Histoire de l'aménagement opératoire du cabinet dentaire

Les années 1920 : l'Équipement "Unit" et le concept de Leger-Dorez. Les progrès technologiques de la radiographie. L'éclairage

Afin de mieux comprendre la suite de notre étude nous aborderons la problématique de la position de travail idéale du praticien.

L'étude de l'ergonomie nous apprend que le praticien doit avoir la totalité de son instrumentation située dans la zone de travail.

Le regretté Miguel Chovet définit ainsi cette notion :
"On appelle zone de travail, la portion de l'espace dans laquelle doit s'effectuer le travail si l'on veut éviter à l'opérateur de se baisser, de se pencher ou de s'étendre." (1)

Pour mieux systématiser la cinématique des mouvements habituels du praticien nous adopterons la classification empruntée aux études de l'ergonomie industrielle;

Elle comporte 5 classes de mouvements:

  • La classe 1 se rapporte aux doigts
  • La classe 2, aux doigts et aux poignets
  • La classe 3, aux doigts, aux poignets et aux coudes
  • La classe 4, aux doigts, aux poignets, aux coudes, aux avant-bras et à l'épaule
  • La classe 5, intéresse le corps tout entier.

Afin de ménager l'énergie de l'opérateur dans l'exercice de son travail quotidien il faudra éliminer les mouvements des classes 4 et 5 en privilégiant ceux des classes 1, 2 et 3.

En clair Chovet précise que
"les zones dites maxima correspondent aux déplacements maxima des bras tendus; les zones dites normales étant délimitées par les avant- bras. Tout objet placé à l'intérieur de ces zones est atteint sans effort supplémentaire."

L'évolution de l'aménagement opératoire du cabinet dentaire que nous avons étudiée jusqu'à maintenant fut marquée par la cohabitation de deux tendances .

La dispersion des composants de l'équipement avec fixations murales.

Le crachoir et le verre d'eau sur le bras fixé sous le siège du fauteuil, réalisaient, du côté de l'accoudoir gauche du fauteuil, un petit poste de travail réservé au patient. Le rapport crachoir patient n'était pas modifié lors de la montée du fauteuil.

Dans ce concept, la rotation du fauteuil était possible et le patient pouvait accéder du côté gauche du fauteuil sans interférer avec l'aire de déplacement du praticien, comme dans le cabinet du Dr Fones.

Quant au praticien, il parvenait sans effort à atteindre la tablette sur bras mural articulé ainsi que le tour électrique à fixation murale articulé ou suspendu à une potence à poulies

Le cabinet du Dr Fones

Le rassemblement des composants de l'équipement autour du crachoir montés sur une colonne sur pied.

Cette tendance minoritaire comprenait le plus souvent un crachoir sur piétement avec un support de verre d'eau comme dans le second cabinet du Dr Guerini. Mais cette colonne pouvait aussi comporter une tablette, un projecteur et une pompe à salive avec un réservoir d'eau fixé au sommet de la colonne.

Cet agencement se rencontrait le plus souvent dans les cabinets n'ayant pas l'eau courante comme dans l'appartement du Dr Casotti

La présence de cette colonne sur pied supprimait le mouvement de rotation du fauteuil, et modifiait le rapport fauteuil crachoir.

Une colonne sur pied supportant un réservoir de pompe à salive, une tablette, un crachoir métallique et un projecteur de Telschow avec un fauteuil de Morrison

L' "Unit" au cabinet dentaire

Le terme d' "Unit", mot de langue anglaise, n'a pas de traduction en français. Son principe consiste à réunir dans un seul ensemble les différents éléments autrefois dispersés de l'équipement du cabinet dentaire et à rationaliser les circuits de distribution de l'eau, du gaz, de l'air comprimé, de l'électricité et de l'évacuation des eaux usées.

L'aménagement opératoire des cabinets dentaires avant 1915 donnait, en effet, l'impression d' un agencement désordonné avec ses nombreux bras muraux et ses tuyaux gainés qui semblaient suspendus au plafond.

Les principes d'hygiène ne semblaient pas non plus pris en compte à la vue des nombreux câbles des tableaux électrique et des tuyaux d'alimentations et de vidange du crachoir qui serpentaient sur le sol jusqu'au poste d'eau du patient. Que dire aussi des nids à poussière que constituaient les carquois inaccessibles des tableaux électriques avec les nombreux fils qui alimentaient transformateurs, ampèremètres, voltmètres et les nombreux interrupteurs.

L'historique de l' "Unit"

 

Le Fauteuil de Snell

Ce concept n'est pas nouveau. C'est ainsi que Snell avait déjà eu l'idée en 1831, de solidariser son fauteuil à une tablette fixée sur l'accotoir droit, à un miroir à main sur l'accotoir gauche et à une bougie sur bras articulé du dossier.

 

La potence du fauteuil de Wilkerson

La potence fixée au fauteuil de Wilkerson supportant le crachoir et le verre d'eau fut bientôt complétée par une tablette et un moteur électrique. Le poste de travail du praticien venait déjà interférer avec celui du patient.

Le " Forsyth Unit"

 

L'Unit Forsyth

Le 24 novembre 1914 se tient à Boston la cérémonie d'ouverture du "Forsyth Dental Infirmary for Children" destinée aux soins de dentisterie infantile pour la prévention de la carie dentaire.

Le clou de cette cérémonie se situe dans l'immense salle de clinique où la direction présente les 56 "Forsyth units" conçus et réalisés par l' "S.S. White Dental Manufacturing Company". (2)

Cet équipement comprend le fauteuil "Diamond" de taille plus réduite que le modèle standard, avec une têtière spéciale et un repose-pieds auxiliaire pour les enfants de très petite taille.

La base du fauteuil est solidaire d'un piétement supportant les deux colonnes de l'équipement.

L'une d'elle supporte le crachoir "fontaine" N°6 d' S.S.White avec son porte-verre et sa pompe à salive.

Au sommet de la seconde colonne apparaît le moteur électrique équipé d'un bras et d'une pièce à main Doriot.

En dessous, on remarque la présence d'un bras solidaire d'une tablette aseptique en opaline blanche sur laquelle sont fixées deux seringues à eau et à air.

Une seconde fixation se prolonge par un projecteur buccal sur flexible.

Un crochet à la base du dossier est destiné à suspendre le rhéostat du tour lors du nettoyage du sol avoisinant.

The Evans Institute Operative Combination

 

L'Institut Evans

Le Musée Evans de Philadelphie

L'inauguration le 22 février 1915 de l' "Evans Museum" et du " Dental Institute, School Dentistry" de l'Université de Pennsylvanie à Philadelphie marque, après celle du " Forsyth Dental Infirmary for Children", une nouvelle étape de la création d'instituts dentaires américains pour enfants au début du XX ème siècle.

L' "Evans Dental Institute" matérialise le legs du feu Dr Thomas Evans pour la création d'un institut et d'un musée dentaire. L'honneur rendu à Evans perpétue l'idée qui a toujours prédominé dans sa vie professionnelle: "placer notre profession au plus haut niveau au service de notre génération".

 

Thomas Evans

Le Dr Thomas Evans est né le 23 décembre 1823 à Philadelphie. Il étudie la dentisterie et obtient le diplôme de Docteur en médecine.

Il s'établit à Paris en 1847 où, grâce à sa personnalité et à sa dextérité, il acquiert rapidement une riche clientèle comprenant de nombreuses têtes couronnées d'Europe. (3)

En affiliant l' "Evans Institut" à l'Université de Pennsylvanie, Evans obtient les moyens financiers nécessaires à la construction d'un grand bâtiment sur trois niveaux avec un aménagement opératoire d'avant-garde.

 

La grande salle de clinique

 

La grande salle de clinique est pourvue de 134 équipements d' S.S.White sous le nom d' "Evans Institute Operative Combination" et qui sera désigné par la suite par "Equipment Combination C" et par "Equipment Unit N° 3"

 

Le fauteuil et l'Unit d'S.S.White de l'Institut Evans

L'Unit N°3 d'S.S.White

Il s'agit en fait d'un modèle qui dérive du "Forsyth Unit". Il se différencie essentiellement par la désolidarisation du fauteuil de l'équipement.

Le fauteuil "Diamond N°2", ici de série, est doté de la têtière du Professeur Edwin Darby qui permet un positionnement universel de la tête du patient. Mais il perd l'appui-bras judicieux des modèles précédents et l'attache qui permettait de suspendre le rhéostat du tour électrique.

L'agencement est complété par un réchauffeur contenant deux flacons pulvérisateur et un verre d'eau et par un bec de gaz sur le bord de la tablette.

Présentation en 1916 de quatre variantes d'aménagement opératoire avec l'Unit d' S.S.White.

Le numéro de février 1916 du "Dental Cosmos" présente les premières pages publicitaires en couleurs de cette revue de réputation mondiale. Il s'agit de quatre propositions d'installations pour différentes spécialités de praticiens. (4)

 

Le Cabinet avec l'Unit Forsyth de S.S. White

L'Unit est ici équipé du fauteuil "Diamond" de série ; le meuble de l'american cabinet N°58 derrière le dentiste, possède un compartiment pour la stérilisation chimique.

 

Le Cabinet pour la pratique exclusive de la Chirurgie

L'équipement de ce cabinet se compose d'un fauteuil "Diamond" du support de crachoir d'S.S.White, du matériel nécessaire pour l'anesthésie au protoxyde d'azote et d'un stérilisateur électrique.

 

Le cabinet d'un pédodontiste

Ce cabinet de pédodontiste comprend un fauteuil "Diamond" modèle pour enfant, un équipement d'S.S.White N°2 (sans moteur), un moteur électrique sur bras mural, un tableau mural de distribution électrique et d'air comprimé, un meuble de rangement métallique, un éclairage du Dr Rhein et un équipement "A3" pour l'anesthésie au protoxyde d'azote.

 

Le cabinet d'un omnipraticien

Ce dentiste de pratique générale dispose d'un Unit d'S.S.White N°3, d' un fauteuil "Diamond", d'un meuble de l'Ameican cabinet N°58 et d'un ensemble comportant un tableau de distribution électrique et pneumatique qui surplombe un compresseur d'air comprimé. Un nécessaire pour l'anesthésie au protoxyde d'azote est aussi disponible.

Le "Ritter Unit equipment"

 

L'Unit Ritter, modèle de 1917

C'est en 1917 que l'importante firme américaine présente le fameux "Ritter Unit Equipment".

Cet Unit à la particularité d'être composé d'une colonne centrale et de deux bras. Celui de gauche aboutit au poste d'eau alors que celui de droite est solidaire de la tablette et du tour électrique.(5)

Le poste des commandes est situé au centre de la colonne. Les instruments qui sont accessibles à proximité du tableau électro-pneumatique, se composent d'une seringue à air chaud, d'une alimentation pour flacons pulvérisateurs, d'un porte cautère et d'une lampe d'exploration buccale

La tablette est fixée, comme sur l'Unit N°3 d' S.S.White, sur un bras articulé horizontalement

 

Appareil Ritter d'ionisation

Ce modèle se différencie aussi par la possibilité de fournir du courant galvanique pour l'ionisation radiculaire, procédé qui sera adopté par le Dr Bernard pour le traitement des canaux inaccessibles. Ce courant est aussi utilisé pour la cataphorèse, procédé d'anesthésie électrique dentinaire associé à la diffusion locale de cocaïne.

Un transformateurs au dos de l'Unit, alimenté en courant continu ou en courant alternatif, permet d'obtenir du courant continu de 40 volts. Un régulateur permet de dispenser graduellement ce courant et un milliampèremètre situé au sommet de la colonne de l'Unit assure le contrôle de l'intensité du courant.

Un pulptester, en relation avec un transformateur, est aussi disponible pour s'assurer de la vitalité pulpaire.

 

L'ensemble
Ritter

Le fauteuil
électrique
Ritter

En 1928."Ritter" commercialise à son tour un fauteuil électrique.

Le "Clark Unit Pedestal"

La " A.C. Clark and CO" inaugure le" Clark Unit Pedestal"en 1919 .Comme l'Unit Ritter il comprend une colonne centrale avec ses deux bras collatéraux aboutissant au crachoir et à la pompe à salive à gauche et à la tablette à droite.

 

L'Unit de Clark

Il se différencie de l'Unit Ritter par :

  • la forme carrée de sa tablette dotée d'un bec bunsen.
  • la position des instruments situés à la jonction de la colonne et du bras de tablette. Ils se composent de seringues à eau et à air chaud et d'un porte lampe d'examen.
  • la position du réchauffeur du flacon pulvérisateur et du verre d'eau situés au centre de la colonne dont la préhension s'averre encore plus difficile que sur l'Unit de Ritter.
  • la situation du tour électrique au sommet de la colonne comme sur l'Unit N°3 d'S.S.White.
Le "Reid Portable Electro-pneumatic Distributing Unit"

 

L'équipement
de Reid

Cet équipement, présenté en 1919, est improprement appelé Unit car il ne comprend ni tour électrique ni poste d'eau . Il s'identifie davantage au tableau électrique mural du début du siècle

Deux versions sont commercialisées: l'une sur bras mural et l'autre mobile sur roulettes intitulée "portable".

Cette dernière version constitue l'équipement prémonitoire des "Karts" actuels.

Elle est composée d'une colonne non réglable en hauteur solidaire d'un piétement muni de quatre roulettes. Elle supporte un tableau en marbre avec deux cadrans de contrôle, un porte-instruments et deux porte-flacons pulvérisateurs.

Les instruments se composent d'une seringue à air, d'une alimentation d'air comprimée pour les deux flacons pulvérisateurs, deux porte-cautères et un porte-lampe d'examen.

L' "Electro Dental Manufacturing Unit"

 

L'Unit d'
Electro Dental

Cet Unit présente plusieurs innovations :

  • Le poste d'eau repose sur une plate-forme nettement séparée de la colonne de l'Unit. Le patient a donc une meilleure approche du crachoir et du verre d'eau.
  • L' Unit est modulaire ; il comprend :
    • un modèle "Junior" composé d'une colonne au sommet de laquelle sont fixés le bras de tour à gauche et le bras de la tablette aseptique en opaline à droite.
    • Cette dernière est complétée par un réchauffeur de flacons pulvérisateurs, une seringue à eau et un projecteur fixés sur l'axe du bras support de la tablette.
    • un modèle "Senior"qui se différencie par l'adjonction d'une tablette porte-instruments.

Elle est composée d'un compartiment-tiroir situé sous le plateau qui contient les différents instruments électriques et pneumatiques dotés d'enrouleurs et de mécanismes de blocage des gaines et de quatre boutons de réglage.

 

Le fauteuil
électrique et l'Unit
d'Electro Dental

Le fauteuil
d'Electro Dental

En 1923 "Electro Dental" est le premier fabricant à présenter un fauteuil électrique qui permet à l'opérateur de modifier la hauteur du fauteuil tout en restant assis.

L'Unit est maintenant équipé de l'éclairage du Dr Rhein.

Le "S.S.White Dental Unit N°6

L'Unit N°6 et fauteuil d'S.S.White

le fauteuil "Diamond"

Ce n'est qu'en 1928 qu' "S.S.White"reprend à son compte le principe de la tablette porte-instruments avec l'Unit N°6.

Comme sur l'Unit N°3, il est composé d'une colonne centrale qui se divise en deux bras; l'un est destiné au poste d'eau et l'autre au tour électrique au sommet et au bras articulé de la tablette en opaline.

 

La tablette
porte-instruments

Il se différencie essentiellement par la tablette porte-instruments qui rassemble toutes les fonctions de l'équipement avec:

  • Le panneau de commande au centre de la tablette, auparavant situé sur la colonne de l'Unit.
  • Les deux compartiments d'instruments reliés à des enrouleurs de part et d'autre du tableau de commande.
    L'innovation importante se situe au niveau des loqueteaux de blocage perfectionnés des enrouleurs qui suppriment la tension des câbles lors de leur préhension.
  • Des volets latéraux de fermeture des deux compartiments d'instruments.

Les accessoires fixés sur l'axe de la tablette comprennent un bec de gaz, un support de flacons pulvérisateurs et un petit coffret de pointes de cautère.

Ce modèle, commercialisé jusqu'à la présentation du "Master Unit" en 1939, fut une grande réussite commerciale.

 

Un des deux cabinets
de Kenneth Logan
du 9 Bd du Roi
à Versailles

Ces documents, qui nous ont été très aimablement confiés par le Dr Claude Lavaste, de Versailles,  sont des témoignages de l'aménagement opératoire spécifique des cabinets de la fin des années 1920.

L'aménagement opératoire se compose d'un Unit S.S.white, modèle N°61 D avec tablette porte-instruments et réchauffeurs de pulvérisateurs, d'un fauteuil Ritter et d'un éclairage Scialytique.

Un meuble métallique de rangement, deux tables sur roulettes, un lavabo et un chauffe eau complètent l'installation.

 

Le salon

Le laboratoire de prothèse

Critique du concept de l'Unit

Pour le patient, le rapport poste d'eau patient avec le concept de l'Unit se trouve modifié lors de l'élévation ou de l'inclinaison du fauteuil. Dans cette dernière situation, l'accès du verre d'eau s'averre difficile, mais il devient problématique avec l'Unit de Clark où le verre d'eau est situé au centre de la colonne de l'équipement.

Pour le praticien, en cas d'inclinaison du patient pour travailler assis, l'accès des instruments situés sur la colonne de l'équipement l'oblige à passer au dessus du patient en générant des mouvements qui se situent en dehors du cercle de la classe 3.

Les tablettes sont fixées sur un bras articulé horizontalement sans possibilité de réglage en hauteur. La préhension des instruments, de ce fait, amène le dentiste assis ou de petite taille à détacher le bras du corps.

La tablette carrée de l'Unit de Clark qui se différencie de la tablette circulaire des autres Units, permet un meilleur ordonnancement des instruments.

Le principe de la tablette porte-instruments des Units "Electro Dental" et S.S.White N°6 constitue une amélioration importante par rapport aux Units où les instruments sont fixés sur la colonne de l'équipement. Les mouvements de préhension de l'opérateur qui travaille debout se situent ici à l'intérieur du cercle de la classe 3 . Par contre en position assise, l'accès à la tablette porte-instruments trop haute, reste toujours problématique.

L'Equipement de Leger-Dorez

Si le concept de l'Unit semble faire l'unanimité des fabricants pendant 40 ans, un praticien refuse le conformisme qui s'est installé chez les constructeurs confortés par l'apathie des praticiens.

C'est en effet en 1920 que Leger-Dorez publie un article qui présente une nouvelle conception de l'aménagement opératoire du cabinet dentaire en opposition totale avec celle de l'Unit. (7)

Deux schémas et une descriptions nous permettent de mesurer la distance qui sépare ces deux concepts.

 

Le chariot mobile
de l'équipement
de Leger-Dorez

L'aménagement
opératoire
selon Leger-Dorez

Il comprend :

  • Un fauteuil traditionnel à pompe mais qui se différencie par la présence d'une potence fixée sur la têtière qui supporte une loupe et un petit projecteur buccal qu'il appelle "phare de têtière".
  • Un crachoir et un poste d'eau fixés au fauteuil ; un réchauffeur d'eau est fixé sur le conduit qui alimente le verre d'eau.
  • Une table-meuble mobile montée sur un "chariot" à ossature métallique doté de 4 roulettes.

Au centre une avancée du plateau sert de tablette pour la pose des instruments. A droite de la table, sur le flanc droit, on distingue une série de tiroirs nécessaires au rangement des instruments.

A la partie supérieure, un abattant à droite du compartiment des petits tiroirs, laisse entrevoir l'emplacement de la pharmacie.

Sur le côté droit du meuble un placard est réservé au tableau électro-pneumatique qui alimente le thermocautère, la lampe d'exploration buccale, l'alimentation d'air chaud, etc.

A gauche, sur la table, on remarque le présence d'un tour électrique avec les bras et la pièce à main.

Cinématique de l'installation

Le dentiste étant assis, la table meuble au moment du travail est avancée vers le malade de façon à pouvoir accéder aux tiroirs, aux commutateurs électriques, à la pharmacie et aux tour électrique sans faire un mouvement plus étendu que l'allongement de l'avant- bras.

En faisant pivoter son siège, il peut accéder au meuble de laboratoire à droite pour exécuter les petites interventions de prothèse.

Après l'intervention, la table meuble est défreinée et repoussée vers l'avant de façon à permettre au patient de descendre du fauteuil qui se trouve ainsi dégagé.

Il suffirait de reculer le bloc d'alimentation d'eau et de vidange au niveau du fauteuil pour que le patient puisse descendre ou accéder au fauteuil par la gauche sans gêner les déplacements du dentiste.

Une rare publicité du meuble de Léger-Dorez de la Presse dentaire de Novembre 1926 nous apprend que ce meuble a été distribué par les Etablissements Ash, Caplain Saint André sans pour autant avoir été une réussite commerciale.

Son principe sera repris en 1955 avec l’Adjutor de Siemens d’après Korkhaus et le Dik-Ariston .(8)

L'Evolution technologique de la radiographie en Art Dentaire

(Ce chapitre a été plus largement développé dans la communication au Congrès de la SFHAD 2003)

Une installation des années 1910
On remarque à gauche deux tubes de Crookes sur leur support, un négatoscope, une bobine à induction sur la table et un interrupteur au mercure sur l'étagère.
Un tube de Crookes repose sur un piédestal à proximité de la têtière du fauteuil dentaire qui sert d'appui pour le positionnement de la tête de la patiente.

Le cabinet du Dr Blum de 1910
La présence du fil anodique de haute tension non isolé à proximité du patient constituait un danger à moins de 20 cm du fil.

Notre étude sur "Les premières manifestations de l'utilisation de rayons X en Art dentaire" prenait fin vers 1910. (9) A cette époque, les rares dentistes qui souhaitaient faire des examens radiographiques n'avaient pas d'autres solutions que d'acquérir un appareillage à usage médical composé d'une bobine de Ruhmkorff, d'une batterie de piles ou d'accumulateurs, d'un tube de Crookes à ionisations internes qui générait des variations importantes du rayonnement, d'un support sur pied ou sur bras mural. L'installation, qui comprenait des fils de haute tension non isolés, n'était dotée d'aucun instrument de mesure de l'intensité et du voltage du courant électrique. Le temps de pose pouvait durer jusqu'à 20 minutes.

Les premiers appareils spécialisés

 

Le premier appareil américains de radiographie destiné à l'Art dentaire

Le premier appareil de radiographie spécialisé en Art dentaire est commercialisé vers 1915 par l' "American X-rays Equipment Co". Il est alors composé d'une bobine à induction où le fil à haute tension est connecté à un tube de rayons X sur une colonne fixé sur le meuble ou sur pied en utilisant indistinctement le courant alternatif ou continu.

 

Le nouveau transformateur "interrupterless"

Ici la bobine à induction est remplacée par un transformateur "interrupterless". C'est au congrès international d'Amsterdam de 1908 qu' Homer Clyde Snook, qui a fondé sa propre firme, présente le générateur dit "interrupterless" ; sur le secondaire du transformateur, un redresseur à "contact tournant" entraîné par un moteur synchrone, permet d'utiliser les deux phases du courant alternatif de haute tension.

En France, Gaiffe et Raulot-Lapointe présentent dès 1909 leurs propres générateurs à redresseur.

Mais la puissance d'un tels générateurs ne pourra donner sa pleine mesure qu'avec l'invention du tube de Coolidge.

 

L'équipement de Wangh

En 1918, ce fabricant présente un appareil où le tube radiogène et les bras supports sont fixés sur le coffre renfermant le transformateur. L'appareil est présenté avec le nécessaire de développement.

 

L'appareil de Thwaites

Le modèle de Thwaites d' "Harry Bosworth Co" commercialisé en 1919 à la particularité de ne présenter aucun fil de haute tension apparent.

Les tubes à gaz

Les premiers appareils de radiographie utilisent des tubes à gaz dans lesquels le courant cathodique est produit par l'ionisation des molécules de gaz restant dans le tube. La production de rayons X résulte du choc des particules arrachées à la cathode par les molécules gazeuses sur l'anticathode.

Mais, au cours du fonctionnement, les ions absorbés par le verre de l'ampoule se raréfient, la pression intérieure diminue et la quantité des molécules s'avère insuffisante pour provoquer l'afflux cathodique, ce qui nécessite une augmentation de la tension.

 

Tube à Hélium

Tube à hydrogène

Compte tenu de cette instabilité, des tubes dotés de système de régulation ont été proposés pour réintroduire du gaz et éviter le durcissement de l'ampoule, comme les tubes à hélium et à hydrogène de la "Victor Electric Corporation", le tube NitroKen de la Wappler Electric Co.

Avec le tube à hydrogène de Snook, le vide peut être réduit ou augmenté par réduction ou adjonction d'hydrogène. Ces vérifications constantes de l'état du vide nécessitent néanmoins une attention permanente. (10)

 

le porte film de Van Woert

Van Woert, un des premiers utilisateurs des rayons X en dentisterie et l'auteur d'un porte-film, présente en 1916 le nouveau tube de Piffard qui a la propriété de maintenir le vide dans le tube d'une façon constante.

 

Le tube de Piffard

Cette fonction s'établit grâce à un petit bulbe satellite du tube qui assure la régulation automatique du vide.

D'après Van Woert ce tube, à l'époque, lui donne de meilleurs résultats que le tube de Coolidge qui n'est pas encore adapté à la pratique dentaire.(11)

 

colonne porte tube sur piédestal et générateur de haute tension avec fil anodique non isolé. Modèle de Siemens vers 1915

Dispositif présenté par "Victor X rays Corporation" pour mettre les fils de haute tension hors de porté du praticien et du malade

Le tube de Coolidge

 

William Coolidge, à droite, en présence d'Irving Langmuir et de Joseph John Thomson

C'est en 1906 que William D. Coolidge, un ingénieur de la "General Electric CO", trouve le moyen de rendre le tungstène suffisamment ductile pour réaliser des filaments de lampes à incandescence. Avec une température de fusion de 3300°, ces filaments seront d'abord utilisés pour remplacer les fils de carbone trop fragiles des lampes à incandescence d'Edison.

William Coolidge est né le 18 octobre 1873 dans l'Etat de Massachusetts d'une famille de modeste fermier. Après avoir suivi les cours de la "public school" du village d'Hudson, il entre au "Massachusetts Institute of Technology" et reçoit son diplôme en 1896. Il obtient ensuite un Ph.D de l'université de Leipzig en 1899 avant de retourner l'année suivante au M.I.T.où Il entreprend des recherches fondamentales de physique. Peu de temps après il est engagé au service de recherche de la "General Electric ", socièté qu'il présidera de 1940 à 1944. Il meurt le 18 octobre 1975 à l'âge de 101 ans. (12)

 

Le tube de Coolidge, type baby

En 1913 Coolidge, s'appuyant sur la loi d'émission thermo-électronique publié en 1901 par Richardson, met au point un tube de rayons X à cathode amenée à l'état d'incandescence.

On relève deux modèles principaux du tube de Coolidge : le "baby" et le "standard" plus puissant qui permet la radiothérapie médicale semi-pénétrante.

 

La cathode du tube de Coolidge

Cette nouvelle cathode qui peut subir une température de 2300°, est composée d'un filament spiralé de tungstène contenu dans une cupule en molybdène de façon à faire converger le faisceau cathodique au centre de l'anticathode.

Celle-ci est constituée d'un bloc de tungstène fixé à l'extrémité d'une tige massive de métal conducteur : cuivre ou molybdène.

 

l'anode du tube de Coolidge

Elle est composée d'une pièce unique de tungstène en forme de disque fixée à une tige de cuivre qui sert de cible au faisceau d'électrons. Elle se termine par un radiateur à ailettes qui assure le refroidissement de l'anode. Cette anti-cathode ainsi constituée augmente la conductibilité de la chaleur de la cible en permettant à celle-ci d'absorber plus d'énergie et de produire davantage de rayons X.

En faisant passer un courant alternatif de basse tension de 6 ampères à 12 volts sur la cathode, le filament de tungstène est porté au rouge. On relie dès lors la cathode au pôle négatif de la source de courant de haute tension alors que l'anticathode est relié au pôle positif. Les électrons émis par l'agitation thermique sont dès lors soufflés vers l'anticathode dont le choc contre le métal provoque une élévation de température considérable et une émission de rayons X.

Pour que l'accélération des électrons précipités sur l'anode soit suffisante pour produire des rayons X, il est nécessaire de réaliser un vide presque absolu dans le tube de l'ordre du centième de micron (équivalant à une colonne de mercure de 1/10.000.000eme de millimètre de hauteur) au lieu de quelques microns pour les tubes à gaz. Ce qui évite les collisions entre les électrons et les ions gazeux en raison de la raréfaction de ces derniers.

Le tube Coolidge de type baby présente de nombreux avantages par rapport aux tubes à gaz :

  • le transport des électrons est unilatéral, car ce tube, étant auto-redresseur, n'utilise que la phase positive du courant alternatif.(note)
  • le tube est stable au cours du fonctionnement compte tenu du vide presque absolu réalisé; les molécules gazeuses ici ne participent pas à la production du faisceau cathodique.

Avec le courant alternatif, la haute tension obtenue à la sortie du secondaire du transformateur est redressée par les caractéristiques auto-redresseuses du tube Coolidge dentaire qui n'utilise que la demie alternance. En d'autres termes lorsque la cathode est positive et l'anode négative aucun courant ne traverse le tube. Lorsque la polarité change, l'anode devient positive et la cathode négative; les électrons sont dès lors projetés sur l'anticathode avec émissions de rayons X.

  • 3° le tube est facilement réglable, car la quantité d'électrons produite par la cathode est fonction de l'élévation de la température de la cathode obtenue en agissant sur le rhéostat de la source de basse tension, alors que la pénétration des rayons X est en rapport avec la variation du potentiel de la source de haute tension. (13-14)

Ces tubes conçus pour notre spécialité ne furent cependant disponibles qu'à la fin des années 1910.

La première publicité du tube Coolidge dentaire n'apparaît dans le "Dental Cosmos" qu'en 1919.

Le tube Coolidge dentaire

 

le tube de Coolidge dentaire

détail

Il résulte d'une modification du tube Coolidge Baby.

Il se différencie par :

  • un refroidissement de l'anticathode assuré par un radiateur à ailettes. Faute d'un refroidissement suffisant l'anode serait portée au rouge et émettrait à son tour des électrons. Pilon, qui à l'exclusivité du tube Coolidge pour la France, ajoute une anticathode refroidie par eau
  • la cathode est située perpendiculairement à l'anticathode. Ce dispositif à l'avantage de pouvoir placer le tube très près du patient; la cathode, étant mise à la terre, présente une différence de potentiel nulle et s'avère ainsi inoffensive, alors que l'anticathode est éloignée de lui.
  • il est construit pour fonctionner à de faibles intensités, 10 à 20 milliampères, sous des différences de potentiel de l'ordre de 40 à 50 kilovolts; ce qui évite d'utiliser des courants haute tension redressés à l'aide de soupapes à émission thermo-électronique comme le "kénotron" de Dushman.

Le tube est placé dans une cupule protectrice de verre au plomb dans laquelle une ouverture est ménagée pour laisser passer les rayons. Le diaphragme et le localisateur sont adaptés à ce niveau.

Les générateurs de rayons X munis de tube Coolidge apparent

Edouard Vuillard (1868-1940)
Portrait du Dr Louis Viau
[fils de George]
dans son cabinet
Signé et daté 1937
Détrempe sur toile
Musée départemental du Prieuré,
Saint Germain-en-Laye.
Au premier plan l'appareil de radiographie "Dentarix" de la Compagnie générale de radiologie

Au début des années 1920 les fabricants américains et européens proposent des modèles avec tube Coolidge apparent et fil anodique non isolé.

Sur ces modèles le tube Coolidge est fixé sur le bras articulé d'un piédestal ou reliée à un coffre sur roulettes contenant tous les organes nécessaires à l'émission de rayons X:

  • le transformateurs de haute tension avec son interrupteur et son milliampèremètre qui module la pénétration des rayons X.
  • le transformateur de basse tension avec son interrupteur et son rhéostat qui porte à l'incandescence le filament de la cathode.
  • les instruments de mesure sur certains modèles, voltmètres et milliampèremètre, généralement situés sur le coffre.

 

Appareil avec tube de Coolidge de "Victor Electric Corporation"

Appareil avec tube de Coolidge "L.F"

Appareil américain "Adams "avec tube de Coolidge

modèle Ritter de 1925

Le Cabinet principal de Kenneth Logan à Versailles en 1930
Premier document représentant un cabinet dentaire équipé d'un générateur de rayons X (modèle Ritter). L'agencement opératoire est complété par un éclairage scialytique, un Unit et un fauteuil Ritter.

modèle "Radiagna" des Etablissements M. Chenaille

Appareil Dentarix de la Compagnie Générale de Radiologie

patiente avec l'appareil Dentarix

Modèle "Rayx" de 1922 avec tube de Coolidge

Intérieur d'un coffre d'appareil radiographique dentaire

On remarque, en haut à droite de la lampe témoin, le petit transformateur sous-tenseur; au fond du coffre le gros transformateur sur-tenseur.

 

Connexions d'une installation
avec tube de Coolidge dentaire
A. la commutatrice qui transforme le
courant continu en courant alternatif.
C. le transformateur de basse tension
avec le rhéostat H et l'interrupteur E.
B. le transformateur de haute tension avec
l'interrupteur D et le milliampèremètre G.
F. la mise à la terre

Avec ces appareils le volumineux transformateur de haute tension à enroulements est immergé dans un bain d'huile enfermé dans une cuve métallique étanche à l'intérieur d'un coffre dont le couvercle porte les bornes d'entrée et de sortie des circuits primaire et secondaire ; l'anticathode du tube est alimentée en courant de haute tension dont la conduite est assurée par un fil anodique extérieur non isolé et dont l'exposition fortuite fut l'objet de nombreux accidents.

Alors que les bobines à induction ne permettent aucune mesure précise en raison de la tension variable du courant de self induction, seuls les transformateurs statiques à circuit magnétique fermé autorisent des mesures exactes compte tenu de la constance des éléments.

 

Modèle "Héliodont" de Siemens

Le tube
"Métalix"
type D
de Philips

modèle "Métalix de Philips

   

En 1925, l'ingénieur Bouwers d'Utrecht réussit à souder le verre d'une ampoule sur de l'acier chromé réalisant le tube "Métalix"diffusé par Philips. La chambre à vide est cylindrique et son volume est très réduit; une fenêtre fermée par un filtre en aluminium laisse passer le faisceau de rayons X au milieu du cylindre métallique.

Au début des années 1930, l'appareil de Philips "Métalix" et le modèle "Héliodont" de Siemens sont dotés de fils conducteurs isolés blindés qui peuvent être touchés en marche sans danger.( 15)

 

Appareil avec fil anodique blindé vers 1925

Archive de l'École dentaire de Paris

Les générateurs de rayons X, avec tube Coolidge CDX

 

Le modèle CDX
de Victor X-rays Corporation

Modèle CDX

C'est encore William Coolidge qui trouve le moyen d'éliminer le fils anodique à haute tension, élément à risques aussi bien pour l'opérateur et l'assistante que pour la malade.

Ce chercheur découvre qu'en immergeant dans un bain d'huile un petit tube Coolidge et les transformateurs au volume très réduit, l'huile assure à la fois l'isolation électrique du tube et des transformateurs ainsi que le refroidissement du tube.

 

Détail de la cuve avec les 2 transformateurs et le petit tube de Coolidge

Ce modèle fut présenté par William Coolidge en septembre 1921 à l'American Rœntgen

Society sous le nom de C.D.X. , ( Coolidge Dental X rays Unit ) (16) et commercialisé en 1923 par "Victor X-rays Corporation" firme qui sera absorbée quelques années plus tard par "General Electric".

 

le modèle CDX monté sur un Unit Ritter (photo Richard Glenner)

Le tube et le transformateur sectionné avec un enroulement sous-volteur qui assure le chauffage de la cathode et un enroulement survolteur pour la haute tension, peuvent dès lors cohabiter dans une petite cuve étanche connectée à la masse, ce qui de ce fait, supprime le fil extérieur de haute tension.

Ces composants beaucoup plus compacts et plus légers aboutissent à l'élaboration d'un appareil qui peut s'adapter sur un bras mural ou sur un Unit

 

Le modèle CDX Mural

Ce générateur CDX, fournit un kilovoltage de 45 kV à 10 milliampères avec une pénétration des rayons de 7,5 cm.

Ces appareil CDX très novateurs appelés " Shock-Proof", insensibles aux chocs électriques, n'empêchera pas la commercialisation des appareils à tube Coolidge apparents jusque dans les années 1930.

 

Le nouveau modèle CDX- E

En 1933 "General Electric" présente une nouvelle version perfectionnée, le CDX modèle E avec des améliorations qui concernent :

  • Le cylindre directionnel remplacé par un cône
  • La puissance qui est augmentée
  • L'augmentation du débattement des bras articulés
  • L'adjonction d'un régulateur de tension
  • Le nouveau design

Le Practix de Philips

En 1933 Albert Bouwers pour Philips adopte à son tour le principe du CDX de Coolidge avec deux nouveaux modèles : le "Centralix" et le "Practix " à isolement d'huile.

 

Le modèle CDX de Ritter et l'Helioshère de Siemens

Ritter et Siemens avec l' "Héliosphère" commercialisent à leur tour des modèles CDX entièrement protégés contre la haute tension.

Les tubes à anode rotative

L'innovation la plus importante de la fin des années 1920 concerne sans nul doute l'introduction des tubes à anode rotative.

En 1915, Coolidge avait déjà envisagé de construire un tube à anode tournante, sans pour autant aboutir à un résultat satisfaisant.

Le tube à anode rotative de Bouwers de 1929

C'est le physicien Albert Bouwers, chercheur de la firme Philips qui réussit en 1929 à présenter le premier tube à anode rotative, utilisé en téléradiographie.

La rotation d'un disque anodique favorise le refroidissement et permet d'appliquer une charge beaucoup importante dans un laps de temps plus réduit.

Le disque est entraîné par un petit moteur à induction dont la rotation se situe entre 3000 et 9000 tours/min.

le "Pantix" de Siemens de 1933

Siemens fait aussi partie des pionniers de cette technologie en présentant le "Pantix" en 1933 premier tube radiogène à anode rotative avec évacuation de la chaleur par rayonnement dont la vitesse de rotation atteint 50 tours /seconde.

Modèle de Siemens plus récent où l'on distingue le moteur à induction

Ce modèle est le premier d'une série utilisée en radiologie médicale et qui disposera d'une capacité calorifique plus élevée.

Les supports des émulsions destinés à la radiographie dentaire

Les dentistes ont eu le privilège de bénéficier dès 1896 de supports d'émulsion souples en raison de la faible surface utilisée alors que les médecins durent se contenter de plaques de verre pendant de nombreuses années. (17)

Les premières films commercialisés par Eastman dès 1896, composés de gélatine et de celluloïd avaient tendance à se gondoler et même à se fissurer.

En 190I, M.A. Seed and CO de St Louis mit au point, sous le conseil de Weston Price, (18) un film doté d'un support plus fort de celluloïd et de trois épaisseurs d'émulsion. Une pochette devait être confectionnée par le praticien comprenant le film protégé par une feuille de papier au bromure et par une double épaisseurs de caoutchouc noir.

En 1914 Eastman introduisit le nitrate de cellulose pour coucher ses films avec un simple émulsion. Ils constituaient cependant un danger à cause de la propriété inflammable de ce support.

En 1918, Eastman commercialisa un film émulsionné sur les deux faces; ce qui diminua le temps de pose.

En 1924 cette firme remplaça le nitrate de cellulose par l'acétate de cellulose ininflammable.

Les films interproximaux (Bite-wings) furent introduits par Rapper en 1925.

L'éclairage au cabinet dentaire

Au cours des années 1920 les modèles présentés par les fabricants tenteront de résoudre le problème des ombres portées provoquées par l'interposition de la tête ou des mains de l'opérateur

Le "Rhein light" d' "Elecro Dental Manufacturing CO"

L'éclairage du Dr Rhein

Dès 1916 "Electro Dental" présentait déjà l'éclairage du Dr Rhein dont le principe des quatre globes sera adopté par les fabricants jusque dans les années 1950.

La suspension composée de quatre globes est fixée à un câble d'alimentation soutenu par les deux poulies d'un bras mural équilibré par un contre-poids. C'est le principe de la suspension du moteur Ritter de 1890. Cet éclairage très maniable peut ainsi être amené à la hauteur désirée par le dentiste.

Il équipera, en option, les Units d' "Electro Dental".

Le "Bosworth operating light" de "Bosworth manufacturing CO"

L'éclairage de Bosworth

L'ampoule de cet éclairage située sur un réflecteur en verre est surmontée d'une coupole

métallique réfléchissante. Ce modèle est supposé fournir une lumière du jour avec une bonne diffusion des rayons lumineux. Le principe de cet éclairage sera largement adopté en Europe.

Le " Lazar operating light"

L'éclairage Lazar

La particularité de ce modèle réside dans la diffusion de trois faisceaux lumineux qui convergent vers la bouche du patient pour éviter l'éblouissement tout en réduisant les ombres portées.

Le " Pelton equipoised operating light"

L'éclairage orientable de Pelton

Ce modèle reprend le principe de l'important débattement de la suspension du Dr Rhein. Il se singularise par la possibilité d'orienter le support des quatre globes. L'alimentation est dotée d'un interrupteur qui permet de faire varier le nombre d'allumages.

Le Scialytique

Le Scialytique

Cet appareil de construction européenne des années 1925 est composé d'une grande coupole tapissée à la périphérie d'une série de facettes réfléchissantes qui réduisent considérablement les ombres portées.

Le poids élevé de cet appareil est responsable d'un maniement difficile.

Il sera concurrencé à la fin des années 1930 par des modèles plus maniables.

L'éclairage Gamain

Éclairage Gamain

Ce nom prestigieux est toujours d'actualité pour présenter des éclairages très performants et améliorer les conditions de travail des praticiens.

Conclusion

Avec l'Unit la rationalisation des circuits de distribution est effective. Les canalisations débouchent directement sous la base de la colonne de l'Unit et sont ainsi soustraites à la vue du patient.

Grâce à la miniaturisation, de nombreux composants comme les transformateurs et les interrupteurs, peuvent se loger à l'intérieur de la colonne de l'équipement à l'abri de la poussière et de la vue du patient.

Les impératifs de l'hygiène sont maintenant mis en pratique et l'aspect agressif des anciens cabinets se trouve par surcroît nettement diminué.

Néanmoins il semble que les concepteurs de l'Unit n'aient pas pris en compte l'aspect fonctionnel de l'installation et qu'ils se soient passés de la collaboration des intéressés c'est-à-dire des praticiens.

Pour le patient, l'association du crachoir à la colonne de l'Unit lui fait perdre l'autonomie de son poste de travail. Son accès au fauteuil s'effectue maintenant par la droite au sein de la zone de déplacement du dentiste. Pour le praticien, il est voué à travailler toujours debout en équilibre sur un pied car l'autre est astreint à manoeuvrer le rhéostat du tour électrique.

S'il essaye de s'asseoir avec le patient incliné, il est condamné à se pencher ou à se lever pour atteindre les instruments trop éloignés.

Ce n'est qu'au bout de nombreuses années que les méfaits de l'utilisation de ce type d'équipement apparaissent dans les maladies professionnelles de cette époque.

Mais comment expliquer la réalisation de ces nouveaux équipements essentiellement conçus pour le travail debout ? Au début de notre étude nous avons constaté la présence de siège d'opérateur dans le cabinet de John Tomes alors que James B. Morrison avait réalisé son second fauteuil en fonction aussi du travail assis.

Plus récemment les cabinets de René Barthélémy, de Maurice Champagne de Danièl Petit et de A.C Fones étaient tous dotés de siège d'opérateur. De même, leur présence dans les pages publicitaires des revues de l'époque était aussi fréquente.

Certes les dentistes, à cette époque, n'allongeaient pas les malades comme aujourd'hui, mais ils inclinaient souvent le patient à 60°.

Nous regrettons qu'au cours des années 1910, "Majestic Electric Development CO", auteur du mini-équipement constitué par un tableau de distribution fixé à l'extrémité d'un bras articulé à extension horizontale et verticale, n'ait pas poursuivi ses recherches pour adjoindre un moteur électrique à ce combiné.(19) Le summum de l'ergonomie aurait pu être atteint en évitant, peut-être, l'engagement dans la fausse route de L'Unit.

L'Unit Ritter, qui atteint une plus grande maturité par l'adjonction de nouveaux composants, sera copié servilement pendant 40 ans par la majorité des fabricants européens comme Quétin, Manguin, Gréaud, Siémens, etc.

 

Trois fabricants français :
E.Quétin, H Gréaud, H. Mangin

Néanmoins, Leger-Dorez en 1920 est le premier praticien à s'opposer avec un ensemble original au concept de l'Unit. Il sera suivi en 1935 par Bonsack (20) qui fait une critique pertinente de l'Unit en proposant son éclatement. Dans les solutions qu'il passe en revue, il privilégie l'Unit sur roulettes à droite du fauteuil pour travailler assis. C'est le principe inauguré par le "Reid portable Unit" de 1919, et réactualisé aujourd'hui avec les "Karts".

 

La cébration des cent ans de William Coolidge
Le gâteau d'anniversaire était éclairé avec 100 lampes au tungstène ductile, surmonté de l'anode du premier tube de Coolidge incrusté de 100 petits diamants

Saluons enfin les recherches révolutionnaires de William Coolidge qui aboutissent au tube à cathode incandescente en améliorant le rendement et la fiabilité de l'émission des rayons-X. et au modèle CDX de 1923 qui constitue une étape majeure pour l'amélioration de la sécurité et du maniement des tubes radiogènes.

Nous verrons dans un prochain article comment des auteurs français, comme Brochère et Popesco, ont préparé l'événement qui survient en 1953 avec la présentation du "Bloc opératoire" de Malençon.

Bibliographie

1 CHOVET Miguel. "Travailler assis: oui, mais comment ?" L'information dentaire 1962 N°37-38 13-20 septembre 1962 pp 2963-2974 et 3059-3068 CHOVET Miguel, La profession dentaire: aspects ergonomiques, socio-économiques et prospectifs. Thèse de Doctorat de Sciences odontologiques. Université de Paris 5, 1980
2 S.S.WHITE Manufacturing CO, Forsyth Unit, Dental Cosmos, 1914, pages publicitaires 4-5 .
3 REINEY Henry,.Thomas W. EVANS, American's dentist to european royalty, School of dentistry, University of Pennsylvania ed.
4 S.S.WHITE Manufacturing CO, Four S.S.White dental offices, The Dental Cosmos, February 1916, Vol. LVIII- N°2, Pages publicitaires 1-8
5 RITTER DENTAL MFG. CO, Ritter Unit Equipment, Rochester 1919.
7 LEGER-DOREZ, Traité de Prothèse dentaire ASH Paris 1920 pp 19-23
8 THIBAULT Claude, L'Unit dentaire et le travail assis; problèmes et solutions. Revue Française d'Odonto-stomatologie, 1967, pp 199-208
9 ROUSSEAU Claude, Les premières manifestations de l'Utilisation des rayons-X en Art dentaire, Bulletin de l'Académie Nationale de Chirurgie Dentaire, 1999 pp 23-34
www.biusante.parisdescartes.fr/sfhad/ Congrès IAHD 2000 : X-rays : their first applications in dentistry.
10 POLLIA Joseph A, Fondamental Principles of Alveolo-Dental Radiology .Dental Items of Interest Vol.XLVI 1924 , Chapter II pp 116-125, Chapter III pp 194-202
11 VAN WOERT, Simplified technics for making dental radiographs, Dental Items of Interest 1916 december pp 801-812
12 PALLARDY Guy, PAILLARDY Marie- José, WACKENHEIM Auguste, Histoire illustrée de la radiologie, Paris, Les éditions Roger Dacosta- pp 355. - LOSSAU Norbert Röntgen, 1995 by Motovun, Verlagsgesellschaft AG Luzern pp 110-11 - Centenary Celebration; Annals of Dentistry, New-York Academy of Dentistry, Vol XXXII N°3 Fall 1973 pp55-58
13 THOMA Kurt H. Oral Roentgennology, London Henry Kimpton 1922, pp 17-32
14 BOULAND A.et RODIN R, La Radiographie au cabinet dentaire Ed. La Semaine dentaire 1927.pp 25-37
15 PIERRON E. Précis d'électro-radiologie appliquée à l'Odonto-stomatologie, L'Expansion scientifique française, 1933, pp 251-262
16 BERTRAND P., DECHAUME M., LACRONIQUE G. Radiographie bucco-dentaire et Agents physiques. Masson et Cie Éditeur pp 49-51
17 KELLS Edmond junior, Démonstration de radiographie dentaire à la Southern dental Association le 26 juillet 1896; The Dental Cosmos vol. XXXVIII N°12 december 1896 pp1012.
18 PRICE Weston, The science of dental radiography, The Dental Cosmos Vol XVIII N° 5, may 1899, pp483- 503
19 Majestic Electric Development CO, San Francisco ,Pacific Dental Gazette, mars 1920, page publicitaire N°29 publicitaires
20 BONSACK Charles, Le travail assis en Art dentaire, Revue mensuelle suisse d'odonto-stomatologie. Jan. 1935 pp 30- 38

 

 
     

 

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