidémiologie, économie de la santé, odontologie légale 56-02
Mme Mathilde FENELON Chirurgie orale 57-01
Mme Elsa GAROT Odontologie pédiatrique 56-01
Mme Agathe GREMARE Biologie orale 57-01
M. Mickaël HYVERNAUD Prothèses 58-01
Mme Olivia KEROUREDAN Dentisterie restauratrice, endodontie 58-01
M. Adrien LASTRADE Prothèses 58-01
M. Emmanuel MASSON-REGNAULT Chirurgie orale 57-01
Mme Marie MÉDIO Orthopédie dento-faciale 56-01
Mme Aude MENARD Prothèses 58-01
Mme Meryem MESFIOUI Parodontologie 57-01
M. Ali NOUREDDINE Prothèses 58-01
Mme Chloé PELOURDE Orthopédie dento-faciale 56-01
M. Antoine POPELUT Parodontologie 57-01
Mme Charlotte RAGUENEAU Prothèses 58-01
Mme Noëlla RAJONSON Prévention, épidémiologie, économie de la santé, odontologie légale 56-02
M. Thibaut ROULLAND Prothèses 58-01
M. François ROUZÉ L'ALZIT Prothèses 58-01
Mme Audrey SAY LIANG FAT Prévention, épidémiologie, économie de la santé, odontologie légale 56-02
Mme Sophia ZIANE Dentisterie restauratrice, endodontie 58-01
4
A notre Président de thèse,
Madame le Professeur Caroline Bertrand
Professeur des Universités – Praticien Hospitalier
Directrice de la faculté d’Odontologie de Bordeaux
Sous-section Prothèses 58-01
Je vous remercie de l’honneur que vous me faites en acceptant la présidence de
mon jury de thèse. Veuillez trouver ici le témoignage de mes chaleureux
remerciements et l’expression de mon profond respect.
A notre Directeur de thèse,
Monsieur le Docteur Christophe Bou
Maître de Conférences des Universités – Praticien Hospitalier
Sous-section Prévention épidémiologie, Economie de la santé, Odontologie
légale 56-02
Je vous remercie pour la confiance que vous m’avez accordée en acceptant de
diriger ce travail. Merci de votre investissement dans cette thèse, et la gentillesse
avec laquelle vous avez répondu à chacune de mes sollicitations, ainsi que votre
bonne humeur constante qui ont rendu nos vacations hospitalières tellement plus
agréables. Veuillez trouver ici l’expression de ma plus vive reconnaissance,
ainsi que la marque de mes sentiments les plus respectueux.
A notre Rapporteur de thèse,
Monsieur le Docteur Adrien Naveau
Maître de Conférences des Universités – Praticien Hospitalier
Sous-section Prothèses 58-01
5
Pour l’honneur que vous m’avez fait de corriger ce travail et d’y avoir apporté
votre œil critique je vous remercie. Pour votre expertise, votre disponibilité et
l’aide précieuse que vous nous avez apporté en clinique, ce fut un plaisir et un
honneur d’apprendre à vos côtés. Je vous prie de croire en l’assurance de mon
estime et de mes sentiments les plus respectueux envers vous.
A notre Assesseur,
Monsieur le Docteur Ali Noureddine
Assistant Hospitalo-Universitaire
Sous-section Prothèses 58-01
Pour la qualité de votre enseignement en travaux pratiques et en clinique, votre
disponibilité sans faille pour les étudiants ainsi que l’honneur que vous me faites
en participant à ce jury. Mais également en souvenir du séjour à Louvain dans le
cadre de l’option de prothèse esthétique. Veuillez recevoir mes remerciements
les plus sincères et l’expression de ma plus profonde considération.
A notre Assesseur,
Monsieur le Docteur Pierre Verpeaux
Chirurgien-dentiste libéral – Invité
C’est pour moi une grande joie et un honneur que vous ayez accepté de siéger
dans ce jury. Je suis profondément sensible à la confiance que vous m’avez
témoignée en me laissant travailler dans votre cabinet. Je souhaite vous adresser
les remerciements les plus chaleureux et quelques peu nostalgiques, pour votre
gentillesse et pour le temps que vous avez consacré à me transmettre vos
connaissances et à m’aider à progresser. Veuillez trouver ici le témoignage de
ma réelle reconnaissance envers vous.
6
Remerciements
A ma mère, qui a toujours tout fait pour mon bonheur. Je te suis reconnaissante pour tout ce que tu as fait pour moi afin de m’offrir une magnifique enfance, et un bel avenir. Je te remercie d’avoir accepté mes choix et d’être restée à mes côtés. En souvenir de notre voyage aux Canaries (à la mémoire de mon seau, ma pelle et mon râteau laissé là-bas) et tous les merveilleux voyages qui ont suivi, de nos sessions cinématographiques parfois originales et de nos inconditionnelles virées shopping, et à nos journées à Rust, tradition familiale. Je t’aime Maman.
A mon père, mon apap que j’aime. Je te remercie pour ces merveilleuses années à tes côtés, une sacrée aventure qui a changé nos vies. A nos parties de Tomb Raider rue escarpée, à nos promenades au pas rythmé dans les traboules lyonnaises, à nos balades en VVT et parties de Yams à Baume, et tous les autres beaux souvenirs que nous partageons. Merci d’être toujours présent, de m’aider à surmonter les difficultés, et de m’encourager dans mes projets. Ta fierté nourrit mes ambitions.
Je dédie ce travail à mes parents et je les remercie de me permettre de poursuivre mes études, de m’encourager dans ce projet qui me tient à cœur depuis toujours, même s’ils espéraient au fond que cette thèse soit un point final et que je commence enfin à cotiser pour la retraite !
A ma chère Mam, sans qui je n’en serais pas là aujourd’hui. Je te remercie d’avoir été une grand-mère présente et aimante pendant 26 ans et de m’avoir toujours encouragé dans mes études et dans ma vie. Je dédis cette thèse à ta mémoire ; marquant la fin des études que j’ai débutées avec ton soutien il y a 8 ans. Je te remercie pour tout cet amour que tu m’as apporté, et nos moments privilégiés, tu resteras à jamais dans mon cœur.
A la mémoire de mon papy Roger, qui est parti au ciel trop tôt. J’aurai aimé te connaître davantage, mais je garde dans mon cœur les souvenirs oubliés d’une mémoire de petite-fille.
A mes grands-parents paternels, mon papy croco et ma chère mamie Aline. Je vous remercie pour ces merveilleux souvenirs d’enfance à Baume les Messieurs ; Mamie nos parties interminables de Monopoly, Papy désolée tu ne mangeras jamais Dodo… Merci d’être des grands-parents aimants et attentionnés.
7
A Christopher, celui qui me supporte tous les jours, et je sais combien il en faut des qualités pour y arriver. Je te remercie de m’avoir soutenue dans mes réussites comme dans mes échecs, mais surtout de m’avoir aidé à me relever et à retrouver l’énergie de terminer ce travail et l’ambition du projet qui me tient à cœur. Tu es l’amour que j’attendais, ensemble on fera des grandes choses (et on remplira la brouette).
A mon frère Benjamin ; merci pour ces fous rires quand tu faisais la tortue ou quand tu mangeais proprement du melon sauteur, aujourd’hui on a grandi et on partage des valeurs : PBLV.
A Marc ; merci de m’avoir accepté et élevé comme ta fille. Je suis heureuse d’avoir partagé pendant quelques années ta passion pour le Hand, même si j’étais loin d’avoir ton talent.
A Marlise et à la mémoire de Francis ; merci de me compter dans vos petits-enfants, autant dans le jardin du Vermont que dans votre cœur.
A mon frère Jaheim ; l’enfant sage et serviable qui aujourd’hui a bien grandi, et qui sera bientôt bilingue. Mais heureusement je gagnerai toujours à Mario Kart.
A Marthe ; toujours attentionnée et douce, merci d’être présente pour moi.
A mes amis d’enfance, mes amis de toujours malgré les kilomètres que j’ai mis entre nous ; Sophie, Célia, Charlène, Caroline, Nicolas. Quelle belle enfance pleine de fous rires, mais aussi de conneries ! A Sophie, ma Sophie, mon amour de toujours, et j’espère pour encore longtemps. A Célia, la distance a rapproché nos cœurs, ma chère consoeur, à nos futurs voyages ; A Charlène, ma fam, au diable les mecs, à nous une belle amitié ; Caroline, j’ai su dès notre première rencontre il y a 23 ans, que tu serais une amie si précieuse ; A Nicolas, en souvenir de nos sessions hand au collège et notre passion commune pour le sport.
A ma tatie Jacqueline, et à la mémoire de mon tonton Jean-Louis, qui m’ont élevé comme leur petite fille. Merci pour ces merveilleuses et insouciantes années, je garde dans mon cœur ces souvenirs d’une tendre enfance à vos côtés. A ma Kako, la grande sœur dont j’ai toujours rêvé.
8
A mes oncles et tantes ; Thierry et Sonia, Sylvie et Antoine, Arnaud et Nadine, Joris et Elise, Pierre et Christine, Mireille.
A ma marraine, qui a toujours les mots pour me réconforter et me soutenir. Je te remercie d’être présente, de m’écouter et de m’encourager.
A mes cousins et cousines ; Elodie, Florian, Audrey, Brice, Camille, Maud, Anne-Laure, Nicolas, François. Merci pour ces moments en famille, si précieux.
Je remercie toutes ces personnes qui ont pris soin de moi pendant ces années à Ostwald ; A Mimi et Philibert, ma 2ème famille ; A Christine C. qui m’a offert ma première expérience
dans le milieu dentaire ; A ma belle orthodontiste Véronique E. qui m’a transmis sa vocation.
A mes amis Gabonais, qui m’ont accueilli chaleureusement et avec qui j’ai partagé des années ensoleillées et magiques ; A ma Gégé, la première personne que j’ai rencontré aux Badamiers et qui est toujours présente après plusieurs pays parcourus ; A Farah, rencontre gabonaise, amitié bordelaise et acolyte de concerts ; A Marianne ma jumelle du 20 février que je yatiyabioubioute, A ma team AAA, Xavier, Ghislain, Thibaut, avec qui j’ai tyrannisé des petites têtes blondes ; A Hermann mon chocapic et faussaire ; A la 3ème 2 et la 2nde 3 ; à Marie-Jeanne et ses bons gâteaux ; A Alphonse mon taxi pour cette leçon de vie.
A mes amis survivants d’Eiffel ; A Matthias mon meilleur, je te remercie de ton soutien incomparable en PACES, sans toi je n’en serais pas là ; A Myriam et Valentina, mes gazelles, mes copines de sensations fortes et moins fortes (Netflix) et de malbouffe ; A Roxane P, pour son soutien pendant ces années compliquées à Eiffel, ma copine de Hand et de Foudre ; A Jimmy B, merci de ta sincère amitié ; A Pierre M, merci de m’avoir pardonné et de m’offrir ton amitié, à nos sessions BU ; A Benoît L, à notre amitié qui traverse les années, et en souvenir d’une certaine session surf ; A Camille P, en souvenir de nos DEUX années de PACES et des caprices de ma Honda Civic.
A mes amis bordelais qui me font aimer chaque jour un peu plus ma ville adoptive ; Maxime & Céline ma team pour tout casser ; A Alex alias DJ l’extase, complice de lancé de glaçons ; A la famille Rouillard et à la mairie de Bordeaux fournisseuse d’invitations ; Aux belles rencontres polesques, Damien mon chouchou ; Darlène collègue pole cleaneuse ; Sosso copine de BS ; aux instructrices d’Electrick Pole Studio.
9
A mes chères copines rencontrées en dentaire, nous avons survécu aux terribles épreuves des TP, puis de la clinique, du CSCT, des gardes à Robert Picqué, aux premiers remplas, et enfin à la thèse… (ou pas !) A Sophie, si différentes et pourtant tu es aujourd’hui une de mes amies les plus chères ; A Noëllie, ma binôme du cabinet 16, que d’aventures, j’espère que tu es prête pour remettre ça au Cisco ! ; A Jennyfer, oups pardon Dr Ckh, quel incroyable concert !... de qui de nouveau ? A cette option d’esthétique partagée où je ne cessais d’admirer ton travail et à notre séjour mouvementé en Belgique ; A toutes ces belles rencontres ; Poehei, Maureen, Samantha, Chiara, Michael, Maider ; A mes binômes qui ont du me supporter ; Enzo, Aymeric, Hugh, Victor ; Aux professeurs de la faculté d’Odontologie de Bordeaux, je remercie tout particulièrement Dr Barthet de m’avoir tenu la main pour ma 1ère avulsion ; Dr El-Khoder-Barsby pour son soutien et sa gentillesse ; Dr Pia pour sa patience et le partage de ses connaissances ; Dr Lasserre et son équipe pour cette inoubliable expérience à Louvain ; A toute l’équipe du service d’odontologie de Saint André ; à ma patiente adorée Patricia, à Delphine, Fabienne, Juliette, Valérie, Solange, Sylvie, Fatma pour ces fous rires, Eve notre oreille attentive, merci pour cette bonne ambiance de travail et votre bonne humeur.
10
TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION ... 11 CHAPITRE I : GENERALITES EN PROTHESE MAXILLO-FACIALE ... 12 A. DEFINITIONS ... 12 B. GENERALITES DES PERTES DE SUBSTANCES MAXILLAIRES ... 13 1. Rappels anatomiques de l’étage moyen de face ... 13 2. Etiologies des pertes de substances ... 14 3. Classifications (4) ... 16 4. Conséquences ... 18 C. LES SOLUTIONS THERAPEUTIQUES DANS LE CADRE DE PERTES DE SUBSTANCES MAXILLAIRES ... 19 1. Chirurgie d’exérèse et chirurgie reconstructrice ... 19 2. Place de la PMF dans le traitement des PDSM ... 20 CHAPITRE II : APPROCHE SUR LES TECHNIQUES CFAO ET APPLICATIONS EN PMF. ... 27 A. PRESENTATION DE LA CFAO ... 27 1. Définition ... 27 2. Historique de la CFAO en dentaire ... 27 3. Généralités sur la chaîne CFAO en odontologie ... 28 4. Etape d’acquisition de l’image ... 31 5. Etape de CAO ... 40 6. Etape de FAO ... 41 B. ETAT ACTUEL DES CONNAISSANCES SUR LA PMF ET LES OBTURATEURS EN CFAO ... 44 CHAPITRE III : PRESENTATION D’UN CAS CLINIQUE ... 49 A. DESCRIPTION DU CAS CLINIQUE : MONSIEUR B. ... 49 B. DESCRIPTION DU PROTOCOLE D’ETUDE CLINIQUE ... 51 1. Protocole d’acquisition selon la méthode classique ... 51 2. Protocole d’acquisition par tomodensitométrie et segmentation 3D ... 52 3. Protocole de la méthode avec acquisition à l’aide de la caméra optique ... 62 C. EVALUATION ET COMPARAISON DES RESULTATS ... 64 D. DISCUSSION ... 72 1. Avantages et inconvénients des trois méthodes d’acquisition ... 72 2. Proposition d’un protocole d’acquisition des données anatomiques dans le cadre d’une PDS maxillaire ... 76 3. Perspectives dans la conception d’obturateurs palatins ... 77 CONCLUSION ... 80 BIBLIOGRAPHIE ... 81 ANNEXES ... 86
11
INTRODUCTION
La prothèse maxillo-faciale est l'art et la science qui prend en charge la réhabilitation non chirurgicale des pertes de substances du massif facial qu’elles soient d’origines congénitales, traumatiques ou carcinologiques. L'objectif de cette réhabilitation est de rétablir les composantes fonctionnelles, esthétiques et psycho-sociales. En effet, l’impossibilité d’alternative thérapeutique chirurgicale entraine des préjudices importants, imposant aux praticiens d'améliorer les techniques de réhabilitation afin d'obtenir une meilleure intégration.
Dans le cadre plus spécifique du traitement des maxillectomies, une des difficultés majeures dans la réalisation de ces prothèses demeure la phase d'acquisition des données anatomiques lors de la prise d'empreinte. En effet la limitation d’ouverture associée à la présence d’une communication bucco-nasale et/ou bucco-sinusienne avec le risque de fuite du matériau dans celle-ci sont autant de facteurs défavorables.
Au cours de ces dernières décennies, la pratique de l’odontologie s’est développée en suivant de près l’évolution des technologies, bouleversant les conditions d’exercice. En effet, l’avènement de l’informatique dans les années 1980 a rendu possible la production de modèles tridimensionnels en utilisant des images issues de la tomodensitométrie, et plus récemment de l’empreinte optique. La Conception Assistée par Ordinateur (CAO) associée aux techniques de Fabrication Assistée par Ordinateur (FAO) a permis la réalisation de pièces prothétiques sur mesure. Ce procédé de fabrication est aujourd’hui courant dans certains domaines de la dentisterie, comme la prothèse fixée mais ces dernières années les systèmes n’ont cessé d’évoluer afin d’élargir les indications de la CFAO et ainsi permettre l’élaboration de prothèses amovibles partielles métalliques, de prothèses amovibles complètes et même de prothèses faciales.
Dans le cadre de ce travail, nous allons à partir d'un cas clinique de conception d’un obturateur palatin, comparer différentes méthodes d’acquisition des données anatomiques : méthode classique versus méthodes par Conception et Fabrication par Ordinateur (CFAO), puis évaluer la pertinence, l'utilité et le ratio bénéfice/risque pour le patient pour chacune des techniques.
12
CHAPITRE I : Généralités en prothèse maxillo-faciale
A. Définitions
La prothèse maxillo-faciale (PMF) est la discipline qui prend en charge la réhabilitation non chirurgicale des pertes de substances du massif facial. Cette discipline à part entière se situe au carrefour de l’odontostomatologie et de la chirurgie, et nécessite de nombreuses collaborations multidisciplinaires. L’objectif est une réhabilitation à la fois fonctionnelle, esthétique et psychologique (1).
On décrit 2 grands types de réhabilitations par PMF :
- Les prothèses internes : dispositifs non amovibles, implantés chirurgicalement dans l’organisme. On cite par exemple les plaques d’ostéosynthèse vissées dans l’os lors de fractures mandibulaires.
- Les prothèses externes : dispositifs à usage externe, amovibles, en contact avec la peau, les muqueuses ou les dents.
Parmi les prothèses externes, on distingue :
- Les dispositifs extra-oraux ou épithèses faciales : ces substituts prothétiques amovibles sont conçus pour remplacer un organe manquant (pavillon de l’oreille, pyramide nasale, région orbito-palpébrale etc.) ou masquer une perte de substance résiduelleaprès chirurgie (par exemple : perte de substance nasale partielle complexe). C’est une alternative à la chirurgie dans des cas de pertes de substances étendues (frontales, hémi-cranio-faciale, ou hémi-cranio-maxillo-faciale), ou de volume important. Aujourd’hui, grâce aux progrès des biomatériaux, il est possible de réaliser des appareillages dont la forme, la coloration et la consistance, reproduisent de façon très réaliste le revêtement cutané. (2) Ces prothèses réalisées en ambulatoire par la technique du moulage facial ou par CFAO permettent de proposer une réponse efficace au problème psychologique du patient porteur d’une perte de substance faciale et ceci quelle qu’en soit l’origine. (3)
- Les dispositifs buccaux ou endo-oraux : ces prothèses maxillo-faciales endo-orales sont destinées à remplacer une perte de substance tissulaire et/ou dentaire, située au maxillaire ou à la mandibule (4). Elles peuvent être associées ou non à une reconstruction chirurgicale. Dans le cadre d’une perte de substance maxillaire on parle
13
de prothèses obturatrices ou obturateurs palatins. La prothèse obturatrice se compose de deux parties : une plaque palatine en métal ou en résine avec ou sans dents prothétiques, qui assure la rétention, la stabilisation et la sustentation de la prothèse ; et l’obturateur maxillaire qui vient combler la perte de substance.
B. Généralités des pertes de substances maxillaires
Une perte de substance (PDS) se définie comme une discontinuité tissulaire pouvant au maxillaire entrainer une communication bucco-nasale et/ou bucco-sinusienne (4).
1. Rappels anatomiques de l’étage moyen de face
La face est divisée en 3 étages :
- Supérieur : qui comprend la région frontale avec les sinus frontaux et le plafond de l’orbite
- Moyen : compris entre le plancher de l’orbite et l’arcade dentaire supérieure - Inférieur : qui correspond à la mandibule
Figure 1 : Les 3 étages de la face : supérieur (S), moyen (M) et inférieur (I). (5)
L’étage moyen de la face comprend le plancher de l’orbite, les sinus maxillaires, les fosses nasales et la région palatine avec l’arcade dentaire supérieure. Autant de structures susceptibles d’être endommagées par la PDS maxillaire. La PDS intéresse des structures osseuses (palais dur, os alvéolaire), mais également muqueuses (buccales, sinusiennes, nasales) ou aériennes (sinus maxillaires) et peut ainsi être à l’origine d’une communication bucco-nasale et/ou bucco-sinusienne (voir schémas ci-dessous).
14
Figure 2 : Schéma d’une coupe frontale de l’étage moyen (6)
Figure 3 : Schéma d’une coupe transversale de la région palatine (vue inférieure) (7)
2. Etiologies des pertes de substances
Durant les 30 dernières années, les étiologies des PDS n’ont pas changées, seule leur fréquence a évoluée, en raison d’un meilleur dépistage en cancérologie. Les différentes étiologies des PDS sont :
15
- D’origine oncologique : c’est l’étiologie prépondérante en PMF. En France les cancers de la cavité buccale se situent au 5ème rang des cancers les plus fréquents, ils font partie des cancers des voies aéro-digestives supérieures (VADS). Les cancers de la cavité buccale sont agressifs ; dans 90% des cas ce sont des carcinomes épidermoïdes. Dans les 10% restants, on retrouve des adénocarcinomes développés à partir des glandes salivaires accessoires de la muqueuse buccale et des lymphomes. L’exérèse de ces tumeurs entraine une importante PDS (8). Parmi les tumeurs malignes des VADS, on note plus rarement des cancers à point de départ nasosinusien. Ces cancers sont souvent dépistés tardivement du fait de symptômes ressemblant à ceux d’une sinusite. Les tumeurs s’étendent alors souvent sur plusieurs structures anatomiques (9).
- D’origine congénitale : Les fentes labio-alvéolo-palatines et les fentes vélo-palatines sont dues à un défaut de fusion des bourgeons faciaux lors de l’embryogenèse. Leur fréquence est de 1,5 fentes pour 1000 naissances (toutes formes de fentes confondues). La formation de la face a lieu entre la 4ème et la 10ème semaine de vie intra-utérine. Les bourgeons maxillaires doivent fusionner pour former le maxillaire, le palais primaire et la lèvre supérieure. Puis le palais secondaire est formé par rapprochement des processus palatins du bourgeon maxillaire et par la dérive du vomer du bourgeon frontal. Ces anomalies de fusion des bourgeons sont dues à l’association de facteurs génétiques et environnementaux (10).
- D’origine traumatique : cela comprend la traumatologie civile involontaire ou volontaire (accidents du travail, de la voie publique, tentative d’autolyse…), balistique (et de guerre) et iatrogène (induit par l’ostéoradionécrose, les dérivés arsénieux, les traitements par les bisphosphonates.)
- D’origine infectieuse : plus rarement rencontrée à l’heure actuelle sur nos latitudes, on peut citer des pathologies comme le noma, syphillis, lupus tuberculeux, lèpre (4, 11)…
16
3. Classifications (4)
Plusieurs auteurs ont proposé une classification des différentes PDS maxillaires (PDSM) dans le but d’orienter le praticien sur la thérapeutique à adopter.
3.1 Classification de Benoist
Classification simple ; elle divise les PDSM en 2 groupes :
- les petites PDSM : lorsque la taille de la communication ne dépasse pas un quart en surface de la voûte palatine.
- les grandes PDSM : lorsque la taille de la communication dépasse le quart en surface de la voûte palatine.
3.2 Classification d’Aramany
Cette classification est la plus utilisée dans les pays anglo-saxons. Elle regroupe les PDSM post-chirurgicales en différentes classes et apporte une aide à la conception de la prothèse obturatrice.
- Classe I : maxillectomie unilatérale classique.
- Classe II : le prémaxillaire du côté réséqué est maintenu.
- Classe III : PDS au niveau de la région centrale du palais dur qui peut atteindre une portion du voile mais intéresse rarement les dents.
- Classe IV : résection totale du prémaxillaire sur un côté.
- Classe V : PDS intéresse les dents postérieures, le palais dur, et une portion du voile, mais les dents antérieures sont préservées.
17
Figure 4 : Classification des PDSM proposée par Aramany en 1978 (4)
3.3 Classification de Devauchelle
Dans cette classification, les PDSM sont classées selon la taille, la profondeur et la typographie. Elle est surtout utilisée en chirurgie maxillo-faciale, peu en PMF.
- Type I : PDS située au niveau de la voûte palatine, respectant l’arcade alvéolo-dentaire. En fonction de la localisation : type Ia pour une localisation antérieure et type Ib pour une localisation postérieure.
- Type II : PDS concernant l’arcade alvéolo-dentaire avec en fonction de la localisation : type IIa en antérieur et type IIb en postérieur.
- Type III : PDS d’un hémipalais - Type IV : PDS totale
18
Figure 5 : Classification de Devauchelle (4)
4. Conséquences
D’une manière générale, les thérapeutiques chirurgicales en cancérologie cervico-faciale compliquent la restauration prothétique en modifiant les conditions anatomiques locales. Les PDS induites par la chirurgie d’exérèse au maxillaire engendrent des communications bucco-nasales, bucco-sinusiennes, voire bucco-naso-sinusiennes. La perte d’étanchéité qui en résulte constitue un trouble fonctionnel majeur, aux nombreuses conséquences pour le patient.
On décrit :
- Une alimentation altérée en raison du refoulement des aliments et des liquides dans les fosses nasales et/ ou les sinus maxillaires. Souvent une alimentation parentérale par une sonde naso-gastrique est nécessaire en post-opératoire.
- Des troubles de la mastication qui apparaissent lors de la perte de plusieurs dents liées à la PDS, associés parfois à l’existence d’une limitation de l’ouverture buccale post-chirurgicale (liée à des brides cicatricielles).
-
Des troubles de la phonation et de l’élocution conséquents à la fuite d’air vers les fosses nasales.-
Des troubles de la déglutition liés à l’absence du palais, point d’appui lingual.-
Une aplasie tégumentaire par disparition du support osseux et des tissus mous sous-jacents associée à une asymétrie de l’hémiface. (12,13)
19
D’autre part, d’importantes répercussions psychologiques et relationnelles sont à prendre en considération. En effet, le visage étant une partie anatomique majeure, siège de nos expressions dans la relation avec les autres, sa mutilation isole le patient de son environnement social. (4)
C. Les solutions thérapeutiques dans le cadre de pertes de substances
maxillaires
A l’heure actuelle, les méthodes de réparations chirurgicales et prothétiques co-existent et sont souvent associées. En effet, malgré l’évolution des techniques chirurgicales de reconstruction avec notamment la microchirurgie, la prothèse obturatrice conventionnelle rend encore bien des services particulièrement lors de PDS étendues. Ainsi, après exérèse chirurgicale de la tumeur, la reconstruction de la PDS peut se faire à l’aide d’une PMF associée ou non à une chirurgie reconstructrice. (4)
L’enjeu des thérapeutiques en cancérologie cervico-faciale est double : rétablir les fonctions altérées de la sphère oro-faciale et pallier les préjudices esthétiques, dans l’objectif de restituer au malade une vie de relation au delà de la guérison.
1. Chirurgie d’exérèse et chirurgie reconstructrice
On distingue 2 phases chirurgicales bien distinctes.
Dans un premier temps, la chirurgie d’exérèse à visée curative. L’exérèse peut être complète, et consiste dans ce cas à enlever la tumeur, l’organe qui la supporte et le drainage lymphatique associé. A l’inverse, l’exérèse peut être conservatrice, dans ce cas la tumeur est enlevée avec une marge de sécurité mais l’organe est en partie conservé et sa fonction est préservée.
La chirurgie d’exérèse est actuellement le traitement curatif le plus efficace des cancers, mais elle est fréquemment associée à une radiothérapie ou à une chimiothérapie. (13)
La chirurgie résectrice est à l’origine de la création d’une PDS qui peut être alors traitée par chirurgie reconstructrice.
20
La phase de chirurgie reconstructrice peut intervenir de façon immédiate ou différée. Il peut parfois s’agir d’une reconstruction transitoire. (14)
Les techniques de reconstruction utilisées font appel à des greffes osseuses (de crête illiaque, de fibula ou de radius) ou à des endo-prothèses recouvertes par des greffes de peau, ou des lambeaux (ostéo)-myo-cutanés.
Les petites PDS (moins d’un quart de la surface palatine) peuvent être traitées par la technique des lambeaux locaux.
L’objectif étant de recréer une continuité en lieu et place de la partie réséquée, en refermant la communication néoformée palliant ainsi le problème d’étanchéité. (15)
2. Place de la PMF dans le traitement des PDSM
La PMF est une solution thérapeutique toujours d’actualité dans de nombreux cas cliniques pour lesquels la réhabilitation esthétique et fonctionnelle n’est pas réalisable chirurgicalement. Elle peut donc être envisagée comme une option thérapeutique complémentaire ou alternative à la chirurgie reconstructrice et doit s’intégrer dans une prise en charge médico-chirurgicale pluridisciplinaire. (12, 14)
La PMF présente plusieurs avantages :
- un résultat esthétique et fonctionnel rapide
- son amovibilité qui permet une surveillance du site sous-jacent (utile en cancérologie) - une réalisation effectuée en ambulatoire
- son indication posée dans tous les cas de contre-indications chirurgicales - son action psychothérapeutique (16)
- son adaptation à de nombreuses configurations cliniques - son faible coût
Il existe néanmoins des inconvénients :
- l’amovibilité qui rappelle au patient l’existence de sa PDS
- l’inertie prothétique, impliquant des problèmes d’étanchéité et d’intégration fonctionnelle
- des problèmes liés au vieillissement prématuré des matériaux utilisés - des problèmes de rétention (17)
21
2.1 Description des obturateurs palatins
En PMF, quelque soit l’étiologie de la PDS, la démarche de réhabilitation se décline selon 3 composantes souvent intriquées :
- une composante fonctionnelle : action dynamique sur les tissus par kinésithérapie, mécanothérapie…
- une composante prothétique
- une composante psycho-sociale : accompagner le patient et son entourage dans l’acceptation et l’intégration de la nouvelle image.
Lorsque l’étiologie est oncologique, la chirurgie d’exérèse à visée curative des cancers des voies aériennes et digestives supérieures (VADS) occasionne souvent une communication bucco-nasale et/ou bucco-sinusienne, entrainant des troubles fonctionnels et esthétiques importants.
La PMF a alors pour objectif de recréer une étanchéité au niveau de la PDS, on parle d’obturateur. Lorsque la PDS concerne également l’arcade dentaire supérieure, la PMF remplace aussi les dents absentes. Cet obturateur permet donc de rétablir phonation, déglutition et mastication en supprimant la fuite d’air, ainsi que le reflux de liquides et d’aliments.
Une prothèse obturatrice comprend toujours 2 parties :
- une plaque palatine en métal ou en résine en fonction du nombre de dents restantes - l’obturateur palatin : partie de la prothèse logeant dans la PDSM
La prothèse réalisée va dépendre de l’importance de la PDS, de l’état et du nombre de dents restantes et du moment où le patient est adressé au chirurgien-dentiste spécialiste en PMF. C’est en fonction du dernier paramètre que l’on défini : des obturateurs immédiats, semi-immédiats, transitoires et d’usage.
L’obturateur palatin peut être réalisé en prothèse immédiate en préopératoire dans le but d’assurer une herméticité efficace au niveau de la PDS en post-opératoire, dès la fin de l’anesthésie générale. Lors d’une consultation pré chirurgicale pluridisciplinaire, le chirurgien-dentiste spécialiste en PMF prend des empreintes maxillaires et enregistre le rapport inter-maxillaire afin de couler des modèles en plâtre puis de les monter en
22
articulateur. Grâce à l’imagerie médicale, le chirurgien maxillo-facial détermine la future pièce réséquée correspondant à la tumeur plus la marge thérapeutique, et reporte la future PDS sur les modèles en plâtre, permettant au chirurgien-dentiste de concevoir une plaque palatine (souvent sans dents) qui sera ensuite rebasée au Fitt de Kerr en bouche immédiatement après la chirurgie d’exérèse. La rétention de la plaque palatine est assurée par des crochets cavaliers au niveau des dents restantes. L’obturateur immédiat facilite l’hémostase et favorise la cicatrisation. L’obturateur immédiat a également les avantages de permettre au patient de parler et de s’alimenter par voie orale dès la fin de la chirurgie, et de conférer ainsi un effet psychologique positif. (4,12,17,18)
Lorsque la réalisation d’un obturateur immédiat en préopératoire n’est pas possible ; du fait d’un manque de proximité entre le chirurgien-dentiste et l’équipe maxillo-faciale, on réalise un obturateur semi-immédiat. L’obturateur semi-immédiat est conçu une ou deux semaines après l’intervention chirurgicale, en fonction de la cicatrisation du site réséqué. Le chirurgien-dentiste prend des empreintes à l’alginate afin de réaliser la plaque palatine et l’obturateur. L’obturateur est ensuite rebasé en bouche à l’aide de Fitt de Kerr. Il est possible de se servir de la prothèse amovible partielle du patient si celle-ci est en résine, à laquelle on ajoute la partie obturatrice. L’inconvénient de cet obturateur semi-immédiat réside dans le fait que le patient devra se nourrir par voie parentérale (à l’aide d’une sonde gastrique) après l’opération. (4,17)
La prothèse obturatrice transitoire est réalisée 4 semaines après l’intervention chirurgicale et préfigure la future prothèse de fonction. Elle assure l’étanchéité au niveau de la PDS et permet la mastication en rétablissant l’occlusion par le remplacement des dents manquantes. Elle a également comme objectif de faciliter le processus de cicatrisation en participant à l’organisation des muqueuses qui bordent la PDS. Une nouvelle prothèse peut être réalisée après empreintes primaires à l’alginate puis rebasage à l’aide d’empreintes secondaires anatomo-fonctionnelles. Il est également possible de se servir de la prothèse immédiate (ou semi-immédiate) du patient et de la rebaser à l’aide d’une résine à prise retardée (Fitt de Kerr). L’inconvénient de la deuxième méthode est que le patient reste sans obturateur le temps de la conception de la prothèse au laboratoire. (4,17)
La prothèse obturatrice d’usage peut être envisagée entre 3 mois et 1 an après l’intervention, lorsque la cicatrisation est jugée satisfaisante c’est à dire lorsque la cavité d’exérèse est bien
23
réépithélialisée et non infectée. Si un nombre suffisant de dents est présent au maxillaire, la PMF est réalisée selon les mêmes critères qu’une prothèse amovible partielle métallique avec cependant un nombre de crochets plus important afin de contrer l’enfoncement de l’obturateur palatin dans la PDS. Lors d’un édentement total au maxillaire, il faut rechercher la rétention au niveau des contre-dépouilles de la PDS.
L’obturateur peut être solidaire de la prothèse. Il peut également être indépendant avec une liaison mécanique ou magnétique. (4,15,18,19)
2.2 Conception des obturateurs palatins par la méthode classique
La conception d’une prothèse obturatrice par méthode conventionnelle se rapproche de celle de la prothèse amovible avec néanmoins quelques précautions supplémentaires en raison de la PDS maxillaire (17).
Lorsque la situation clinique est favorable, c’est à dire dans les cas de PDS de faible étendue avec présence de dents résiduelles permettant l’ancrage de la prothèse, le châssis est métallique (19).
Protocole de réalisation d’une prothèse obturatrice pour une PDS de faible étendue par la méthode classique (20, 21):
- Empreinte primaire à l’alginate en prenant soin de garnir le fond de la PDS avec une compresse vaselinée pour éviter la fuite du matériau d’empreinte dans la cavité. Utilisation d’un porte-empreinte du commerce métallique perforé et modifié si besoin avec de la cire dure Moyco ou de la résine auto-polymérisable.
- Coulée des modèles en plâtre extra dur de type IV.
- Empreintes secondaires : en PMF plusieurs empreintes secondaires avec différents porte-empreintes individuels sont parfois nécessaires. Les grands principes d’enregistrement des surfaces d’appui sont à adapter, comme par exemple, inutilité de réaliser un bordage en règle du porte-empreinte en l’absence de vestibule. On peut parfois faire appel à des techniques d’empreinte dissociée ou fractionnée (22, 23). Des matériaux élastiques sont à privilégier en PMF, comme les polysulfures (21).
- Etude pré-prothétique du modèle maxillaire au paralléliseur afin de tenir compte de la morphologie de la PDS lors du choix de l’axe d’insertion.
24
- Pour la conception du châssis : on note des spécificités pour la PMF. La plaque palatine comporte une extension métallique type grille qui permet le maintien de la balle obturatrice en résine. Le nombre de crochets est augmenté du côté opposé à la PDS pour éviter l’enfoncement de l’obturateur dans la cavité.
- Essayage du châssis
- Enregistrement du rapport inter-maxillaire - Montage des dents prothétiques
- Essayage esthétique et fonctionnel
- Polymérisation des selles et de la partie obturatrice en résine
- Suivi prothétique : prévoir des empreintes de correction régulières pour améliorer l’adaptation de la balle obturatrice aux contours de la PDS (24).
Lorsque la PDS maxillaire est de grande étendue, les modalités de conception de la prothèse obturatrice dépendent d’éléments locaux :
• Si la valeur parodontale et les dents résiduelles permettent une rétention suffisante : - La balle obturatrice assure uniquement un rôle d’étanchéité, les contacts avec les
bords de la cavité sont limités.
- La balle obturatrice est rigide (en méthacrylate de méthyle), creuse ou pleine (25)(en fonction des impératifs de poids).
- La plaque palatine est réalisée en premier.
• Si les dents résiduelles sont insuffisantes en nombre ou en cas d’édentement total : - La balle obturatrice doit permettre d’améliorer la rétention en exploitant les zones de
contre-dépouilles de la PDS.
- L’empreinte doit enregistrer au maximum les bords et les zones de contre-dépouilles de la PDS : on utilise la technique d’empreinte fragmentée décrite par Soulet.
25
L’empreinte fragmentée de Soulet par étape :
Figure 6 : Protocole de l’empreinte fragmentée selon Soulet : 1. Empreinte de la contre-dépouille antérieure avec un silicone par addition de haute viscosité. 2. Empreinte de la contre-dépouille postérieure. 3. Repositionnement des 2 fragments après biseautage et mise de dépouille (observer la convergence vers le haut des deux flèches). 4. Mise en place de la pièce intermédiaire, clé de repositionnement des deux fragments (22).
2.3 Discussion sur les avantages et inconvénients de la conception par la méthode classique
La conception des obturateurs palatins par méthode conventionnelle a fait ses preuves en permettant la fabrication de prothèses satisfaisantes d’un point de vue fonctionnel et en rendant une qualité de vie aux patients. Cette technique a l’avantage d’être économique en terme de matériaux, et peut être maîtrisée rapidement par tous les praticiens réalisant d’ores et déjà des actes de prothèse amovible. (4, 13)
26
Cependant elle présente un inconvénient majeur : l’étape de la prise d’empreinte souvent désagréable voire douloureuse pour le patient.
C’est l’étape la plus délicate dans la conception d’une prothèse obturatrice de part (21) : - les conditions opératoires : limitation d’ouverture buccale, sécheresse buccale… - la fragilité des muqueuses (suite aux traitements adjuvants oncologiques notamment) - à l’anatomie des éléments à enregistrer : large cavité d’exérèse, communication
bucco-nasale et/ou bucco-sinusienne, reconstruction chirurgicale…
Le risque non négligeable de la fuite du matériau à empreinte dans la cavité d’exérèse, pouvant blesser le patient, nous amène à réfléchir à une solution d’enregistrement des données anatomiques alliant sécurité et confort pour le patient.
27
CHAPITRE II : Approche sur les techniques CFAO et
applications en PMF.
A. Présentation de la CFAO
1. Définition
L’acronyme CFAO signifie Conception et Fabrication Assistées par Ordinateur, en anglais CAD/CAM pour Computer-Aided Design/ Computer-Aided Manufacturing. Le terme CFAO englobe ainsi deux concepts distincts : la Conception Assistée par Ordinateur (CAO) et la Fabrication Assistée par Ordinateur (FAO).
Le principe de CFAO dentaire est issu de concepts provenant des sciences de l’ingénieur et plus particulièrement de l’ingénierie numérique.
L’ingénierie numérique est définie comme la mise en œuvre d’un ensemble de moyens numériques (équipements et logiciels) dédiés à la conception, l’analyse, la simulation et l’optimisation des produits et de leur comportement dans un processus industriel.
La transposition de ce concept à la dentisterie permet de définir la CFAO dentaire comme un ensemble de moyens numériques (scanners, caméras, logiciels de conception et de fabrication, machines d’usinage) dédiés à la conception et la fabrication de restaurations prothétiques dans un processus de réhabilitation de la cavité buccale. (26, 27, 28, 29)
2. Historique de la CFAO en dentaire
C’est le français François Duret qui avec sa thèse d’exercice en 1973 pose la première pierre de la CFAO dentaire. En effet son travail s’articule déjà autour de trois principes de base :
- réaliser une empreinte pouvant être numérisée - modéliser l’empreinte via un logiciel informatique
- usiner l’élément prothétique dans une machine-outil reliée à un ordinateur (30) Ainsi François Duret propose déjà un système dans son intégralité.
28
En 1983 à Paris, il propose la première démonstration de la « couronne en 20 minutes » mais les maillons empreinte-conception-fabrication ne sont pas reliés entre eux (31). Cette liaison, François Duret l’effectue au congrès de l’ADF à Paris en 1985, avec la démonstration en direct de la réalisation d’une couronne, de l’empreinte au scellement. (32)
Ainsi, la France, les Etats-Unis et le Japon vont chercher à développer des systèmes permettant de réaliser la chaîne CFAO dans son intégralité, et des prototypes pour laboratoires et cabinets dentaires vont voir le jour. Ces systèmes ne vont cesser d’évoluer et de devenir de plus en plus performants, et une concurrence grandissante apparaît pour un marché en plein essor. Désormais le challenge est de convaincre les prothésistes mais surtout les chirurgiens-dentistes de faire évoluer leurs pratiques. (33)
3. Généralités sur la chaîne CFAO en odontologie
Notre travail étant destiné à l’application de la CFAO en PMF, nous expliquerons ici la chaîne CFAO appliquée dans le domaine de l’odontologie telle qu’elle s’utilise cliniquement au cabinet ou au laboratoire de prothèse. Ainsi, les 3 étapes de numérisation, de CAO et FAO seront décrites.
En fonction de la réalisation de ces différentes étapes au cabinet dentaire par le chirurgien-dentiste ou au laboratoire de prothèse par le prothésiste, on parlera de CFAO directe, semi-directe ou insemi-directe.
En CFAO directe, les 3 étapes successives sont réalisées par le chirurgien-dentiste dans son cabinet.
29
Figure 7 : La chaîne CFAO directe. (26)
Le praticien réalise l’acquisition des données intra-buccales du patient après préparation préalable de la denture qui doit recevoir la restauration prothétique, avec par exemple un dispositif d’empreinte optique (les différents équipements d’acquisition seront détaillés dans le chapitre suivant). Puis ces données numérisées sont transférées dans le logiciel de CAO qui permet la réalisation d’un maître modèle virtuel et la conception virtuelle de la prothèse. Enfin, la fabrication de l’élément prothétique est commandée automatiquement par le logiciel de FAO et le programme est transféré à la machine d’usinage.
Actuellement, la CFAO directe est applicable que pour les restaurations de type prothèse fixée ou inlay/onlay.
En CFAO semi-directe, seule la première étape de numérisation est réalisée au cabinet dentaire par le praticien, puis les données sont transférées au laboratoire de prothèse sous forme de fichier informatique. C’est le prothésiste qui réalise les étapes de CAO et FAO. Grâce à des machines-outils plus performantes, les laboratoires peuvent fabriquer des pièces implantaires, des châssis métalliques de prothèses amovibles partielles, des prothèses amovibles complètes ou PMF. (26, 34)
30
Figure 8 : La chaîne de CFAO semi-directe. (26)
En CFAO indirecte, toutes les étapes sont réalisées au laboratoire de prothèse.
Figure 9 : La chaîne CFAO indirecte. (26)
L’empreinte est réalisée de manière conventionnelle par le chirurgien-dentiste puis envoyée au laboratoire où elle sera directement numérisée avec un scanner de table (extra-oral). Le prothésiste peut également couler l’empreinte en plâtre puis numériser le modèle obtenu. C’est également le prothésiste qui réalise l’étape de conception de la prothèse avant de la produire à l’aide de la machine d’usinage. (26, 35, 36)
31
4. Etape d’acquisition de l’image
L’objectif de la première étape de la chaîne CFAO est de numériser c’est-à-dire de transférer les données tridimensionnelles d’un objet en données informatiques.
4.1 L’empreinte optique
6.2.1 Le principe
L’empreinte optique utilise toujours une source lumineuse. La lumière est constituée d’ondes électromagnétiques caractérisées par leur phase et leur longueur d’onde.
Il existe 2 types de lumières :
- La lumière blanche est dite polychromatique car les ondes qui la parcourent possèdent différentes longueurs d’ondes. Dans les caméras optiques, ce type de lumière est émis par des LED (diodes électroluminescentes).
- Le laser, est une source lumineuse monochromatique car ayant ses ondes en phase et possédant toutes la même longueur d’onde.
Chaque système de CFAO a pris le parti d’utiliser l’un de ces deux types de lumière en fonction de certains paramètres techniques et des avantages qu’apporte l’une ou l’autre solution. (37)
Cette lumière va ensuite être mesurée selon différentes techniques de mesure en fonction des systèmes, mais toujours en utilisant le principe simple de rayon incident/rayon réfléchi. Le principe consiste à projeter un rayonnement lumineux de référence, appelé rayonnement incident dont les caractéristiques sont connues. L’objet éclairé renvoie une partie du rayonnement reçu, c’est le rayon réfléchi, qui est mesuré par une caméra photosensible, puis converti en informations numériques et comparé au rayonnement incident. (38)
32
Figure 10 : la mesure optique : le rayonnement émis est réfléchi par les structures enregistrées. (38)
En CFAO dentaire, il existe principalement 4 techniques de mesure : - la triangulation
- l’imagerie confocale parallèle - la stéréophotogrammétrie
- l’échantillonnage actif du front d’onde : Active Wavefront Sampling
Les deux premières méthodes permettent soit une acquisition statique, image par image (ou point and click), soit une acquisition dynamique en flux continu dit à la volée (ou full motion). L’acquisition image par image consiste en une superposition partielle de photographies en trois dimensions, chacune avec l’image précédente ; c’est le principe de corrélation. Tandis que l’acquisition dynamique s’effectue par agglutination successive de voxels (pixels volumiques portant l’information 3D), également régit par un principe de corrélation. (39)
Ø Triangulation :
La caméra intra-buccale projette un rayonnement, dit incident, sur la section de la surface à numériser, puis chaque point de la surface touché par la source lumineuse est enregistré sur un capteur intégré dans la caméra par mesure de l’intensité de chacun de ces points. La troisième dimension est obtenue par mesure de triangulation : triangle formé entre le faisceaux lumineux émis et celui reflété, permettant par un calcul géométrique, de déterminer la profondeur. Cette méthode est répétée des milliers de fois par seconde, générant un nuage de points enregistré dans l’ordinateur, qui affiche ensuite la forme tridimensionnelle.
33
La méthode de triangulation peut être utilisée avec une lumière dite structurée (motif lumineux composé d’une série de lignes lumineuses), c’est le cas du système CEREC, ou avec une lumière laser. (40)
Ø Imagerie confocale parallèle :
Le principe de la méthode d’imagerie confocale parallèle est d’abord d’utiliser une source de lumière laser et de la concentrer à l’aide d’une lentille. Cette lumière balaye ensuite l’objet qui la réfléchit. La lumière réfléchie est enfin reçue par un récepteur devant lequel se situe un petit orifice (appelé le sténopé). Cette technique permet d’acquérir une série d’images nettes à des profondeurs de champs sélectives. C’est grâce au sténopé, qui agit comme un filtre, que les signaux provenant d’autres plans sont éliminés. (40)
Figure 11 : Schéma du principe de la méthode d’imagerie confocale. La source lumineuse laser (1) passe par un premier sténopé dans le polariseur (2). Elle traverse un miroir semi-transparent (3) et se trouve concentrée par une lentille (4). Elle est réfléchie par l’objet à enregistrer (5) et réorientée par le miroir (3) vers le 2ème sténopé (6). Elle est ensuite recueillie par un capteur (7). (38)
L’acquisition par image confocale peut être statique, c’est le cas des systèmes Itero et Carestream ou dynamique avec les systèmes CEREC ou Trios 3Shape. (40)
34
Ø Stéréophotogrammétrie :
Le principe se base sur la vision binoculaire des yeux humains. Cette technique est fondée sur la production de deux images stéréo obtenues à partir de deux caméras dont la position respective et l’angulation sont connues. Ceci permet de connaître la position tridimensionnelle d’un point, calculée à partir de l’enregistrement de ce point, selon deux positions légèrement décalées correspondant au point gauche et droit par rapport à un axe géométrique. (39, 41)
Ø Active Wavefront Sampling :
C’est une technologie développée récemment qui aboutit au système Lava C.O.S de chez 3M ESPE. La caméra optique comprend des lumières LED bleues au niveau de la tête éclairant de façon pulsatile la surface à numériser et une lentille avec un obturateur tournant permettant de capturer trois images de façon quasi simultanée. Les éléments 3D de l’image sont générés informatiquement « à la volée » et l’information de profondeur est calculée par des algorithmes découlant des flous générés par le capteur lors de chaque rotation.
Cette nouvelle technologie permet d’accroitre la précision de l’empreinte jusqu’à 10 microns en théorie. (40)
6.2.2 L’équipement
Pour réaliser cette première étape, l’équipement d’acquisition nécessaire est constitué d’une caméra reliée à un ordinateur.
Aujourd’hui il existe de nombreux systèmes d’empreinte optique sur le marché, le praticien doit étudier plusieurs critères afin de choisir le système le mieux adapté à son exercice clinique.
Les critères de choix :
- Systèmes avec ou sans poudrage préalable
- Le mode d’enregistrement : par technique d’acquisition image par image ou numérisation continue (à la volée)
- Systèmes en couleur ou monochrome
- L’ergonomie du système : simple caméra (parfois intégrable dans l’unit) communiquant avec un ordinateur externe par le biais d’une interface USB ou Ethernet ; un module à poser sur le plan de travail comprenant la caméra et le système
35
informatique ; un kart autonome avec roulettes comprenant la caméra et le système informatique.
- L’interface d’interaction homme/machine : clavier et souris de l’ordinateur externe ; trackball associé à un clavier médicalisé facile à nettoyer ; pavés tactiles ; systèmes gyroscopiques.
- L’ergonomie de la caméra intra-buccale : forme, encombrement, et poids de la pièce à main.
- L’hygiène de la caméra intra-buccale : simple décontamination avec des lingettes imprégnées ; immersion dans une solution désinfectante ; embout en plastique interchangeable et autoclavable ; utilisation d’une gaine de protection à usage unique. - L’ergonomie et la possibilité de mise à jour du logiciel.
- Le domaine d’application de l’empreinte : prothèse fixée, inlay core, implantologie, orthodontie, prothèse amovible… (41)
6.2.3 L’empreinte optique dans la chaîne thérapeutique
Dans notre pratique clinique, la numérisation peut intervenir à différents moments de la chaîne thérapeutique :
- soit directement en bouche sur les tissus dentaires et parodontaux
- soit sur une empreinte surfacique « négative » (réalisée avec des matériaux physiques), au laboratoire de prothèse
- soit sur le modèle positif coulé au laboratoire de prothèse (36)
4.2 Diverses alternatives d’acquisition des données
L’empreinte optique est une technologie disponible pour réaliser l’acquisition des données bucco-dentaires de notre patient. Il existe d’autres alternatives que nous allons décrire : le scanner (ou tomodensitométrie) et le Cone Beam. Ces techniques utilisant le rayonnement X permettent de reconstituer suite à la segmentation du tissu anatomique souhaité, le volume anatomique dans sa globalité 3D. (42)
36
6.2.1 Le scanner à rayons X
Ø Principe du scanner à rayons X
Appelé également tomodensitométrie, le scanner utilise le phénomène d’absorption des rayons X (RX) et un codage informatique. (43)
Le scanner est formé d’un tube de RX collimatés et en rotation continue autour de la structure à examiner, ainsi que d’un récepteur numérique (il diffère en fonction des modèles plus ou moins récents de scanner).
L’image scanner résulte de la mesure de la densité de coupes du corps humain, grâce à l’enregistrement de l’atténuation d’un faisceau de RX qui traverse ces coupes (44). La quantité de RX absorbée est proportionnelle à la densité des tissus présents dans la coupe. Au terme de la rotation, le calcul informatique affecte chaque volume élémentaire (appelé voxel) d’un coefficient numérique de densité (45). L’image obtenue est en niveaux de gris, en fonction de la radiodensité des structures anatomiques. Les niveaux de gris sont définis par l’échelle de Hounsfield : l’os cortical a la valeur de + 1000 (blanc), l’eau de 0 et l’air de – 1000 (noir).
37
Par traitement d’image, l’outil informatique permet des reconstructions planes (2D) dans n’importe quelle orientation ainsi que des reconstructions volumiques (3D).
Le fichier généré est exporté au format standard DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). (47)
Depuis son invention, le scanner ne cesse d’évoluer. Le principe initial du scanner est le mode incrémental où le tube radiogène tourne selon un mouvement de translation et de rotation angulaire autour du patient placé en décubitus dorsal. Le lit sur lequel se trouve le patient se déplace longitudinalement d’une épaisseur de coupe, après chaque rotation.
Puis au début des années 1990 le scanner hélicoïdal se développe. A la différence de l’acquisition incrémentale du volume qui est discontinue et progressive, segment par segment, l’acquisition hélicoïdale est continue. Elle combine un déplacement longitudinal de la table sur laquelle est allongé le patient, à la rotation du tube RX. Les détecteurs sont disposés en arc de cercle sur une rangée. L’acquisition est de l’ordre de 1 seconde par coupe. (48)
Figure 13 : Scanner hélicoïdal avec détecteurs monobarrettes en arc de cercle. (44)
Le scanner multibarrettes apparu fin 1998 comporte lui plusieurs rangées de détecteurs ce qui le rend ultrarapide. Il permet d’obtenir des coupes encore plus fines et de grande qualité, une couverture anatomique encore plus grande ainsi qu’une réduction des artéfacts. C’est une technique surdimensionnée pour l’étage maxillo-facial. (49)
38
Un scanner en protocole conventionnel délivre une dose en moyenne de 200mGy à 500mGy par arcade. (50)
Cette technique a l’avantage d’avoir un champ d’application large, et permet d’observer les tissus durs et les tissus mous.
Ø Qualité des images tomodensitométriques
La qualité des images tomodensitométriques dépend de 3 facteurs : - la résolution spatiale
- la résolution en densité (ou contraste) - la résolution temporelle
La résolution spatiale se définit comme la capacité que possède l’appareil à détecter les plus petits détails à haut contraste (c’est-à-dire qui ont une différence de densité élevée). Elle dépend de facteurs intrinsèques à l’appareil comme le nombre de détecteurs, la taille du foyer et la géométrie du système mais également de facteurs extrinsèques choisis par l’opérateur comme l’épaisseur de coupe et le champ d’exploration.
La résolution en densité exprime le plus petit écart de densité décelable par l’appareil. Elle est principalement affectée par le bruit de fond qui est par définition une dispersion aléatoire des valeurs de densité de l’image autour d’une valeur moyenne pour un matériau uniforme. Le bruit de fond altère la résolution en densité en donnant un aspect de grains sur l’image. Le bruit de fond est inversement proportionnel à la dose, c’est-à-dire à l’énergie des RX qui vont atteindre les détecteurs.
Plus la dose est élevée, meilleure est la résolution en densité. Si on veut réduire le bruit de moitié, il faut multiplier la dose par quatre. Cependant, cette action est limitée par l’irradiation du patient et l’échauffement du générateur à RX.
La résolution temporelle est la capacité du scanner à acquérir rapidement des données. La résolution temporelle s’améliore quand le temps de rotation du tube diminue et que la vitesse de rotation augmente. L’augmentation de la résolution temporelle permet de diminuer les artéfacts liés aux mouvements du patient. (44, 45)
