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1. (WO2017001779) APPAREIL DE MESURE DE TEINTE DENTAIRE
Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

APPAREIL DE MESURE DE TEINTE DENTAIRE

La présente invention concerne un appareil de mesure de teinte dentaire destiné aux chirurgiens-dentistes et aux laboratoires de fabrication de prothèses dentaires.

On entend par teinte dentaire un ensemble de caractéristiques de la dent qui visent à traduire de manière la plus fidèle possible l'apparence de la dent. La teinte dentaire correspond ainsi à la couleur de la dent, c'est-à-dire luminosité, saturation, teinte mais peut aussi incorporer tout paramètre qui a un effet sur l'apparence de la dent tel que sa translucidité ou sa transparence, ou encore son état de surface.

Lorsqu'on réalise une prothèse dentaire, il faut que cette prothèse reprenne les mêmes couleurs que les dents voisines ou le plus proche possible afin de passer inaperçue dans la bouche du patient.

Selon une technique connue, l'évaluation de la teinte d'une dent peut être faite visuellement par un dentiste. Le dentiste réalise la prise de teinte pour la réalisation de la prothèse dentaire en comparant la dent du patient et des dents de références d'un nuancier. Les teintes ainsi déterminées sont ensuite fournies à un prothésiste pour permettre à ce dernier de choisir les mélanges de pâtes servant à la fabrication de la prothèse correspondante. Cette technique de mesure est peu fiable. L'appréciation des teintes d'une dent est subjective et peut varier d'un praticien à l'autre en raison du mécanisme de perception de l'œil. Cette mesure est en outre influencée par des facteurs environnementaux tels par exemple les conditions d'éclairement.

Pour s'affranchir des erreurs de perception du praticien, une évaluation plus objective peut être réalisée en utilisant un dispositif d'analyse spectrale d'une dent soumise à un faisceau de lumière. Un tel dispositif comprend une poignée et une tête de mesure venant en contact de la dent à mesurer, la tête de mesure étant reliée aux moyens d'émission-réception par un faisceau de fibres optiques. La poignée comprend une source de lumière telle des diodes électroluminescentes (LEDs) et la tête de mesure comprend des capteurs de lumière. Toutefois ce dispositif permet de réaliser uniquement des mesures ponctuelles sur la dent.

Selon une autre forme de réalisation, il est également possible d'utiliser un dispositif d'imagerie permettant de réaliser une cartographie de la dent. L'image prise est ensuite soumise à des traitements d'image tels que la segmentation automatique afin de déterminer un ensemble de caractéristiques de la dent. Un tel dispositif de prise de vue comprend une tête de mesure et une poignée. La tête comprend au moins un capteur d'image, un système optique et un système d'éclairage à LEDs destiné à éclairer la zone de prise de vue. Bien qu'il permette de réaliser une mesure bidimensionnelle, ce dispositif présente une tête de mesure relativement encombrante.

Un autre inconvénient de ces dispositifs connus est lié au fait que la tête de mesure reste fixe par rapport à la poignée. De ce fait l'usage de ces dispositifs est limité à une partie avant de l'arcade dentaire du patient.

Aussi la présente invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur, en proposant un dispositif avec une tête de mesure très compacte qui permet de réaliser une analyse bidimensionnelle tout en ayant accès à toutes les dents de la bouche.

A cet effet, la présente invention concerne un appareil de mesure de teinte dentaire comprenant un boîtier, une poignée et une tête de mesure, ledit appareil étant caractérisé en ce que ladite tête de mesure comprend :

- un corps creux s'étendant selon un axe longitudinal, ledit corps creux comprenant une extrémité proximale, une extrémité distale coudée par rapport à l'axe longitudinal, ladite extrémité distale étant munie d'un embout amovible destiné à venir en contact avec une surface d'analyse d'une dent ;

- au moins une source lumineuse et des moyens d'acquisition d'image solidaires du corps creux, ledit corps creux étant apte à transmettre la lumière de ladite source lumineuse depuis l'extrémité proximale jusqu'à l'extrémité distale ;

et en ce que ledit appareil comprend un ensemble d'orientation permettant de monter l'extrémité proximale du corps creux dans le boîtier de façon à ce que la tête de mesure occupe différentes positions angulaires par rapport au boîtier.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble d'orientation comprend au moins une première demi-coque apte à être assemblée à une seconde demi-coque pour former une coque creuse délimitant une cavité configurée pour recevoir ladite extrémité proximale, ladite cavité comportant sur sa surface intérieure une surface faisant radialement en saillie destinée à venir coopérer avec une pluralité de logements ayant une forme

complémentaire formés sur la surface extérieure de l'extrémité proximale pour assurer les différentes positions angulaires de la tête de mesure par rapport au boîtier.

Avantageusement, l'ensemble d'orientation comprend un moyen de verrouillage pour bloquer la tête de mesure dans une position angulaire définie par rapport au boîtier.

Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, ledit corps creux est constitué par un guide optique entouré par un surmoulage comprenant un ensemble de motifs de fixation.

De préférence, ledit ensemble de motifs comprend un motif de clipsage formé sur le bout de l'extrémité distale du corps creux pour assurer la fixation de l'embout.

De préférence, ledit ensemble de motifs comprend un épaulement annulaire formant une butée axiale pour le corps creux lorsque l'extrémité proximale est montée dans ledit ensemble d'orientation (50).

Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, ladite au moins une source lumineuse est fixée sur le bout de l'extrémité proximale du corps creux et lesdits moyens d'acquisition d'image sont fixés sur le bout de l'extrémité distale du corps creux.

Selon cette forme de réalisation, il comprend un câble s' étendant dans le corps creux depuis l'extrémité proximale jusqu'à l'extrémité distale pour transmettre une image depuis l'extrémité distale jusqu'à l'extrémité proximale.

Selon une forme de réalisation de l'invention, lesdits moyens d'acquisition d'image comprennent un capteur et un système optique.

De préférence, ladite au moins une source lumineuse comprend au moins une diode électroluminescente (LED) blanche et des diodes électroluminescentes (LEDs) dont les longueurs d'onde varient entre 448 et 630 nm, lesdites LEDs étant fixés sur un support.

Avantageusement, ledit support comprend une unité de traitement de données et une carte de commande des LEDs.

De préférence, le système optique comprend un objectif et au moins un filtre polarisant.

Selon une forme de réalisation de l'invention, l'embout comprend une extrémité distale destinée à venir en contact avec la surface d'analyse de la dent et une extrémité proximale, ladite extrémité proximale étant séparée de ladite extrémité distale d'une distance prédéfinie correspondant à une distance de travail pour l'acquisition d'une image.

Avantageusement, l'embout comprend une surface de référence chromatique.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un appareil de prise de teinte selon un mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 2 est une vue éclatée en perspective de la tête de mesure de l'appareil de la figure 1 ;

- la figure 3 est une vue de dessous en coupe du boîtier de l'appareil de la figure 1 ;

- la figure 4A est une vue en perspective du guide optique de la tête de mesure et la figure 4B est une vue en perspective du guide optique muni d'un surmoulage ;

- la figure 5A illustre une vue en perspective de l'extrémité distale coudée du corps creux, le bout de l'extrémité distale étant équipé de moyens d'acquisition d'image ;

- la figure 5B illustre une vue en perspective de l'embout de la tête de mesure ;

- la figure 5C illustre une vue en perspective de l'embout fixé sur le bout de l'extrémité distale coudée du corps creux ;

- la figure 6 est une vue de la tête de mesure de la figure 2 dans une configuration assemblée ;

- la figure 7 est une vue en coupe de l'extrémité proximale de la tête de mesure maintenue entre deux demi-coques de l'ensemble d'orientation de l'appareil.

Sur la figure 1, on a représenté en 1 un appareil de mesure pour acquérir une image en couleur d'une dent selon l'invention ou des données spectrales d'une dent. Ces mesures permettent de réaliser une cartographie complète et précise des variations des différentes caractéristiques de la dent. En particulier, cette cartographie permet de déterminer la teinte dentaire en vue de la réalisation d'une prothèse dentaire.

Cet appareil comprend une poignée 10 préhensible surmontée d'un boîtier 11, une extrémité du boîtier 11 étant équipée d'une tête de mesure 20 permettant d'acquérir des données spectrales ou des images.

Selon une forme de réalisation, le boîtier 11 présente une forme sensiblement parallélépipédique avec une face supérieure 14 comprenant un afficheur 15 qui permet d'indiquer en temps réel les données relatives à la dent analysée provenant de la tête de mesure 20.

Ces données peuvent être ensuite transmises vers les moyens informatiques de l'utilisateur par connexion Wifi ou par le biais d'une connexion USB pour être traitées par une unité de calcul.

Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, l'unité de calcul est intégrée directement dans le boîtier 11 qui permet d'afficher la carte de teintes de la dent analysée.

Selon une forme de réalisation, l'appareil comprend un socle 17 permettant de poser l'appareil sur une surface plane. Ce socle 17 comprend également une connexion filaire 13 de type USB pour le transfert des données. Par ailleurs, la poignée 10 comprend un logement dans lequel est reçue une batterie. Cette batterie peut être rechargée, lorsque l'appareil est posé sur son socle, via une connexion USB ou via un chargeur branché sur le secteur.

La poignée 10 préhensible comprend en outre un bouton d'activation 12 de la tête de mesure.

Selon une forme de réalisation illustrée sur les figures 1 à 4, la tête de mesure 20 comprend un corps creux 40 orienté selon un axe longitudinal 46. Ce corps creux comprend une extrémité proximale 48 montée sur le boîtier 11 et une extrémité distale coudée 49 munie d'un embout amovible 26 destiné à venir en contact avec une surface d'analyse d'une dent. Le corps creux 40 comprend également un passage 29 qui s'étend depuis l'extrémité proximale 48 jusqu'à l'extrémité distale 49. Le bout 48B de l'extrémité proximale 48 et le bout 49B de l'extrémité distale 49 sont ouverts.

La tête de mesure 20 comprend au moins une source lumineuse 21 et des moyens d'acquisition d'images, solidaires du corps creux 40.

Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, ladite au moins une source lumineuse est fixée sur le bout 48B de l'extrémité proximale 48 du corps 40 et les moyens d'acquisition d'images sont fixés sur le bout 49B de l'extrémité distale 49 du corps 40. Ce dernier permet de transmettre la lumière d'illumination de la source lumineuse 21 depuis l'extrémité proximale 48 du corps jusqu'à l'extrémité distale 49 du corps pour éclairer la surface d'analyse de la dent. L'appareil comprend en outre un câble 28 de transmission de données s'étendant dans le passage 29 du corps depuis l'extrémité proximale 48 du corps jusqu'à l'extrémité distale 49 pour transmettre au moins une image depuis l'extrémité

distale jusqu'à l'extrémité proximale. Ce câble relie notamment les moyens d'acquisition à une unité de traitement de données.

Selon une forme de réalisation, le corps creux 40 est constitué d'un guide optique 41 permettant de guider la lumière d'illumination émise par la source lumineuse vers une surface de la dent, entouré par un surmoulage 42.

Selon une caractéristique importante, l'appareil comprend un ensemble d'orientation 50 permettant d'associer l'extrémité proximale 48 du corps creux 40 au boîtier 11 de façon à ce que la tête de mesure 20 occupe différentes positions angulaires par rapport au boîtier. Cet agencement spécifique permet de conférer à l'appareil de la présente invention un degré de liberté supplémentaire pour faciliter l'accès aux dents des deux arcades dentaires. En outre, le fait de pouvoir orienter la tête de mesure sans modifier la position et l'orientation de la poignée 10 par rapport à la surface d'analyse de la dent améliore l'utilisation de l'appareil pour l'utilisateur.

L'axe XX' de l'extrémité distale 49 du corps creux 40 est de préférence coudée selon un angle d'inclinaison a par rapport à l'axe longitudinal 46 porté par le corps 40 pour faciliter l'accès de la tête de mesure aux dents situées dans la partie arrière des deux arcades dentaires. Cet angle est compris entre 10 et 60°. Il est de préférence égal à 45°.

La coopération entre l'extrémité distale coudée 49 du corps creux 40 et les différentes positions angulaires permet de positionner l'embout 26 de sorte que l'axe longitudinal XX' de l'embout 26 est toujours perpendiculaire à la surface d'analyse de la dent.

L'ensemble d'orientation 50 comprend une première demi-coque 51 et une seconde demi-coque 52, les deux demi-coques étant assemblées pour former une coque creuse délimitant une cavité 53 autour de l'axe longitudinal 46. Les deux demi-coques 51, 52 sont maintenues assemblées par des moyens de fixation connus 61, 62. L'extrémité proximale 48 du corps creux 40 est reçue dans la cavité 53. Une des deux demi-coques 52 comprend une surface en saillie radialement 56 destinée à venir coopérer avec une pluralité de logements ayant une forme complémentaire, formés sur une surface extérieure de l'extrémité proximale 48 du corps creux 40 pour assurer les différentes positions angulaires de la tête de mesure 20 par rapport au boîtier 11.

Comme l'illustre la figure 7, l'extrémité proximale 48 qui présente une section sensiblement circulaire est logée dans la cavité 53 formée par les deux demi-coques 51, 52.

L'extrémité proximale 48 comporte sur sa surface extérieure une série de sept logements numérotés de 57.1 à 57.7. Les logements 57.1 à 57.7 sont positionnés de manière à placer la tête de mesure dans différentes positions angulaires comprises entre 0 et 270°. Les logements sont répartis de sorte que le pas angulaire entre deux positions est égal à 45°. Sur la figure 7, la tête de mesure 20 est orientée dans une position angulaire dans laquelle la surface en saille 56 est reçue dans le logement 57.1, correspondant par exemple à une position angulaire de référence égale à 0°. La tête de mesure 20 est ensuite orientée par rapport à cette position angulaire de référence.

La surface en saillie radiale, destinée à venir coopérer avec un des logements 57, est formée par une vis à bille 55 reçue dans un logement 54 réalisé dans la paroi de l'une des demi-coques 52 de l'ensemble d'orientation. Cette vis à bille 55 comprend à une extrémité orientée vers l'intérieur de la cavité 53, une bille qui forme la surface en saillie 56 ayant une forme complémentaire à celle des logements.

Pour placer la tête de mesure 20 dans une position angulaire définie, on fait réaliser au guide optique une rotation afin de placer la bille dans un des logements.

Avantageusement, la vis à bille 55 constitue également un moyen de verrouillage pour bloquer la tête de mesure dans la position angulaire choisie.

Selon une forme avantageuse, l'extrémité proximale 48 du corps est munie d'une butée qui permet de limiter l'orientation de la tête de mesure uniquement entre 0° correspondant à la position illustrée sur la figure 7 et 270°. Cette butée permet d'éviter à la tête de mesure d'effectuer des tours complets, empêchant ainsi au câble 28 de transmission de données de vriller.

Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse et illustrée sur les figures 4A et 4B, le corps longitudinal creux 40 est constitué d'un guide optique 41 et d'un surmoulage 42 entourant le guide optique 41. De ce fait, le guide optique 41 et le surmoulage 42 comprennent une extrémité distale correspondant à l'extrémité distale 49 du corps creux 40 et une extrémité proximale correspondant à l'extrémité proximale 48 du corps creux 40.

Le guide optique 41 permet de guider la lumière de la source lumineuse 21 depuis l'extrémité proximale 48 jusqu'à l'extrémité distale 49 pour éclairer une surface d'analyse de la dent. En parallèle, le passage 29 qui s'étend depuis l'extrémité proximale 48 jusqu'à l'extrémité distale 49 du corps creux, permet de faire passer un câble 28 pour la

transmission des données prises par les moyens d'acquisition vers une unité de traitement de données.

Le surmoulage 42 comprend un ensemble de motifs répartis le long de sa surface extérieure et configurés pour assurer d'une part la fixation de l'embout 26 sur le bout 49B de l'extrémité distale 49 du surmoulage 42 et d'autre part le montage de l'extrémité proximale 48 dans le boîtier 11 par l'intermédiaire de l'ensemble d'orientation 50.

Les motifs forment à une extrémité distale du surmoulage 42 un motif de clipsage 43. L'embout 26 comprend un motif de clipsage complémentaire 26A. Les deux motifs 43 et 26A coopèrent ensemble pour assurer la fixation de l'embout amovible 26 sur le guide optique. L'embout amovible 26, stérilisable et à usage limité dans le temps, peut ainsi être monté ou retiré très simplement sur le corps 40, manuellement.

Avantageusement, les motifs forment une première surépaisseur formant un premier épaulement annulaire 44 et une deuxième surépaisseur 45 formant un deuxième épaulement annulaire 45. La première surépaisseur 44 forme une butée contre laquelle vient en appui une extrémité 14 du boîtier 11. La deuxième surépaisseur 45 forme une butée de positionnement axiale pour le corps 40 lorsque l'extrémité proximale 48 est montée dans la cavité 53 formée par les deux demi-coques 51, 52.

Avantageusement, les motifs forment également une pluralité de logements 57.1-57.7 réalisés sur la surface extérieure du surmoulage 42, au niveau de l'extrémité proximale 48 du surmoulage 42. Ces logements sont destinés à venir coopérer avec la surface en saillie radialement sur la surface intérieure de la cavité 53 pour assurer les différentes positions angulaires de la tête de mesure 20 par rapport au boîtier 11.

Ainsi lorsque la tête de mesure est montée dans le boîtier 11 comme l'illustre la figure 3, une extrémité du boîtier 14 est en appui contre l'épaulement annulaire 44 du surmoulage 42. En outre, l'extrémité proximale 48 est maintenue en position dans la cavité 53 formée par les deux demi-coques qui sont fixées dans un logement du boîtier 11.

De préférence, le guide optique et le surmoulage 42 sont réalisés dans un matériau de réfraction plus faible que le matériau du guide optique afin de ne pas dégrader les conditions de guidage de la lumière. A titre d'exemple, le guide optique est en polyméthacrylate de méthyle (PMMA) et le surmoulage est en polytétrafuoroéthylène (PTFE).

De préférence, le guide optique 41 et le surmoulage 42 sont isolés de l'extérieur par un revêtement métallique afin d'assurer un bon guidage de la lumière d'illumination et l'isolation du guide de la lumière extérieure.

Les faces du guide peuvent être usinées pour générer des motifs destinés à optimiser l'éclairement en sortie du guide.

De manière connue, les moyens d'acquisition d'image comprennent un capteur 24 et un système optique 22.

Le capteur 24 est par exemple un capteur pourvu d'une matrice de pixels de manière à fournir un signal permettant de restituer une image de la dent ou une partie de la dent. Le capteur est de préférence un capteur à effet de champ. Le capteur est relié à une unité de traitement de données.

La source d'éclairement 21 est fixée sur un support de fixation 27. Le support de fixation 27 est apte à venir se positionner sur une surface d'assemblage 47 formée sur le bout 48B de l'extrémité proximale 48 du surmoulage 42.

De préférence, le support 27 comprend également une unité de traitement de données et une carte de commande de la source lumineuse. Cette carte peut aussi être déportée sur une autre carte électronique associée à l'électronique d'affichage.

De préférence, la source d'éclairement comprend au moins une diode électroluminescente LED blanche et des diodes électroluminescentes LEDs, dont les longueurs d'onde varient entre 448 et 630 nm, fixées sur le support de fixation 27.

Selon une forme avantageuse de l'invention, les LEDs, la carte de commande et le système optique sont solidaires du surmoulage 42. Grâce à cette configuration spécifique, le capteur voit toujours la même répartition pour une LED donnée. Ainsi, quelle que soit l'orientation du corps ou du guide optique 41, le faisceau d'éclairage sur la surface d'analyse de la dent est toujours le même.

L'utilisation d'un guide optique pour acheminer la lumière des LEDS vers une surface d'analyse permet une déportation des sources d'éclairement tout en fournissant un éclairement le plus homogène possible sur la surface d'analyse et ce quelle que soit la LED utilisée et l'orientation de la tête de mesure par rapport au boîtier.

Le système optique 22 comprend un objectif 25 et des filtres polarisants 23.

Le montage est réalisé en fixant le capteur 24 sur une pièce support 24.1 qui reçoit un verrou 30 d'immobilisation. L'objectif 25 est vissé sur la pièce support 24.1 au moyen d'un filetage très fin pour régler la distance focale de façon très précise.

La pièce support 24.1 avec son capteur et portant l'objectif 25 est introduite dans le guide optique 29 et solidarisée par tout moyen, notamment par collage.

Selon une forme avantageuse illustrée sur la figure 5, le système optique 22 comprend des filtres polarisants 23 positionnés à proximité de l'extrémité distale 26A de l'embout 26. Ces filtres permettent d'éliminer la lumière réfléchie par la surface d'analyse.

Selon une forme de réalisation de l'invention, une première lame de verre et une deuxième lame de verre maintiennent en sandwich un premier filtre polarisant 23 pour la partie émissive et un deuxième filtre 23 pour la partie réceptrice. Les deux lames et les deux filtres polarisants rectilignes, agencés de sorte que leurs axes de polarisation soient orthogonaux, forment un disque 23 ayant un diamètre de 16 mm.

Selon un mode de réalisation, ce disque 23 est rapporté par collage sur une lame de verre qui est clipsée sur l'extrémité du guide, ou selon une variante, le disque 23 est collé directement sur le bout 49B de l'extrémité distale 49 du surmoulage 42, comme l'illustre la figure 5A.

Sur la figure 5B, on a représenté plus en détail l'embout 26 qui présente une forme sensiblement tubulaire. Cet embout est réalisé dans un matériau ayant une couleur opaque. Cet embout est configuré pour venir se fixer sur le bout 49B de l'extrémité distale 49 du surmoulage 42. Cet embout 26 comprend une extrémité distale 26A destinée à venir en contact avec la dent et une extrémité proximale 26B positionnée à proximité des moyens d'acquisition d'image. Avantageusement, l'extrémité distale 26A est séparée de l'extrémité proximale 26B d'une distance prédéfinie correspondant à une distance de travail pour l'acquisition d'une image. Selon un autre avantage, l'utilisation de cet embout permet d'éliminer la lumière parasite au voisinage de la dent analysée. En outre, l'embout permet un positionnement précis de la tête de mesure.

L'extrémité proximale 26B de l'embout 26 présente sur sa surface intérieure un motif de clipsage 26C qui coopère avec un motif de clipsage 43 formé à l'extrémité distale 49 du surmoulage 42 pour fixer l'embout sur le corps. L'embout qui est à usage unique peut être ainsi monté ou retiré très simplement sur le corps creux manuellement.

De préférence, l'embout se présente sous la forme d'un capuchon jetable dont la forme tubulaire prolonge l'extrémité distale coudée 49 du surmoulage. De ce fait l'embout présente un angle d'inclinaison a par rapport à l'axe longitudinal 46 du corps 40 lorsqu'il est fixé sur ce dernier , voir figure 6.

Selon une autre caractéristique importante, cet embout comprend une surface de référence chromatique qui permet à l'appareil de mesure de réaliser une auto-calibration automatique.