Brevet FR3039982A1 — publié le 20170217

Fabrication d'un appareil orthodontique Domaine technique de l'invention L'invention est dans le domaine orthodontique et porte sur un procédé de fabrication d'un appareil orthodontique, ainsi que sur un dispositif de fabrication d'un appareil orthodontique en tant que tel. État de la technique Une solution connue pour corriger des malpositions dentaires chez un patient consiste à solidariser une bague sur chaque dent, puis à fixer un fil métallique sur chaque bague. Par sa tension, ce fil métallique exerce alors une force sur chaque dent, par l'intermédiaire des bagues, pour les repositionner progressivement. Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter des rendez-vous réguliers chez un orthodontiste pour réajuster la position du dispositif, notamment le fil métallique, au fur et à mesure du déplacement des dents. D'autre part, ce dispositif orthodontique est peu confortable, peu esthétique, difficile à entretenir et gênant pour le brossage des dents et l'hygiène buccale en général. Pour pallier ces inconvénients, les documents EP0989828 et EP2263599 décrivent une autre solution qui repose sur une série d'appareils orthodontiques à porter successivement. Ces appareils se présentent sous la forme de gouttières en matériau plastique transparent ménageant des logements ou cavités pour recevoir des dents. Par souci de simplicité, nous appellerons par la suite « gouttière » ou « gouttière dentaire » un tel type d'appareil orthodontique. Les gouttières dentaires permettent de déplacer les dents en douceur. Le procédé orthodontique décrit dans ces documents nécessite la connaissance de la disposition dentaire initiale et la définition préalable de la disposition finale de la dentition, à partir d'une numérisation de la dentition initiale. A partir de la disposition initiale et de la disposition finale souhaitée des dents, une série de 3039982 2 gouttières à porter l'une après l'autre est fabriquée. Les dents sont déplacées en douceur au moyen de ces gouttières successivement portées sur des dents supports par le patient jusqu'à aboutir à la disposition finale recherchée des dents. 5 La fabrication d'une gouttière se fait par une étape de fabrication d'un modèle qui reproduit la gencive et sa dentition à un instant défini (intermédiaire ou final), suivie d'une étape de moulage de la gouttière en matériau plastique par thermoformage. Ce procédé est long et coûteux et nécessite la fabrication de 10 plusieurs modèles de la dentition, qui sont ensuite jetés. Objet de l'invention Du fait des remarques précédentes, le but de la présente invention est de 15 proposer une solution orthodontique qui ne comprend pas tout ou partie des inconvénients précédents. L'invention consiste à fabriquer un appareil orthodontique directement à partir d'un fichier de données numériques représentant virtuellement la structure 20 de l'appareil orthodontique. Ce fichier numérique est produit à partir de données numériques initiales relatives à tout ou partie de la dentition du patient. L'invention évite ainsi de fabriquer un modèle en dur de la dentition du patient afin de fabriquer l'appareil orthodontique. 25 A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un appareil orthodontique de modification d'une disposition dentaire, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - obtention de données numériques initiales relatives à au moins une partie d'une dentition dans une disposition dentaire initiale ; 30 - production d'un fichier de données numériques représentant un appareil orthodontique adapté à ladite dentition et apte à exercer un effort de déplacement sur au moins une dent ; 3039982 3 - fabrication de l'appareil orthodontique directement à partir du fichier de données numériques produit. Le procédé peut comprendre une étape de représentation virtuelle au 5 moins partielle de ladite dentition selon la disposition dentaire initiale, à partir des données numériques initiales, et une étape de déplacement virtuel des dents pour obtenir un modèle virtuel MOD, représentant tout ou partie de la dentition du patient, dans des dispositions dentaires modifiées. 10 L'étape de production peut comprendre une sous-étape de production de données numériques représentant la forme occlusale de l'appareil orthodontique en construisant la forme en négatif du modèle virtuel MOD, représentant tout ou partie de la dentition modifiée du patient. 15 L'étape de production peut comprendre une sous-étape de production de données numériques représentant au moins une extrémité gingivale de l'appareil orthodontique. L'étape de production d'un fichier de données numériques représentant un 20 appareil orthodontique adapté à ladite dentition peut comprendre une étape de réunion de données numériques représentant la forme occlusale de l'appareil orthodontique et de données numériques représentant au moins une extrémité gingivale de l'appareil orthodontique. 25 L'appareil orthodontique peut être fabriqué par une technique d'addition de matière, notamment par impression tridimensionnelle. En variante, l'appareil orthodontique peut être fabriqué par une technique de soustraction de matière, notamment par usinage d'un bloc de matière ou découpe laser ou par jet d'eau. 30 L'étape de fabrication peut utiliser un matériau biocompatible. 3039982 4 Le procédé peut comprendre la production d'une série de fichiers de données numériques représentant respectivement une série d'appareils orthodontiques adaptés à ladite dentition et correspondant à une succession de dispositions dentaires modifiées par rapport à la disposition dentaire initiale 5 permettant d'atteindre une disposition dentaire finale à partir de la disposition initiale par au moins une disposition dentaire intermédiaire, et la fabrication d'une série d'appareils orthodontiques respectivement à partir de la série de fichiers de données numériques produits. 10 L'invention porte aussi sur un dispositif de commande de la fabrication d'un appareil orthodontique de modification d'une disposition dentaire, caractérisé en ce qu'il comprend : - un module d'obtention de données numériques initiales relatives à au moins une partie d'une dentition dans une disposition dentaire initiale ; 15 - un module de production apte à produire un fichier de données numériques représentant un appareil orthodontique adapté à ladite dentition et apte à exercer un effort de déplacement sur au moins une dent ; - un module de pilotage d'un dispositif de fabrication de l'appareil 20 orthodontique, à partir du fichier de données numériques produit. L'invention porte aussi sur un système de fabrication d'un appareil orthodontique de modification d'une disposition dentaire, comprenant le dispositif de commande décrit ci-dessus et un dispositif de fabrication de l'appareil 25 orthodontique. Le système peut comprendre un dispositif de capture d'images. L'invention porte aussi sur un programme d'ordinateur comprenant des 30 instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé décrit précédemment lorsque ledit programme est exécuté par une unité de traitement. 3039982 5 Description sommaire des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront 5 exposés en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente un schéma du système de fabrication d'un appareil 10 orthodontique, selon un exemple de réalisation de l'invention. La figure 2 représente un organigramme des étapes du procédé de fabrication d'un appareil orthodontique, selon un mode de réalisation particulier de l'invention. 15 Description de modes préférentiels de l'invention Le procédé de l'invention permet la fabrication d'un appareil orthodontique de modification d'une disposition dentaire. Le procédé est mis en oeuvre par un 20 système comportant ici les éléments suivants : - un dispositif de capture d'images 1, - un dispositif de commande 2 et - un dispositif de fabrication 3. 25 Le procédé de fabrication comprend une première étape El d'obtention de données numériques initiales relatives à tout ou partie d'une dentition d'un patient, la dentition présentant une disposition dentaire initiale (autrement dit des positions initiales des dents). L'étape El comprend une sous-étape de capture d'images El 0 lors de laquelle le dispositif de capture d'images 1 prend des 30 images numériques IMi (avec i=1, 2, ...N) de tout ou partie de la dentition, les dents étant dans leurs positions initiales. Le dispositif de capture d'images 1 peut être une caméra intra-buccale destinée à prendre des images directement à 3039982 6 l'intérieur de la bouche du patient. En variante, on peut fabriquer au préalable un modèle tridimensionnel de tout ou partie de la dentition du patient en un matériau adapté, par exemple en plâtre, de façon connue, par moulage réalisé à partir d'une empreinte de la dentition, puis prendre des images numériques du modèle 5 réalisé à l'aide du dispositif de capture d'images. Les données d'images IM; (avec i=1, 2, ...) représentent tout ou partie de la dentition du patient dans sa disposition initiale et de la gencive associée. Elles sont transmises au dispositif de commande 2 et reçues par le dispositif de commande 2, lors d'une sous-étape de transmission E11. 10 L'étape El de numérisation de la dentition et de transmission de données numériques initiales IM; est suivie d'une étape E2 de représentation 3D virtuelle de tout ou partie de ladite dentition du patient, à partir des données numériques initiales reçues (c'est-à-dire les données d'image IM;). Un composant du 15 dispositif de commande 2 traite les données d'image reçues IM; et génère un ensemble de données numériques initial, noté DATAI, représentant un modèle tridimensionnel virtuel initial MODO. Ce modèle MODO représente virtuellement tout ou partie des dents du patient dans leurs positions initiales, autrement dit selon la disposition dentaire initiale du patient. Il est représenté virtuellement, ici 20 par affichage sur un écran du dispositif de commande 2, afin de permettre à un opérateur de le visualiser et de le manipuler virtuellement. L'étape de représentation E2 est suivie d'une étape E3 de modification virtuelle de la dentition modélisée (en tout ou partie). La modification comprend 25 un déplacement virtuel des dents modélisées (par translation et/ou rotation en 3D) pour produire une ou plusieurs disposition(s) dentaire(s) modifiée(s). Ces dispositions dentaires modifiées comprennent : - au moins une disposition dentaire finale, dans laquelle les dents du patient sont dans des positions souhaitées ; 30 - éventuellement une disposition dentaire intermédiaire ou plusieurs dispositions dentaires intermédiaires successives, entre la disposition dentaire initiale et la disposition dentaire finale. 3039982 7 Lors de l'étape E3, on crée une série de modèles virtuels MOD', représentant tout ou partie de la dentition du patient, dans des dispositions dentaires modifiées et successives comportant les dispositions intermédiaires et 5 la disposition finale. Chaque modèle virtuel de dentition ainsi créé est défini par un ensemble de données numériques DATAn, avec 1 REVENDICATIONS1 Procédé de fabrication d'un appareil orthodontique de modification d'une disposition dentaire, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - obtention (El ) de données numériques initiales relatives à au moins une partie d'une dentition dans une disposition dentaire initiale ; - production (E4) d'un fichier de données numériques représentant un appareil orthodontique adapté à ladite dentition et apte à exercer un effort de déplacement sur au moins une dent ; Io - fabrication (E5) de l'appareil orthodontique directement à partir du fichier de données numériques produit. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (E2) de représentation virtuelle au moins partielle de ladite dentition selon la 15 disposition dentaire initiale, à partir des données numériques initiales, et une étape (E3) de déplacement virtuel des dents pour obtenir un modèle virtuel MOD, représentant tout ou partie de la dentition du patient, dans des dispositions dentaires modifiées. 20 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de production (E4) comprend une sous-étape (E41) de production de données numériques représentant la forme occlusale de l'appareil orthodontique en construisant la forme en négatif du modèle virtuel MOD, représentant tout ou partie de la dentition modifiée du patient. 25 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de production (E4) comprend une sous-étape (E42) de production de données numériques représentant au moins une extrémité gingivale de l'appareil orthodontique. 30 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de production (E4) d'un fichier de données numériques représentant un appareil orthodontique adapté à ladite dentition comprend une étape de 3039982 16 réunion de données numériques représentant la forme occlusale de l'appareil orthodontique et de données numériques représentant au moins une extrémité gingivale de l'appareil orthodontique. 5 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareil orthodontique est fabriqué (E5) par une technique d'addition de matière, notamment par impression tridimensionnelle. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lo l'appareil orthodontique est fabriqué (E5) par une technique de soustraction de matière, notamment par usinage d'un bloc de matière ou découpe laser ou par jet d'eau. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 15 l'étape de fabrication (E5) utilise un matériau biocompatible. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend la production (E4) d'une série de fichiers de données numériques (F,) représentant respectivement une série d'appareils orthodontiques 20 adaptés à ladite dentition et correspondant à une succession de dispositions dentaires modifiées par rapport à la disposition dentaire initiale permettant d'atteindre une disposition dentaire finale à partir de la disposition initiale par au moins une disposition dentaire intermédiaire, et la fabrication (E5) d'une série d'appareils orthodontiques (Gn) respectivement à partir de la série de 25 fichiers de données numériques produits (Fn). 10. Dispositif de commande de la fabrication d'un appareil orthodontique de modification d'une disposition dentaire, caractérisé en ce qu'il comprend : - un module (20) d'obtention de données numériques initiales relatives à au 30 moins une partie d'une dentition dans une disposition dentaire initiale ; - un module de production (22) apte à produire un fichier de données numériques (F,) représentant un appareil orthodontique adapté à ladite 3039982 17 dentition et apte à exercer un effort de déplacement sur au moins une dent ; - un module (24) de pilotage d'un dispositif (3) de fabrication de l'appareil orthodontique, à partir du fichier de données numériques produit. 11. Système de fabrication d'un appareil orthodontique de modification d'une disposition dentaire, caractérisé en ce qu'il comprend le dispositif de commande (2) selon la revendication précédente et un dispositif (3) de fabrication de l'appareil orthodontique. 12. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (1) de capture d'images. 13. Programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme 15 pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 lorsque ledit programme est exécuté par une unité de traitement (26). 510