CFAO et prothèses cliniques
Exposer de manière rationnelle les nouveautés des différents types de scanners intra-oraux présents à l'édition 2017 de l'IDS (International Dental Show) de Cologne n'est pas chose aisée, d'une part, en raison du nombre incessant de nouvelles caméras qui apparaissent (ou d'anciennes qui disparaissent...), qui changent de nom ou de marque et, d'autre part, parce que la nouveauté et les données marketing se prêtent mal au jeu de l'analyse scientifique. En fait, les caméras passent...
Préambule
La caméra pour empreintes optiques intra-orale aura été une des « stars » de l'IDS (International Dental Show, la plus grande exposition de matériel dentaire au monde) 2017. La variété d'IOS (intra-oral scanners) est telle qu'il devient compliqué de faire un tri, pour une évaluation constructive de ce qui est proposé. Le Dr Olivier Landwerlin, comme tous les 2 ans, s'est rendu à Cologne avec un objectif parfaitement clair : recueillir un maximum d'informations sur le matériel de CFAO directe et semi-directe. En bon spécialiste, il nous en a rapporté cet article, clair, précis, véritable instantané du marché de l'empreinte optique en 2017, avec ses classiques, ses innovations, ses promesses. Lisez-le et vous saurez tout ce qui constitue l'actualité et les tendances à venir.
Résumé
L'empreinte optique constitue le premier maillon de la chaîne de CFAO. Qu'elle soit destinée à la CFAO directe (empreinte CAO et FAO faites au cabinet) ou à l'expédition, via Internet, à son laboratoire, elle reste le prérequis indispensable pour rentrer dans la boucle du flux de travail numérique (digital workflow). Tous les 2 ans se tient à Cologne l'IDS, où sont présentées toutes les nouveautés en termes de matériel dentaire. Ce sont plus de 20 caméras qui ont été présentées cette année. Toutefois, exposer de manière rationnelle les nouveautés des différents types de scanners intra-oraux présents à l'édition 2017 de l'IDS de Cologne n'est pas chose aisée. Dans cet article, elles sont regroupées en quatre catégories : les « anciennes » et leurs améliorations, les « nouvelles » récemment commercialisée, celles commercialisées mais non (encore ?) distribuées en France et, enfin, les prototypes. Et l'on répond à la question : que peut-on attendre aujourd'hui d'un scanner intra-oral ? Cette description synthétique permet au lecteur de se faire une opinion objective sur les nouveautés qui lui sont présentées... où qu'il retrouvera en novembre au congrès de l'ADF à Paris.
Exposer de manière rationnelle les nouveautés des différents types de scanners intra-oraux présents à l'édition 2017 de l'IDS (International Dental Show) de Cologne n'est pas chose aisée, d'une part, en raison du nombre incessant de nouvelles caméras qui apparaissent (ou d'anciennes qui disparaissent...), qui changent de nom ou de marque et, d'autre part, parce que la nouveauté et les données marketing se prêtent mal au jeu de l'analyse scientifique. En fait, les caméras passent par plusieurs étapes, du prototype jusqu'à la commercialisation, et ce au cours de nombreux stades de R & D (recherche et développement). La principale difficulté pour les ingénieurs impliqués dans la conception de caméras d'empreinte optique est de transposer les résultats théoriques sur des mesures en laboratoire, puis de les reporter sur des modèles in vitro avec toutes les spécificités de la clinique : espace limité, point de vue contraint, matériaux brillants (surface d'émail, couronnes métalliques ou amalgames), présence de salive, mouvements du patient... Ensuite, une version dite en bêta test permet d'améliorer les performances de la caméra avec la collaboration d'utilisateurs triés sur le volet, avant de la proposer aux utilisateurs finals. Une fois la caméra mise en vente, il faut encore se démarquer de la concurrence au travers de campagnes marketing et de présentations au public. La dernière phase est celle, attendue ou redoutée par le fabricant, de l'analyse scientifique indépendante où la caméra est soumise à différents protocoles d'analyse, in vitro ou in vivo, voire de comparatifs lors d'études purement scientifiques ou hospitalo-universitaires. Une fois mis sur le marché, les scanners intra-oraux doivent encore passer par des réseaux de distribution parfois éloignés de leur pays d'origine, ce qui peut compliquer la tâche des « utilisateurs finals » en termes de formation, de communication, d'approvisionnement et de maintenance.
Par conséquent, toutes les caméras de numérisation 3D intra-orales présentées au public n'en étant pas au même stade de développement, cet article propose de décrire les nouveautés du salon IDS 2017 selon trois catégories :
– les nouvelles versions ou les améliorations de caméras déjà distribuées ;
– les caméras nouvellement ou très prochainement proposées à la commercialisation ;
– les caméras présentées mais encore au stade du prototype.
Un bilan sera donc dressé sur ce que le praticien est en droit d'attendre de ce type de matériel et sur les critères qui doivent guider son choix.
Pour valoriser un peu plus les systèmes existants, plusieurs fabricants n'ont de cesse d'améliorer l'ergonomie et le confort d'utilisation de leurs appareils. Des solutions portables pour les praticiens travaillant dans plusieurs cabinets ou dans des cabinets de faible superficie se font jour en remplacement du kart ou du « pod » (fig. 1).
3Shape lance une version monochrome de sa caméra, pour un prix inférieur de 40 % à la version couleur mais aux performances identiques, avec possibilité d'« upgrader » (mettre à niveau) ultérieurement vers la version couleurs.
La version pod permet au praticien de connecter la caméra à un simple PC portable ou même à une tablette en s'affranchissant du chariot (kart) (fig. 2). L'autre nouveauté est le lancement du premier scanner intra-oral sans fil. Équipé d'une batterie intégrée dans sa poignée, il est légèrement plus lourd que la version filaire et, de ce fait, la poignée n'est pas détachable puisqu'elle contient la batterie (fig. 3). Il reste relié en Wi-Fi à l'unité centrale dans un rayon de 10 m. Lorsqu'on est éloigné de l'écran, la caméra sert de manette de contrôle pour naviguer dans les menus et faire pivoter l'empreinte numérique à l'écran. La fonction « monitoring » permet un suivi des cas dans le temps en comparant 2 empreintes numériques du même patient.
TRIOS® 3Shape intègre désormais le scan de l'occlusion dynamique. Si l'inscription à la plateforme 3Shape Communicate est indispensable pour transférer les fichiers à son laboratoire avec la fiche laboratoire correspondante, il est toutefois maintenant possible d'exporter en .stl directement à partir du logiciel équipant la caméra TRIOS® Dental Desktop.
Align Technologies propose, depuis 2015, la version iTero® Element, plus rapide car numérisant en continu et moins encombrante que les iTero® 1 et 2. Elle est désormais en couleur et dispose d'un écran tactile multitouch (permettant des manipulations à l'écran avec plusieurs doigts). Outre la taille plus réduite de la caméra et sa tête angulée caractéristique permettant un meilleur accès dans les zones difficiles, une version compacte est disponible. Au niveau logiciel, on trouve désormais des fonctions faisant appel à la comparaison de données dans le temps avec iTero® TimeLaps (comparaison de 2 scans pour observer dans le temps une récession gingivale, des mouvements dentaires inattendus ou une perte de matériaux), une fonction également utile en orthodontie. De même, les effets d'un traitement orthodontique par gouttière d'alignement peuvent désormais être simulés directement après une prise d'empreinte numérique.
Le fichier, au format « open .stl », et la commande du modèle physique sont disponibles en quelques clics sur le site réservé aux praticiens d'Align Technologies (respectivement les services « iRecord » et « iCast »).
Avec l'option « Invisalign® Go » et sa fonction « Case Assessment », on peut « soumettre un cas » à la machine après avoir scanné les arcades ; le logiciel se charge alors d'en évaluer la difficulté en le comparant à une base de données distante (fig. 4).
Si elle présente des performances de scannage tout à fait intéressantes, cette caméra reste encore une des plus lourdes du marché (500 g), obligeant parfois à s'aider à deux mains pour la stabiliser.
La prise de teinte numérique est désormais possible par une simple mise à jour du logiciel vers la version CEREC® SW 4.5.1 de l'Omnicam (jusqu'à ce jour, seul le TRIOS® 3Shape proposait cette option) (fig. 5). Par ailleurs, cette nouvelle version permet l'export de l'empreinte au format ouvert .stl en basse, moyenne ou haute résolution (ce n'était auparavant possible qu'avec le logiciel de laboratoire Inlab). Il y a désormais plusieurs manières d'envoyer son empreinte :
– envoi par Sirona Connect ;
– export du fichier en .dxd ;
– export du fichier en .stl (option nécessitant une clé de sortie STL, ou dongle, pour fonctionner).
Les données numérisées peuvent également être chargées dans des logiciels de planification implantaires tiers pour la réalisation des guides chirurgicaux. Il est proposé une stratégie de scannage libre ou scannage guidé. Ce dernier, encore appelé scannage linéaire (numérisation systématique de toutes les faces occlusales, puis vestibulaires, puis linguales, etc.), serait le plus adapté pour la numérisation d'une arcade complète (pour la réalisation de gouttières d'alignement orthodontique par exemple). Par ailleurs, la version 4.5 permet d'améliorer l'élimination des images indésirables lors du scannage, diminuant ainsi la durée de post-traitement parfois élevée en cas de scannage d'arcades complètes.
Un kit de désinfection de haut niveau (HLD, high level desinfectants) est disponible pour les douilles miroirs, ce qui représente désormais une vraie solution de stérilisation de l'embout de la caméra par rapport aux caméras concurrentes à embouts autoclavables.
Dental Wings a lancé une version compacte de son scanner intra-oral Odeon. Celui-ci offre désormais la possibilité de se déplacer aisément d'un poste de soin à un autre et d'optimiser l'espace dans le cabinet tout en conservant les mêmes caractéristiques, démarrage et arrêt du scan par « kinnect » (sans contact). Le contrôle gestuel de la prise d'empreinte reste intéressant en termes de gestion du risque infectieux. La tête du scanner comporte des signaux lumineux indiquant si les données sont acquises avec succès, ce qui implique que l'on doit regarder en direction du patient (et non de l'écran de contrôle) lors de l'acquisition (fig. 6). Même si cette nouvelle version ne dispense toujours pas du poudrage des surfaces avant scannage, une nouvelle version totalement powder free (sans poudrage) est prévue fin 2017. Un autre intérêt de cette caméra réside dans la planification collaborative du traitement implantaire.
À partir du scan préopératoire, les implants sont préalablement positionnés dans coDiagnostiX™ ; dès lors, la mise à jour se fait en temps réel au laboratoire. DWOS Synergy synchronise la planification et la conception entre les stations de coDiagnostiX™ (praticien) et de DWOS (laboratoire). Depuis 2016, Straumann® CARES® a choisi le scanner Dental Wings et coDiagnostiX® pour son flux numérique de travail.
3M ESPE a sorti une version mobile de son système d'empreinte optique True Definition se connectant à une tablette Surface (Microsoft) via un port USB. La tête du scanner est actuellement l'une des plus petite sur le marché. La nouvelle version 3M Mobile True Definition Scanner ne change pas sa technologie de scannage (3D-in-motion) (fig. 7). La vitesse de numérisation est acceptable mais le poudrage obligatoire de surface peut paraître rébarbatif pour une caméra qui s'est avérée capable, lors de tests in vitro, de scanner rapidement et avec précision l'étendue d'une arcade complète [1, 2].
Carestream a fait évoluer son scanner intra-oral vers la version 3600, plus rapide et plus facile d'emploi que la précédente. Il numérise en vidéo, toujours en couleur et sans poudre. Carestream propose désormais un guidage en temps réel du scannage par des flèches à l'écran, indiquant les trajets à effectuer ou les zones à rescanner (fig. 8). Des embouts larges ou étroits autoclavables sont disponibles. Le logiciel CS Restore présente encore quelques limites comme l'incapacité de concevoir des restaurations multiples. Toutefois, les possibilités autorisées par l'ouverture totale des fichiers permettent à l'utilisateur d'inclure aisément cette caméra dans sa propre chaîne de travail numérique. Le logiciel permet d'exporter l'empreinte numérique vers des formats ouverts .stl, .ply, mais aussi .udx (universal dental exchange) qui est un format dentaire ouvert incluant l'export de la fiche laboratoire.
Le nouveau PlanScan® Emerald™ pèse 183 g et sa vitesse de scannage s'est considérablement améliorée par rapport aux versions précédentes (fig. 9). La version laboratoire de PlanCAD® s'est enrichie de nouvelles fonctions couvrant une large gamme d'indications (implantologie, gouttières, prothèses amovibles). Il numérise en couleur grâce à une technique fondée non plus sur un laser bleu mais trois lasers (bleu, vert, rouge) enregistrant simultanément le volume et la couleur des surfaces. Cette technique ne nécessite pas de calibration préalable et dispense de la présence de pièces mécanique en rotation dans le manche de la sonde. Il est désormais doté d'une fonction IRIScan modulant le champ de vision de la caméra lors du scannage qui permet de réduire les artefacts (joues, lèvres, langue...). Concernant le branchement de la caméra, le port Firewire est abandonné au profit du port USB 3.0. En complément de cette caméra, la solution de Planmeca comporte une suite logicielle complète, Planmeca Romexis®, qui permet la planification implantaire et le design du sourire aussi bien que l'orthodontie, un logiciel de conception Planmeca PlanCAD® Easy et une usineuse PlanMill® 40. Une imprimante 3D Creo vient compléter la chaîne de production numérique.
GC est présent à l'IDS 2017 avec Aadva IOS pour la deuxième année consécutive avec son nouveau scanner désormais sur kart uniquement (fig. 10). Il numérise sans poudre par stéréoscopie active et projection de lumière structurée (motifs en points bleus). Le scanner se veut simple d'utilisation et ergonomique avec écran tactile rabattable par son bras flexible pour limiter l'encombrement. La pièce à main, ultra-légère, ne pèse que 70 g. Démarrage et arrêt de la numérisation se font d'un simple geste de la main. La connexion avec le laboratoire se fait par un fichier .stl ou .ply ou via l'interface du logiciel Aadva Connect reposant sur un cloud sécurisé dans lequel on peut marquer la limite de la préparation avant de l'envoyer par Internet au laboratoire.
Depuis le 1er août 2016, le Condor® Scan est commercialisé par la société Biotech Dental. En constante évolution, le Condor® Scan est une caméra complètement « software dépendante ». Elle est ultra-légère (100 g) et embarque un minimum de composants électroniques la mettant ainsi à l'abri de pannes et augmentant sa résistante. L'inconvénient est que son fonctionnement optimum est complètement tributaire de la programmation informatique et des mises à jour successives des logiciels. De plus, la profondeur de champ importante (de 10 à 21 mm), la surface de numérisation de 3 dents et l'algorithme de traitement d'image en stéréo-photogrammétrie passive entraînent de facto une diminution de la fluidité d'acquisition par augmentation du nombre de données traitées simultanément. L'IDS 2017 a été l'occasion de présenter les dernières améliorations en termes de rapidité de scannage et de densité du maillage du STL, après la mise à jour du logiciel présenté à l'ADF 2016 (fig. 11). Par ailleurs, le réalisme du rendu couleur fait de ce système un outil très intéressant en termes de diagnostic anatomopathologique et de communication avec le patient. La visualisation du STL est désormais possible à l'intérieur du logiciel afin de valider l'empreinte sans faire appel à un logiciel tiers. Le tracé des lignes de finition peut être marqué directement sur le fichier et envoyé au laboratoire via un serveur auquel devra se connecter également le prothésiste. Un guide de scannage fixé sur la tête de la caméra a été proposé afin d'aider l'utilisateur à se maintenir à la bonne distance. L'étanchéité de la caméra est suffisante pour permettre une immersion totale dans du liquide désinfectant.
La société slovaque Fona Dental, apparemment détenue par Sirona/Dentsply, propose une chaîne numérique complète ressemblant fort à son homologue CEREC® Omnicam, à la fois par le scannage en lumière blanche en couleur, son usineuse associée et son interface utilisateur (bien que plus dépouillée au niveau de ses fonctions) (fig. 12). Outre une vitesse de scannage moindre que son homologue CEREC® Omnicam, la caméra nécessite un léger poudrage des surfaces avec MyCrown HD, un spray particulier contenant des particules noires et blanches.
L'Heron® IOS, lancée officiellement en Europe par une firme danoise, n'a pas encore de distributeur en France. C'est une solution ouverte avec une caméra numérisant en monochrome sans poudre au format .stl et .ply associée à un logiciel permettant la numérisation et la CAO qui n'est autre qu'Exocad rebaptisé Quantuor CAD. Le scanner pèse 278 g avec un temps de scannage annoncé de moins de 5 min par arcade complète, grâce à une technique de stéréoscopie « active » (enregistrement par deux capteurs, avec projection de lumière structurée). Les fichiers peuvent être envoyés au laboratoire en remplissant une fiche au sein du logiciel (fig. 13).
L'embout rotatif autoclavable, fixé par des aimants, permet d'optimiser le positionnement de la caméra que ce soit au « maxillaire », avec l'embout vers le « haut », ou à la « mandibule », avec l'embout vers le « bas », mais également pour les zones postérieures difficiles d'accès en faisant varier l'angle de scannage sans torsion excessive du poignet.
La société Medit fabrique des scanners pour laboratoires. La nouvelle caméra de numérisation 3D intra-orale, Identica I500 (fig. 14), est fondée sur un enregistrement vidéo en couleur à 15 images par seconde. La caméra serait disponible fin 2017. Une caméra avec une tête plus large (M500) a été également lancée pour numériser des modèles au laboratoire en remplacement d'un scanner de table (fig. 15).
Shinning 3D est une société chinoise qui présentait, déjà en 2015, une version portative (laptop) d'un nouveau scanner intra-oral d'entrée de gamme (fig. 16). Cette caméra fournit des fichiers en monochrome et en .stl. Aujourd'hui, le temps de scannage annoncé est de 1 min 30 s par arcade. Elle nécessite cependant de la poudre. La prochaine version devrait être sans spray. Ce scanner devrait être proposé à la vente en France fin 2017 au prix d'environ 15 000 €.
Le scanner intra-oral VIZ® de la société israélienne Adin Digital était présenté en 2015 à l'état de prototype (fig. 17). Il numérise connecté à un logiciel sous Windows 10 (64 bits) en monochrome avec poudrage. Il s'adapterait automatiquement à différents environnements lumineux (fonction auto-gain). Le temps de scannage reste cependant assez lent. Il demeure cependant à ce jour le scanner annoncé au prix le plus abordable du marché (11 700 €).
Le scanner MIA3D a été conçu par une société israélienne sous l'impulsion d'un praticien, le Dr Moshe Ernst. Il se veut réellement simple d'utilisation, accessible financièrement (annoncé pour 16 000 €) et sans frais annexes de mise à jour ou de frais d'envoi d'empreintes.
Présent depuis trois sessions de l'IDS, il est proposé cette année uniquement en version portative avec un encombrement minimum et un temps de scannage amélioré (fig. 18). Il permet désormais le scannage d'arcades complètes en monochrome (une durée de 1 minute par arcade est annoncée). Il ne se dispense pas de la nécessité de poudrage et le spray breveté, vendu uniquement avec le scanner, semble à la fois très adhérent et résistant à l'humidité.
Aegis DDS a lancé, en Corée du Sud, la commercialisation de son scanner Aegis PO sur kart, mais aussi celui d'une chaîne numérique complète avec logiciel de CAO intégré (Aegis VR), usineuse et imprimante 3D (fig. 19). S'il ne se dispense pas de poudre et ressemble comme un petit frère à un CEREC® Bluecam, notamment dans sa technique d'acquisition (clichés successifs), il possède un large champ de scannage (21 × 14 mm) et une profondeur de champ jusqu'à 15 mm.
MIRDC (Metal Industries Research & Development), une organisation à but non lucratif basée à Taïwan, a mis au point un nouveau scanner intra-oral connectable sur ordinateur portable et fondé sur la technique du scannage 3D vidéo (fig. 20). La société est encore impliquée dans des recherches de métrologie pour finaliser la mise au point de la caméra.
Sa technique est fondée sur un balayage par laser rouge (semblable au système IOS FastScan) permettant de scanner un secteur de plusieurs dents sans bouger la caméra. Le balayage se fait par un système de translations successives du rayon lumineux. Des recherches sont également en cours pour une technique de numérisation intra-orale pilotée par un robot utilisant cette caméra (fig. 21).
Voco lance le premier scanner intra-oral fondé sur la technique de scannage par temps de vol, étudiée depuis plusieurs années pour une application à la numérisation 3D intra-orale [3] (fig. 22).
Cette technique sans poudrage permet une grande précision de numérisation. Ce serait la seule caméra permettant une numérisation de la région sous-gingivale ainsi que de la zone de subsurface des tissus dentaires.
Que peut-on attendre aujourd'hui d'un scanner intra-oral ? Au moins cinq éléments :
– un scannage « complet ». Les caméras doivent pouvoir scanner les arcades mais aussi le palais et les tissus mous, permettant la réalisation de prothèses amovibles ;
– la rapidité et la maniabilité. Actuellement, plusieurs caméras affichent des temps de moins de 2 min de scannage par arcade. Cette durée est également due à l'absence de la fluidité du traçage (tracking) dont l'interruption occasionne des retours en arrière pour compléter les empreintes ;
– pas de poudrage ;
– un fichier .stl obtenu directement ou indirectement ;
– une précision accrue, soit l'exactitude des mesures par rapport à un modèle de référence, mais aussi la reproductibilité de ces mesures par le même utilisateur ou par un utilisateur différent [4].
La couleur en option reste un avantage supplémentaire.
À cela il convient d'ajouter les « services » annexes :
– l'installation, la mise en route et la formation ;
– la maintenance du matériel et la durée de la garantie ;
– la possibilité de stockage des fichiers numériques sur serveur « cloud » ;
– l'automatisation des processus (workflow) proposés sur Internet avec la possibilité d'accès à des services de transfert de fichiers numérique ;
– la possibilité d'évaluer le type de « parcours numérique » proposé pour la confection des restaurations prothétiques (CFAO directe ou semi-directe) et de quels matériels supplémentaires (logiciels, usineuses, prototypage rapide...) il est possible de s'équiper pour faire évoluer sa pratique de la CFAO ;
– l'accès à diverses licences logicielles en déterminant précisément leurs frais annuels de mise à jour en fonction du flux numérique choisi ;
– les possibilités de reprise commerciale de l'ancien matériel en cas d'évolution notable du matériel (caméras, logiciels, usineuses).
L'évolution récente des caméras de numérisation 3D intra-orales en termes de vitesse d'acquisition, de confort d'utilisation et de précision semble aujourd'hui en permettre une utilisation simple en pratique quotidienne. Les critères de choix doivent prendre en compte la facilité de prise en main, l'ergonomie, les performances intrinsèques, mais aussi les formats de fichiers utilisés permettant un transfert facile, tout en gardant à l'esprit que :
– les systèmes avec poudrage nécessitent un apprentissage, un matériel et une gestuelle supplémentaires afin d'obtenir un dépôt fin et uniforme qui ne s'altère pas en cours d'empreinte, ce qui peut être rédhibitoire pour des empreintes d'arcades complètes ;
– la stratégie de scannage rationnelle et la prise en compte de la bonne distance de scannage (profondeur de champ) forment une étape importante dans l'apprentissage de l'empreinte optique intra-orale [5] ;
– l'enregistrement de la couleur n'a aucun effet sur la précision de l'empreinte, même si elle permet parfois de faciliter la lecture des limites, et un export du fichier en .stl rendra automatiquement l'empreinte numérique monochrome.
Que la caméra soit nouvellement arrivée sur le marché, qu'elle soit en service depuis plusieurs années ou si l'on doit prend en compte celles qui ont passé avec succès les tests implacables des études scientifiques internationales in vitro [6] puis in vivo [7], il reste nécessaire de faire la part des choses. Pour « l'utilisateur final » que le praticien représente, la « meilleure » caméra est celle qui correspond le plus à sa pratique, sans jamais perdre de vue les services annexes mis à sa disposition par les industriels (formation, évolution, mises à jour, garantie, flux de travail numérique).
La complexité et la diversité des flux de travail (prothèses fixes unitaires ou plurales, esthétique et smile design [8], implantologie, prothèse amovible [9], orthodontie...) doivent conduire le praticien vers un choix raisonné dans l'acquisition de son matériel et l'amener à se poser la question du pourquoi avant la question du comment. Pourquoi l'empreinte optique ? C'est-à-dire pour quelle utilisation de routine ? Dans quel but ? Pour quelle pratique clinique ? Lui seul a la réponse.
L'auteur déclare n'avoir aucun lien d'intérêts concernant cet article.
Olivier Landwerlin - Docteur en chirurgie dentaire
Exercice libéral, Cannes