LES SCANNERS INTRAORAUX

Transcription

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3 PLAN

4 PLAN 1-Introduction Les outils 3D LE CBCT... 7 CBCT en orthodontie Les applications cliniques du CBCT en orthodontie CBCT en implantologie CBCT en Chirurgie Orale Les limites de CBCT LES SCANNERS INTRAORAUX iTero Scanner 3M IOS Orascanner Shape TRIOS PlanScan Les scanners de dentalwings iseries Series Series LES IMPRIMANTES 3D PolyJet Frittage laser La stéréolithographie... 53

5 2.3.4-FDM LES LOGICIELS 3D Dolphin Dolphin Imaging Dolphin 3D Materialise ORTHO-ANALYSER-3Shape SureSmile Planmeca Romexis Dental Wings DDiagnostix LA PLACE DE LA 3D EN ORTHODONTIE La photographie du patient (iconographie) La photographie faciale de Dolphin 3D Planmeca ProFace LES EMPREINTES 3D L empreinte en bouche par CFAO LA CEPHALOMETRIE 3D DolphinCeph traçage D céphalométrie de SimPlant O&O Romexis Céphalométrique analyse ANALYSE ORTHODONTIQUE Visualisation 3D de SimPlant O&O Analyse et validation de cas de 3 Shape... 71

6 3.4.3-DWOS Modèles virtuels LA PLANIFICATION DU TRAITEMENT Planification 3D de SimPlant Planification de traitement sur 3 Shape Planification de suresmile LA SIMULATION DU TRAITEMENT Simulation de traitement de Dolphin Simulations SureSmile DISCUSSION DU PLAN DE TRAITEMENT SimPlant O&O viewer SimPlant Master Archivage numérique et la Communication de 3 Shape la flexibilité de SureSmile PlanmecaRomexis Cloud LA PLACE DE LA 3D DANS LA CHIRURGIE ORALE En implantologie dentaire La planification et la simulation du traitement Dolphin implanner de dolphin imagine Dolphin 3D Simplant Planmeca solutions pour l'implantologie codiagnostix de Dentalwings Planification de traitement de 3D Diagnostix le guide chirurgical

7 SurgiGuides de Simplant Guide de forage de Dental wings Guides chirurgicaux de 3D Diagnostix EN CHIRURGIE ORTHOGNATIQUE planification et la simulation du traitement Dolphin 3D Surgery Simulation 3D de chirurgie orthognatique avec Simplant La planification et la simulation de PlanmecaRomexis Solutions TRUMATCH CMF ProPlan CMF orthognatique CMF ProPlan / ostéogenèse par distraction le transfert du plan de traitement au patient la fabrication d implant et de distracteurs Synthes Les Plaques spécifiques des patients Implants spécifiques des patients (PSI) OBL Dispositifs sur mesure DEOS Conclusion Résumés Bibliographie Annexes

8 1 1. Introduction

9 2 L utilisation d'imagerie 2D ne fournit pas toujours des informations fiables sur les dents, les racines et l os, surtout dans le cas de pathologies complexes. (2) L'analyse céphalométrique se fait en deux dimensions, les mesures des structures se font dans un seul plan. Elle peut être appropriée pour les patients atteints de malformations symétriques, mais elle est tout à fait insuffisante pour les patients avec des malformations asymétriques. Il est rapporté que 34% des patients sont atteints de malformations dento-faciales asymétriques. (20) La chirurgie n est pas un substitut au traitement orthodontique, elle est intégrée au traitement orthodontique et doit être coordonnée avec celui-ci et avec les autres traitements de restauration (implants, parodontie etc.) si ceux-ci sont requis. Une chirurgie orthognatique est indiquée lorsqu un patient présente un problème orthodontique suffisamment grave pour que des traitements de compensation ou de camouflage ne soient plus indiqués, la chirurgie pour réaligner les mâchoires ou repositionner des segments dento-alvéolaires devient alors le seul traitement possible. (42) Le traitement classique de la malocclusion de l adulte est complexe et pluridisciplinaire, et la prédictibilité du pronostic est faible(12). Avec l utilisation de la méthode traditionnelle, les chirurgiens ne sont jamais en mesure de visualiser l'ensemble des données en trois dimensions.les chirurgiens finissent par construire cette image dans leur esprit. Cela crée un problème de communication avec les autres membres de l'équipe et il est impossible de garantir que tous les participants aient la même image.

10 3 Avant la réalisation de la chirurgie sur le patient, le chirurgien effectue une prévisualisation sur des modèles en plâtre qui ne représentent pas les os environnants. L orientation des modèles dentaires montés sur un articulateur est souvent inexacte. Une position initiale inexacte des modèles créera toujours un plan inexact. La chirurgie sur des modèles dentaires est faite pour deux fins : Établir l'occlusion Réorienter les modèles pour s assurer que les os sont placés dans la position idéale à la chirurgie. Puisque les modèles dentaires en plâtre ne représentent pas les os environnants, le chirurgien est incapable de visualiser les effets de la position de modèle sur le squelette facial. Par conséquent, la capacité d'obtenir la position idéale de l'os devient un événement aléatoire. Pour les chirurgies qui n impliquent pas la dentition, les chirurgiens n ont pas de moyen pour transférer le plan chirurgical au patient(20). Les méthodes conventionnelles pour se préparer à la chirurgie orthognatique s appuient sur les images radiographiques latérales et frontales. Elles ont une utilité limitée pour la compréhension des défauts complexes en trois dimensions et pour la planification des corrections appropriées. (8) Aujourd'hui, les cliniciens peuvent être assistés dans les diagnostics de malocclusion et la planification du traitement virtuelle par des techniques d'imagerie 3D tels que la tomodensitométrie (TDM) et la résonance magnétique (IRM). La Tomodensitométrie est considérée comme le

11 4 premier choix pour l'imagerie osseuse, même si de fortes doses de rayonnement sont inévitables. Au cours des dernières années, le CBCT (Cone Beam Computer Tomography) a été introduit dans les applications dentaires et orthodontiques.toutefois, les données CBCT ne fournissent pas une image adéquate pendant les reconstructions 3D précises des tissus mous. La présence d'artefacts dus aux restaurations métalliques et / ou des appareils orthodontiques fixes, porte atteinte à la reproduction exacte de l'information des dents. Cependant, aucune des techniques d'imagerie existantes n est en mesure d'acquérir simultanément et d intégrer tous les tissus anatomiques qui sont impliqués dans la pratique clinique. D'autre part, le balayage optique peut être utilisé efficacement pour fournir une numérisation précise des arcades dentaires du patient et reproduire aussi les tissus mous buccaux, mais les scanners optiques de surface ne fournissent que la reconstruction des surfaces visibles, les structures osseuses et les racines des dents sont manquantes(2).la solution réside dans la fusion des deux données numériques distinctes ensembles: les modèles dentaires numériques et le CBCT 3D. (11) Afin de remédier à ces problèmes, les chirurgiens ont commencé à utiliser la simulation chirurgicale 3D assistée par ordinateur (CASS) pour planifier la chirurgie. Avec CASS, le chirurgien est capable d'effectuer des chirurgies «virtuelles» et de créer une prédiction 3D des résultats chirurgicaux. À ce jour, de nombreuses procédures de la chirurgie maxilo-

12 5 faciale (CMF) ont été planifiées en utilisant le système CASS, y compris la chirurgie maxillo-faciale, la chirurgie craniofaciale, les traumatismes, l ostéogénèse de distraction, la reconstruction après l'ablation de la tumeur et la reconstruction de l ATM. Le succès de CMF ne dépend pas seulement des aspects techniques de l'opération, mais dans une large mesure de la formulation d'un plan chirurgical précis. (10) Cette synthèse est une mise au point sur les différentes indications de la 3D en orthodontie et en chirurgie orale, les méthodes d acquisition 3D et les méthodes de reproduction.

13 6 2. Les outils 3D

14 7 2.1-LE CBCT Le diagnostic et la planification orthodontique ont été développés sur des analyses céphalométriques qui utilisent des lignes, des plans et des angles visant à quantifier les caractéristiques du complexe cranio-faciale en plus de la détermination de la normalité, les paramètres et les objectifs à atteindre à la fin du traitement orthodontique. Depuis les années 70, les évaluations des paramètres esthétiques ont été décrites comme essentiels pour le traitement et la planification, associant l orthodontie à la chirurgie orale. Néanmoins, l utilisation des téléradiographies est jugée insuffisante, car les caractéristiques des tissus mous sont mieux visualisées par une image. (16) En imagerie conventionnelle, le praticien ne peut évaluer la complexité du volume osseux parce que les données sont présentées en 2D dans un format qui superpose les différentes structures. Ni le volume d'os ni leur orientation particulière ne peuvent être correctement évalué par le chirurgien. Plusieurs facteurs ont un impact négatif sur la fiabilité des radiographies panoramiques. C est une projection 2D d un volume 3D, avec une distorsion inhérente et un grossissement, en particulier dans la région prémolaire supérieure. Cela pourrait rendre la planification aléatoire et moins fiables. (7)

15 8 Le développement de la dentition temporaire et permanente est l'un des processus les plus complexes. Ce processus présente un défis pour les cliniciens qui utilisent l'imagerie conventionnelle, en particulier s il ya des écarts du nombre, formes, de séquence et de position de dents. La complexité du développement dentaire et ses variations sont principalement perdus dans une image 2D. (24) L utilisation de l imagerie bidimensionnelle en dentisterie s est imposée depuis de nombreuses années, néanmoins, le manque d une troisième dimension a entrainé l absence d information importante pour l établissement du diagnostic ou du plan de traitement précis. La tomodensitométrie, ou scanner CT, a permis de visualiser la troisième dimension manquante en imprimant au faisceau radiographique une trajectoire hélicoïdale autour du patient et en captant les données à l aide d une multitude de capteurs sensibles(fig.1). Les données ainsi captées sont traitées et reconstruites sur des plans multiples afin de permettre la visualisation du volume en trois dimensions. L introduction de la tomographie volumétrique à faisceau conique, ou la technologie CBCT, en dentisterie et en orthodontie a révolutionné le diagnostic, le traitement et le suivi des patients. (27) C est une modalité révolutionnaire d'imagerie qui a changé de nombreux aspects de la dentisterie et a ajouté une grande valeur à sa phase de diagnostic.

16 9 Fig. 1 : Représentation schématique de l acquisition des images CBCT A : Source des rayons X, B : Champ de vision, C : Détecteur. (27)

17 10 Comme toute autre imagerie volumétrique, l interprétation de CBCT exige l'utilisation de logiciels pour fournir des images et des représentations visuelles 3D supplémentaires tels que le rendu de volume (Fig.2). Généralement, il est fourni automatiquement par le logiciel et il est similaire à l'architecture exemplaire. (1) CBCT en orthodontie En orthodontie, les cliniciens utilisent une combinaison de radiographies panoramiques et de profil pour obtenir les informations essentielles. Les radiographies bidimensionnelles conventionnelles soulèvent un problème significatif en matière de diagnostic puisqu elles captent toutes les couches d un objet sans en différencier le contenu. Le problème se transforme en véritable casse-tête surtout quand il s agit de localiser des dents incluses. (27) Comme le traitement orthodontique tourne autour de la correction d'une malocclusion dans les trois plans de l'espace, l utilisation des radiographies 2D limite grandement la vue des structures anatomiques, ce qui a orienté un grand nombre de procédures orthodontiques de traitement vers d autres solutions en raison des conditions inadéquates pour la réalisation. (24) Sans aucun doute, le CBCT constitue une technique d imagerie exceptionnelle. Il est, potentiellement, en mesure d aider les orthodontistes à mieux cerner la troisième dimension qui leur manque au moment de poser leur diagnostic. (27)

18 11 Fig.2 : Présentation de quatre fenêtres d'un faisceau conique tomodensitométrie axiale, sagittal, coronaire et le rendu de volume (3D). (18)

19 12 Avec l'introduction d imagerie 3D dans le domaine de la dentisterie, cette technologie a généré un grand nombre d intérêts dans diverses applications en orthodontie. Les anomalies de la morphologie cranio-faciale ne peuvent pas être évalués avec l'imagerie conventionnelle. Les limitations peuvent être surmontées avec l'introduction de CBCT en orthodontie.(24) Les applications cliniques du CBCT en orthodontie Les applications cliniques du CBCT en orthodontie sont nombreuses et continuent à se multiplier. En orthodontie, le CBCT peut être d'une grande utilité dans : La localisation de dents incluses (Fig.3). L évaluation de la résorption radiculaire provoquée par les dents incluses (Fig. 3 et4). La localisation de dents surnuméraires(fig.5). Le cas des fentes labio-palatines (Le CBCT peut utilement évaluer la hauteur et la largeur de l os alvéolaire et peut caractériser les dents adjacentes.) (Fig.6) L'étude du développement de la dentition, des limites du mouvement de la dent. L évaluation des voies aériennes(fig.7). La morphologie craniofaciale et la superposition.

20 13 Fig. 3 : Tomodensitométrie à faisceau conique(cbct), image de l impact bilatéral des canines maxillaires incluses. La canine droite a causé d importante résorption de la face palatine de l incisive latérale. (18) Fig. 4 : Coupe sagittale montrant la relation intime entre la canine et l incisive latérale. Aucune trace de résorption n est à noter. (27)

21 14 Fig. 5 : Un cas clinique complexe de deux dents surnuméraires et l échec de l éruption de l incisive centrale gauche. A: Radiographie occlusale conventionnelle. B: L image rendu de volume. C: Vue axiale. D et E : Image transversale montrant les positions relatives de ces dents et la morphologie anormale de cette dent surnuméraire. (18) Fig. 6 : Site de la fente, position et morphologie de l os et des dents voisines. A : vue axiale. B : vue 3D du volume. (27)

22 15 Fig. 7 : Un exemple des structures visualisées avec un scanner CBCT. A : le sinus, B : le nasopharynx. C : le rachis cervical. (27)

23 16 L imagerie CBCT met le clinicien dans une meilleure position pour évaluer les tendances d'éruption des dents et leurs variations. Ces informations peuvent aider les cliniciens à étudier le processus de développement dentaire et la planification individualisée pour l'éruption des dents, les extractions sélectives et les approches biomécaniques personnalisées. Le CBCT peut être utilisé pour donner des modèles dentaires. Les avantages de l'utilisation de ces modèles comprennent l'élimination de la nécessité de prendre les empreintes, et pendant la visualisation clinique les couronnes dentaires apparaissent avec les racines entourées d'os alvéolaire. (24) Le CBCT augmente la précision du diagnostic orthodontique et élimine de faux positifs et de faux négatifs, en outre, le plan de traitement devient plus approprié pour des cas spécifiques. Cela peut modifier le résultat final dans certains cas. (1) CBCT en implantologie Les résultats de la thérapie implantaire sont devenus très prévisible pendant les dernières décennies. Pourtant, la relation entre les implants et les structures anatomiques importantes telles que les nerfs, les racines dentaires, le plancher nasale, les sinus et les cavités peut affecter de manière significative la chirurgie et influencer son résultat (Fig. 8). (7)

24 17 Fig. 8 : A : Le processus de planification de l implant est effectué en utilisant une radiographie panoramique (PAN). B : Une évaluation minutieuse des données 3D à l aide du CBCT, un plan de traitement approprié est élaboré, comme on le voit les images en coupe transversale. La largeur de l os n est pas évidente sur l image du PAN, tandis qu une fenestration possible peut être prédite grâce à la disponibilité de CBCT. (7)

25 18 CBCT en Chirurgie Orale Le CBCT est indiqué, afin d obtenir des données en 3D sur le squelette craniofacial lors de l établissement du plan d intervention orthognatique pour la collecte d informations concernant l état de l os. (Fig. 9) Le CBCT a été utilisé afin de réaliser une évaluation quantitative de l asymétrie mandibulaire. Des modèles obtenus par CBCT 3D ont également été utilisés dans une étude de Cevidanes et al, qui ont démontré que cette méthode fournit une image valide et reproductible des structures craniofaciales chez les patients subissant une intervention orthognatique et qu elle peut être utilisée pour identifier les différents devenirs du remodelage du ramus et des condyles suite à la chirurgie(fig.10). Il permet d évaluer les voies respiratoires à la suite d une intervention orthognatique. (27) Les superpositions 3D, l'évaluation des résultats du traitement et le changement de croissance peuvent être réalisées en 3D. Les résultats chirurgicaux peuvent être évalués, et cela peut être d'une grande valeur pour l'orthodontiste et le patient. Enfin, le changement des tissus mous peut être visualisé et évalué à court et à long terme en cas de chirurgie orthognatique. (1)

26 19 Fig. 9 : modèle 3D montrant la vue latérale de l anatomie squelettique avant la distraction de la mandibule. (27) Fig. 10 : Illustration schématique de la segmentation en utilisant SimPlant A : Logiciel de rendu de volume B : Diffusion et des structures non-pertinentes enlevés C : Après le maxillaire est segmenté, le processus est répété pour la mandibule. Le modèle 3D de surface complet est prêt pour la planification chirurgicale. (11)

27 20 L'incorporation de CBCT en médecine dentaire a permis de comparer entre les structures de tissus mous et durs, sans chevauchements ou grossissements et de fournir des données qui correspondent aux vraies mesures du patient. La possibilité d'une meilleure appréciation des structures craniofaciales a amélioré non seulement la précision de démarcation des repères, mais également la précision d analyse céphalométrique conventionnelle. Il est probable que les nouvelles techniques d'évaluation pourraient venir et modifier le paradigme de l'analyse craniofaciale actuel (Fig.11). (16) La valeur clinique de proposition de CBCT est qu il peut décrire l'anatomie craniofaciale et fournir avec précision globale des informations concernant l anatomie pour l'amélioration du diagnostic, la planification et le pronostic du traitement. Les applications de CBCT comme la simulation, la prévision de croissance, la médecine légale, la modélisation et de la fabrication sont en cours de développement. (24)

28 21 Fig. 11 : méthode de calcul de l inclinaison incisive centrale supérieure au plan maxillaire utilisant les tranches sagittales du CBCT. (28)

29 22 Les limites du CBCT Bien que le CBCT semble tenir promesses pour le progrès de la recherche et l orthodontie clinique, il y a une certaine controverse liée à la dose de son rayonnement, le bénéfice direct du patient et les lignes directrices professionnelles d'utilisation. En plus, l'imagerie doit être effectuée avec un but de diagnostic valide. (24) Le CBCT ne se distingue pas en principe de n importe quelle autre forme d examen radiologique utilisant la radiation. Même si la dose de radiation reçue avec le CBCT soit considérée comme faible par rapport à la radiographie conventionnelle, elle demeure néanmoins élevée. Le CBCT ne doit être utilisé que lorsque les radiographies conventionnelles n apportent pas de réponses adéquates à des questions d ordre clinique et ne fournissent pas les informations requises afin de poser un diagnostic et d établir un plan de traitement. Cela signifie que tous les examens doivent être justifiés suite à une anamnèse complète et à un examen clinique(27). Les médecins doivent examiner soigneusement leurs cas et ne renvoyer les patients pour CBCT que lorsque l examen est effectivement requis. Le médecin a la responsabilité de déterminer si les risques à partir de l'imagerie diagnostique l'emportent sur les avantages de son utilisation dans les soins des patients. Les cliniciens doivent aussi considérer le risque potentiel pour le patient si l'imagerie est insuffisante et si un diagnostic est raté. (24) Certains croient que CBCT a le potentiel de remplacer les empreintes classiques intraorales et des photos extraorales, et par la suite, une analyse

30 23 de CBCT peut être suffisante pour les dossiers orthodontiques initiales. En outre, certains croient que les patients sont attirés par cette technologie. Même si les "modèles" numériques CBCT sont parfois précis pour effectuer des mesures linéaires du surplomb, du recouvrement et des mesures d encombrement, il est peu probable d'être aussi précis que les empreintes classiques. Cependant, cette technologie coûteuse qui implique les rayonnements ionisants est peu probable pour remplacer les empreintes conventionnelles et être aussi exacte et suffisante pour un diagnostic complet. Bien que l'acquisition CBCT pendant le traitement orthodontique soit possible, les images seraient déformées à cause du durcissement du faisceau dispersé autour des appareils orthodontiques(5) (Fig.12). Une autre limitation importante est possible. Les mouvements des patients au cours de l acquisition de longs scans, en particulier chez les jeunes patients, créent des artefacts de mouvement. Toutes ces limitations de CBCT devraient être prises en compte puisqu ils peuvent réduire la qualité d'image. (1, 8) Le CBCT ne peut pas remplacer les empreintes conventionnelles ou numériques. Ces artefacts ne sont pas notés dans ces empreintes. On peut faire valoir, cependant, que le CBCT continuera à améliorer à l'endroit où il sera aussi exact et précis que les empreintes. L accès limité aux scanners, installés principalement dans un environnement hospitalier, ainsi que les taux de radiation plus élevés pour le patient ont restreint l utilisation des scanners en orthodontie.

31 24 Cela pose un vrai problème dans notre profession, puisque la plupart des patients sont jeunes et les dangers liés à l irradiation sont trois fois plus élevés que le risque équivalent chez les adultes. Par souci de cohérence, une analyse initiale de CBCT exigerait un montant supplémentaire de numérisation finale pour la comparaison. Dans ce cas, la dose de rayonnement est doublée, en supposant qu'aucune des reprises d acquisition n est effectuée. Beaucoup de parents sont conscients des risques liés aux rayonnements ionisants et sont peu intéressés par un rayonnement plus élevé pour leurs enfants.

32 25 Fig. 12 : Artefacts sous forme de stries métalliques provoqués par les appareils orthodontiques. (27)

33 26 Conclusion Les progrès des logiciels ont permis la production des modèles numériques interactifs. Les évaluations en trois dimensions par CBCT devraient continuer d'évoluer en orthodontie. Malheureusement, cette technologie n est pas encore omniprésente. À ce stade, il est encore beaucoup plus cher que les autres technologies dans la pratique orthodontique standard. En conséquence, le CBCT peut ne pas être utilisé dans la pratique orthodontique pour tout le monde. 2.2-LES SCANNERS INTRAORAUX Les modèles en plâtre offrent l'étalon-or pour la documentation et la surveillance de la progression du traitement aux côtés des photographies et des technologies d'imagerie. Les modèles en plâtre présentent des informations précises et fiables sur les arcades dentaires des patients, la position des dents et leurs dimensions. Les données orthodontiques des patients sont généralement obtenues à partir des mesures sur des modèles qui sont en outre stockées pour une prochaine utilisation. Les inconvénients d'utiliser les plâtres comprennent la charge de leur stockage, le risque d'endommagement ou de rupture et leur poids lourd ce qui rend difficile à partager leurs données avec les autres professionnels impliqués dans les soins des patients. (14)

34 27 Depuis l'introduction de CAD / CAM, il ya eu des progrès remarquables en dentisterie. Actuellement, une nouvelle technique utilisant une méthode de balayage intra-orale est largement utilisée. Elle permet au médecin de prendre un balayage numérique 3D des dents du patient, faire des ajustements en temps réel et de transmettre le fichier pour le traitement. Les avantages de cette technique sont : L empreinte devient facile à prendre, pas de matériaux d'empreinte (une économie sur le coût des matériaux). La prise d'empreinte est plus rapide et donc on assiste à une réduction du temps au fauteuil. Une précision de l'impression numérique, et par conséquent une amélioration de la précision des appareils et des gouttières. Une préparation instantanée et la validation de l'impression. Les patients sentent les avantages d'une haute technologie, en ayant une expérience confortable, sans empreintes. Rapide sans gêne provoquée par les matériaux d'empreinte. Un confort supplémentaire et une expérience rapide avec une solution de numérisation. Résultats cliniques de haute qualité. Des empreintes à couverture complète. Réduction du nombre de rendez-vous grâce à la diminution des reprises. L'archivage numérique précis, durable et la communication en ligne.

35 28 Plusieurs types de scanners intra-oraux sont sur le marché, depuis le démarrage avec CEREC (Sirona Dental Company GmbH, Bensheim, Allemagne) dans les années 1980, le champ de CFAO a subi des améliorations constantes. Le système CEREC a été le seul qui a permis la numérisation intrabuccale jusqu'à la fin des années Récemment, une gamme de systèmes, y compris itero (Cadent Inc., Carlstadt, NJ, USA) et Lava COS (3M ESPE, St. Paul, MN, USA) ont été introduits. (9) En plus des scanners intra-oraux, cette technologie offre aussi des scanners qui permettent la numérisation des empreintes et des modèles traditionnelles. Ces scanners amènent le dentiste à exercer plus de contrôle sur les informations qu il transmet au laboratoire. Le fait de numériser en clinique permet de percevoir et de corriger des données critiques de l empreinte ou de la préparation pendant que le patient est sur place. Ils permettent des informations cliniques optimales: alors que l information sous-gingivale est difficile à obtenir par numérisation intraorale, le scanner d empreinte les numérise avec fiabilité. Une précision supérieure: Grâce à la numérisation immédiate de l empreinte fraichement prise et à l élimination du risque d altération lors du transport.

36 29 Des délais de production écourtés : Les étapes du transport et de la fabrication du modèle en plâtre étant éliminées, les délais de production sont réduits d au moins 24 heures. (30,34,45) De nombreuses études ont prouvé que les modèles numériques 3D de moulages ont la même exactitude et précision que les mesures effectuées sur les plâtres traditionnels, tout ceci est réalisé sans compromettre de manière significative la fiabilité des informations occlusales. Avec l'utilisation des données de patients stockés sous forme numérique, non seulement nous nous réservons la possibilité de reproduire les moulages dentaires lorsque les nécessités surgissent, nous éliminons aussi le stockage inutile des modèles en plâtre. (9) iTero La technologie itero capture des images de toutes les dents sans échantillonnage de données pour les analyses précises, contrairement à d'autres scanners qui remplissent les informations manquantes en utilisant des algorithmes(fig.13).

37 30 Fig. 13 : Scanner itero. (34)

38 31 La technologie et le soutien exclusif rend facile à intégrer itero dans la pratique. Il ne nécessite pas l'application de la poudre aux dents, faisant d itero facile à être Utilisé. Les analyses peuvent être effectuées par un seul opérateur. Il fournit en temps réel, des visualisations pour aider à éduquer les patients et il donne la liberté et la flexibilité de choisir le traitement et le laboratoire (Fig.14 et 15). (34)

39 32 Fig. 14 : Numérisation itero en orthodontie : A : Balayage. B : Revue de numérisation. C : Récupérer l exportation STL. D : Envoyer l exportation STL à un tiers fournisseur de traitement. (34)

40 33 Fig. 15 : Flux de travail avec Invisalign : A : Numérisation du patient. B : Fichier numérique et la forme de prescription transmise électroniquement à travers le site Aligner Invisalign. C : Création du plan de traitement. D : Le plan de traitement est affiché pour l examen et l approbation, 50% plus rapide. (34)

41 Scanner 3M Le Scanner 3M est prouvé pour être précis et cohérent. Il est suffisamment précis pour les cas les plus difficiles. Il a un petit coup de baguette pour une numérisation rapide et facile. Le scanner est léger, ergonomique, équilibrée et permet avec une main une numérisation à partir de plusieurs positions (Fig.16) : Rapide: Une fois que le champ est préparé, un utilisateur habile peut numériser une arcade complète en 60 secondes. Facile: Poignée comme une pièce à main dentaire traditionnelle, étroite, la pointe est inclinée offre un accès facile à la partie postérieure. Confortable: Le petit profil et le temps de balayage rapide, les rendent plus confortable pour le médecin, son personnel et pour les patients. Connexions ouvertes et de confiance : les fichiers du Scanner 3M sont «ouverts», ils peuvent être utilisés avec n importe quel système qui accepte les fichiers STL, donnant des options pour la conception, les matériaux et la production. (45)

42 35 Fig. 16 : Scanner 3M. (45)

43 36 Pour l acquisition il faut suivre les étapes suivantes : 1. Scanner les arcades et prendre un balayage de morsure avec le patient en occlusion centrée. Le système ne permettra pas d'envoyer un fichier jusqu'à ce que le médecin examine et approuve la préparation à l'aide de puissants outils d'évaluation. 2. Entrer la prescription : Envoyer l'empreinte numérique de haute précision au Centre de connexion 3M, (cloud sécurisé où on peut partager et stocker des empreintes et des modèles numériques). 3. Le fichier STL peut être consulté par le laboratoire pour la conception et la fabrication des appareils orthodontiques ou autre.ou, exporter les fichiers STL et les partager avec tout système de CFAO ouverts. 4. Une fois terminé, on peut asseoir et consolider la restauration au cours d'un même jour ou le deuxième rendez-vous. (45) IOS IOS FastScan est un scanner précis et facile à utiliser. Il permet une numérisation intra-buccale à base de laser. Il présente une bonde avec un bas profil de sonde pour l accès clinique et le maximum de confort du patient. (Fig. 17) (33)

44 37 Fig. 17 : Le bas profil de la sonde du scanner IOS. (33)

45 38 FastDesign Software FastDesign logiciel guide l'utilisateur à travers le processus de numérisation. Le système IOS FastDesign clinique nécessite un nombre minimal de balayages (3-5 balayages par quadrant) pour capturer l'anatomie du patient. Un scanner de la face occlusale, linguale et vestibulaire est pris. Ensuite, un balayage unique avec les mâchoires en occlusion est pris pour établir la relation d'occlusion convenable entre les mâchoires. En outre, les analyses interdentaires peuvent être ajoutées, si nécessaire, pour capturer les points de contact des dents voisines. (33) Orascanner Le scanner de SureSmile Orascanner offre la commodité d'un appareil de poche avec une précision d'image, qui permet la numérisation de dents (Fig. 18). Il se connecte directement à l ordinateur portable ou un ordinateur via une connexion USB; aucun adaptateur d'alimentation distinct n est requis. Un éclairage LED est intégré pour la commodité accrue et un miroir dentaire amovible chauffé soutient l'accès de balayage dans les espaces postérieures difficiles à atteindre. (41) Shape TRIOS Impressions numériques Trios de 3shape permet une visualisation 3D en direct de l'empreinte numérique en cours de construction sur l'écran du PC lors de la numérisation (Fig.19, 20). L opération se réalise par un seul opérateur. (46)

46 39 Fig. 18 : orascanner. (41) Fig. 19 : Scanner 3Shape TRIOS. (46) Fig. 20 : La prise d empreinte avec 3Shape TRIOS. (46)

47 PlanScan Planmeca PlanScan est un scanner intra-oral avec la technologie laser bleu. Sa longueur d'onde plus petite (450 nm) est plus réfléchie, donnent des images plus nettes. Sa capacité à capturer des détails fins permet des prothèses cliniquement précises. (Fig.21) Il capture et traite les données aussi vite qu on déplace notre main même avec les cas d'arcade complète. Il existe aussi le Modèle Planmeca ProMax 3Dqui est un programme de numérisation pour les empreintes et modèles en plâtre. (Fig.22)(39)

48 41 Fig.21 : Le scanner Planscan. (39) Fig. 22 : A : Numérisation d un modèle en plâtre. B : Numérisation d une empreinte traditionnelle. (39)

49 Les scanners de Dentalwings iseries iseries est un Scanner d empreintes dentaires. Il a été créé pour aider les dentistes à passer au numérique sans changer leur protocole de prise d empreinte en numérisant les empreintes traditionnelles. (Fig.23) Il permet de répondre aux diverses contraintes rencontrées lors de l analyse des empreintes. Une fois l analyse terminée, les données sont automatiquement transmises au laboratoire. En quelques secondes, le laboratoire a en sa possession toutes les informations cliniques nécessaires pour fabriquer les restaurations prévues. La conception numérique en clinique est également possible par l installation des applications de CAO DWOS sur le PC iseries. Grâce à la sortie ouverte du format de fichier (STL) par DWOS, une grande variété d options de fabrication en clinique est possible. De même, les laboratoires peuvent bénéficier de la numérisation d empreintes directement plutôt que de rechercher un modèle en plâtre. L analyse d empreinte peut être prise dès la réception au laboratoire permettant le travail de conception de l appareil dentaire pour un démarrage immédiat. Si le technicien veut un modèle, il peut l imprimer en 3D en utilisant le logiciel DWOS Modèles virtuels. (30)

50 43 Fig. 23 : Numérisation d empreinte avec iseries. (30)

51 44 3Series Le 3Series est un Scanner de modèles dentaires, c est un scanner compact pour laboratoire (Fig. 24). Il effectue rapidement et avec précision la numérisation de modèles positifs. Il convient au laboratoire qui souhaite adopter la technologie CFAO à son propre rythme. Il offre une numérisation avec précision des modèles diagnostiques (wax-ups), et une productivité élevée grâce à la numérisation automatique et grâce aux assistants pour la conception. 7Series Le 7Series est un Scanner des modèles et des empreintes dentaires(fig.25). Avec le 7Series, le laboratoire peut soit travailler à partir de l empreinte numérique transmise par la clinique, soit effectuer toutes les étapes du processus, incluant la numérisation. Les modèles peuvent être créés virtuellement à partir de la numérisation de l empreinte puis son matérialisation par usinage ou impression 3D. Les scanners de DentalWings facilitent la communication grâce à DWOS Connect. En reliant les cliniques, les laboratoires et les centres de production, DWOS Connect facilite la logistique, le suivi des cas et la fiabilité de la livraison. Avec la capacité d un archivage numérique, il permet de conserver de façon économique et fiable les empreintes, les modèles et les restaurations numérisés. (30)

52 45 Fig. 24 : Scanner 3Series et la numérisation du modèle en plâtre avec 3Series. Fig. 25 : Le scanner 7Series. (30)

53 LES IMPRIMANTES 3D Avec la radiographie conventionnelle l image 3D ne peut être formée que dans l'esprit du clinicien. Il est difficile de bien expliquer la nature exacte du problème et les procédures de traitement pour les patients ou leurs tuteurs. Le CBCT permet une meilleure interprétation diagnostique par rapport aux radiographies conventionnelles parce qu il donne des images détaillées de la position des dents, en particulier lors de l'utilisation de reconstructions 3D. Toutefois, la visualisation de l'image sur un écran d'ordinateur ou sur un film CT se fait en 2 dimensions et la sensation tactile ne peut pas être utilisée pour évaluer le problème. L'avantage d'utiliser la sensation tactile dans le diagnostic et la planification peut être compris par rapport à une autre procédure de diagnostic. En effet les photographies intra-buccales fournissent une évaluation détaillée de l'occlusion, mais moins d informations que les modèles d'étude, dont la manipulation peut être indispensable pour le diagnostic orthodontique et la planification du traitement. (15) Les restaurations dentaires qui ont longtemps été produites de manière conventionnelle à partir du métal par l'utilisation de techniques de moulage deviennent automatisées. Cette technique est une importation directe de l'impression 3D. (29)

54 47 Il existe un certain nombre d'imprimantes disponibles avec la possibilité d'imprimer différents objets en 3D en utilisant différentes technologies. (14) Prototypage rapide Bien que l imagerie 3D virtuelle fournisse une information claire, il persiste certain décalage entre la visualisation du modèle à l'écran et la manipulation des structures anatomiques «réels» à la chirurgie. Le principe de base de cette technologie est la mise en place d une structure 3D basée sur des données numériques CT scan capturés. Le prototypage rapide (RP) est une technologie relativement nouvelle qui produit des modèles physiques par solidification sélective UV en milieu liquide sensibles en utilisant un faisceau laser. (3) L'utilisation d'un modèle dentaire de prototypage rapide semble fournir des avantages significatifs dans le diagnostic, la planification du traitement et la communication avec les patients par rapport aux radiographies conventionnelles et les tomodensitogrammes. (15) La technologie de RP en prothèse implantaire fournit des informations sur la taille, la direction et l'emplacement des implants ainsi que les limites anatomiques telles que le chemin des canaux mandibulaires, la distance du sinus maxillaire, etc. Les modèles prototypes deviennent alors des outils importants pour le diagnostic et la planification chirurgicale.

55 48 Plusieurs technologies de RP existent comme la stéréolithographie, la modélisation par dépôt fondu (FDM), fraisage soustractive et l'impression 3D. Ils adhèrent au principe de base mais la différence est principalement le matériau et la méthode utilisée pour les produire. (3) Étapes de fabrication d'un modèle dentaire avec prototypage rapide Le CBCT devrait suivre un certain nombre de critères pour produire des modèles de prototypage de haute qualité. La zone d'intérêt doit être numérisée à coupes axiales pas plus épais que 1,0 mm. Au cours de l'étude CT, le patient doit mordre dans un bloc de cire ou sur un morceau de gaze pour garder les dents maxillaires et les dents mandibulaires séparées(fig.26). La séparation est nécessaire pour reproduire l'anatomie occlusale et éviter le flou des images dentaires. (15)

56 49 Fig. 26 : Reconstitution 3D à partir de fichiers CT A : Images CT placés l'une sur l'autre. B : 3Dreconstruction du visage. C : Tissus Basse-densité (unités Hounsfield) ont été éliminés pour la visualisation d'une partie de tissus mous et durs. D : Les tissus durs sur CT ont été séparés de tous les tissus mous. E : Seulement les dents maxillaires sont visualisées après que les images de dents mandibulaires et les tissus à faible densité étaient supprimés. (15)

57 50 Les fichiers sont importés dans un DCM CT logiciel de traitement d'image, qui construit l'image et construit le modèle virtuel en 3D. Une fois que le logiciel a reconstruit la zone d'intérêt, différentes structures anatomiques peuvent être sélectionnés en fonction de leur densités car les fichiers DCM conservent des informations sur la densité de chaque région. Le prototypage élimine également les artefacts d image produits par des restaurations ou des implants métalliques, cela améliore la qualité finale du modèle. Lorsque l image est prête, un fichier (STL) est créé. Les fichiers STL fournissent la visualisation des modèles 3D(15).Ces fichiers sont ensuite envoyés à la machine de prototypage rapide pour la fabrication du modèle 3D. Le procédé de fabrication est souvent appelé procédé soustractif, qui consiste à prendre un bloc de matériau et couper tout ce qui n est pas nécessaire jusqu'à la formation du produit finale. En revanche, il y a des procédés qui impliquent l'ajout additif, couche par couche, de matériau pour construire le produit final. Différentes technologies d'impression 3D sont utilisées dans l'industrie dentaire: appareil de stéréolithographie, FDM, le polyjet et le frittage laser métallique. Chaque système varie selon les matériaux disponibles.(15,14)

58 PolyJet Le système de Polyjet construit des modèles par addition de couches de photopolymère de résine. L'addition répétée et solidification de couches de résine produit un modèle en 3D en acrylique solide. Une tête d'impression, composée de centaines de micro têtes de jets, injecte une couche épaisse de 20 mm de résine sur le plateau de construction dans les zones qui correspondent au profil en coupe transversale préalablement préparé. En même temps, la résine durcie avec de la lumière UV, et chaque couche est ajustée à 16 mm sur un rouleau qui est déplacé sur le plateau d'accumulation immédiatement après le dépôt. (3) (Fig. 27) Frittage laser Le procédé de frittage laser a été introduit par Deckard et Beaman. Le Frittage laser est également appelée "impression 3D", car il s accumule dans le cadre d'une série de couches minces (0,02 à 0,06 mm successivement).un faisceau laser de haute puissance est focalisé sur un lit de poudre métallique qui fusionne en une couche solide mince. Une autre couche de poudre est ensuite fixée et la prochaine tranche du cadre est produite et fusionnée avec la première. Lorsque toutes les couches ont été mises en place, les chapes solides sont récupérées de la machine, sablées, polies, inspectées et nettoyées par ultrasons. (18) (Fig. 28)

59 52 Fig. 27 : Fabrication du modèle 3D avec par polyjet. (4) Fig. 28 : fabrication de modèle 3D par frittage laser. (29)

60 53 Le frittage laser sélectif (SLS) et l impression en trois dimensions (3DP) sont des techniques de prototypage rapides (RP) pour fabriquer des prototypes à partir d'images biomédicales. Pour être utilisés en chirurgie maxillo-faciale, ces modèles doivent reproduire fidèlement le squelette cranio-facial. (17)(Fig.29) La stéréolithographie La stéréolithographie est un processus additif pour la fabrication selon un modèle numérique en trois dimensions où le laser durcit les photopolymères de résine couche par couche. Les pièces sont fabriquées sur la plate-forme de construction, qui est située dans la résine liquide. Après qu une couche est durcie, la plate-forme de construction descend de la valeur d une épaisseur de couche, et une nouvelle couche de résine est étalée sur la précédente. Cette procédure est répétée jusqu'à ce que les pièces soient entièrement construites. (19) (Fig.30)

61 54 Fig. 29 : Le processus général de la production du modèle par SLS et 3DP. (17)

62 55 Fig. 30 : Fabrication du modèle 3D par stéréolithographie. (13)

63 FDM Fused Deposition Modeling (FDM) est largement utilisé dans la technologie de prototypage rapide. Un filament de matière plastique est déroulé d'une bobine à une buse d'extrusion qui se déplace sur la table et dépose un mince cordon de matière plastique extrudée pour former chaque couche de la géométrie requise. (Fig.31) Plusieurs matériaux sont disponibles pour le processus y compris l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) et la cire. ABS offre une bonne résistance. Récemment, le polycarbonate et les matériaux sulfoniques ont été introduits pour étendre les capacités de la méthode. (25)

64 57 Fig. 31 : Fabrication du modèle 3D par FDM. (6)

65 LES LOGICIELS 3D Dolphin Il comprend : Dolphin Imaging Logiciel Dolphin Imaging est conçu pour être utilisé par les cabinets dentaires spécialisés pour capturer, stocker et présenter des images de patients et aider à la planification du traitement et au diagnostic. Dolphin 3D Est un outil puissant qui rend les données 3D de traitement extrêmement simple, permettant à une grande variété de disciplines de diagnostiquer et planifier le traitement. Il permet la visualisation et l'analyse de l'anatomie cranio-faciale à partir des données produites par CBCT, l IRM, la tomodensitométrie médicale et systèmes 3D de l'appareil photo du visage. (32) Materialise Materialise Dental est le leader mondial sur le marché de la dentisterie numérique, offrant un grand nombre de solutions et services pour les implantologues et leurs patients. Materialise est à la pointe du développement d innovations technologiques 3D pour les dentistes et les professionnels de la chirurgie orale et maxillo-faciale.

66 59 Leur technologie propose au clinicien une offre 3D complète pour un traitement implantaire précis et prévisible, du scanner à la planification, du forage au placement de l implant en passant par la préparation de la prothèse. Elle propose les meilleurs outils tridimensionnels de diagnostic et de traitement (implantaire) disponibles sur le marché. Materialise Dental met à la disposition des praticiens divers logiciels. On peut choisir le logiciel qui correspond le mieux aux besoins du cabinet, du laboratoire de prothèses ou du centre d imagerie médicale. SimPlant logiciels, plus précisément, le SimPlant GO, le SimPlant Planner, le SimPlant Pro, le SimPlant Master et le SimPlant View, etc. (35) Simplant n est plus un simple logiciel de simulation mais toute une plateforme exploitable aussi bien en phase de diagnostic, qu en phase chirurgicale et prothétique. Il traite des images scannées saisies avec le logiciel Dentascan, et il permet au clinicien d'évaluer l'anatomie du patient et voir exactement comment il se rapporte à la restauration proposée. Le plan de traitement peut être communiqué à des collègues, au laboratoire dentaire et au patient qui va voir exactement ce que le plan implique vraiment. (36) SimPlant O&O est la première solution logicielle de planification 3D combinant deux disciplines : l orthodontie et l orthognatie.

67 60 Ce concept de planification faciale en 3D fournit des outils qui optimisent et facilitent le processus d interaction entre orthodontistes et chirurgiens buccaux. L objectif ultime de cette approche interdisciplinaire est de créer l «harmonie du visage et le sourire parfait». (37) ORTHO-ANALYSER-3Shape 3Shape est un logiciel qui permet d effectuer des mesures, l analyse, l archivage et la gestion des cas en 3D et il permet ainsi une communication entre le médecin et le laboratoire. C est une solution pour les laboratoires et les cabinets d orthodontie. (46) SureSmile SureSmile est une approche globale de traitement. C est un système de traitement orthodontique, à partir d'une gamme complète d'options de traitement, y compris vestibulaire, linguale et la thérapie avec aligneurs. SureSmile 7.0 donne les moyens d'atteindre les objectifs cliniques avec plus de précision et en moins de temps. (41)

68 Planmeca Romexis Planmeca Romexis prend en charge un flux de travail idéal de traitement numérique. Il permet de scanner les mâchoires, le maxillaire et la mandibule et de les envoyer facilement au laboratoire partenaire par le biais de Planmeca Romexis services Cloud. Le format de fichier STL ouvert permet d'intégrer de façon transparente et de collaborer avec d'autres systèmes. Planmeca Romexis permet 3 fonctions: Éduquer : on peut explorer toutes les options de traitement possibles (et les partager avec les patients) avant d'offrir ou d'instaurer un traitement implantaire. Communiquer : on peut voir les implants préférés, ajuster l alignement de butée et de la densité osseuse et voir les contours des tissus mous. Ces outils fournissent au médecin et leurs patients une direction claire qui guidera le traitement implantaire. Collaborer : on peut partager et proposer des plans de traitement avec des laboratoires partenaires, chirurgicales ou des patients. Les données, les modèles et les impressions peuvent être envoyées pour la fabrication des guides chirurgicaux. (39)

69 Dental Wings Solutions logicielles Dental Wings couvrent la conception de prothèses, la planification chirurgicale et la communication d'une manière intégrée. (30) D Diagnostix 3D Diagnostix (3DDX) a commencé les activités numériques de conversion de balayage CT pour la dentisterie en 2005.Ce besoin est né d'un désir de la part des cliniciens dentaires pour faire progresser le diagnostic et la planification pour les implants dentaires et d'autres cas chirurgicaux. C est un leader mondial dans la chirurgie guidée par ordinateur. (44)

70 63 3. La place de la 3D en orthodontie

71 LA PHOTOGRAPHIE DU PATIENT (ICONOGRAPHIE) La photographie faciale de Dolphin 3D On importe une photo 2D du patient et Dolphin3D guide l utilisateur à travers les étapes simples permettant de la superposer à l image CBCT, CT ou IRM 3D du patient, ou fusionner le volume CBCT avec des données de surface de la caméra 3D du visage. (Fig. 32) (32) Planmeca ProFace Planmeca ProFace est une option photo du visage 3D disponible pour toutes les unités Planmeca ProMax 3D qui produit une photo réaliste du visage 3D en plus de la radiographie maxillo-faciale. Une session d'imagerie génère à la fois une photo 3D et un volume de CBCT; Si nécessaire, la photo du visage 3D sans radiation peut être acquise séparément. La photo 3D visualise les tissus mous par rapport aux dents et les os du visage. Parce que les deux une image CBCT et une photo faciale 3D sont générés en une seule session d'imagerie, la position du patient, l'expression du visage, et la position du muscle restent inchangés; cela se traduit par des images qui sont parfaitement compatibles à chaque fois. (Fig. 33) (39)