Brevet FR2463608A1 — publié le 19810227

La présente invention a trait à un procédé et à un appareil pour détecter la présence de caries dans les dents d'un sujet en utMusanL une luminescence visible. La carie dentaire ou délabrement des dents est un type d'infection courant et bien connu qui, s'il n'est pas traité de façon convenable, aboutit à la destruction des parties dures de la dent considérée. La carie avance de façon progressive en partant lentement de l'émail exté- rieur, puis progresse plus rapidement dans la dentine. On estime que cette affection est surtout provoquée par l'effet des bactéries acides ou par certains hydrates de carbone, principalement le sucre. Lorsqu'on la détecte elle peut être traitée par enlèvement de la zone attaquée et rem- plissage de la cavité résultante à l'aide d'un amalgame d'argent ou autre matière inerte appropriée. Dans le cas o elle n'est pas traitée, elle peut éventuellement provoquer la destruction de la dent intéressée ainsi qu'une infection de l'os maxillaire. On a jusqu'ici détecté la carie dentaire suivant deux techniques, savoir par inspection optique directe ou en procédant par le moyen de rayons X. Le problème que pose l'inspection optique est qu'elle ne permet pas toujours de déceler la présence d'une carie en considérant la dent in- téressée et cela notamment si la carie considérée est très petite, si elle se trouve dans une toute première phase de développement ou si la zone intéressée n'est pas facilement visible. Par ailleurs, bien que les rayons X se soient avérés très effectifs pour la détection des caries et autres problèmes ou désordres dans les dents et/ou les gencives, les effets éventuellement dangereux que comporte l'exposition des sujets à ce genre de rayonnement sont devenus une question à laquelle on a attaché de plus en plus d'importance durant ces dernières années. Plus particulière- ment l'on ne connatt pas de façon claire la relation entre l'exposition à de faibles doses de rayons X et les conséquences éventuelles, telles que l'apparition d'un cancer. En raison du danger éventuel de ce rayonnement il semblerait qu'il existe un besoin précis pour une nouvelle technique en vue de détecter la présence des caries en supprimant ou en réduisant de manière substantielle- la nécessité des examens radioscopiques. On a déjà effectué des essais montrant que les dents sont luminescen- tes sous l'effet d'une excitation lumineuse. Dans un article de R. L. HARTLES et de A.G. LEAVER paru dans le Biochemistry Journal, 1954, pages 632 à 638, on peut trouver la discussion détaillée des résultats de certaines expériences effectuées en vue de déterminer les propriétés luminescentes des dents lorsqu'elles sont exposées à un rayonneinmnt ultraviolet. Comme autre article traitant de la luminescence des dents sous l'effet de l'ultraviolet on peut en citer un premier, par K. G. HOERMAN et S. A. MANCEWICZ paru dans l'Oral Biology, 1964, volume 9, pages 517 à 534, et un autre par les mêmes auteurs, publié par la même revue, dans la même année et dans le même volume, pages 535 à 544. Dans le brevet américain 2.437.916 au nom de W.F. GREENWAND on a décrit une technique d'examen des tissus vivants qui consiste à les éclairer par un faisceau de lumière et à mesurer l'intensité de la - lumière diffusée dans certaines bandes de longueur d'onde en utilisant à cet effet un phototube et des filtres diversement colorés. Le brevet américain 3.674.008 au nom de C.C. JOHNSON vise un instrument qui mesure de façon quantitative la densité optique (opacité) d'une partie du corps convenablement éclairée. Cet instrument comprend un oscillateur réglable, à fréquence relativement basse, qui engendre des impulsions qu'on applique à une source lumineuse à travers un premier circuit d'amplification et de retard. Il est prévu une source conductrice de la lumière sur l'un des côté de la partie du corps à observer, tandis qu'un dispositif semblable, placé sur l'autre côté, st relié optiquement à un détecteur de lumière. En variante la source lumineuse et le détecteur peuvent être disposés directement sur la partie intéressée du corps. Après compensation de l'effet de la lumière ambiante, la sortie du détecteur est envoyée à un circuit d'échantillonnage et de retenue lequel est déclenché par l'oscillateur réglable à travers un second circuit d'amplification et de retard. Le signal enregistré dans le circuit d'échantillonnage et de retenue est proportionnel à la transmittance ou faculté de transmettre la lumière; un dispositif d'affichage étalonné le convertit en l'indication visuelle de la densité optique. Le brevet expose les procédés pour utiliser l'instrument en vue d'un diagnostic ainsi que les applications ultérieures à des mesures spectrophotométriques. Dans le brevet américain 3.963.019 au nom de R.S. QUANDT, on peut trouver la description d'un procédé et d'un appareil pour détecter les variations dans la nature chimique du corps, par exemple les glycémies. On projette un faisceau de lumière dans et à travers l'humeur aqueuse de l'oeil du sujet. Un analyseur disposé de façon à détecter le faisceau à sa sortie de l'oeil compare l'effet de l'humeur aqueuse sur le faisceau par rapport à une norme. Un excès ou un manque de glucose dans cette humeur détermine dans le faisceau sortant une variation correspondante positive ou négative et indique ainsi un état d'hyper - ou d'hypoglycémie dans le corps du patient soumis à l'essai. Le brevet américain 4.029.085 aux noms de D.P. DeWitt et autres décrit un procédé pour la détermination de la concentration en bilirubine dans le sérum sanguin d'un sujet à partir de la mesure de la réflectance spectrale de la peau. Ce procédé détecte le degré de jaunisse, c'est-3- dire d'un état courant du nouveau-né, et il permet de déterminer le type de régime de traitement nécessaire en vue d'empêcher le niveau de bilirubi- ne de devenir assez élevé pour provoquer une affection susceptible d'aboutir à des désordres du cerveau. Le procédé en question-consiste à mesurer le pouvoir de réflexion de la peau pour une fréquence déterminée du spectre et plus particulièrement pour un certain nombre de longueurs d'ondes spécifiques dans la partie visible de celui-ci. La revue Medical and Biological engineering, Août 1968, volume 6, n' 4, pages 409 à 413 décrit une technique procédant par réflexion spectrophotométrique pour l'identification des tissus au cours d'une piqûre par aiguille. La présente invention vise à établir une technique originale et perfectionnée pour la détection des cartes dentaires. L'invention vise encore - à réaliser une technique de détection de la présence des caries qui ne comporte pas l'utilisation des rayons X - à établir une telle technique qui n'implique pas la mise en oeuvre d'un autre rayonnement éventuellement dangereux tel que l'ul- traviolet; - à réaliser une technique du genre en question qui soit fia- ble, peu coûteuse et cependant d'application facile - à établir une technique de détection des caries dentaires qui n'exige pas l'utilisation de plaques ou films photographiques sensi- bles aux rayons X; - à réaliser une technique de détection qui s'accommode des films photographiques usuels et des filtres optiques qui leurs sont associés; - à établir une technique qui utilise la lumière visible comme source d'excitation et la luminescence également visible pour déceler les caries. La présente invention est basée sur la découverte que les spectres de luminescence-visible provenant des caries et des zones non endommagées des dents sont substantiellement différents et plus particulièrement que analq aa&iwnI aun aed aa2lDxa autwunq 2uap aun ans sagnzajja uoTsstme,p saQlDads sap sainsat saI aua3lsnillT aqanoD aun aiJuotu I 'T : a-anuoid ap aoqtldaDsns sa allanb sa2îqueAu sal qa aquasgid alla,nb sanbpsTr9,DaD sal 'uoTluaAuTl aapuaadumo xnaTui ap illauuad aidwaxa,p aalli auuop 'axauuv ulssap aq *'aDuOa -eJjTP ap leu2Ts az aaqDTa3up anA ua suaomU sap qa 'salTsuaiuT xnap saI aÀua aDuaeJjj[p el V quupuodsauJoD iu2s un aopua2ua anod suaXom sap saiuz sdp aauasgad ua auowutiu aDuepuadgp aoqai auojiJuuoi nu allanbel anod apuoias au.i za sagTauD uou sauoz sal 2a salja sal anod amuaui I 0 luawallatuelsqns qsa aoJaads np qjfsuaout,j ap a-ouupuadap uel allanbul inod aaujtaad aUn ilOAUb 'opuo,p siJinaitUOl xuop V auoz oaaD aud astua aa-jwnl el ap g}suaull Ja.lisasm inod suaoto sap -anblLtuoaqtpouotu aa1-mnI ap nuaasTej unp uaXotu al.ud jaulwexa v auoz eI aailelOa y saadoad sua oo sap puaidwoo 'sagtlgaid soqaaAnoaap sal ans aseq uawaIeVa la 'saaie z ap a3uasead el laqad9p V qujsop 'uoUluaAutil JuVAIns IFaloddUj saoled ap aDuasgad e[ anbiput suoj2a saaqneup autwexa uonbeaol apnrlIdwe aqqaD ap uo!queuawmne ainol 'aogauD sLd qsau allanib iles uo quop uoiVai aun aauleID uo puunb aDuaa9jjp ap isu2ls ai ap ap -nqtlduel paoqeUp]ueuUIlaiap u2 aDuaJgjjjp el, quepuodsaaJoz ieu8Ts un oz a4azTJe! uTjua oa 'saliez sap aDuasgad ua atqeansaw uo5uj ap aquauine aolDads np gTsuaoul,p aDuepuadap ul aaJTeuauoD ne no apuop inan2uoI aun V.nb isuie saTa ou salLaD sutp la saoaute sauoz sal suep amueu el sEad nad E qsa ajqads np ltsuaoluip aouu. puodap el allainbuL anod apuop nanoSuol aun E alqlslA -uaosautmnl luatwluuoXeLua np 94Tsuaqul, Jaansaw E lanblqwuoaqDouou aaTimnI ap niaDsTej unp uaXou al led IauTWxa E auoz el aoaTelV3 E aosTsuoD 'snssaptD saoguoua saolaAnoDap sl arns aseq 'salaez ap aauasoad Ul ap uoliaoiap ul anod uo!luaAuil quueAIns apgaoad aq alqlstA SSnu alTa aaztTmnI UT ap 'uoTqejrDxap ashnos amtuloOD uesTl!n ua anuaiqo aaJi inad aIqTstA 0 aDuaisaulwnIl el anb aAa[ax a uCjua B TI 'aajuads ai ap aonoa aotaud el suep sagaIU uou sauoz sap aOaIoD anb apulow isa sasaqqoad ap iuuuaaoad aloads nLIp tSUo:lu!,U p OAIUL[,)l11 SO[! 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Fig. 6 et 7 montrent des courbes de différence semblables à celle de fig. 3 pour les dents respectives de fig. 1 et de fig. 4, mais avec une lumière d'excitation de 350 nm au lieu de 410. Fig. 8 est un schéma simplifie d'une forme d'exécution d'un appareil suivant l'invention. Comme sus-indiqué, la présente invention vise un procédé et un appareil pour la détection de la présence de caries dans la dentition d'un sujet par utilisation d'une luminescence visible. En se référant au dessin, fig. 1 constitue la représentation graphique sous forme de courbe de mesures d'émission spectrale effectuées sur une dent T1 arrachée d'un sujet humain et excitée dans une zone reconnue comme non cariée par une lumière bleue d'une longueur d'onde de 410 - 5 nanomètres (soit m x 10-9 ou si l'on préfère 10 A), tandis que fig. 2 est une vue semblable pour la même lumière et la même dent, mais dans une zone de celleci comportant une carie. Le rayonnement luminescent provenant de la dent était reçu dans un spectromètre à balayage de type SPEX 1/4 éclairé à 500 nm, second ordre. Un photomultiplicateur RCA 7265 (S-20), disposé à la sortie du spectromètre, mesurait l'intensité aux différentes longueurs d'onde. La sortie de ce second appareil était reliée à un enregistreur propre à retenir et à afficher le spectre qu'il recevait ainsi. On ne corrigeait pas les spectres d'émission constituant la réponse du système. On comparait en amplitude les intensités reçues des deux zones; toutefois on normalisait les spectres à la valeur 1 pour l'intensité maximale. Le spectre d'émission provenant de la zone comportant des caries (fig. 2) ne correspondait que pour 25% à des radiations émises par les surfaces entourant celles-ci. Les variations d'intensité des dents examinées en ce qui concerne la présence ou l'absence de caries étaient du même ordre de grandeur. Fig. 3 montre la différence entre les spectres d'émission de la zone saine et de la zone attaquée. La caractéristique qui ressort des représentations de fig. 1 à 3 el 'I sanblido saiqlj e apuos aunp çS aaaquap aqDuvq eI eauam? sa al[a la lantuaAq juu!jquw uawauuo eu inoq autwll7 ua -nb I anaqDeq un y aaJaL' EI aqT3J al asSaAuai Fnb Il aDinos VI ap aajmnIl sr I apuo,p inan8uol SE ap aalTunI aun iassud aass!ul inod nAaad qsa II -mu 01 uoatAua,p quam _alqegjgad la mu o0 uo lAua e atuajlajui apueq ap ana.Iel aun a:lodumo Il IC aaljLJ ne:uunÈ6 *(auasaadai uou) aiinbTssulD anaewjauC un avd aguam _Le sa [LI aanos uel -aasL un.ed agatqllsuoD a.ia inad I1 aDanos aqqaD aiueLieA ua *-ajjoi aquessud apuuq e g[ alItJ un aTJossu isa allanbel 0O y 'àuaMou4 un suup aua sWunq ap quamwultj alnodmu aun,nb aidmaxa auti OlIO 'aqDuuLq oa[mnu1I aP IL aooiuO ouu puaidmoUa IaieddU jaj ÀuoTluaau ajuasad el ap aiAnao ua asrw xad qalns un,p squap sal suep saluD ap aDuasgaid el aaquaqp ú a.doid -[laLdde un alsnllt 8 *2T& aluw4uln isa sauoz xnap sal aaua SZ aDuao-jj!p aqqaD a[TanbbI anod uoIai aun nalq automop al suep alstxa IF altleauoD ne,nb sipueq 'autos auoz aun E auepuodsaajoa allao anb aqioj snld quaualliaTuels(ns qsa aplieo auoz aun suep alsuaautI seD anbuqD suup aiDads np aono. aujuwop a[ inod '.aoA al:nad uo,nb Isurv *Luiu 0f aP nalI oz ne mu oçg ap asnauuinIl aoanos aun DaAv sewt 'E i * 2tj ap SvD al SUvp anb a2ellIaivddu amam al DaAe sanornoi 'Z a 1 suap saI anod saJoads sap saDuaJagJjTp sap saqanoi sal quaWuAltDadsai luaaluom Z la 9 '2Id *uojiagp ap amuIsXs np sasuodga sal quealaioD ua sluu 'aSLIlTaiedde amuim al tot lImslItn uo SI Àaleo aun alaDgp u uol no auoz aiainu aun suLp qa aulus amwoo anuuoDai auoz aun suup luamaAloDadsao 'Z quap aaine aun inod alqTs!A uoTsstmuap ailaads np ainsau ap saqanoD sal s la t *'2F ua aquasaidai v uo (wu ooç e Zti ailp- 2-isaD) analq apliud îl suBp anb alioj snIld sjoj alunb V xnap uoilAua Isa (mu 0g9 2 O0S ilos) leigua alDads 0I np aSnoa aTiud el suep aAlelaa q!suaquFp uoTltaUA VI 'sauTVs sauoz sap TnIaD aud satleu xne quepuodsaaaoD aaqDads ail aslAfp UO01 IS 'aTIno ua aqueqsuoD said nad E la a[qIuj Iuawmamuaxa xsa aouaaJjtp alaD mu oug la o0g uoJIAua aalua sladiuo- au-[wop al suup alTeWluo3 nV -mu Z9 9 quessTueddv mntixewm al 'mu OS9 wa tiS aaiua antis as saulus sauoz ap la S sapeD ap saaiDads sa[ aiqua aJuaagJjp apuua! 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Procédé pour détecter la présence de caries dans les dents d'un sujet en se basant sur l'effet de luminescence qui apparaît lorsque la dent reçoit un rayonnement d'excitation approprié, caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires ci-après: a) on excite une zone de la dent à examiner par un faisceau de lumière au moins quasi-monochromatique; b) on mesure l'intensité de la luminescence visible émise par ladite zone suivant deux longueurs d'onde prédéterminées, savoir une première pour laquelle la dépendance de l'intensité relative des spectres est à peu près la même pour les zones cariées et pour- celles qui ne le sont pas, et une seconde pour laquelle au contrnire l'intensité augmente de façon mesurable en présence de caries; c) on détermine la présence de caries en Sonction de ces mesures. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pour relever la présence de caries on détermine la différence des intensités aux deux longueurs d'onde dans une zone non cariée, puis l'on détecte l'augmentation de cette différence quand on excite d'autres zones. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pour relever la présence de caries, on émet un signal correspondant à la diffé- rence entre les intensités aux deux longueurs d'onde et l'on affiche le signal ainsi obtenu. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pour déterminer la présence de caries l'on engendre un signal proportionnel à la différence entre les intensités à la longueur d'onde pour laquelle la dépendance d'intensité relative du spectre est substantiellement la même pour les caries et les zones saines, et à la longueur d'onde pour laquelle cette intensité augmente en présence de caries. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le faisceau de lumière se situe dans le domaine visible et comporte une largeur de bande ne dépassant pas environ 30 -1. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la lumière visible utilisée se situe entre environ 400 et 700 nm. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'une des longueurs d'onde auxquelles on mesure l'intensité se situe entre 440 et 470 nm, tandis que l'autre est comprise entre 560 et 640 nm. 8. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pour relever la présence de caries on détermine le rapport des intensités aux deux longueurs d'onde dans une zone non cariée, puis on détecte l'augmen- tation de ce rapport quand on excite d'autres zones. 9. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau de lumière d'excitation comporte une longueur d'onde comprise entre 350 et 600 nm. 10. Procédé suivant la revendication 1, comportant les phases opéra- toires suivantes: a) on excite une zone de la dent a examiner par un faisceau de lumière monochromatique suivant une longueur d'onde; b) on mesure l'intensité de la luminescence visible émise par ladite zone à une première longueur d'onde \ 2 et à une seconde 3; c) on engendre un signal correspondant à l'intensité pour la longueur d'onde 3 moins celle pour la longueur d'onde 2; d) on affiche ledit signal; e) on détermine la présence de caries en fonction de ce signal caractérisé en ce que ' 2 est une longueur d'onde pour laquelle la dépendance d'intensité relative des spectres est à peu près la même pour les caries et pour les zones non cariées, en ce que \ 3 est une longueur d'onde pour laquelle l'intensité augmente en présence de caries, et en ce que ' 1 est une longueur d'onde qui détermine l'émission par la dent des longueurs d'onde ' 2 et ' 3 - ll. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires suivantes: a) on excite une zone de la dent reconnue comme non cariée à l'aide d'un faisceau de lumière monochromatique; b) on mesure l'intensité de l'émission de cette zone à une première longueur d'onde pour laquelle la dépendance d'intensité relative des spectres est substantiellement la même pour Ies caries et pour les zones non cariées, et à une seconde pour laquelle cette intensité augmente en présence de caries; c) on affiche un signal correspondant à la différence entre ces deux intensités; d) on détecte les augmentations de ce signal lorsqu'on excite d'autres zones de la dent. 12. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires suivantes: a) on excite la zone examinée par de la lumière; b) on mesure l'intensité de la luminescence visible à partir de cette zone à une première longueur d'onde pour laquelle la dépendance d'intensité relative des spectres est substantiellement la même pour les caries et les zones non cariées, et à une seconde pour laquelle cette intensité augmente en présence de caries. c) on détermine la présence des caries en se basant sur la différence des intensités aux deux longueurs d'onde. 13. Appareil propre à être utilisé pour détecter la présence de caries dans les dents d'un sujet en se basant sur la luminescence provoquée par un rayonnement d'excitation et par la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé an ce qu'il comprend en combinaison: a) des moyens pour éclairer une zone à examiner à l'aide d'un faisceau de lumière monochromatique; b) des moyens pour mesurer l'intensité de la luminescence visible à partir de cette zone à une première longueur d'onde pour laquelle la dépendance d'intensité relative des spectres est à peu près la même pour les caries et pour les zones non cariées, et à une seconde pour laquelle l'intensité augmente en présence de caries, ces moyens engendrant un signal électrique dont la valeur correspond à l'intensité pour chaque longueur d'onde; c) des moyens pour engendrer un signal électrique correspon- dant à la différence entre les deux signaux précités; d) des moyens pour afficher ce signal de différence. 14. Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: a) une source de lumière monochromatique propre à éclairer la Zone à examiner; b) deux dispositifs photodétecteurs destinés à mesurer l'inten- sité de la lumière émise par ladite zone c; deux longueurs d'ondes dliffé- rentes c) des moyens pour envoyer la lumière de la source à ladite zone et pour transmettre la lumière émise par cette zone aux dispositifs photodétecteurs; d) des moyens associés aux photodétecteurs pour engendrer un signal correspondant à la différence entre les signaux de sortie de ceux-ci; e) des moyens pour afficher ce signal de différence. 15. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens pour envoyer la lumière à la zone à examiner et pour la trans- mettre de cette zone aux photodétecteurs sont constitués par une sonde optique à fibres. 16. Appareil suivant la revendication 15, caractérisé en ce que chaque dispositif photodétecteur comprend un photodétecteur propre- ment dit et un filtre à bande passante étroite disposé en avant de ce dernier. 17. Appareil suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la source de lumière monochromatique comprend une source élémentaire iumière blanche et un filtre à bande passante étroite. 18. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage est constitué par un vibreur. 19. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage est constitué par un voyant lumineux. 20. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la source de lumière est montée sur la sonde. 21. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage est constitué par un compteur. 22. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la source de lumière monochromatique est constituée par un laser. 23. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires suivantes: a) on excite la zone de la dent à examiner par un faisceau de lumière au moins partiellement quasimonochromatique b) on réalise une image de la lumière émise par cette zone & une longueur d'onde pour laquelle l'intensité augmente en présence de caries c) on enregistre cette image sur un support approprié.