Brevet FR2663437A1 — publié le 19911220

Il y a aujourd'hui, en Art Dentaire principalement, une utilisation de plus en plus large de produits nécessitant une polymérisation qui s'obtient par l'action in situ d'une source de lumière spécifique. D'autre part la vision parfaite de la zone d'application demeure le plus souvent difficile, c'est d'ailleurs l'une des difficultés de la pratique odonto-stomatologique. On connait en effet les contraintes d'une bonne vision d'un champ opératoire, plus ou moins restreint, dans la cavité buccale en particulier, mais dans le cas de l'utilisation de produits polymérisables sous l'action de la lumière, il y a des contraintes spécifiques et essentielles. Aux difficultés inherentes à toute préparation prothétique ou à l'exécution correcte d'une obturation interproximale par exemple, vient s'ajouter ici le fait que le processus de polymérisation peut être déclanché prématurément par une projection de lumière due aux sources habituelles d'éclairage du champ opératoire et ce processus est très aggravé si l'on utilise un système de prise de vue ou simplement d'observation comportant un très important apport de lumière supplémentaire par exemple à l'aide d'un faisceau de fibres optiques ou équivalent. L'objet de la présente invention est de permettre l'utilisation en pratique d'un système de prise de vue et d'observation du champ opératoire (plus spécialement l'orthoscopie endobuccale) tout en ayant la possibilité d'utiliser correctement les produits polymérisables par la lumière sans déclencher prématurément le processus de polymérisation. Rappelons tout d'abord que les générateurs de lumière spéciaux pour obtenir cette polymérisation fournissent une lumière se situant dans la zone extreme du bleu/violet (360 nanomètres) et que, à l'opposé, une lumière se situant dans une zone jaune/orange (700 nanomètres) ne déclenche que peu ou pas cette polymérisation. Rappelons encore que, normalement, l'équilibre des couleurs Rouge, Vert, Bleu (RVB) du système vidéo couleur est fait à partir d'une lumière "blanche". En sorte que la mise en oeuvre de filtres "bleu" ou "jaune/orange" va considérablement altérer la qualité de l'image observée sur le moniteur de contrôle. Enfin, il faudra tenir compte du niveau moyen de luminance de l'image obtenue, fonction des niveaux d'éclairement très différents selon que le champ observé sera éclairé en lumière "blanche", "bleue" ou "jaune/orange", selon que l'on utilise ou non la fonction polymérisation principalement. A titre d'exemple non limitatif, nous décrivons un système destiné à 1 'odonto-stomatol ogi e. Ce système comporte trois parties 1) Le générateur de lumière comprend une source telle qu'une lampe halogène avec réflecteur incorporé ou système optique équivalent. La lumière est concentré sur l'embout d'un faisceau de fibres optiques qui va conduire la lumière à proximité du champ opératoire afin d'éclairer parfaitement celui-ci. Ce sera en particulier le cas du faisceau de fibres optiques incorporé dans un endoscope. Entre la source et l'embout du faisceau de fibres optiques se trouve intercalé d'une part un "diaphragme" permettant de régler la "quantité de lumière". transmise aux fibres optiques et d'autre part un support de filtres permettant d'obtenir le "type de lumière" souhaité pour l'application choisie à un instant donné par l'utilisateur. 2) L'électronique associée à la connectique appropriée va permettre à l'utilisateur de disposer à son gré du type de lumière souhaité et ce faisant d'apporter automatiquement les corrections indispensables tant au niveau RVB qu'au niveau luminance moyenne de l'image obtenue. 3) Le système de prise de vue du champ opératoire associé à un circuit vidéo couleur dans le cas où l'utilisateur a choisi de travailler sous contrôle d'écran. Examinons les conditions nécessaires pour satisfaire aux nécessités du travail sous contrôle d'écran. Notons tout d'abord que ces conditions sont différentes selon que l'objectif utilisé pour la prise de vue est à prise de vue axiale ou à prise de vue latérale. 1) Cas de la prise de vue axiale. On peut considérer que dans la quasi totalité des cas, l'image obtenue sur l'écran est conforme à ce que verrait directement un observateur dont l'oeil se situerait à la place de la caméra. Par contre il serait nécessaire de supprimer "l'effet miroir" pour un observateur placé face à la caméra. Ce qui sera généralement le cas d'un opérateur situé derrière la tête du patient, la caméra étant placée face au patient. Cet "effet miroir" peut être supprimé soit par un système optique soit par un système electronique. 2) Cas de la prise de vue latérale Ce cas est beaucoup plus complexe puisque d'une part il faudra tenir compte de "l'effet miroir" selon les positions relatives de l'opérateur, du champ opératoire et des conditions de la prise de vue mais, d'autre part il faudra, à tout instant, pouvoir corriger une rotation de l'image obtenue sur l'écran de contrôle, cette rotation de l'image étant due au déplacement angulaire du système de prise de vue par rapport au champ observé. Cette rotation de l'image peut être facilement compensée soit par un système optique soit par rotation du système de captation de l'image autour de son axe. On peut, par exemple faire tourner la caméra elle-même autour de son axe ou faire tourner seulement la partie "sensible" de la caméra ou intercaler dans le système optique proprement dit un système tel qu'un prisme de Wollastone ou équivalent dont la rotation contrôlera la rotation de l'image sur l'écran. Il apparait dès lors clairement que selon la position relative de l'opérateur. par rapport au champ opératoire il est possible de prédéterminer un système optique spécifique pour le cas considéré. Cette conception s inscrit parfaitement dans le respect le plus strict des règles de l'aseptie puisqu'elle conduit à utiliser un système d'assemblage optique courant rendant facile l'interchangeabilité des optiques et leur conception sous forme de sous-ensemble stérilisable. Ainsi est-on conduit à utiliser plusieurs systèmes optiques stérilisables et interchangeables, spécifiques pour chaque cas envisagé 1) Système de prise vue axiale destiné à montrer sur l'écran l'image de ce que pourrait voir un observateur placé derrière la caméra. 2) Système de prise de vue axiale destiné à montrer sur l'écran l'image de ce qui pourrait voir un observateur placé face à la caméra. La différence entre ces deux systèmes optiques consiste dans l'adjonction d'un système optique supprimant l'effet miroir 3) Système de prise de vue latérale analogue au système 1 ci-dessus. 4) Système de prise de vue latérale analogue au système 2 ci-dessus, la différence entre les deux systèmes étant la suppression de "l'effet miroir". Il apparait dès lors que l'un ou l'autre des systèmes ci-dessus (1,2,3 ou 4) associé à un dispositif optique permettant la rotation de l'image va permettre d'obtenir dans tous les cas une image correctement orientée non seulement sur l'écran mais sur l'ensemble des écrans qui recevraient le même signal vidéo. On voit donc que le système qui vient d'être décrit à titre d'exemple non limitatif permet à l'opérateur, dans n'importe quelles conditions de travail, d'une part de disposer sur l'écran d'images correctement orientées et d'autre part de pouvoir observer, dans les meilleures conditions possibles d'éclairement et de vision tous les détails du champ opératoire pour n'importe quelle intervention soit pour l'utilisation d'un produit polymérisable à la lumière. Trois cas sont à considérer 1) L'utilisation du système en lumière "blanche" implique la balance des blancs correspondante commandée par un contact actionné lors de la mise en position médiane du support de filtres colorés. Dans cette position le réglage du diaphragme est asservi au niveau de la luminance délivrée par la caméra. 2) L'utilisation du système en lumière "jaune/orange" implique une correction RVB des couleurs transmises au moniteur et le maintien de l'asservissement du diaphragme au niveau de la luminance fourni par la caméra. 3) L'utilisation du système en lumière "bleue" implique l'ouverture du diaphragme au maximum pour bénéficier au mieux de la fonction "polymérisation", une correction des couleurs RVB et une atténuation du signal fonction du niveau de luminance de façon à éviter la saturation de la caméra Description du diaphragme (1/2 - Figures 1 à 4) Il est ici important d'obtenir une variation de l'éclairement sans modifier la température de couleur de la lumière émise. Parmi les solutions possibles le dispositif retenu ici est caractèrisé par la facilité avec laquelle la courbe de variation de la lumière émise peut être modifiée, par exemple par modification de la came. Deux volets (1) et (2) sont articulés en (3) et maintenus appliqués sur une came (4) par un ressort (5). Chaque volet est échancré de telle sorte que dans la position d'ouverture maximale obtenue par la rotation de la came (4) autour de l'axe (6) la quasi totalité de la lumière émise soit transmise à l'embout du faisceau de fibres optiques (7) (Figures 3 et 4). A l'opposé, en position de fermeture obtenue par la rotation de la came (4), la quantité de lumière soit minimale ou nulle (Figures 1 et 2). La rotation de l'axe (6) supportant la came (4) peut être commandé soit manuellement, soit télécommandé ou asservi à un niveau de luminance par exemple par un micro-moteur associé. Description du filtre optique (2/2 - Figures 5 et 6) Le support des filtres colorés est constitué par une platine (8) articulée sur un axe (9) solidaire d'un support (10). Dans le cas de notre description non limitative cette platine comporte trois orifices qui vont recevoir les filtres optiques appropriés par exemple "bleu" et "jaune/orange" dans les orifices extrêmes, l'orifice médian ne comportant pas de filtre coloré la lumière transmise est alors simplement la lumière "blanche" produite par la source halogène. Toutefois, si besoin était, un filtre correcteur pourrait bien entendu être utilisé à cette place. La position médiane est déterminée par le ressort de rappel (11), sur la platine. Les positions extrêmes sont obtenues par action d'electro-aimants ou de petits verrins pneumatiques (12 et 13), par exemple, amenant par basculement d'un coté ou de l'autre en butée, faisant coïncider le centre des filtres colorés avec l'axe de l'embout du faisceau de fibres optiques (14). Il est intéressant, à ce stade de l'exposé, de combiner le diaphragme décrit plus haut avec la platine ci-dessus. On obtient ainsi un ensemble compact réunissant sur une face le système de diaphragme à ouverture variable et sur l'autre face le système de filtres colorés. Les différents circuits electroniques mis en oeuvre dans chaque cas considéré sont simplement mis en oeuvre par les contacts correspondants aux positions choisies par l'opérateur de la platine du diaphragme, soit la correction des couleurs, soit toute autre fonction, par exemple l'affichage à l'écran du type de filtre optique et/ou les temps d'utilisation. 6) Systèmes optiques adaptables à la caméra de prise de vue caractèrisés par leur interchangeabilité et leur étanchéité permettant la stérilisation ainsi que par le fait que "l'effet miroir" est supprimé dans l'un au moins des systèmes de prise de vue axiale et dans l'un au moins des systèmes de prise de vue latérale. 7) Système selon les revendications 1,2, 3, 5 et 6 caractèrisé par la combinaison d'un générateur de lumière particulier et de différents systèmes optiques associés à une caméra permettant au gré de l'opérateur soit la seule observation du champ opératoire, soit la polymérisation des dits produits, associée ou non avec le contrôle visuel de l'opération sur un écran de contrôle. 8) Système selon les revendications 1 et 5 caractèrisé par l'association de la source de lumière, d'un diaphragme commandé soit manuellement soit par un dispositif d'asservissement, au moyen de la rotation d'une came dont le profil determine la fonction de réglage de ce diaphragme et d'un support de filtres colorés définissant chacun un type de lumière particulier. REVENDICATIONS 1) Système générateur de lumière caractèrisé par la mise en place sur le trajet du faisceau lumineux d'une platine comportant un diaphragme permettant de faire varier la quantité de lumière émise sans en changer la température de couleur, un support de filtres colorés permettant de modifier les caractèristiques de la lumière émise, un système optique concentrant cette lumière sur l'embout d'un faisceau de fibres optiques. 2) Sytème selon la revendication 1 caractèrisé par l'asservissement du réglage d'un tel diaphragme d'une part au choix d'un filtre optique et d'autre part au niveau moyen de la luminance de l'image vidéo. 3) Système selon les revendications 1 et 2 caractèrisé par la correction automatique des signaux RVB émis par la caméra de prise de vue en fonction du choix du filtre optique fait par l'utilisateur. 4) Système selon les revendications 1,2 et 3 caractèrisé par l'affichage sur l'écran de contrôle de la fonction choisie par l'opérateur ainsi que le temps d'utilisation de celle-ci. 5) Système de télécommande de positionnement de plusieurs filtres colorés caractèrisé par un basculement de part et d'autre d'une position médiane, ce basculement étant obtenu soit par vérin pneumatique soit par electro-aimant. Ce basculement actionne un contact électrique mettant en service soit l'asservissement du réglage porte-filtres. A titre d'exemple, indiquons que l'on pourra afficher sur l'écran la fonction choisie, le temps d'utilisation de chaque fonction et plus particulièrement de la fonction polymérisation. Le choix de l'une ou l'autre des fonctions se fera de préférence par action sur une pédale pour des raisons évidentes d'aseptie. On pourra également envisager une commande manuelle soit par l'intermédiaire de touches disposée près de la caméra, soit à l'aide de touches d'un clavier d'ordinateur, soit à l'aide d'un microphone permettant la mise en oeuvre d'un système informatique de reconnaissance vocale.