DENTAIRE

Domaine de 1 ' invention

La présente invention concerne la pose d'implants dentaires destinés à assurer le maintien de prothèses.

Etat de 1 ' art

Quand la dentition d'un patient est fortement dégradée, on peut envisager d'en remplacer les dents manquantes par des prothèses dentaires. La prothèse peut être ancrée dans le maxillaire supérieur ou inférieur du patient par l'intermédiaire d'un implant ou de plusieurs implants vissés dans la mâchoire. La pose d'un implant nécessite donc de percer un trou dans la mâchoire, l'implant étant ensuite vissé dans ce trou.

Une difficulté réside dans le fait que, quand la dentition d'un patient est fortement dégradée, il arrive également souvent que le système osseux de ses mâchoires soit aussi en mauvais état. Les emplacements où il est possible de poser les implants sont donc fortement limités et doivent être déterminés avec une grande précision.

Un procédé classique d'assistance à la pose d'implants comprend la réalisation d'une gouttière en résine transparente, également appelée guide radiologique, qui est la reproduction en négatif de la mâchoire du patient. La réalisation de la gouttière nécessite généralement la prise d'une empreinte matérielle de la mâchoire à implanter, la coulée d'une copie en plâtre à partir de cette empreinte, une étude prothétique par un praticien au cours de laquelle il peut y avoir la mise en place de fausses dents radio-opaques ou des marques radio-opaques sur la copie de plâtre et l'élaboration de la gouttière à partir de la copie en plâtre contenant les fausses dents ou les marques radio-opaques. Les fausses dents ou les marques radio-opaques indiquent les positions souhaitées des axes de perçage des trous pour le vissage des implants. Il est alors vérifié que ces positions sont compatibles avec le système osseux de la mâchoire. Dans ce but, des images du système osseux sont obtenues, par exemple, par tomodensitométrie alors que le patient a la gouttière en bouche. Une fois que les positions des implants sont définies avec précision, des ouvertures cylin ^¬ driques peuvent être percées dans la gouttière pour la mise en place de tubes métalliques. Ces tubes guident l'outil avec lequel les trous sont percés dans la mâchoire lors de la pose des implants. La gouttière ainsi modifiée est appelée guide de perçage ou guide chirurgical.

La détermination des positions réelles à l'aide des images du système osseux est réalisée de façon plus ou moins empirique par le praticien en regardant les images du système osseux prises lorsque le patient a la gouttière en bouche. Ceci est une opération délicate qui requiert une grande expérience de la part du praticien. En outre, il peut être difficile de déterminer la position des implants avec précision.

Il serait souhaitable d'assister le praticien lors de la détermination des positions réelles des implants. En outre, il serait souhaitable que les positions des implants puissent être déterminées avec précision.

Le procédé de préparation à la pose d'implants est un procédé qui est long. En effet, il nécessite la prise de l'empreinte de la mâchoire du patient, la réalisation de la copie en plâtre, la réalisation de la gouttière à partir de la copie en plâtre et enfin l'acquisition d'images par un scanner aux rayons X alors que le patient a la gouttière en bouche. Pour réaliser le guide de perçage, il faut de plus usiner la gouttière en accord avec la définition de la position des implants tels que positionnés virtuellement à l'aide des images tomodensitométriques . En outre, le procédé est contraignant pour le patient puisqu'il est nécessaire que le patient soit présent une première fois pour la prise de l'empreinte de sa mâchoire, une deuxième fois, après réalisation de la gouttière, pour l'acquisition des images au scanner et enfin une troisième fois le jour de la chirurgie. Il serait souhaitable de réduire la durée du processus de préparation à la pose d'un implant dentaire et de requérir un nombre moins important de fois la présence du patient.

Résumé

Ainsi, un mode de réalisation de la présente invention vise à pallier au moins en partie les inconvénients des procédés de préparation à la pose d'implants décrits précédemment.

La présente invention vise à proposer un procédé de préparation à la pose d'implants dentaires qui facilite et améliore la précision de la détermination de la position des implants .

Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est qu'un guide chirurgical peut être réalisé par un outil de fabrication assistée par ordinateur.

Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est que la prise d'une empreinte matérielle de la mâchoire du patient n'est pas nécessaire.

Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est que le procédé de préparation nécessite la présence du patient qu'une seule fois.

Dans ce but, un aspect d'un mode de réalisation de l'invention prévoit un procédé de préparation à la pose d'au moins un implant dentaire, comprenant les étapes suivantes : fixation d'au moins un élément de repérage à au moins une partie de la cavité buccale d'un patient ;

acquisition, par un capteur optique ou un palpeur, de données relatives à ladite au moins une partie de la cavité buccale ;

fourniture d'un premier modèle tridimensionnel de la surface externe de ladite au moins une partie de la cavité buccale à partir des données relatives à ladite au moins une partie de la cavité buccale ;

acquisition, par un scanner à rayons X, de données relatives à au moins une partie du système osseux de la mâchoire du patient ;

fourniture d'un deuxième modèle tridimensionnel de ladite au moins une partie du système osseux de la mâchoire du patient à partir des données relatives à ladite au moins une partie du système osseux de la mâchoire ;

reconnaissance par ordinateur de faces dudit au moins un élément de repérage dans le premier modèle ;

détermination par ordinateur d'un premier système de coordonnées tridimensionnelles associé au premier modèle ;

reconnaissance par ordinateur d'au moins une portion dudit au moins un élément de repérage dans le deuxième modèle ;

détermination par ordinateur d'un deuxième système de coordonnées tridimensionnelles associé au deuxième modèle ;

détermination par ordinateur d'une relation de passage entre le premier système de coordonnées et le deuxième système de coordonnées à partir desdites faces et de ladite portion ; et détermination de la position dudit implant à partir du premier modèle et du deuxième modèle et à partir du premier système de coordonnées, du deuxième système de coordonnées et de la relation de passage.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'étape de détermination de la position dudit implant à partir du premier modèle et du deuxième modèle et à partir du premier système de coordonnées et du deuxième système de coordonnées comprend les étapes suivantes :

détermination de la position d'une prothèse dentaire associée audit implant dans le première modèle ;

détermination de la position théorique de 1 ' implant dans le deuxième modèle à partir de la position de la prothèse dentaire associée dans le premier modèle ; et

détermination de la position idéale de 1 ' implant dans le deuxième modèle à partir de la position théorique.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend, en outre, les étapes suivantes :

fixation d'un élément de repérage supplémentaire à une autre partie de la cavité buccale opposée à ladite partie ;

acquisition, par le capteur optique ou le palpeur, de données relatives à ladite autre partie de la cavité buccale ;

fourniture d'un modèle tridimensionnel de la surface externe de ladite autre partie de la cavité buccale à partir des données relatives à ladite autre partie de la cavité buccale ;

acquisition, par le capteur optique ou le palpeur, de données relatives à l'élément de repérage et à l'élément de repérage supplémentaire lorsque la bouche est en occlusion ; et fourniture d'un modèle tridimensionnel de la surface externe de l'élément de repérage et de l'élément de repérage supplémentaire lorsque la bouche est en occlusion.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'étape de détermination de la position dudit implant est réalisée à partir du premier modèle et du modèle tridimensionnel de la surface externe de ladite autre partie de la cavité buccale mis en occlusion.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, un dentier est susceptible d'être placé sur ladite partie de la cavité buccale, le premier modèle étant déterminé en l'absence du dentier, le procédé comprenant, en outre, les étapes suivantes : mise en place du dentier sur ladite partie de la cavité buccale ;

acquisition, par le capteur optique ou le palpeur, de données relatives au dentier ; et

fourniture d'un modèle tridimensionnel de la surface externe du dentier à partir des données relatives au dentier.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend, en outre, la détermination de l'axe de perçage dudit implant, la détermination d'un modèle tri- dimensionnel d'une gouttière comprenant une ouverture cylindrique selon 1 ' axe de perçage dudit implant et la fabrication assistée par ordinateur de ladite gouttière comprenant ladite ouverture.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'étape de détermination du deuxième système de coordonnées comprend la détermination de la matrice d'inertie de ladite portion.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend, en outre, les étapes suivantes :

fixation d'au moins trois éléments de repérage à ladite partie de la cavité buccale d'un patient ;

reconnaissance par ordinateur de faces de chaque élément de repérage dans le premier modèle ;

détermination par ordinateur, pour chaque élément de repérage, d'un premier point de référence dans le premier modèle ;

reconnaissance par ordinateur d'au moins une portion de chaque élément de repérage dans le deuxième modèle ;

détermination par ordinateur, pour chaque élément de repérage, d'un deuxième point de référence dans le deuxième modèle ; et

détermination par ordinateur de la relation de passage entre le premier système de coordonnées et le deuxième système de coordonnées à partir des trois premiers points de référence et des trois deuxièmes points de référence. Un autre aspect d'un mode de réalisation de la présente invention prévoit un système de préparation à la pose d'implants dentaires, le système comprenant :

au moins un élément de repérage comprenant au moins trois faces non parallèles visibles par une caméra optique et/ou un palpeur et au moins une portion localisable aux rayons X, ledit élément de repérage étant adapté à être fixé à au moins une partie de la cavité buccale d'un patient ;

un capteur optique d'images ou un palpeur adapté à acquérir des données relatives à ladite au moins une partie de la cavité buccale ;

un scanner à rayons X adapté à acquérir des données relatives à au moins une partie du système osseux de la mâchoire du patient ; et

un module de traitement relié au scanner à rayons X et au capteur optique d'images et/ou au palpeur, le module de traitement, le capteur optique d'images et/ou le scanner à rayons X étant adaptés à fournir un premier modèle tridimensionnel de la surface externe de ladite au moins une partie de la cavité buccale à partir des données relatives à ladite au moins une partie de la cavité buccale, fournir un deuxième modèle tridimensionnel de ladite moins une partie du système osseux de la mâchoire du patient à partir des données relatives à ladite au moins une partie du système osseux de la mâchoire, reconnaître les faces dans le premier modèle, déterminer un premier système de coordonnées tridimensionnelles associé au premier modèle, reconnaître ladite au moins une portion dans le deuxième modèle, déterminer un deuxième système de coordonnées associé au deuxième modèle, déterminer une relation de passage entre le premier système de coordonnées et le deuxième système de coordonnées à partir desdites faces et de ladite portion, et déterminer la position dudit implant à partir du premier modèle et du deuxième modèle et à partir du premier système de coordonnées tridimensionnelles, du deuxième système de coordonnées et de la relation de passage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, lesdites faces sont en un matériau transparent aux rayons X.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le matériau transparent aux rayons X est, en outre, opaque à la lumière visible.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, ladite portion correspond à un insert.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, au moins deux faces parmi lesdites trois faces sont planes et inclinées l'une par rapport à l'autre d'un angle compris de préférence entre 5° et 85° ou entre 95° et 270°.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, au moins l'une des faces correspond à une portion de sphère ou à une portion de cylindre.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, ladite portion est recouverte par lesdites faces.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, ladite portion comprend au moins deux tubes rectilignes et non concourants .

Selon un mode de réalisation de la présente invention, ladite portion comprend au moins trois sphères dont les centres ne sont pas alignés.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, les sphères ont des diamètres différents .

Selon un mode de réalisation de la présente invention, ladite portion comprend au moins un parallélépipède.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'élément de repérage comprend au moins des première, deuxième et troisième faces planes non parallèles, au moins la première face étant inclinée par rapport à la deuxième face d'un angle compris de préférence entre 5° et 85° ou entre 95° et 270° et la première face étant inclinée par rapport à la troisième face d'un angle compris de préférence entre 5° et 85° ou entre 95° et 270° . Un autre aspect d'un mode de réalisation de la présente invention prévoit un système de préparation à la pose d'implants dentaires pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini précédemment, le système comprenant :

un élément de repérage tel que défini précédemment ; un capteur optique d'images et/ou un palpeur ; un scanner à rayons X ; et

un module de traitement relié au scanner à rayons X et au capteur optique d'images et/ou au palpeur.

Brève description des dessins

Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en perspective d'un mode de réalisation d'un élément de repérage selon 1 ' invention ;

les figures 3 à 11 sont des vues schématiques en perspective d'autres modes de réalisation de l'élément de repérage selon l'invention ;

la figure 12 représente l'élément de repérage de la figure 1 collé à une dent d'un patient ;

la figure 13 représente l'élément de repérage de la figure 11 fixé à la mâchoire d'un patient ;

la figure 14 représente, de façon partielle et schématique, un mode de réalisation selon l'invention d'un système de préparation à la pose d'implants ;

la figure 15 illustre, sous la forme d'un schéma-bloc, un mode de réalisation selon l'invention d'un procédé de préparation à la pose d'implants ;

la figure 16 illustre, sous la forme d'un schéma-bloc, une variante du mode de réalisation selon l'invention du procédé de préparation à la pose d'implants illustré en figure 15 ; et la figure 17 illustre, sous la forme d'un schéma-bloc, une autre variante du mode de réalisation selon l'invention du procédé de préparation à la pose d'implants illustré en figure 15.

Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle.

Description détaillée

Sauf indication contraire, dans la suite de la description, les expressions "environ", "sensiblement" et "de l'ordre de" signifient "à 10 ~6 pres" .

Un procédé connu de préparation à la pose d'implants comprend la succession d'étapes suivantes :

(1) Prise d'une empreinte de la mâchoire à implanter grâce à un matériau d'empreinte tel que du silicone, un alginate, un hydrocoloïde, etc.

(2) Coulée d'une copie en plâtre à partir de cette empreinte .

(3) Estimation par le praticien, à partir de l'empreinte, des positions idéales des prothèses.

(4) Réalisation d'une gouttière en résine transparente à partir de la copie en plâtre. Cette gouttière en résine contient soit des fausses dents radio-opaques soit des marques radio-opaques, par exemple des cylindres ou cônes, en un matériau visible aux rayons X tel que du gutta-percha, qui représentent les positions souhaitées des axes des implants associés aux positions idéales des prothèses. La gouttière est la reproduction en négatif de cette copie sur laquelle elle doit pouvoir s'encastrer intimement. Toutes les faces de la gouttière qui n'entrent pas en contact avec la copie en plâtre ont une forme quelconque. La gouttière munie des fausses dents radio- opaques ou des marques radio-opaques est appelée guide radiologique . Il s'agit alors de déterminer si ces axes de perçage estimés, idéaux du point de vue prothétique, sont compatibles avec la structure osseuse de la mâchoire.

(5) Réalisation d'un examen au scanner à rayons X du patient ayant en bouche le guide radiologique. (6) Détermination par le praticien, à partir de l'image des marques radio-opaques, si chaque implant peut être placé à l'endroit souhaité en respectant les divers éléments endo-osseux et selon quelle trajectoire approximative. Si l'implant ne peut pas être placé à l'endroit souhaité, le praticien estime le déplacement vers une autre position par rapport à la marque incluse dans le guide radiologique .

(7) Eventuellement, perçage de la gouttière qui servira ensuite de guide chirurgical pour le perçage de la mâchoire à l'emplacement où l'on souhaite insérer l'implant.

Le principe de 1 ' invention est de déterminer la position des implants en utilisant à la fois une modélisation tridimensionnelle des dents et de la structure osseuse de la mâchoire du patient dans laquelle les tissus mous, notamment les gencives, ne sont pas représentés (ou tout du moins ne sont pas suffisamment identifiables) , et une modélisation tridimension ^¬ nelle de l'intérieur de la bouche du patient, obtenue direc ^¬ tement ou indirectement, dans laquelle la surface des tissus mous, notamment les gencives, ainsi que la surface des dents existantes, sont représentées.

La modélisation tridimensionnelle de la structure osseuse peut être obtenue par tomodensitométrie à partir d'images fournies par un scanner à rayons X. Le modèle tridimensionnel de la structure osseuse et des dents est appelé par la suite modèle tridimensionnel interne.

La modélisation tridimensionnelle surfacique de 1 ' intérieur de la bouche du patient peut être obtenue à partir d'images fournies par un capteur intra-oral, par exemple une caméra optique, adaptée à être introduite dans la bouche du patient ou à partir d'images (notamment sous forme d'un nuage de points en trois dimensions) fournies par un capteur optique de surface tridimensionnelle ou par un palpeur tridimensionnel en utilisant une reproduction en un matériau solide de la portion de la cavité buccale à modéliser, notamment lorsque le praticien ne dispose pas de caméra intra-orale. Le modèle tridimensionnel de la surface externe des tissus mous (notamment les gencives) et des dents de la bouche d'un patient est appelé par la suite modèle tridimensionnel externe.

L'utilisation conjointe du modèle tridimensionnel interne et du modèle tridimensionnel externe permet au praticien de placer les implants avec plus de facilité et de précision. En particulier, les tissus mous peuvent être représentés, par exemple, de façon superposée au système osseux de la mâchoire sur un même dispositif d'affichage.

En outre, lorsqu'un guide chirurgical est à réaliser, un modèle tridimensionnel de la totalité de la surface externe du guide chirurgical peut être déterminé. Le guide chirurgical peut alors être réalisé par des outils de fabrication assistée par ordinateur.

En outre, lorsque le modèle tridimensionnel externe est déterminé en utilisant une caméra intra-orale introduite dans la bouche du patient, les étapes (1) à (4) du procédé de préparation à la pose d'implants décrites précédemment et conduisant à la réalisation d'un guide radiologique ne sont alors plus nécessaires. La durée du procédé de préparation à la pose d'implants peut être réduite.

La position des implants est déterminée par la mise en relation du modèle tridimensionnel externe qui contient des informations précises et distinctes aidant à la position des prothèses et le modèle tridimensionnel interne qui contient des informations relatives à la structure osseuse de la mâchoire. Le positionnement des implants et la mise en relation des modèles tridimensionnels externe et interne sont réalisés en utilisant un ordinateur.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, la mise en relation du modèle tridimensionnel externe et du modèle tridimensionnel interne est réalisée en utilisant un élément de repérage présent dans la bouche du patient lors de l'acquisition des images utilisées pour déterminer le modèle tridimensionnel externe et le modèle tridimensionnel interne et qui est au moins en partie visible à la fois sur le modèle tridimensionnel externe et sur le modèle tridimensionnel interne .

Les figures 1 et 2 représentent, de façon schématique, deux vues en perspective d'un mode de réalisation d'un élément de repérage 1 selon l'invention. L'élément de repérage 1 comprend un bloc 2 ayant la forme générale d'un parallélépipède rectangle central comprenant deux extrémités opposées se prolongeant par une pyramide tronquée. Le bloc 2 a une hauteur H comprise entre 5 mm et 50 mm, une longueur L _] _ comprise entre 5 mm et 50 mm et une largueur L2 comprise entre 4 mm et 40 mm.

Le bloc 2 comprend une face avant 4, une face arrière 6, deux faces latérales 8, 10. Les faces avant 4 et arrière 6 sont planes et parallèles et les faces latérales 8 et 10 sont planes, parallèles entre elles et perpendiculaires aux faces 4, 6.

A une première extrémité, l'élément de repérage 1 comprend trois faces de repérage 12, 14, 16 externes qui sont utilisées pour reconnaître l'élément de repérage 1 dans le modèle tridimensionnel externe. Les faces de repérage 12, 14 et 16 de l'élément de repérage 1 sont réalisées dans un matériau sensiblement opaque à la lumière visible, de façon à être visibles sur des images obtenues par un dispositif optique d'acquisition d'images. Il s'agit, en outre, d'un matériau qui ne produit pas d'artefacts sur des images acquises par une caméra optique ainsi que sur des images tomodensitométriques obtenues par un scanner à rayons X. A titre d'exemple, il s'agit de polyétheréthercétone (ou PEEK, acronyme anglais pour PolyEtherEtherKetone) ou de polyoxyméthylène (ou POM) . De plus, il s'agit d'un matériau compatible avec la mise en place de l'élément de repérage 1 de façon temporaire dans la bouche d'un patient .

Dans le présent mode de réalisation, les faces de repérage 12, 14, 16 sont des faces planes non parallèles. De préférence, les faces 12 et 14 ont une arête 18 commune, les faces 12 et 16 ont une arête 20 commune et les faces 14 et 16 ont une arête 22 commune. De préférence, les trois arêtes 18, 20 et 22 se rejoignent en un point 0. A titre de variante, les faces 12 et 14 peuvent être reliées l'une à l'autre selon une portion arrondie. Il peut en être de même pour les faces 12 et 16 et/ou pour les faces 14 et 16.

Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, la face 14 est inclinée par rapport à la face 12 d'un angle d'environ de 45°. La face 16 est inclinée par rapport à la face 12 d'un angle d'environ 45° et la face 16 est inclinée par rapport à la face 14 d'un angle d'environ 45°.

De façon générale, la face 12 est inclinée par rapport à la face 16 d'un angle qui peut varier de préférence de 5° à 270°, de préférence de 5° à 85° ou de 95° à 270°. La face 14 est inclinée par rapport à la face 16 d'un angle qui peut varier de préférence de 5 à 270°. La face 12 est inclinée par rapport à la face 14 d'un angle qui peut varier de préférence de 5° à 85° ou de 95° à 270°.

Comme cela est visible en figure 2, l'élément de repérage 1 comprend une protubérance 26, comportant une face 28, de préférence plane, qui se projette depuis la face 6. A titre de variante, la protubérance 26 n'est pas présente. En fonctionnement, l'élément de repérage 1 est destiné à être placé de façon temporaire dans la bouche d'un patient. Dans ce but, la face 28 de l'élément de repérage 1 peut être collée de façon temporaire à une dent ou à la gencive du patient.

L'élément de repérage 1 comprend, en plus des faces de repérage 12, 14 et 16, des faces de repérage 34, 36, 38 supplémentaires. A titre d'exemple, les faces 34, 36, 38 correspondent aux symétriques des faces 12, 14, 16 par rapport à un plan de symétrie. De façon générale, la face 34 est inclinée par rapport à la face 38 d'un angle qui peut varier de préférence de 5° à 90°. La face 36 est inclinée par rapport à la face 38 d'un angle qui peut varier de préférence de 5° à 90° ou de 95° à 270°. La face 34 est inclinée par rapport à la face 36 d'un angle qui peut varier de préférence de 5° à 90° ou de 95° à 270° .

L'élément de repérage 1 comprend un ou plusieurs inserts radio-opaques 30. Par inserts radio-opaques, on entend un insert sensiblement opaque aux rayons X.

Une caractéristique de 1 ' insert ou des inserts radio- opaques est qu'ils sont en un matériau visible aux rayons X pour être localisables par un scanner. L' insert ou les inserts radio- opaques sont choisis en un matériau qui ne produit pas d'artefacts lors du passage au scanner, dont la trace au scanner (qui correspond, par exemple, sur les images fournies par le scanner à des pixels dont le niveau de gris est plus ou moins important) est suffisamment contrastée par rapport aux tissus et aux os et qui présente une résistance mécanique suffisante. L' insert ou les inserts radio-opaques sont par exemple réalisés en titane ou en aluminium.

De préférence, l'ensemble de l'élément de repérage 1, à l'exception de 1 ' insert ou des inserts radio-opaques, est en un matériau qui est sensiblement transparent aux rayons X. De ce fait, lors de l'acquisition d'une image fournie par un scanner, seuls 1 ' insert ou les inserts radio-opaques de l'élément de repérage 1 apparaissent de façon nette sur l'image. En particulier, les faces de repérage 12, 14 et 16 n'apparaissent sensiblement pas dans le modèle tridimensionnel interne. Dans le présent mode de réalisation, 1 ' insert radio-opaque 30 est logé dans une ouverture 32 prévue dans l'élément de repérage 1. A titre de variante, le matériau opaque à la lumière visible peut être surmoulé sur 1 ' insert ou les inserts radio-opaques.

A titre de variante, pour certains modes de réali- sation, la totalité de l'élément de repérage peut être en un matériau radio-opaque. Dans ce cas, les faces 12, 14, 16 sont réalisées en matériau sensiblement opaque aux rayons X.

Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, 1 ' insert radio-opaque comprend un parallélépipède 30 d'un matériau radio-opaque logé dans une ouverture 32 qui débouche sur la face 6 de l'élément de repérage 1. Pour faciliter la compréhension de la présente invention, 1 ' insert 30 est repré ^¬ senté en traits pleins en figure 1 alors qu'il est, en réalité, caché par le bloc 2. Il peut s'agir d'un parallélépipède 30 rectangle. A titre d'exemple, 1 ' insert radio-opaque de l'élément de repérage 1 ne comprend que le parallélépipède 30.

La figure 3 représente un élément de repérage 40 selon un autre mode de réalisation de l'invention. L'élément de repérage 40 diffère de l'élément de repérage 1 en ce que 1 ' insert radio-opaque parallélépipédique 30 est remplacé par trois sphères 42, 44 et 46 en un matériau radio-opaque et, par exemple, noyées dans la masse de l'élément de repérage 40. Pour faciliter la compréhension de la présente invention, les sphères 42, 44 et 46 sont représentées en traits pleins en figure 3 alors qu'elles sont, en réalité, cachées par le bloc 2. Les centres des sphères 42, 44 et 46 ne sont pas alignés. De préférence, les diamètres des sphères sont différents. Le diamètre de la sphère 44 peut être strictement inférieur au diamètre de la sphère 42 et le diamètre de la sphère 46 peut être strictement inférieur au diamètre de la sphère 44. A titre d'exemple, les inserts radio-opaques de l'élément de repérage 40 ne comprennent que les trois sphères 42, 44 et 46.

La figure 4 représente un élément de repérage 50 selon un autre mode de réalisation de l'invention. L'élément de repérage 50 diffère de l'élément de repérage 1 en ce que 1 ' insert radio-opaque parallélépipédique 30 est remplacé par deux tubes 52, 54 radio-opaques. A titre d'exemple, les tubes 52, 54 sont noyés dans la masse du bloc 2, mais, pour faciliter la compréhension de la présente invention, sont néanmoins représentés en traits pleins en figure 4. Les deux tubes 52, 54 peuvent être des tubes 52, 54 pleins et rectilignes, dont les axes respectifs sont, par exemple, contenus dans deux plans parallèles entre eux et sensiblement perpendiculaires au plan d'occlusion lorsque l'élément de repérage 50 est placé dans la bouche du patient. Les tubes 52 et 54 sont, par exemple, noyés dans le matériau constituant le corps 2 de l'élément de repérage 50 au cours de son procédé de fabrication.

Les axes des tubes 52 et 54 ne sont pas parallèles entre eux et font, par exemple, un angle compris entre 30 et 120°, de préférence 90°. Comme cela est décrit plus en détail par la suite, le rôle des tubes 52 et 54 est de définir deux droites non concourantes dans des images reconstituées à partir de coupes tomographiques prises au scanner.

On note que les tubes 52 et 54 sont tels que leur axe respectif ne soit pas concourant. Toutefois, le mode de réalisation tel que représenté en figure 4, dans lequel les axes des tubes 52 et 54 sont dans des plans parallèles, constitue une disposition préférée des tubes 52 et 54 dans la mesure où elle minimise l'encombrement de l'élément de repérage 50 de façon à permettre le placement de l'élément de repérage 50 dans la bouche d'un patient.

La figure 5 représente un élément de repérage 60 correspondant à une variante de l'élément de repérage 1 représenté en figure 1 dans lequel les faces de repérage 34, 36 et 38 ne sont pas présentes.

Les figures 6 et 7 représentent deux vues en perspective d'un élément de repérage 70 selon un autre mode de réalisation de l'invention. L'élément de repérage 70 diffère de l'élément de repérage 1 en ce que les faces 16 (et 38) et 6 sont confondues et en ce que la face 14 (et 36) est remplacée par une face 72 correspondant à un demi-cylindre . De préférence, les faces 12 et 72 ont une arête 74 commune correspondant à un demi- cercle et les faces 12 et 16 ont une arête 20 commune corres ^¬ pondant à un segment de droite. L'élément de repérage 70 comprend, en outre, les tubes 52, 54 (seul le tube 54 étant visible en figure 7) d'un matériau radio-opaque logés dans une ouverture 78.

Les figures 8 et 9 représentent deux vues en pers ^¬ pective d'un élément de repérage 80 selon un autre mode de réalisation de l'invention. L'élément de repérage 80 diffère de l'élément de repérage 1 en ce que les faces 16 (et 38) et 6 sont confondues, en ce que la face 12 est remplacée par une face 82 correspondant à un quart de sphère et en ce que la face 14 est remplacée par une face 84 (et 36) correspondant à un demi- cylindre. De préférence, les faces 82 et 84 ont une arête 86 commune correspondant à un demi-cercle et les faces 82 et 16 ont une arête 88 commune correspondant à un demi-cercle. En outre, la face de repérage 36 est remplacée par la face 89 qui correspond au symétrique de la face 82 par rapport à un plan de symétrie et correspond à un quart de sphère. De préférence, les faces 89 et 84 ont une arête 90 commune correspondant à un demi- cercle et les faces 89 et 16 ont une arête 92 commune correspondant à un demi-cercle. L'élément de repérage 80 comprend, en outre, les sphères 42, 44 et 46 (seules les sphères 42 et 44 étant visibles en figure 9) d'un matériau radio-opaque logées dans des ouvertures 94, 96, 98.

La figure 10 représente un élément de repérage 81 correspondant à une variante de l'élément de repérage 60 dans lequel un élément de fixation 83 est prévu en face arrière de l'élément de repérage 81. L'élément de fixation 83 comprend des ventouses 85. A titre d'exemple, neufs ventouses 85 sont représentées en figure 10. L'élément de fixation 83 est, de préférence, réalisé en un matériau sensiblement transparent aux rayons X. Les ventouses 85 permettant la fixation de l'élément de repérage 81 dans la cavité buccale d'un patient sans utilisation de colle ou d'un matériau adhésif. L'élément de fixation 83 peut être prévu avec tous les modes de réalisation d'élément de repérage décrits précédemment en relation avec les figures 1 à 9.

La figure 11 représente un dispositif de repérage 91 qui comprend trois éléments de repérage unitaires qui peuvent correspondre chacun à l'un des éléments de repérage décrits précédemment en relation avec les figures 1 à 10. A titre d'exemple, en figure 11, le dispositif de repérage 91 comprend l'élément de repérage 81 représenté en figure 10 en trois exemplaires. L'un des éléments de repérage unitaire 81 peut être relié par un fil 93 souple à chacun des deux autres éléments de repérage unitaires. Les fils 93 sont, de préférence, constitués d'un matériau qui ne créé par d'artefacts sur les images aux rayons X. Les fils 93 sont, par exemple, en titane.

La figure 12 représente, de façon partielle et schématique, la cavité buccale 100 d'un patient. On a représenté des dents 102, la langue 104 et la gencive 106 d'un patient. Comme cela est décrit plus en détail par la suite, lors de la mise en oeuvre du procédé de préparation à la pose d'implants selon l'invention, l'élément de repérage 1 représenté en figure 1 est fixé à une dent 102 au niveau de la face 28 de la protubérance 26. A titre d'exemple, l'élément 1 peut être collé à une dent 102 ou à la gencive 106 par l'intermédiaire d'une colle ou d'un matériau adhésif qui permet un collage temporaire. La colle est, par exemple, à base de pâte de pierre. De préférence, l'élément de repérage 1 est collé de sorte que les trois faces 12, 14 et 16 décrites précédemment soient facilement visibles sur des images acquises par une caméra optique déplacée dans la bouche du patient par un praticien. De préférence, la face de repérage 12 est placée de façon sensiblement parallèle au plan d'occlusion dans la bouche du patient. De préférence, 1 ' insert ou les inserts radio-opaques 30 sont placés sensi ^¬ blement en dessous de la ligne dent 102/gencive 106 de telle manière que les artefacts pouvant être créés par des pièces métalliques, tels que des amalgames dentaires ou des bridges, n' influent pas sur la détection des marqueurs radio-opaques sur les images tomodensitométriques fournies par le scanner à rayons X.

La figure 13 représente, de façon partielle et schématique, la cavité buccale 100 de la figure 12 sur laquelle le dispositif de repérage 91 de la figure 11 a été fixé. Chaque élément de repérage unitaire 81 du dispositif de repérage 91 est fixé à une dent 102 ou à la gencive 106 par l'intermédiaire des ventouses 85. A titre de variante, les éléments de repérage unitaires du dispositif de repérage 91 peuvent être fixés à des dents 102 ou à la gencive 106 par l'intermédiaire d'une colle ou d'un matériau adhésif qui permet un collage temporaire. Le positionnement de chaque élément de repérage unitaire 81 peut suivre les conditions décrites précédemment en relation avec la figure 12. De façon avantageuse, un élément de repérage unitaires 81 est fixé sur chaque portion latérale de la mâchoire, le troisième élément de repérage unitaire 81 pouvant être fixé en partie avant de la mâchoire.

La figure 14 représente, de façon partielle et schématique, un mode de réalisation selon l'invention d'un système 110 de préparation à la pose d'implants. Le système 110 comprend un module de traitement 112 (μΡ) relié à une interface homme-machine 114 (IHM) , à un module d'analyse optique et/ou tactile 116 et à un module d'analyse aux rayons X 118. Le module de traitement 112 peut, en outre, être relié à un module de fabrication assistée par ordinateur 120 (CAM) . Le module de traitement 112 peut correspondre à un ordinateur, comprenant par exemple au moins un microcontrôleur et une mémoire. L'interface homme-machine 114 peut comprendre un écran d'affichage, éventuellement tactile, un clavier, une souris, etc. Le système 110 comprend, en outre, un élément de repérage 1. A titre de variante, l'élément de repérage peut correspondre à l'un quelconque des éléments de repérage 40, 50, 60, 70, 80 ou 81 décrits précédemment ou au dispositif de repérage 91 décrit précédemment .

Le module de traitement 112 est adapté à mettre en relation le modèle tridimensionnel externe et le modèle tri ^¬ dimensionnel interne.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le module d'analyse optique et/ou tactile 116 comprend une caméra optique intra-orale adaptée à faire l'acquisition d'images dans la cavité buccale d'un patient. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le module d'analyse 116 comprend une caméra optique ou un palpeur tridimensionnel adapté à faire l'acquisition d'images d'objets à l'extérieur de la cavité buccale. Le module d'analyse 116 est adapté à transmettre les images obtenues au module de traitement 112. Le module de traitement 112 est adapté à déterminer le modèle tridimensionnel externe à partir des images fournies par le module d'analyse 116.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le module d'analyse aux rayons X 118 comprend un scanner adapté à faire l'acquisition d'images aux rayons X de la cavité buccale d'un patient. Le module d'analyse aux rayons X 118 est adapté à transmettre les images obtenues au module de traitement 112. Le module de traitement 112 est adapté à déterminer le modèle tridimensionnel interne à partir des images fournies par le module d'analyse aux rayons X 118.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le module d'analyse optique 116 comprend un appareil de fourniture d'un modèle tridimensionnel externe de la cavité buccale du patient, par exemple l'appareil commercialisé par la société "3M ESPE" sous la dénomination "Scanner intra-oral lava S.O.S.". Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le module d'analyse 116 comprend un appareil de fourniture d'un modèle tridimen ^¬ sionnel externe d'objet, par exemple l'appareil commercialisé par la société Straumann sous la dénomination 3D Etkon qui met en oeuvre une caméra vidéo ou l'appareil commercialisé par la société Renishaw sous la dénomination Scanner Piccolo qui met en oeuvre un palpeur mécanique 3 axes. Le module d'analyse 116 est adapté à transmettre le modèle tridimensionnel externe au module de traitement 112.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le module d'analyse 118 comprend un appareil de tomographie aux rayons X, par exemple un CTCB (acronyme anglais pour Cone Beam Computerized Tomography) . Le module 118 est adapté à déterminer le modèle tridimensionnel interne de la cavité buccale du patient et à transmettre le modèle tridimensionnel interne au module de traitement 112. La figure 15 représente un schéma-bloc illustrant un mode de réalisation d'un procédé de préparation à la pose d'implants dentaires selon l'invention qui peut être mis en oeuvre avec le système 110 décrit à la figure 14 et notamment avec n'importe lequel des éléments de repérage 1, 40, 50, 60, 70 , 80, 81 décrits précédemment ou avec le dispositif de repérage 91.

A l'étape 122, le dentiste place l'élément de repérage 1 ou le dispositif de repérage 91 dans la bouche d'un patient. L'élément de repérage 1 ou le dispositif de repérage 91 peut être fixé, de façon temporaire, par exemple par l'intermédiaire d'une colle, à une dent 102 ou plusieurs dents 102 comme cela est représenté en figure 12 ou 13 ou à la gencive 106 du patient. Lorsque l'élément de repérage correspond à l'élément de repérage 81, l'élément de repérage 81 peut être fixé à une dent 102 ou à la gencive 106 du patient par l'intermédiaire des ventouses 85. L'élément de repérage 1 ou le dispositif de repérage 91 est alors fixe par rapport à la mâchoire inférieure ou supérieure du patient au moins pendant la durée des étapes 124 et 126 suivantes. Le procédé se poursuit à l'étape 124.

A l'étape 124, le modèle tridimensionnel externe est déterminé, alors que l'élément de repérage 1 ou le dispositif de repérage 91 est présent dans la bouche du patient. Le modèle tridimensionnel externe peut être déterminé par le module de traitement 112 à partir des images fournies par la caméra 116. Dans ce but, le praticien insère au moins partiellement la caméra 116 dans la bouche du patient et fait l'acquisition d'images de la surface externe des dents 102, des gencives 106, et de l'élément de repérage 1 ou du dispositif de repérage 91, la caméra 116 étant déplacée dans la bouche du patient au cours de l'acquisition des images. A titre de variante, le modèle tridimensionnel externe peut être déterminé par le module d'analyse optique 116. Le modèle tridimensionnel externe correspond, par exemple, à un fichier de points ou à un fichier au format STL (acronyme anglais pour STereoLithography) qui est un format utilisé fréquemment par les logiciels de stéréolithographie . Une poudre peut éventuellement être répartie dans la bouche du patient pour réduire l'apparition d'artéfacts sur les images acquises par la caméra 116. Le procédé se poursuit à l'étape 126.

A l'étape 126, le modèle tridimensionnel interne est déterminé alors que l'élément de repérage 1 ou le dispositif de repérage 91 est présent dans la bouche du patient. Le modèle tridimensionnel interne peut être obtenu par tomographie aux rayons X. Des données, par exemple des images à deux dimensions, peuvent être fournies par le scanner 118 à rayons X et le modèle tridimensionnel interne peut être déterminé par le module de traitement 112 à partir de ces données par un algorithme de reconstruction tomographique . Les images à deux dimensions peuvent être au format DICOM (acronyme anglais pour Digital Imaging and Communications in Médecine). A titre d'exemple, un ensemble d'images à deux dimensions est obtenu selon des plans de coupe répartis régulièrement (par exemple une image tous les millimètres) , chaque image ayant sensiblement le même nombre de pixels répartis de façon régulière. Le modèle tridimensionnel interne correspond alors à une grille volumétrique définie par l'ensemble de ces images. A chaque élément de volume de la grille, ou voxel, est attribuée une valeur numérique, par exemple représentative d'une quantité de rayonnement X absorbé, obtenue par exemple à partir des valeurs des pixels qui entourent le voxel. A titre de variante, le modèle tridimensionnel interne peut être déterminé par le module d'analyse aux rayons X 118. Le procédé se poursuit à l'étape 128. Les étapes 124 et 126 peuvent être réalisées dans n'importe quel ordre.

A l'étape 128, le module de traitement 112 met en correspondance le modèle tridimensionnel externe fourni à l'étape 124 et le modèle tridimensionnel interne fourni à l'étape 126. Ceci peut être réalisé de la façon suivante. Le module de traitement 112 détermine un premier repère tridimen- sionnel, également appelé premier système de coordonnées tridimensionnelles, associé au modèle tridimensionnel externe, par rapport auquel sont repérés les éléments du modèle tridimensionnel externe et un deuxième repère tridimensionnel, également appelé deuxième système de coordonnées tridimension ^¬ nelles, associé au modèle tridimensionnel interne, par rapport auquel sont repérés les éléments du modèle tridimensionnel interne. Chaque repère peut être déterminé par un point d'origine, également appelé point de référence par la suite, et trois vecteurs. A titre d'exemple, pour les éléments de repérage 1, 40, 50, 60, 70, 80 et 81, le premier repère est déterminé à partir de l'analyse de la portion du modèle tridimensionnel externe qui correspond à l'élément de repérage 1, 40, 50, 60, 70, 80 ou 81. Plus précisément, le module de traitement 112 détermine le premier repère à partir de la reconnaissance des faces de repérage de 1 ' élément de repérage qui sont présentes dans le modèle tridimensionnel externe. A titre d'exemple, pour les éléments de repérage 1, 40, 50, 60, 70, 80 et 81, le deuxième repère est déterminé à partir de l'analyse de la portion du modèle tridimensionnel interne qui correspond à l'élément de repérage 1, 40, 50, 60, 70, 80 ou 81. Le module de traitement 112 détermine le deuxième repère à partir de la reconnaissance de 1 ' insert ou des inserts radio-opaques 30, 42, 44, 46, 52 ou 54 présents dans le modèle tridimensionnel interne. Pour les éléments de repérage 1, 40, 50, 60, 70, 80, 81 ou le dispositif de repérage 91, le module de traitement 112 détermine ensuite la transformation de passage entre le premier repère et le deuxième repère, c'est-à-dire la transformation géométrique à trois dimensions qui relie les premier et deuxième repères. A titre d'exemple, pour les éléments de repérage 1, 40, 50, 60, 70, 80 et 81, la transformation de passage est déterminée à partir de la position relative entre les faces de repérage et les inserts radio-opaques qui est connue de part la conception de l'élément de repérage. A titre d'exemple, dans le cas de l'élément de repérage 1 représenté en figure 1, l'algorithme de détermination du premier repère associé au modèle tridimensionnel externe peut comprendre les étapes suivantes :

détermination des faces de repérage planes 12, 14 et

16 par un algorithme de reconnaissance de surfaces ;

détermination de l'arête 18 commune aux faces 12 et 14, de l'arête 20 commune aux faces 12 et 16 et de l'arête 22 commune aux faces 14 et 16 ;

détermination du point d'origine du premier repère qui correspond au point 0 commun aux arêtes 18, 20 et 22 ; et

détermination de trois vecteurs non coplanaires définissant le premier repère, deux vecteurs étant donnés par les arêtes 18 et 20 et le troisième vecteur étant égal au produit vectoriel des deux vecteurs définis précédemment.

A titre de variante, dans l'algorithme de détermi ^¬ nation du premier repère associé au modèle tridimensionnel externe décrit précédemment, la face 4 peut être utilisée à la place de la face 12. En outre, l'élément de repérage 1 décrit précédemment ayant une structure symétrique, les faces de repérage 34, 36 et 38 peuvent être utilisées à la place des faces 12, 14 et 16.

L'utilisation de l'élément de repérage 1 représenté en figure 1 peut être avantageux dans la mesure où les faces de repérage 12, 14 et 16 sont inclinées à 45° les unes par rapport aux autres. En effet, ceci réduit le risque que l'une des faces de repérage 12, 14, 16 ne soit pas visible sur les images acquises par la caméra optique 116 par rapport à des faces de repérage qui seraient inclinées les unes par rapport aux autres d'un angle de 90°. A titre d'exemple, dans le cas de l'élément de repérage 70 représenté aux figures 6 et 7, l'algorithme de détermination du premier repère associé au modèle tridimensionnel externe peut comprendre les étapes suivantes :

détermination des faces de repérage 12, 72 et 16 par un algorithme de reconnaissance de surfaces ; détermination de l'arête 74, correspondant à un arc de cercle, commune aux faces 12 et 72 et détermination du centre de cet arc de cercle qui correspond au point d'origine du premier repère ;

détermination de l'arête 20, correspondant à un segment de droite, commune aux faces 12 et 16, le centre de l'arc de cercle 74 étant situé sur ce segment 20 ; et

détermination de trois vecteurs non coplanaires défi ^¬ nissant le premier repère, le premier vecteur correspondant à l'arête 20, le second vecteur étant perpendiculaire au premier vecteur, passant par le point d'origine et étant contenu dans la face 12, le troisième vecteur étant égal au produit vectoriel des premier et deuxième vecteurs définis précédemment.

A titre d'exemple, dans le cas de l'élément de repérage 80 représenté aux figures 8 et 9, l'algorithme de détermination du premier repère associé au modèle tridimensionnel externe peut comprendre les étapes suivantes :

détermination des faces de repérage 82, 84 et 16 par un algorithme de reconnaissance de surfaces ;

détermination de l'arête 86, correspondant à un arc de cercle, commune aux faces 82 et 84, détermination du centre de cet arc de cercle, qui correspond au point d'origine du premier repère, et détermination du plan contenant cet arc de cercle ;

détermination de l'intersection de la face 16 et du plan contenant l'arc de cercle 86 qui donne un segment sur lequel est situé le centre de l'arc de cercle 86 ; et

détermination de trois vecteurs non coplanaires définissant le premier repère, le premier vecteur correspondant au segment d'intersection de la face 16 et du plan contenant l'arc de cercle 86, le second vecteur étant perpendiculaire au premier vecteur, passant par le point d'origine et étant contenu dans le plan contenant l'arc de cercle 86, le troisième vecteur étant égal au produit vectoriel des premier et deuxième vecteurs définis précédemment. Dans le cas de l'élément de repérage 1 représenté en figure 1 qui comprend un parallélépipède radio-opaque 30, l'algorithme de détermination du deuxième repère associé au modèle tridimensionnel interne peut comprendre les étapes suivantes :

détermination de tous les voxels du modèle tridimensionnel interne appartenant à 1 ' insert radio-opaque 30 ;

détermination du centre de gravité de 1 ' insert radio- opaque 30 ;

détermination de la matrice d'inertie de 1 ' insert radio-opaque 30 ; et

détermination des vecteurs propres de la matrice d' inertie .

Le deuxième repère est défini par le centre de gravité de 1 ' insert radio-opaque 30 et les trois vecteurs propres de la matrice d'inertie de 1 ' insert radio-opaque 30.

De façon générale, la forme de 1 ' insert radio-opaque 30 peut être différente de celle d'un parallélépipède tant qu'elle est adaptée pour permettre la détermination de vecteurs propres distincts et uniques de la matrice d'inertie de 1 ' insert .

A titre d'exemple, dans le cas de l'élément de repérage 40 représenté en figure 3, l'algorithme de détermi ^¬ nation du deuxième repère associé au modèle tridimensionnel interne peut comprendre les étapes suivantes :

détermination de tous les voxels du modèle tridimen ^¬ sionnel interne appartenant aux sphères 42, 44, 46 ;

détermination des centres des sphères 42, 44, 46 ;

détermination d'un premier vecteur correspondant au vecteur reliant un premier centre (par exemple la sphère de plus grand diamètre) et un deuxième centre (par exemple la sphère de diamètre intermédiaire) et d'un deuxième vecteur correspondant au vecteur reliant le premier centre et le troisième centre (par exemple la sphère de plus petit diamètre) ; détermination d'un troisième vecteur à partir du produit vectoriel des premier et deuxième vecteurs ; et

détermination du point d'origine du deuxième repère correspondant à l'un des centres.

A titre d'exemple, dans le cas de l'élément de repérage 50 représenté en figure 4, l'algorithme de détermi ^¬ nation du deuxième repère associé au modèle tridimensionnel interne peut comprendre les étapes suivantes :

détermination de tous les voxels du modèle tridimen- sionnel interne appartenant aux inserts radio-opaques 52, 54 ;

détermination des axes des tubes 52, 54 ;

détermination du point à distance minimale entre les deux axes des tubes 52, 54 qui correspond à l'origine du deuxième repère ;

détermination d'un premier vecteur correspondant au vecteur directeur de l'axe du tube 52 et d'un deuxième vecteur correspondant au vecteur directeur de l'axe du tube 54 ; et

détermination d'un troisième vecteur à partir du produit vectoriel des premier et deuxième vecteurs .

A titre d'exemple, lorsque le dispositif de repérage

91 est utilisé, la détermination du premier repère, du deuxième repère et de la transformation de passage entre le premier repère et le deuxième repère peut être réalisée de la façon suivante .

Le premier repère peut correspondre au repère propre du modèle tridimensionnel externe utilisé par le module d'analyse optique et/ou tactile 116 et/ou le module de traitement 112 lors de la fourniture du modèle tridimensionnel externe. Le deuxième repère peut correspondre au repère propre du modèle tridimensionnel interne utilisé par le module d'analyse aux rayons X 118 et/ou le module de traitement 112 lors de la fourniture du modèle tridimensionnel interne.

A titre d'exemple, dans le cas où le dispositif de repérage 91 est utilisé, la transformation de passage entre le premier repère et le deuxième repère peut comprendre les étapes suivantes :

détermination d'un premier point de référence pour chaque élément de repérage unitaire 81 dans le modèle tridimensionnel externe. Le premier point de référence peut correspondre au point d'origine du premier repère qui est déterminé dans le cas où l'élément de repérage 81 est utilisé seul et qui peut être déterminé selon les modes de réalisation décrits précédemment. Les coordonnées de chaque premier point sont exprimées dans le premier repère ;

détermination d'un deuxième point de référence pour chaque élément de repérage unitaire 81 dans le modèle tridimensionnel interne. Le deuxième point de référence peut correspondre au point d'origine du deuxième repère qui est déterminé dans le cas où l'élément de repérage 81 est utilisé seul et qui peut être déterminé selon les modes de réalisation décrits précédemment. Les coordonnées de chaque deuxième point sont exprimées dans le deuxième repère ;

détermination d'un troisième point de référence pour chaque élément de repérage unitaire 81 dans le deuxième repère. Pour chaque élément de repérage 81, le troisième point de référence de l'élément de repérage correspond au premier point de référence dont les coordonnées sont exprimées dans le deuxième repère. Ceci peut être obtenu en appliquant une translation au deuxième point de référence, le vecteur translation appliqué étant connu de part la conception de l'élément de repérage unitaire 81 ; et

détermination à partir des premiers points de référence et des troisièmes points de référence de la transformation de passage entre le premier repère et le deuxième repère. Cette transformation peut être déterminée selon l'algorithme décrit dans la publication intitulée "Least-Squares Fitting of Two 3-D Points Sets" aux noms de K.S. Arun, T. S. Huang et S.D. Blostein (IEEE Transactions On Pattern Analysis And Machine Intelligence, Vol. PAMI-9, n°5, pp 698-700, septembre 1987) .

De façon générale, pour la mise en oeuvre de cet algorithme, on considère N un nombre entier égal ou supérieur à 3, un premier ensemble de points Pj_ de coordonnées (Xj_, Yj_, Z-j_) dans le premier repère où i est un nombre entier variant de 1 à N, et un deuxième ensemble de points P'i de coordonnées (X'j_, Y'j_, dans le deuxième repère où i est un nombre entier variant de 1 à N. Les points Pj_ peuvent correspondre aux premiers points de référence décrits précédemment et les points P'i peuvent correspondre aux troisièmes points de référence décrits précédemment.

La transformation de passage du premier repère au deuxième repère est donnée par les matrices R et T qui vérifient la relation (1) suivante :

P'i = R.Pi + T + ¾ ₍₁₎ où R est une matrice de rotation, T un vecteur translation et N-j_ est un vecteur bruit. La matrice R et le vecteur T sont déterminés pour minimiser le critère S défini selon la relation (2) suivante :

On appelle P le centre de gravité des points Pj_, P' le centre de gravité des points P'i, les points Qi de coordonnées (¾χ ' ¾y/ ¾ _. z) dans le premier repère donnés par Qi = Pi - P pour i variant de 1 à N et les points Q'i de coordonnées (q'i _x , q'iy, q'i _z ) dans le deuxième repère donnés par Q'i = P'i -P' pour i variant de 1 à N. La relation (2) devient alors la relation (3) suivante :

On utilise la matrice de covariance H selon la relation (4) suivante

Rix - R ix Rix- iy Rix- R iz

H =∑i Riy R ix Riy R iy Riy R iz (4;

Riz- R ix Riz- R iy Riz- R iz. La matrice H est décomposée en valeurs singulières U et V selon la relation (5) suivantes :

H = UAV ^t (5)

La matrice R et le vecteur T sont donnés par les relations (6) suivantes :

R = V.U ^t (6)

T = P' - R.P

A un point B dont les coordonnées sont exprimées dans le premier repère correspond un point B' dont les coordonnées sont exprimées dans le deuxième repère. Les points B et B' sont reliés par les relations (7) suivantes :

B'i = R.Bi + T ₍₇₎ Bi = R ^_1 .B'i - R ^_1 .T

Un avantage du procédé mettant en oeuvre le dispositif de repérage 91 est que la transformation de passage peut être déterminée avec une meilleure précision que lors de l'utilisation d'un unique élément de repérage 1, 30, 40, 50, 60, 70, 80 ou 81.

Le procédé se poursuit à l'étape 130.

A l'étape 130, le praticien détermine la position des implants. Dans ce but, le praticien utilise à la fois le modèle tridimensionnel interne et le modèle tridimensionnel externe. A titre d'exemple, sur l'écran d'affichage du module d'interface 114, le modèle tridimensionnel externe et le modèle tri ^¬ dimensionnel interne peuvent être représentés simultanément sur une même image, le modèle tridimensionnel externe étant positionné correctement par rapport au modèle tridimensionnel interne. Le modèle tridimensionnel externe est, par exemple, ajouté en transparence sur le modèle tridimensionnel interne. Le praticien peut voir sur une même image à la fois le système osseux de la mâchoire du patient sur lequel les implants doivent être fixés et la surface externe des tissus mous, notamment des gencives, recouvrant le système osseux. Le praticien peut alors ajouter aux modèles tridimensionnels interne et externe, par l'intermédiaire de l'interface 114, le modèle tridimensionnel de la surface externe de dents virtuelles. Pour chaque implant, le praticien peut alors déterminer l'axe idéal de perçage pour la pose de 1 ' implant à partir du modèle tridimensionnel externe complété par les dents virtuelles. L'axe peut être reporté sur le modèle tridimensionnel interne en utilisant la matrice de transfert. Le praticien peut alors ajuster la position de l'axe de 1 ' implant en fonction de la structure osseuse de la mâchoire du patient.

Dans le cas où un guide chirurgical est à réaliser, le praticien peut, en outre, déterminer, à partir du modèle tridimensionnel interne et avec la position des axes des implants, un modèle tridimensionnel d'une gouttière dont l'intrados correspond au modèle tridimensionnel externe. En outre, le praticien peut ajouter, sur le modèle tridimensionnel de la gouttière, les ouvertures nécessaires au passage de l'outil de perçage à partir de la position des axes des implants. Le module de traitement 112 peut alors transmettre le modèle tridimensionnel de la gouttière à l'outil 120 de fabrication assistée par ordinateur pour la fabrication du guide chirurgical. Le guide chirurgical peut être fabriqué par des procédés d'usinage tridimensionnel ou des procédés de fabrication additive, par exemple par fusion sélective par laser, par frittage sélectif par laser, par impression 3D ou par stéréolithographie .

De façon générale, le mode de réalisation du procédé de préparation à la pose d'implants dentaires selon l'invention décrit précédemment peut être mis en oeuvre avec n'importe quel élément de repérage qui peut être repéré à la fois dans le modèle tridimensionnel externe et le modèle tridimensionnel interne .

La figure 16 représente un schéma-bloc illustrant une variante du mode de réalisation du procédé de préparation à la pose d'implants dentaires selon l'invention décrit précédemment en relation avec la figure 15 dans laquelle l'étape 124 comprend les sous-étapes 150, 152 et 154 suivantes :

A l'étape 150, un premier modèle tridimensionnel externe des dents et des gencives de la partie, inférieure ou supérieure, de la bouche du patient au niveau de laquelle une prothèse doit être placée est déterminé, alors qu'un premier élément de repérage 1 ou un premier dispositif de repérage 91 est fixé à une dent, à plusieurs dents ou à la gencive de cette partie de la bouche, comme cela a été décrit précédemment. Le procédé se poursuit à l'étape 152.

A l'étape 152, un deuxième modèle tridimensionnel externe supplémentaire des dents et des gencives de l'autre partie, inférieure ou supérieure, de la bouche du patient est déterminé, alors qu'un deuxième élément de repérage 1 ou un deuxième dispositif de repérage 91 est fixé à une dent, à plusieurs dents ou à la gencive de cette autre partie de la bouche. Le procédé se poursuit à l'étape 154.

A l'étape 154, un troisième modèle tridimensionnel externe des dents et des gencives est déterminé alors que les deux parties inférieure et supérieure de la bouche du patient sont en occlusion, les premier et deuxième éléments de repérage 1 ou dispositifs de repérage 91 étant présents aux mêmes positions que lors de la détermination des premier et deuxième modèles tridimensionnels externes. Le troisième modèle tridimensionnel externe est nécessairement incomplet puisque la bouche du patient est en occlusion. Toutefois, le troisième modèle tridimensionnel externe permet de connaître la position relative entre les premier et deuxième éléments de repérage 1 ou dispositifs de repérage 91 lorsque la bouche du patient est en occlusion. Le module de traitement 112 est alors adapté à placer le premier modèle tridimensionnel par rapport au deuxième modèle tridimensionnel lorsque la bouche du patient est en occlusion.

De ce fait, à l'étape 130, le praticien peut tenir compte en ajoutant des dents virtuelles au premier modèle tridimensionnel externe de contraintes déterminées à partir de l'étude des premier et deuxième modèles tridimensionnels externes en occlusion.

La figure 17 représente un schéma-bloc illustrant une variante du mode de réalisation du procédé de préparation à la pose d'implants dentaires selon l'invention décrit précédemment en relation avec la figure 15 adaptée au cas où le patient n'a plus de dents au niveau du maxillaire dans lequel un implant doit être placé et utilise un dentier. Selon cette variante, l'étape 124 décrite précédemment comprend les sous-étapes 156 et 158 suivantes :

A l'étape 156, un premier modèle tridimensionnel externe de 1 ' intérieur de la bouche est déterminé en présence du dentier, alors qu'un premier élément de repérage 1 ou un premier dispositif de repérage 91 est fixé à ce dentier par collage par exemple. Le premier modèle tridimensionnel externe comprend la surface externe des fausses dents du dentier. Le procédé se poursuit à l'étape 158.

A l'étape 158, un deuxième modèle tridimensionnel de la surface externe du dentier du patient est déterminé alors que le patient n'a plus le dentier en bouche et que le dentier est à l'extérieur de la bouche du patient. Le but de l'acquisition de ce deuxième modèle tridimensionnel externe est d'avoir l'intra ^¬ dos du dentier qui correspond à la surface gingivale du patient. Les premier et deuxième modèles tridimensionnels externes sont mis en correspondance grâce à l'élément de repérage 1 ou au dispositif de repérage 91 qui permet d'avoir un repère tridimensionnel en rapport avec la surface intrados et un repère tridimensionnel en rapport avec la surface externe des fausses dents .

A l'étape 128, le module de traitement 112 met en correspondance le premier modèle tridimensionnel externe fourni à l'étape 156, le deuxième modèle tridimensionnel externe fourni à l'étape 158 et le modèle tridimensionnel interne fourni à l'étape 126. A l'étape 130 décrite précédemment, le praticien peut utiliser le premier modèle tridimensionnel de la surface externe du dentier du patient comme point de départ pour adapter la position des axes des implants à partir du modèle tridimen- sionnel interne. Dans le cas où un guide chirurgical est à réaliser, le praticien utilise le deuxième modèle tridimensionnel externe qui correspond à la surface (appelée l'intrados) du guide chirurgical destinée à être en contact avec les gencives et éventuellement le palais du patient.

De façon avantageuse, la partie de l'élément de repérage 1, 40, 50, 60, 70, 80, 81 qui permet la reconnaissance de l'élément de repérage dans le modèle tridimensionnel externe, c'est-à-dire les faces de repérage 12, 14, 16, 34, 36, 38, 72, 82, 84, 89, et la partie de l'élément de repérage 1, 40, 50, 60, 70, 80, 81 qui permet la reconnaissance de l'élément de repérage dans le modèle tridimensionnel interne, c'est-à-dire les inserts radio-opaques 30, 42, 44, 46, 52, 54, sont différentes. En effet, la reconnaissance de l'élément de repérage dans le modèle tridimensionnel externe met avantageusement en oeuvre des algorithmes de reconnaissance de surface tandis que la recon ^¬ naissance de l'élément de repérage dans le modèle tridimen ^¬ sionnel interne met avantageusement en oeuvre des algorithmes de reconnaissance de volume. Ceci est avantageux dans la mesure où la précision des images pouvant être obtenues par un scanner à rayons X est généralement moins bonne que la précision des images pouvant être obtenues par une caméra optique ou un palpeur. La mise en oeuvre d'algorithmes de reconnaissance de volume permet d'assurer la détermination avec plus de robustesse du repère associé au modèle tridimensionnel interne malgré l'imprécision des images obtenues par un scanner à rayons X.

La forme de la partie de l'élément de repérage 1, 40, 50, 60, 70, 80, 81 qui permet la reconnaissance de l'élément de repérage dans le modèle tridimensionnel externe peut donc être optimisée pour des algorithmes de reconnaissance de surface et la forme de la partie de l'élément de repérage 1, 40, 50, 60, 70, 80 qui permet la reconnaissance de l'élément de repérage dans le modèle tridimensionnel interne peut donc être optimisée pour des algorithmes de reconnaissance de volumes.

Toutefois, si la précision des images obtenues par un scanner à rayons X le permet, la détermination du repère associé au modèle tridimensionnel externe peut être réalisée par des algorithmes de reconnaissance de surfaces à partir de faces caractéristiques de l' insert.

En outre, il peut être avantageux que la totalité de l'élément de repérage ne soit pas réalisée en matériau radio- opaque. En effet, si la totalité de l'élément de repérage était réalisée en matériau radio-opaque, il risquerait de se produire des artefacts sur les images acquises par la caméra optique. De plus, si la totalité de l'élément de repérage était réalisé en matériau radio-opaque, il serait difficile à la fois de situer l'élément radio-opaque sous la ligne dents/gencives pour éviter l'obtention d'artefacts sur les images acquises par le scanner tomodensitométrique et de placer au moins certaines faces de repérage à proximité du plan d'occlusion pour faciliter l'acqui- sition d'images par la caméra intra-orale.

Toutefois, dans des cas particuliers d' édentement complet, la totalité de l'élément de repérage peut être réalisée en matériau radio-opaque, dans la mesure où les risques d'artefacts sur les images acquises par le scanner tomodensito- métrique sont réduits.

Selon le mode de réalisation du procédé de préparation décrit précédemment en relation avec la figure 15, il n'est pas nécessaire de réaliser une copie en plâtre de la bouche du patient pour fabriquer le guide de perçage. En outre, les étapes d'acquisition des images par la caméra 116 et d'acquisition des images par le scanner 118 peuvent être réalisées lors d'une seule séance qui peut ne pas durer plus de 20 minutes. La durée entre l'acquisition des images et la fabrication du guide chirurgical peut, en outre, être réduite, par exemple à moins d'une demi-j ournée . L'élément de repérage 1, 40, 50, 60, 70, 80 ou 81 peut, de façon avantageuse, être fixé directement sur la paroi latérale d'une dent ou sur la gencive du patient. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir une gouttière qui recouvre au moins partiellement les dents du patient et à laquelle serait fixé 1 ' élément de repérage .

Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, même si l'élément de repérage représenté en figure 4 a été décrit avec des inserts radio-opaques 52, 54 de forme tubulaire, il est clair que chaque tube 52, 54 peut être remplacé par un élément de forme conique ou tronconique, éventuellement creux. En outre, même s'il a été décrit des modes de réalisation dans lesquels l'élément de repérage est collé de façon temporaire à une dent ou à la gencive d'un patient, il est clair que l'élément de repérage peut être fixé par tout moyen dans la cavité buccale du patient lors de l'acquisition des images au scanner à rayons X et des images par la caméra optique. A titre d'exemple, l'élément de repérage peut être fixé aux dents par un système de maintien mécanique, par exemple une pince. En outre, même si dans les modes de réalisation décrits précédemment, les inserts radio-opaques 30, 42, 44, 46, 52, 54 sont complètement noyés dans le bloc, et notamment recouverts par les faces de repérage, il est clair qu'une partie de 1 ' insert radio-opaque peut se projeter en saillie hors du bloc.

Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. On note que l'homme de l'art peut combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes sans faire preuve d'activité inventive. A titre d'exemple, les inserts radio-opaques, tels que le parallé ^¬ lépipède 30 représenté à la figure 1, les tubes 52, 54 représentés aux figures 4 et 7, les sphères 42, 44, 46 représentées aux figures 3 et 9, peuvent être utilisés avec n'importe lequel des éléments de repérage 1, 60, 70, 80 ou 81.