BRPI0613406A2

BRPI0613406A2 - método para planejamento de implante dentário semi-automático

Info

Publication number: BRPI0613406A2
Application number: BRPI0613406-8A
Authority: BR
Inventors: Fadi Glor; Luc Vrienlinck
Original assignee: Materialise Dental Nv
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2006-07-17
Publication date: 2011-01-11
Also published as: US8170327B2; KR20080030016A; BRPI0613406B1; JP5704522B2; AU2006271950B2; US20120239364A1; BRPI0613406B8; US8582870B2; JP2015077431A; JP2009501036A; EP1909686B1; KR101630024B1; US20090162813A1; CA2615241C; BRPI0613406A8; RU2416364C2; CN101257858B; KR20140005337A; GB0514554D0; WO2007009719A1

Abstract

MéTODO PARA PLANEJAMENTO DE IMPLANTE DENTáRIO SEMI-AUTOMáTICO, A presente invenção refere-se a um método e sistema de planejamento de implante dentário semi-automático (A) o qual inclui (a) meios para a criação de modelos em 3D de uma estrutura de dente (b) e/ou meios de criar modelos 3D de partes de uma mandíbula, (e) meios de detectar zonas em uma mandíbula em que os implantes podem (ou opelonaímente não podem ser dispostos), (d) meios de detectar elementos de restauração na estrutura de dente, (e) meios para determinar as dimensões, posições, orientações e configurações do implante candidato, (f) meios para obter os planos do implante, (g) meios para comparar os planos do implante um com o outro ou aos critérios determinados, (h) meios para selecionar ou aprimorar um plano de implante.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOPARA PLANEJAMENTO DE IMPLANTE DENTÁRIO SEMI-AUTOMÁTICO".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a métodos e aparelhos para pla-nejamento de implante dentário (semi)-automático, por exemplo, baseadoem considerações biomecânicas, estéticas e/ou funcionais, bem como a mé-todos computadorizados, sistemas computadorizados e software para im-plementação dos métodos.

Antecedentes Técnicos

Um implante dentário é uma raiz de dente artificial que os perio-dontistas colocam no maxilar para conter um dente de reposição ou susten-tar uma prótese de reposição. Tratamento com implantes dentais é ampla-mente aceito e mantém uma série de vantagens com relação a outras técni-cas, tais como dentaduras parciais removíveis, pontes ou próteses frouxas.Implantes dentais permitem a reconstrução da dentição sem a necessidadede sacrificar dentes saudáveis vizinhos. A carga transferida via os implantesestimulam o osso, impedindo a reabsorção óssea e limitando o recesso dasgengivas em torno dos elementos do dente substituído e resultando em umareconstrução mais estética. O tratamento com implantes também proporcio-na uma solução mais confortável e estável do que dentaduras convencio-nais, assegurando uma capacidade de morder e mastigar mais natural.

O planejamento cirúrgico para colocação de implante dentáriousa, tradicionalmente, uma ou mais modalidades de formação de imagemmédica, tais como um ortopantograma (isto é, uma técnica de raio χ paraformação de imagem dos ossos do maxilar e dos dentes) ou varredura portomografia computadorizada (CT) para verificar a quantidade e qualidade doosso. Na verdade, a American Association of Oral and Maxillofacial Radiolo-gists (AAOMR) recomenda que alguma forma de formação de imagem sec-cional transversal seja usada para tratamento com implante. De acordo comuma forma clássica de trabalho, a decisão final acerca das posições do im-plante, contudo, é tomada durante cirurgia quando abertura do tecido molecircundante tenha exposto o osso. Após um período de ósseo-integração de3 a 6 meses, correções secundárias, principalmente angulares, são feitas nadireção dos implantes para otimizar a estética da reconstrução. Ainda, o de-sign da prótese implante-suportada final é orientado, até grande ponto, pelasposições do implante original, as quais podem ser sub-ótimas de um pontode vista estético, funcional e biomecânico.

A solução clássica não é mais válida quando de desenvolvimen-to de carregamento imediato do implante. Carregamento imediato dos im-plantes requer um planejamento sem falhas e transferência cirúrgica precisa.Esse planejamento, de preferência, além de ser biomecanicamente seguro,já leva em conta considerações estéticas e/ou funcionais as quais, usandométodos de implantologia tradicionais, eram de importância apenas durantea fase protética real do tratamento com implante.

Durante os últimos anos, várias ferramentas se tornaram comer-cialmente disponíveis para proporcionar aos periodontistas um meio de ava-liar o osso de um paciente em uma série de cortes diferentemente orienta-dos de uma varredura volumétrica, tal como uma varredura por CT ou outrasvarreduras volumétricas, tal como MRI, e superimpor graficamente sobre asimagens representações de implantes comerciais de comprimento, diâmetroe marca variados (veja SimPlant™, fornecido pela Materialise, Leuven, Bél-gica). Citando Benjamin, "CT reformatada multiplanar tem se tornado o auxí-lio mais compreensivo e preciso para planejamento de tratamento com im-plante" (veja Benjamin LS, The evolution of multiplanar diagnostic imaging:predictable transfer of preoperative analysis to the surgical site. J Oral Im-plantol. 2002; 28(3): 135-44).

De acordo com o estado atual da técnica, o tratamento de umpaciente com implantes dentais consiste em uma série de etapas. Antes detratamento, modelos em gesso são primeiramente usados para avaliar a di-mensão vertical. Após, um molde de cera diagnóstico ser criado para repre-sentar o resultado protético final desejado (veja figura 1). O molde de cera éotimizado para obter oclusão, morfologia, estética e fonética apropriadas.Em uma próxima etapa, um modelo de varredura ou prótese de varredura éfabricada (veja figura 2). Essa é uma réplica exata do molde de cera feito emum material radiopaco, tipicamente uma resina de polimerização a frio mistu-rada com um determinado percentual de sulfato de bário. O nível de opacida-de dessa prótese de varredura pode variar quanto às suas partes constituin-tes: por exemplo, os dentes podem ter uma maior opacidade do que a placade base. Se desejado, algumas partes podem ser feitas radiotransparentes.

Quando o paciente sofre uma varredura com a prótese de varredura na boca,as partes radiopacas serão claramente visíveis nas imagens de CT (veja figu-ra 3). Em alguns casos, o eixo principal de cada elemento restaurador, porexemplo, dente, é marcado através de perfuração de um eixo cilíndrico. Incor-poração do modelo de varredura nas imagens de CT intensifica a capacidadedo cirurgião de planejar em função do resultado protético desejado.

Após produção do modelo de varredura, o paciente é enviado aum radiologista para uma varredura por CT. O modelo de varredura é colo-cado na boca do paciente e a varredura é realizada. O produto da varreduraé uma pilha de cortes 2D que formam um "conjunto de dados" tridimensional.

Uma vez que a varredura por CT tenha ocorrido e os modelos3D construídos (veja figura 4), o cirurgião planeja o tratamento com implanteusando um programa de computador. Tipicamente, tal programa importa oconjunto de dados fornecido pelo local da radiologia sem alterar qualquerinformação. Usando técnicas de processamento de imagem (por exemplo,segmentação de imagem), modelos tridimensionais do osso são derivadosdo conjunto de dados. Dado que a dentição radiopaca é bem representadanos cortes axiais 2D, um modelo 3D da configuração profética desejadatambém pode ser construído.

Ao invés de usar uma prótese de varredura radiopaca, algumasvezes o molde de cera diagnóstico ou uma prótese frouxa é digitalizada se-paradamente (via CT, varredura óptica ou varredura mecânica) e, após oque, registrada às estruturas anatômicas visíveis nos dados volumétricos.

Desse modo, informação acerca da dentição desejada é também obtida, emsua relação correta com referência ao maxilar. O programa de computador(veja figura 5) permite que as imagens de CT do paciente individual sejamavaliadas de uma forma tridimensional e determinar onde implantes dentá-rios podem ser colocados de modo ideal. Implantes podem ser escolhidos deuma biblioteca de implantes digitais (diferentes marcas, comprimentos, diâ-metros de implante, etc.).

O profissional, em seguida, define uma curva panorâmica nasimagens axiais (veja figura 6). A curva, tipicamente, segue o arco do maxilar.Várias seções transversais (veja figura 7) podem ser escolhidas perpendicu-lar à curva panorâmica e cortes axiais. Tipicamente, locais receptores doimplante são escolhidos nessas seções transversais. O profissional podemodificar as posições e inclinações de cada implante conforme necessárioem qualquer uma das vistas (axial, panorâmica, 3D ou seccional transver-sal). Ajuste de precisão é feito deslocando e inclinando as representaçõesdo implante ou alterando suas dimensões. Cada posição individual do im-plante pode ser avaliada em termos do volume de osso disponível, descritocomo o "triângulo de osso" por Ganz (Ganz SD, The triangle of bone - A for-mula for successful Implant Placement and Restoration, The implant society,Inc. 1995 Vol. (5); 5 páginas 2-6). A qualidade do osso é visualizada no pro-grama de computador usando, por exemplo, unidades de Hounsfield, comouma medida para densidade óssea.

Uma vez que o implante tenha sido fixado, o cirurgião podetransferi-lo tão precisamente quanto possível para o paciente. Essa transfe-rência pode ser feita mentalmente, usando modelos guia feitos sob medida,por exemplo, conforme fornecido pela Materialise, Leuven, Bélgica sob amarca comercial SurgiGmde™ (veja figura 8) ou usando meios alternativosde navegação.

Embora os programas de computador atuais para planejamentode implante dentário visualizem todos a informação necessária para simulardiferentes tratamentos com implante e todos ofereçam uma série de ferra-mentas de avaliação, nenhum proporciona assistência automatizada ou se-mi-automatizada na determinação da posição ótima dos implantes de umponto de vista biomecânico, funcional ou estético.

Sumário da Invenção

Um primeiro objetivo da presente invenção é proporcionar méto-dos aperfeiçoados para planejamento de implante dentário (semi)-automático baseado em consideração biomecânica, estética e funcional, u-sando dados volumétricos, por exemplo, de uma varredura volumétrica. Umavantagem da presente invenção é superar pelo menos algumas das desvan-tagens da técnica anterior.

De acordo com uma primeira modalidade desse objetivo, ummétodo para preparo de informação para planejamento de implante dentárioautomatizado ou semi-automatizado a partir de informação de imagem comrelação ao maxilar de um paciente compreende as etapas de:

(a) geração de modelos 3D de uma estrutura dentária e

(b) detecção automática dos elementos restauradores constituti-vos na estrutura dentária.

Detecção automática dos elementos restauradores constitutivosna estrutura dentária pode ser feita baseada em análise de imagem, tal co-mo baseado em valores em escala de cinza no modelo 3D da estrutura den-tária. Alternativamente, detecção automática dos elementos restauradoresconstitutivos na estrutura dentária pode ser feita usando o modelo 3D daestrutura e detecção com base em análise de curvatura de superfície. Ele-mentos restauradores são dentes artificiais e semelhantes. O termo "análisede imagem" deve ser compreendido como a extração de informação útil deimagens processáveis capazes de serem visualizadas, de preferência a par-tir de imagens digitais, por meio de técnicas de processamento de imagem,de preferência técnicas de processamento de imagem digital. Imagens deum objeto podem incluir cortes 2D de um objeto contendo informação emvalor de cinza, bem como qualquer representação 3D que proporciona umdiscernimento sobre a disposição espacial do objeto.

De acordo com uma segunda modalidade desse primeiro objeti-vo, um método para preparo de informação para planejamento de implantedentário automatizado ou semi-automatizado a partir de informação de ima-gem com relação ao maxilar de um paciente compreende as etapas de:

(a) geração de modelos 3D de partes do maxilar e

(b1) detecção de elementos anatômicos e artificiais no osso domaxilar e

(b2) seleção automática de zonas no maxilar onde os implantespodem ou não ser colocados.

A seleção pode ser feita através de análise de imagem, tal comobaseada em valor em escala de cinza no modelo 3D das partes do maxilar.Elementos anatômicos a serem detectados podem ser nervos, vasos san-güíneos, cistos, dentes presos entre o osso maxilar e um outro dente, medu-la óssea, osso doente ou elementos similares.

Elementos artificiais podem ser coroas, implantes de pontes, ob-turações, enxertos, membranas de titânio e semelhantes.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, ométodo pode ainda compreender as etapas de:

(c) determinação de dimensões, orientações e configurações doimplante candidato,

(d) obtenção de planos quanto ao implante,

(e) comparação dos planos quanto ao implante uns com os ou-tros ou com determinados critérios,

(f) seleção ou aperfeiçoamento de um plano quanto ao implante.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, ométodo pode ainda compreender:

• geração de modelos 3D de partes do maxilar,

• detecção de elementos anatômicos e artificiais no osso domaxilar baseado em um valor em escala de cinza no modelo 3D das partesdo maxilar e seleção automática de zonas no maxilar onde os implantes po-dem ou não ser colocados,

• determinação de dimensões, posições, orientações e configu-rações do implante candidato,

• obtenção de planos quanto ao implante,

• comparação dos planos quanto ao implante uns com os outrosou com determinados critérios e

• seleção ou aperfeiçoamento de um plano quanto ao implante.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, aetapa de geração de modelos 3D de uma estrutura dentária pode aindacompreender digitalização separadamente da estrutura dentária desejada eposicionamento da mesma corretamente com relação ao maxilar por meiode registro.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, aetapa de geração de modelos 3D de uma estrutura dentária pode aindacompreender o posicionamento e colocação em escala dos dentes ou arca-da dentária a partir de uma biblioteca digital com relação ao maxilar do paci-ente em imagens volumétricas ou em 3D.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, naetapa de geração de modelos 3D de partes do maxilar, objetos de imagemcorrespondendo aos dentes naturais ou artificiais no maxilar podem ser de-tectados.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, aetapa de geração de modelos 3D de partes do maxilar pode compreender asetapas de:

• corte do modelo 3D do maxilar em uma série de imagens decorte 2D,

• geração de uma curva panorâmica para cada uma das ima-gens de corte 2D,

• avaliação, em cada imagem de corte, se uma ou mais caracte-rísticas 2D estão presentes ao longo da curva panorâmica e

• combinação da informação de múltiplos cortes para confirmara presença de um dente.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, naetapa de geração de uma curva panorâmica, a curva panorâmica pode sercalculada como a linha mediana do contorno no corte do maxilar.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, aetapa de avaliação pode incluir o cálculo de um valor de correlação entre asmatrizes ou características 2D que representam possíveis formatos seccio-nais transversais de um dente ou raiz dentária e as escalas em cinza emáreas locais das imagens de corte 2D ao longo da curva panorâmica.De acordo com algumas modalidades da presente invenção, aetapa de geração de modelos 3D de partes do maxilar pode ainda compreen-der uma identificação de zonas do maxilar correspondendo às posições dedentes individuais e atribuição, às zonas identificadas, dos respectivos núme-ros de dente baseado em valores médios de largura do dente e dimensõesconhecidas do maxilar. Possivelmente, as zonas identificadas podem ser cor-rigidas baseado em posições conhecidas de dentes naturais ou artificiais.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, a e-tapa de detecção de elementos restauradores na estrutura dentária pode incluircálculo das curvaturas de superfície local do modelo 3D da estrutura dentária esubdivisão da estrutura dentária em regiões ou trechos menos complexos u-sando um algoritmo divisor baseado nos valores de curvatura obtidos.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, aetapa de detecção de elementos restauradores na estrutura dentária podecompreender cálculo de valores de correlação entre matrizes ou característi-cas 3D que representam possíveis formatos dentários e áreas de superfícielocal sobre o modelo da estrutura dentária 3D e separação daquelas áreasde superfície onde o valor de correlação excede um determinado limiar.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, aetapa de determinação das dimensões, posições, orientações e configura-ções do implante candidato pode compreender:

• definição de grades de pontos, respectivamente, sobre os la-dos incisal/oclusal e apical dos elementos restauradores,

• ligação, para cada elemento, de todos os pontos da grade in-cisal/oclusal com todos os pontos da grade apical,

• determinação de pontos de interseção dos eixos obtidos como modelo 3D do osso,

• colocação de implantes, a partir de um biblioteca de implantedigital, ao longo dos respectivos eixos com as plataformas do implante emuma determinada distância do ponto de entrada dos eixos no osso,

• listagem de todas as possíveis combinações indo de um mí-nimo de um conjunto de alternativas para um único implante para toda a es-trutura dentária até um máximo de todas as alternativas para um implantepara cada elemento restaurador na estrutura dentária.

Possivelmente, de acordo com algumas modalidades da presen-te invenção, na etapa de definição de grades de pontos, operações simula-das podem ser usadas sobre os elementos restauradores para criar volumes3D representativos da estrutura de base de metal da prótese desejada. Es-ses volumes podem ser projetados sobre o modelo 3D dos elementos res-tauradores para proporcionar os esboços das referidas grades de pontosincisal/oclusal e apical.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, naetapa de definição de grades de pontos, projeção de contornos dos elemen-tos restauradores pode ser determinada nos planos incisal/oclusão e apicaldefinidos nos pontos de interseção dos elementos restauradores com seusrespectivos eixos apico-incisais, contornos projetados os quais são desloca-dos internamente, proporcionando um contorno deslocado, a área de super-fície delimitada do contorno deslocado em 3D é uma determinada fração dasuperfície original da área de contorno projetado e, após o que, o contornodeslocado é projetado novamente sobre os elementos restauradores paraproporcionar os contornos das referidas grades de pontos.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, aprojeção pode ser feita na direção dós respectivos eixos apico-incisais. Deacordo com algumas modalidades da presente invenção, o eixo apico-incisalde um elemento restaurador pode ser determinado como seu principal eixode inércia.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, naetapa de determinação das dimensões, posições, orientações e configura-ções do implante, um sistema expert é usado para identificar o tipo de casode implante que está sendo tratado e sugerir um plano quanto ao implantecorrespondente típico baseado na "melhor adaptação" de soluções no siste-ma expert.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, aetapa de obtenção de planos quanto ao implante compreende atribuição deescores à(s) combinação(ões) de implante em função de medições realiza-das com relação às imagens volumétricas do paciente ou aos modelos 3Dcriados na etapa de criação de modelos 3D de uma estrutura dentária ou departes do maxilar. De acordo com algumas modalidades da presente inven-ção, as distâncias mais curtas podem ser calculadas entre implantes e osmodelos 3D do nervo, vasos sangüíneos e o maxilar e pelo que os valoresmédios em cinza dos voxels ocupados por e na proximidade imediata dosimplantes são determinados ao longo dos eixos do implante.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, aetapa de obtenção de planos quanto ao implante pode compreender atribui-ção de escores à(s) combinação(ões) de implante em função das cargasprevistas sobre os implantes usando um modelo de elemento biomecânicoou finito do maxilar, implantes e prótese. Possivelmente, de acordo com al-gumas modalidades da presente invenção, a etapa de obtenção de planosquanto ao implante pode compreender atribuição de escores à(s) combina-ção(ões) de implante em função dos perfis de emergência obteníveis paraimplantes individuais. Possivelmente, o perfil de emergência obtenível podeser expresso em função da distância em uma vista seccional transversal en-tre o máximo ponto bucal da plataforma do implante e um eixo através domáximo ponto bucal da grade de pontos apical na seção e um ponto situadoem determinadas distâncias apical e Iingual a partir desse ponto, distânciasapical e Iingual as quais podem ser, de preferência, respectivamente, 3 mme 2 mm para dentes frontais e 1 mm e 2 mm para dentes distais. De acordocom algumas modalidades da presente invenção, a distinção entre dentesfrontais e distais pode ser feita indicando uma linha de sorriso nas imagensvolumétricas ou nos modelos 3D.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, aetapa de comparação de planos quanto ao implante uns com os outros oucom determinados critérios pode ainda compreender ajuste incrementai dedimensões, posições e orientações de implantes individuais de acordo comuma estratégia predeterminada, até que o escore de planejamento atinja umdeterminado valor de limiar.De acordo com uma modalidade preferida da invenção, um pla-nejamento de implante dentário automático ou semi-automático envolve usode um ou mais métodos automatizados para determinar ou verificar a quan-tidade, dimensões, posição, direção e configuração ótimas de implantes den-tários no osso do paciente. Esses métodos são acionados por computador e,de preferência, são inequívocos. Os métodos são baseados em normas pre-definidas que relacionam considerações biomecânicas (por exemplo, quanti-dade de osso, qualidade do osso, etc.) e considerações estéticas (por e-xemplo, formato do dente, perfil de emergência, etc.).

De acordo com a presente invenção, planejamento e simulaçãocirurgia (semi)-automáticos podem ser realizados usando um computador.Conseqüentemente, pacientes podem ser submetidos a uma varredura paraobter dados de imagem volumétrica 3D. Colocação de implante virtual auto-mática ou semi-automática computadorizada pode ser realizada em um mo-delo de maxilar computadorizado. O planejamento pode, após o que, sertransferido para o paciente por meio de um guia cirúrgico.

É uma característica da presente invenção que a presença eposições dos dentes (por exemplo, naturais ou artificiais) sejam automatica-mente reconhecidas nos dados de imagem volumétrica do paciente ou emum modelo tridimensional do maxilar. Nesse ponto, está claro onde os den-tes podem ser encontrados. Inversamente, os dentes que faltam podem ago-ra ser identificados e substituídos por implantes.

Outra característica da presente invenção é que as dimensões,posições e direções do implante são automática ou semi-automaticamentepropostas e/ou verificadas baseado em uma posição conhecida de um ele-mento protético com relação ao osso do paciente.

Também é uma característica da presente invenção que as di-mensões, posições, direções e configurações do implante (isto é, as rela-ções inter-implante) sejam automaticamente propostas e/ou verificadas apartir da geometria 3D conhecida do osso do paciente e/ou de cálculos ma-temáticos, biomecânicos levando em conta a qualidade do osso medida visí-vel como valores em cinza nos dados de imagem volumétrica do paciente.Uma vantagem significativa da presente invenção é que os clíni-cos são substancialmente auxiliados na decisão quanto a um plano de tra-tamento tendo diretrizes inequívocas implementadas em uma base paciente-específica. A invenção também constitui uma economia de tempo considerá-vel, dado que muitos critérios podem ser verificados em uma fração de tem-po daquela que seria requerida se feito manualmente.

Um segundo objetivo da presente invenção é proporcionar umsistema para preparo de informação para planejamento de implante dentário(semi)-automático baseado em consideração biomecânica, estética e funcio-nal, usando dados volumétricos, por exemplo, de uma varredura volumétrica.

De acordo com uma primeira modalidade do segundo objetivoda presente invenção, um sistema para preparo de informação para plane-jamento de implante dentário automatizado ou semi-automatizado a partir deinformação de imagem com relação ao maxilar de um paciente compreende:

(a) meios para geração de modelos 3D de uma estrutura dentária e

(b) meios para detecção automática de elementos restauradoresna estrutura dentária baseado em análise de imagem.

Os meios para detecção automática de elementos restauradoresna estrutura dentária podem detectar automaticamente os elementos restau-radores constitutivos na estrutura dentária baseado èm valores em escala decinza no modelo 3D da estrutura dentária. Alternativamente, os meios paradetecção automática de elementos restauradores na estrutura dentária po-dem detectar automaticamente os elementos restauradores constitutivos nodente usando o modelo 3D da estrutura e detecção com base em análise dacurvatura de superfície.

(a) meios para geração de modelos 3D de partes do maxilar e

(b) meios para detecção de elementos anatômicos e artificiaisno osso do maxilar e para seleção automática de zonas no maxilar onde im-plantes podem ou não ser colocados baseado em análise de imagem.

A detecção pode ser baseada em valores em escala de cinza nomodelo 3D das partes do maxilar.

De acordo com modalidades da presente invenção, o sistemapode ainda compreender:

(c) meios para determinação das dimensões, posições, orienta-ções e configurações do implante candidato,

(d) meios para obtenção de planos quanto ao implante,

(e) meios para comparação dos planos quanto ao implante unscom os outros ou com determinados critérios,

(f) meios para seleção ou aperfeiçoamento de um plano quantoao implante.

meios para geração de modelos 3D de partes do maxilar,

meios para detecção de elementos anatômicos e artificiais noosso do maxilar baseado em valores em escala de cinza no modelo 3D daspartes do maxilar e para seleção automática de zonas no maxilar onde im-plantes podem ou não ser colocados,

meios para detecção de elementos restauradores na estruturadentária,

meios para determinação das dimensões, posições, orientaçõese configurações do implante candidato,

meios para obtenção de planos quanto ao implante,

meios para comparação dos planos quanto ao implante uns comos outros ou com determinados critérios e

meios para seleção ou aperfeiçoamento de um plano quanto aoimplante.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara geração de modelos 3D de uma estrutura dentária podem ainda com-preender meios para digitalização separadamente da estrutura dentária eposicionamento da mesma corretamente com relação ao maxilar por meiode registro.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara geração de modelos 3D de uma estrutura dentária podem ainda com-preender meios para posicionamento e colocação em escala dos dentes ouarcada dentária a partir de uma biblioteca digital com relação ao maxilar dopaciente em imagens volumétricas ou em 3D.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara geração de modelos 3D de partes do maxilar podem ser caracterizadospelo fato de que objetos de imagem correspondendo aos dentes naturais ouartificiais no maxilar são detectados.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara geração de modelos 3D de partes do maxilar podem compreender:

meios para corte do modelo 3D do maxilar em uma série de i-magens de corte 2D,

meios para geração de uma curva panorâmica para cada umadas imagens de corte 2D,

meios para avaliação, em cada imagem de corte, se uma oumais características 2D estão presentes ao longo da curva panorâmica e

meios para combinação da informação de múltiplos cortes paraconfirmar a presença de um dente.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara geração de uma curva panorâmica podem calcular a curva panorâmicacomo a linha mediana do contorno no corte do maxilar.

De acordo com modalidades da presente invenção, o meio paraavaliação pode incluir meios para calcular um valor de correlação entre ma-trizes ou características 2D que representam possíveis formatos seccionaistransversais de um dente ou raiz dentária e as escalas em cinza em áreaslocais das imagens de corte de CT ao longo da curva panorâmica.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara geração de modelos 3D de partes do maxilar podem ainda compreen-der meios para identificação de zonas do maxilar que correspondem às po-sições de dentes individuais e atribuição dos mesmos aos respectivos núme-ros de dente baseado em valores médios de largura do dente e dimensõesconhecidas do maxilar. As zonas identificadas podem ser corrigidas baseadoem posições conhecidas de dentes naturais ou artificiais.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara detecção de elementos restauradores na estrutura dentária podem in-cluir meios para calcular as curvaturas de superfície local do modelo 3D daestrutura dentária e subdividir a estrutura dentária em regiões ou trechosmenos complexos usando um algoritmo divisório baseado nos valores decurvatura obtidos.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meios pa-ra detecção de elementos restauradores na estrutura dentária podem com-preender meios para calcular valores de correlação entre matrizes ou caracte-rísticas 3D que representam possíveis formatos do dente e áreas de superfí-cie local sobre o modelo 3D da estrutura dentária e separar essas áreas desuperfície, onde ao valor de correlação excede um determinado limiar.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara determinação das dimensões, posições, orientações e configuraçõesdo implante candidato compreendem: meios para definição de grades depontos, respectivamente, sobre os lados incisal/oclusal e apical dos elemen-tos restauradores, meios para ligar, para cada elemento, todos os pontos dagrade incisal/oclusal a todos os pontos da grade apical, meios para determi-nação dos pontos de interseção dos eixos obtidos com o modelo 3D do os-so, meios para colocação de implantes a partir de uma biblioteca de implantedigital ao longo dos respectivos eixos com as plataformas do implante emuma determinada distância a partir do ponto de entrada dos eixos no osso,meios para listagem de todas as possíveis combinações indo de um mínimode um conjunto de alternativas para um único implante para toda a estruturadentária até um máximo de todas as alternativas para um implante para ca-da elemento restaurador na estrutura dentária.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara definição de grades de pontos podem incluir meios para realização deoperações simuladas sobre os elementos restauradores para criar volumes3D representativos da estrutura de base de metal da prótese desejada emeios para projeção de volumes sobre o modelo 3D dos elementos restau-radores para proporcionar os esboços das referidas grades de pontos inci-sal/oclusal e apical. Possivelmente, os meios para definição de grades depontos que projetam contornos dos elementos restauradores podem incluirmeios para determinação de planos incisal/oclusal e apical definidos nospontos de interseção dos elementos restauradores com seus respectivoseixos apico-incisais, contornos projetados os quais são internamente deslo-cados proporcionando um contorno deslocado, a área de superfície delimita-da do contorno deslocado em 2D é uma determinada fração da superfícieoriginal da área de contorno projetado e, após o que, o contorno deslocado éprojetado novamente sobre os elementos restauradores para proporcionaros contornos das referidas grades de pontos. Possivelmente, a projeção po-de ser feita na direção dos respectivos eixos apico-incisais. Os eixos apico-incisais de um elemento restaurador podem ser determinados como seuprincipal eixo de inércia.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara determinação das dimensões, posições, orientações e configuraçõesdo implante candidato podem incluir um sistema expert para identificar o tipode caso de implante que está sendo tratado e sugerir um plano quanto aoimplante correspondente típico baseado na "melhor adaptação" de soluçõesno sistema expert. Possivelmente, os meios para obtenção de planos quantoao implante compreendem meios para atribuição de escores à(s) combina-ção(ões) de implante em função de medições realizadas com relação às i-magens volumétricas do paciente ou aos modelos 3D criados na etapa decriação de modelos 3D de uma estrutura dentaria ou de partes do maxilar.

As distâncias mais curtas podem ser calculadas entre implantes e modelos3D do nervo, vasos sangüíneos e o maxilar e aquela dos valores médios emcinza dos voxels ocupados por e na proximidade imediata dos implantes sãodeterminadas ao longo dos eixos do implante.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara obtenção de planos quanto ao implante podem compreender meiospara atribuição de escores à(s) combinação(ões) de implante em função dascargas previstas sobre os implantes usando um modelo de elemento biome-cânico ou finito do maxilar, implantes e prótese.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara obtenção de planos quanto ao implante podem compreender meiospara atribuição de escores à(s) combinação(coes) de implante em funçãodos perfis de emergência obteníveis para implantes individuais. O perfil deemergência obtenível pode ser expresso em função da distância em umavista seccional transversal entre o máximo ponto bucal da plataforma do im;plante e um eixo através do máximo ponto bucal da grade de pontos apicalna seção e um ponto situado em uma determinada distância apical e Iinguala partir desse ponto. As distâncias apical e Iingual podem ser, respectiva-mente, 3 mm e 2 mm para dentes frontais e 1 mm e 2 mm para dentes dis-tais. A distinção entre dentes frontais e distais pode ser feita indicando umalinha de sorriso nas imagens volumétricas ou sobre os modelos 3D.

De acordo com modalidades da presente invenção, os meiospara comparação dos planos quanto ao implante uns com os outros ou comdeterminados critérios podem ainda compreender meios para ajuste incre-mental das dimensões, posições e orientações do implante individual de a-cordo com uma estratégia predeterminada até que o escore de planejamentoatinja um determinado valor de limiar.

As modalidades de método acima mencionadas da presente in-venção podem ser implementadas em um sistema, por exemplo, um sistemade processamento 100, tal como mostrado na Figura 30. A Figura 30 mostrauma configuração do sistema de processamento 100 que inclui pelo menosum processador programável 103 acoplado a um sub-sistema de memória105 que inclui pelo menos uma forma de memória, por exemplo, RAM, ROMe assim por diante. Deve ser observado que o processador ou processado-res 103 podem ser para uma finalidade geral ou um processador para finsespeciais e podem ser para inclusão em um dispositivo, por exemplo, umchip, que tem outros componentes que desempenham outras funções. As-sim, um ou mais aspectos da presente invenção podem ser implementadosem um circuito eletrônico digital ou em um hardware, firmware, software decomputador ou em combinação dos mesmos. O sistema de processamentopode incluir um sub-sistema de armazenamento 107 que tem pelo menosuma unidade de disco e/ou drive de CD-ROM e/ou drive de DVD. Em algu-mas implementações, um sistema de monitor, um teclado e um dispositivode mouse podem ser incluídos como parte de um sub-sistema de interfacecom o usuário 109 para proporcionar a um usuária informação manualmenteinserida. Portas para entrada e saída de dados também podem ser incluídas.Mais elementos, tais como conexões de rede, interfaces para vários disposi-tivos e assim por diante, podem ser incluídos, mas não são ilustrados naFigura 30. Os vários elementos do sistema de processamento 100 podemser acoplados de várias formas, incluindo via um sub-sistema de barramento113 mostrado na Figura 30 para simplicidade como um único barramento,mas será compreendido por aqueles versados na técnica como incluindo umsistema de pelo menos um barramento. A memória do sub-sistema de me-mória 105 pode, em algum momento, conter parte ou todo (em qualquer ca-so mostrado como 111) um conjunto de instruções que, quando executadassobre o sistema de processamento 100, implementa as etapas das modali-dades de método descritas aqui. Assim, embora um sistema de processa-mento 100, conforme mostrado na Figura 30, seja a técnica anterior, um sis-tema que inclui as instruções para implementar aspectos dos métodos paraobtenção de informação para ou para otimização do processo litográfico deum substrato não é a técnica anterior e, portanto, a Figura 30 não é identifi-cada como a técnica anterior.

A presente invenção também inclui um produto de programa decomputador o qual proporciona a funcionalidade de qualquer um dos méto-dos de acordo com a presente invenção quando executado sobre um dispo-sitivo de computação. Tal produto de programa de computador pode sertangivelmente concretizado em um meio de armazenamento legível em umamáquina trazendo o código legível na máquina para execução por um pro-cessador programável. A presente invenção, assim, se refere a um meio dearmazenamento legível em uma máquina trazendo um produto de programade computador que, quando executado sobre meios de computação, forneceinstruções para execução de qualquer um dos métodos conforme descritoacima. O termo "meio de armazenamento legível em uma máquina" se referea qualquer meio que participa para fornecer instruções a um processadorpara execução. Tal meio pode tomar muitas formas incluindo, mas não limi-tado a, meios não-voláteis e meios de transmissão. Meios não-voláteis in-cluem, por exemplo, discos ópticos ou magnéticos, tal como um dispositivode armazenamento o qual é parte de armazenamento em massa. Formascomuns de meios legíveis em computador incluem um CD-ROM, um DVD,um disco flexível ou um disquete, uma fita, um chip ou cartucho de memóriaou qualquer outro meio a partir do qual um computador pode ler. Várias for-mas de meios legíveis em computador podem estar envolvidos no transportede uma ou mais seqüências de uma ou mais instruções para um processa-dor para execução. O produto de programa de computador pode também sertransmitido via um portador em uma rede, tal como uma LAN, uma WAN oua Internet. Meios de transmissão podem tomar a forma de ondas acústicasou luminosas, tais como aquelas geradas durante comunicações por ondade dados e dados em infravermelho. Meios de transmissão incluem caboscoaxiais, fios de cobre e fibras ópticas, incluindo os fios que compõem umbarramênto dentro de um computador.

De acordo com um terceiro objetivo da presente invenção, umproduto de programa de computador inclui um código para preparo de infor-mação para planejamento de implante dentário automatizado ou semi-automatizado a partir de informação de imagem com relação ao maxilar deum paciente o qual, quando executado sobre um sistema de computador,compreende:

(a) meios para geração de modelos 3D de uma estrutura dentária e

(b) meios para detecção automática de elementos restauradoresconstitutivos na estrutura dentária baseado em análise de imagem.

Os meios para detecção automática de elementos restauradoresconstitutivos na estrutura dentária podem detectar automaticamente elemen-tos restauradores constitutivos na estrutura dentária baseado em valores emescala de cinza no modelo 3D da estrutura dentária. Alternativamente, osmeios para detecção automática de elementos restauradores na estruturadentária podem detectar automaticamente os elementos restauradores cons-titutivos no dente usando o modelo 3D da estrutura e detecção com base emanálise de curvatura de superfície.

De acordo com algumas modalidades da presente invenção, oproduto de programa de computador incluindo um código para preparo deinformação para planejamento de implante dentário automatizado ou semi-automatizado a partir de informação de imagem com relação ao maxilar deum paciente o qual, quando executado sobre um sistema de computador,compreende:

(a) meios para geração de modelos 3D de partes do maxilar e

(b) meios para detecção de elementos anatômicos é artificiaisno osso do maxilar e para seleção automática de zonas no maxilar onde osimplantes podem ou não ser colocados baseado em análise de imagem.

A análise de imagem pode ser tal que a detecção é baseada emvalores em escala de cinza no modelo 3D das partes do maxilar. Opcional-mente, o produto de programa de computador pode incluir um código parasuprir qualquer um dos meios definidos em qualquer um dos sistemas deacordo com o segundo objetivo da presente invenção.

De acordo com um quarto objetivo da presente invenção, ummeio de armazenamento legível em uma máquina que armazena o produtode programa de computador de acordo com o terceiro objetivo da presenteinvenção é proporcionado.

Esses e outros objetivos, características e vantagens da presen-te invenção se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir,em que referência é feita às figuras nos desenhos em anexo.

Breve Descrição das Figuras

Os desenhos descritos são apenas esquemáticos e são não Ii-mitativos. Nos desenhos, o tamanho de alguns elementos pode ser exage-rado e não desenhado em escala para ilustração.

A Figura 1 mostra um molde de cera diagnóstico fabricado pararepresentar a estrutura dentária desejada;

A Figura 2 mostra uma prótese de varredura que está colocadana boca do paciente durante varredura por CT e tem uma série de elemen-tos radiopacos;

A Figura 3 mostra um corte por CT axial com uma estrutura den-tária radiopaca visível na imagem;

A Figura 4 mostra os modelos 3D do maxilar edêntulo (2), umaestrutura dentária correspondente (1) com vários elementos protéticos (7) ede um nervo (3); ela também mostra o espaço restaurador (5) de vários im-plantes planejados;

A Figura 5 mostra um ambiente de planejamento digital para im-plantologia dentária;

A Figura 6 mostra uma curva panorâmica visualizada em umaimagem de varredura por CT axial;

A Figura 7 mostra uma série de vistas seccionais transversaisde um maxilar e prótese de varredura;

A Figura 8 mostra um modelo cirúrgico (SurgiGuide™), usadopara transferir um planejamento digital para o paciente;

A Figura 9 mostra um único elemento prótético (7) com relaçãoao maxilar (2) do paciente. Os limites espaciais (4) que limitam as possíveisposições do implante são orientados por duas grades de pontos (8) sobre assuperfícies incisal/oclusal e apical do elemento protético (7);

A Figura 10 mostra uma seção transversal de um elemento pro-tético (7) e do maxilar (2), com o eixo apico-incisal (10) passando através dodeslocamento interno (9) do elemento;

A Figura 11 mostra a menor caixa limítrofe (11) de um elementoprotético (7) com relação ao maxilar inferior (2);

A Figura 12 mostra uma vista seccional transversal e seccionalde um elemento protético. O eixo apico-incisal (10) faz uma interseção doelemento em dois pontos (12), definindo dois planos (13) perpendiculares aomesmo. Os contornos (14) do elemento nesses planos (13) são deslocados(15) e se projetam sobre a superfície do elemento, proporcionando um con-torno 3D de uma grade de pontos (8).

A Figura 13 mostra uma seção transversal e uma vista seccionaltransversal de um elemento protético. A maioria dos pontos incisal/oclusal(18) em vários planos radialmente orientados proporciona um contorno (19)que passa através das pontas do dente, o qual pode ser deslocado interna-mente para proporcionar o contorno (20) da grade de pontos (8).

A Figura 14 mostra uma seção transversal de um elemento pro-tético (7) e do maxilar (2). Eixos de implante potenciais (21) são definidospor pontos de conexão da grade de pontos incisal/oclusal (22) com pontosda grade de pontos apical (23). Esses eixos (21) fazem uma interseção nomaxilar (2), proporcionando pontos de entrada (24) e pontos de saída (25).Uma biblioteca de implante (26) lista possíveis implantes (6);

A Figura 15 mostra um implante (6) com fixação unicortical, po-sicionado em uma distância f com relação a um nervo (3) e com sua plata-forma de implante (27) em uma distância e com relação ao ponto de entradano maxilar (2);

A Figura 16 mostra um implante (6) com uma fixação bicortical;

A Figura 17 mostra o maxilar com uma perfuração (28) por umimplante;

A Figura 18 representa uma linha de sorriso (29) superimpostasobre as imagens axiais de uma varredura por CT;

A Figura 19 mostra a seção transversal de um elemento protéti-co (7) e um implante (6). O máximo ponto bucal (30) sobre a plataforma doimplante está localizado sobre uma linha (31) através do máximo ponto bu-cal (32) da grade de pontos na determinada seção e um ponto (33) situado gmm mais apical e h mm mais lingual;

As Figuras 20a e 20b representam modelos biomecânicos domaxilar com e sem implantes e superestrutura;

A Figura 21 representa uma arcada dentária em escala;

A Figura 22 mostra um contorno seccional (34) de um maxilarcom uma curva panorâmica correspondente (35);

A Figura 23 mostra uma série de características 2D (36) no for-mato de raízes dentárias e dentes;

A Figura 24 mostra um maxilar no qual uma série de caracterís-ticas foi reconhecida e as quais, conseqüentemente, foram divididas em vá-rios (37) que podem ser atribuídas às posições dos dentes;

A Figura 25 mostra um corte por CT axial com dispersão (38);

A Figura 26 proporciona um modelo 3D de um maxilar (2) comum trecho ou região de superfície (39) no formato de um dente;

A Figura 27 mostra uma característica 3D no formato de umdente; e

A Figura 28 é um fluxograma esquemático de um método de a-cordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 29 é uma representação esquemática de um sistemade computador de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 30 mostra uma configuração de um sistema de proces-samento para preparo de informação para planejamento de implante dentá-rio automatizado ou semi-automatizado a partir de informação de imagemcom relação ao maxilar de um paciente.

Descrição detalhada das modalidades ilustrativas

A presente invenção será descrita com relação a modalidadesparticulares e com referência a determinados desenhos, mas a invenção nãoestá limitada às mesmas, mas apenas pelas reivindicações.

Encontrando posições ótimas para o implante

De acordo com uma modalidade preferida da invenção, uma re-presentação tridimensional da estrutura dentária desejada (1) e do maxilar(2) e quaisquer nervos (3) ou vasos sangüíneos é requerida e obtida (vejaFigura 4). Os métodos para preparo de informação para planejamento deimplante dentário automatizado ou semi-automatizado a partir de informaçãode imagem com relação ao maxilar de um paciente, como assunto da pre-sente invenção, devem ser compreendidos como métodos baseados emcomputador para preparo de informação para planejamento de implante den-tário automatizado ou semi-automatizado a partir de informação de imagemcom relação ao maxilar de um paciente.

Uma visão geral esquemática de um método de acordo com apresente invenção é mostrada na Figura 28. As etapas mostradas nessefluxograma serão descritas em maiores detalhes abaixo.

O método começa quando modelos 3D de partes do maxilare/ou modelos 3D da estrutura dentária estão disponíveis tais como, por e-xemplo, varreduras volumétricas do maxilar do paciente e uma representa-ção tridimensional da estrutura dentária desejada (1) e do maxilar (2) equaisquer nervos (3) ou vasos sangüíneos. Em uma primeira etapa subse-qüente (veja Figura 9), o modelo 3D da estrutura dentária (1) é usado paradeterminar os limites espaciais (4) aos quais os espaços restauradores dosimplantes (5) estarão idealmente confinados de forma a serem esteticamen-te aceitáveis. Um espaço restaurador (5) é definido como o volume, em es-paço, que será ocupado por um alongamento imaginário de um implante (6)(veja Figuras 14 a 16) na direção da restauração dentária 10. Limites espa-ciais (4) podem ser identificados para cada elemento (por exemplo, dente)(7) na estrutura (1). Eles podem ser definidos em função de grades de pon-tos espaciais (8), respectivamente, sobre os lados incisal/oclusal e apicaldos elementos (7) (protegidos sobre as superfícies ou não). Tais técnicas"podem ser usadas para definir as grades (8). Uma série de técnicas ilustrati-vas é listada aqui depois.

Uma opção é usar uma operação de deslocamento ou simula-da para criar um volume 3D (9) (veja Figura 10) dentro do modelo 3D dodente (7). Esse volume 3D (9) é representativo da base de metal da prótesefísica sobre a qual uma camada de porcelana é depositada para imitar o es-malte dos dentes. Os esboços das grades sobre a superfície do modelo 3Ddo dente são obtidos projetando-se o volume obtido sobre o mesmo. De pre-ferência, a direção da projeção é fornecida pelo eixo apico-incisal (10) doelemento protético (7). O eixo pode ser encontrado, por exemplo, calculan-do-se a menor caixa limítrofe (11) (veja Figura 11) para ainda conter o ele-mento protético e determinação da distância do elemento protético para oosso do maxilar ao longo de cada um dos três principais eixos da caixa limí-trofe. O eixo que proporciona a distância mais curta é o eixo apico-incisal doelemento. Alternativamente, os principais eixos de inércia do elemento proté-tico podem ser calculados. O eixo apico-incisal será um ao longo do qual adistância do elemento ao osso é a mais curta.

Uma segunda opção para definir as grades é determinar osdois pontos de interseção (12) do eixo apico-incisal do elemento com suasuperfície (veja Figura 12). Nesses pontos de interseção, planos (13), o pla-no incisal/oclusal e apical, são definidos perpendiculares ao eixo apico-incisai. Nesses planos, o elemento é projetado axialmente proporcionando,em cada plano, uma curva 2D fechada (14) ou contorno projetado. Em se-guida, a superfície total delimitada por essas curvas é calculada e as curvassão deslocadas internamente até que a superfície delimitada atinja um de-terminado percentual do valor original. As curvas 2D desse modo obtidas(15) ou contornos deslocados são projetados novamente sobre o elemento,esboçando os contornos das respectivas grades de pontos.

Outro método opcional para definir as grades de pontos (8) éatravés de modificação do design do modelo de varredura (16). Nesse caso,os dentes radiopacos (17) usados para fazer o modelo de varredura são tu-bos de formato regular ou irregular com uma espessura de parede limitada.

Quando de cálculo do modelo 3D da estrutura dentária a partir de imagensde CT, os limites espaciais (4) são prontamente identificáveis no modelo 3Dcomo orifícios nos diferentes elementos da estrutura dentária. Os limitesdesses orifícios nos lados apical e incisal/oclusal podem ser usados comocontornos para as grades de pontos. A superfície da grade é definida porenchimento dos orifícios desse contorno.

Ainda outra forma de definir o esboço da grade de pontos (8)sobre o lado incisal/oclusal dos elementos é calcular o ponto de interseção(12) do elemento com o eixo apico-incisal (10) (veja Figura 12), sobre o ladoincisal/oclusal do elemento. Em seguida, uma busca sistemática é realizadaem todas as direções radiais ao eixo apico-incisal para esses pontos (18)(veja Figura 13) localizados nas posições mais incisais/oclusais (d) com re-lação ao ponto de interseção. Assim, uma curva 3D é definida sobre a super-fície dos elementos, a qual conecta as pontas do dente. Observe que essaspontas deverão permanecer não perfuradas, a curva 3D (19) é deslocadainternamente sobre a superfície do elemento. A curva de deslocamento (20)pode agora ser usada como contorno para a grade de pontos (8). A últimatécnica é particularmente útil quando lidando com molares e pré-molares.

Em uma segunda etapa, as grades de pontos (8) as quais foramidentificadas sobre os diferentes elementos (7) da estrutura dentária (1) sãousadas para identificar os eixos de implante em potencial (21) (veja Figura14). Para cada elemento (7) na estrutura dentária (1), opcionalmente todos ospontos da grade incisal/oclusal (22) podem ser conectados a todos os pontosda grade apical (23). Desse modo, um número finito de conjuntos de eixos deimplante (21) é obtido para cada elemento. Todos os eixos são esteticamenteaceitáveis. Diretrizes podem ser usadas para estipular o tamanho das gradesde pontos no lado apical do dente com relação ao lado incisal/oclusão. Porexemplo, a superfície da grade de pontos no lado apical pode ser aproxima-damente 1,5 mm menor em geral comparado com o lado incisal/oclusal. Des-se modo, espaço suficiente está disponível para metal e porcelana quando otécnico de laboratório fabrica a restauração. Em um molar, a grade de pontosapical provavelmente será de formato oval enquanto que, para um incisivo,ela pode estar reduzida a não mais do que um único ponto central.

Como uma terceira etapa, as interseções de cada eixo com omodelo 3D do osso são calculadas. Desse modo, os pontos de entrada (24)e saída (25) sobre o osso são conhecidos (veja Figura 14). Em seguida, osimplantes (6) disponíveis, por exemplo, a partir de uma biblioteca de implan-te (26), são colocados, respectivamente, de acordo com cada uma das dire-ções de eixo, com a linha central do implante passando através dos respec-tivos pontos de entrada. Por exemplo, plataformas dos implantes (27) sãoposicionadas em uma determinada distância (e) com relação aos pontos deentrada (24) (veja Figura 15). Essa distância pode variar, dependendo dodesign do implante. Para cada um dos implantes, em cada posição, verifica-ções são realizadas de modo a proporciona um escore para a solução. Pro-porcionar um escore para uma solução significa proporcionar um ou maisgraus de critérios de adaptação e um ou mais graus de valores de adapta-ção para esse(s) critério(s).

Em uma modalidade da presente invenção, o escore total deuma solução sugerida pode ser considerado como a média ponderada dosescores individuais para algumas ou para cada uma das verificações. Taisverificações podem ser:

• a proximidade (f) do modelo de implante ao modelo 3D de umnervo ou vaso sangüíneo (veja Figura 15);

· a extensão até a qual o implante está centralizado no osso(veja Figura 17). Isso inclui, por exemplo, uma verificação para ver se perfu-rações (28) ocorrem, isto é, perfurações do osso em um outro lugar que nãoo ponto de entrada;

• a qualidade do osso em torno do implante expressa, por e-xemplo, pelos valores médios em cinza dos voxels ocupados por e na pro-ximidade imediata do implante (6) em uma imagem volumétrica, tal comouma imagem de CT;

• a extensão até a qual o eixo do implante está centralizado nocontorno da grade de pontos incisal/oclusal, o eixo longo do implante emer-girá, de preferência, no centro da superfície oclusal dos dentes;

• a presença dé uma fixação uni- ou bicortical (veja Figura 16);por exemplo, em torno do implante com um volume máximo de osso;

• a posição da plataforma do implante com relação à superfíciedo osso (idealmente entre 1,5 e 2 mm acima do nível do osso);

· a direção do implante com relação à direção de forças oclu-sais. Para distribuição de tensão, é melhor considerar forças oclusais a se-rem dirigidas ao longo do eixo do implante ao invés de oblíquas ao mesmo;

• o tipo de acabamento de superfície do implante (rugo-so/polido);

· o tipo de conexão do implante (interna ou externa; hexágonoou octógono, etc.).

Está claro que proporcionar um escore pode diferir quanto àfunção do tipo de restauração preferida pelo paciente ou pelo médico quefaz o tratamento. As duas opções principais são uma prótese retida por para-fuso e uma prótese cimentada. Próteses retidas por parafuso são diretamen-te presas sobre os implantes usando pequenos parafusos. Os implantes,portanto, emergirão tanto quanto possível nos centros das superfícies inci-sal/oclusal dos elementos restauradores e nunca sobre a parte bucal (isto é,lado visível) dos dentes.

Próteses cimentadas não são colocadas diretamente sobre osimplantes. Antes, um componente intermediário, conhecido como um supor-te, é aparafusado sobre o implante e a prótese é cimentada sobre os supor-tes. Os suportes podem ser usados para mudar a direção original ou plane-jada de fixação ao implante em até 45°. Os implantes, assim, podem serplanejados, por exemplo, puramente baseado em considerações biomecâni-cas, tais como quantidade e qualidade do osso. Durante restaurações, a di-reção da emergência do implante deve ser corrigida, para fins estéticos.

Algumas das verificações podem ser específicas para ou defini-das em função de um tipo particular de elemento (frontal vs. distai; incisivovs. canino, etc.). Nesses casos, é importante saber o tipo de elemento sobreo qual a verificação está sendo realizada. Um exemplo típico é a distinçãoentre um elemento o qual será visível quando o paciente sorri e um elementoo qual não será visível.

É um aspecto da presente invenção incorporar, no ambiente deplanejamento, um método para indicar a linha de sorriso (29) do paciente(veja Figura 18), a qual pode ser usada para determinar um tratamento ótimocom o implante. Um método ilustrativo para indicar a linha de sorriso (29)consiste em um bráquete superimposto sobre as imagens volumétricas axi-ais, por exemplo, imagens de CT1 que pode ser movido pelo médico paraindicar a região visível. Outro exemplo é uma ferramenta que permite aomédico cortar o modelo 3D da estrutura dentária de forma a dividi-la em umaparte visível e uma não-visível.

Um exemplo ilustrativo de uma verificação que depende do tipode dente se refere à avaliação do perfil de emergência obtenível (isto é, des-creve a maneira pela qual o dente irrompe da gengiva) em função da posi-ção do implante. O critério usado para realizar a verificação é baseado emuma vista seccional transversal do elemento restaurador (dente) (7) e doimplante (6) sob avaliação (veja Figura 19). Ele estabelece que implantestêm um perfil de emergência ideal quando o máximo ponto bucal (30) da pla-taforma do implante esta localizado sobre o eixo (31) que corre através doponto de interseção bucal (32) do contorno da grade de pontos com o planoseccional e um segundo ponto (33) situado em uma determinada distânciaapical (g) e Iingual (h) a partir desse ponto de interseção. As últimas distân-cias são diferentes para molares, pré-molares, incisivos e caninos.

Uma quarta etapa consiste na avaliação da configuração dosimplantes (isto é, as posições e inclinações dos implantes uns com relaçãoaos outros). Um limite pode ser ajustado à quantidade de diferentes marcas,comprimentos e/ou diâmetros de implante usados para o tratamento de umúnico paciente. As distâncias entre os implantes são calculadas automatica-mente e comparadas com uma determinada distância que pode diferir paradiferentes sistemas de implante. Além disso, um modelo biomecânico (porexemplo, analítico) (Figura 20a e Figura 20b) pode ser usado para prever ascargas sobre os implantes como um resultado de mastigação (por exemplo,vários cenários são usados, por exemplo, morder uma maçã, mascar chicle-te, etc.). O modelo pode levar em conta a deformação do maxilar (1) sobcarga e/ou o tipo e design da prótese que será presa aos implantes (por e-xemplo, um valor de dureza, tal como o módulo E do material que será usa-do e/ou o momento de inércia em cada seção ou uma combinação dos dois),etc. Essas previsões são usadas para determinar a quantidade de implantesrequeridos e a forma pela qual os implantes estarão distribuídos sobre oslocais potenciais de implante. Em um outro aspecto, começando a partir daconfiguração do implante consistindo em todos os implantes com os maioresescores individuais, a configuração pode ser sistematicamente modificadaatravés de substituição de um dos implantes por seu próximo melhor substi-tuto (por exemplo, baseado nos escores individuais) até que todos os crité-rios de configuração tenham sido reunidos.De acordo com outra modalidade da invenção, a representaçãotridimensional da estrutura dentária desejada não está disponível nas varre-duras volumétricas, por exemplo, imagens de varredura por CT. Antes, umabiblioteca de dentes passíveis de varredura ou representações da arcadadentária (Figura 21) são usadas para representar os elementos restaurado-res. Os dentes na biblioteca ou arcada dentária podem ser superimpostossobre as imagens volumétricas, por exemplo, imagens de varredura por CT,para posicionar os mesmos com relação ao osso do maxilar. Os dentes nabiblioteca ou arcada dentária podem também ser observados em uma vista3D com relação às representações 3D do maxilar (2), dos nervos (3) e vasossangüíneos. Ainda, os dentes na biblioteca ou arcada dentária podem serautomaticamente colocados em escala em função do espaço disponível aolongo do maxilar. Por exemplo, a largura de cada dente na biblioteca ao lon-go de uma arcada predefinida pode ser modificada de uma maneira tal que asoma de todas as larguras dos dentes é equivalente ao comprimento do ma-xilar, conforme medido em projeção.

Para casos parcialmente edêntulos, os dentes ou arcada dentá-ria disponível da biblioteca podem ser registrados às representações 3D dosdentes restantes correspondentes do paciente. Desse modo, uma adaptaçãoótima pode ser obtida. Os vãos entre os dentes restantes são enchidos peloselementos restauradores propostos provenientes da biblioteca de dente. Es-ses dentes na biblioteca são usados ainda para realizar o planejamento detratamento, por exemplo, eles podem ser incluídos automaticamente. Essaabordagem tem a vantagem de que os limites espaciais para os espaçosrestauradores dos implantes ou mesmo eixos potenciais do implante podemser predefinidos como parte da biblioteca. O processo, opcionalmente auto-matizado, de determinação de um plano de implante adequado pode, dessemodo, ser consideravelmente acelerado.

Alternativamente, uma prótese ou molde em cera pode ser sub-metido à varredura óptica e registrado às imagens ou 3D do maxilar, dessemodo, proporcionando a informação requerida acerca da estrutura dentáriadesejada.Encontrando posições aceitáveis para o implante

De acordo com ainda outra modalidade da invenção, apenasuma representação tridimensional do maxilar (2) e quaisquer nervos (3) ouvasos sangüíneos é usada. O ambiente de planejamento incorpora, por e-xemplo, um sistema expert que contém uma série de normas claras ou pou-co claras para colocação do implante, baseado em uma análise de um ban-co de dados de casos de planejamento de implante de amostra em conjuntocom o conhecimento do perito sobre o tratamento com o implante. Algumasdas normas são normas de identificação, usadas para distinguir entre tiposde caso típicos (por exemplo, um único implante entre dois dentes vizinhos,uma reconstrução total da arcada, dois molares faltando na região distai),algumas normas são normas de colocação do implante usadas para sugerirtipos e configurações de implante típicas para o tratamento de um determi-nado tipo de caso (por exemplo, para um único implante entre dois dentesvizinhos, a posição do implante corresponde, tipicamente, à linha medianaentre os dentes). No início de um caso de planejamento, o sistema expertusará a representação 3D do maxilar para identificar o tipo de caso e sugeriruma configuração de implante preliminar correspondendo à solução de "me-lhor adaptação" no sistema expert.

Em uma próxima etapa, a configuração preliminar é avaliadacom relação aos confinamentos impostos pelo caso específico (por exemplo,quantidade e qualidade de osso disponível nos locais sugeridos do implante,proximidade com nervos ou vasos sangüíneos, presença de perfurações noosso, etc.). É requerido que cada implante individual vá de encontro a umasérie de pré-requisitos de forma a ser aceito (por exemplo, distância de pelomenos 2 mm com relação ao nervo mais próximo, uma inclinação máximacom relação ao eixo crânio-caudal do paciente, etc.).

Em uma implementação limitada da modalidade, o sistema pro-porciona apenas a informação ao usuário acerca da aceitabilidade do plane-jamento sugerido. A informação poderia, por exemplo, ser textual, com umamensagem dizendo ao usuário quais implantes deverão ser considerados.

Alternativamente, um código colorido poderia ser usado para indicar quais-quer implantes aceitos (verde) ou implantes rejeitados (vermelho). De acordocom essa modalidade, interação com o usuário é requerida para ajustar pre-cisamente o plano de tratamento.

Em implementações mais avançadas da modalidade, o sistemacorrige incrementalmente as posições individuais, orientações, comprimentoe diâmetros do implante até que os pré-requisitos individuais sejam reunidos.Isso constitui um problema de otimização global, por exemplo, identificaçãode valores ótimos para múltiplos parâmetros, o qual pode ser resolvido, porexemplo, usando uma função de custo, tal como uma função de custo distin-ta. Cada parâmetro individual, por exemplo, posição," comprimento, ângulo,distância, orientação, etc., está associado a um valor de escore. À medidaque o parâmetro é modificado, por exemplo, o ângulo do implante é alteradoem 1o, o escore do parâmetro sendo atualizado. O valor de escore pode serdeterminado baseado na contribuição que desse parâmetro para aumentar apreferência da alteração na medida em que o implante é considerado. Umvalor médio ponderado para os diferentes escores pode ser usado para ava-liar a aceitabilidade do plano de implante proposto.

A presente invenção incorpora um método para detectar auto-maticamente a presença e posições de dentes nos dados de imagem volu-métrica do paciente. Em uma modalidade ilustrativa do método, essa detec-ção automatizada usa um modelo 3D do maxilar (2) como uma entrada alémdos dados volumétricos em si. Primeiramente, o modelo 3D é digitalmentecortado para obter uma série de imagens de corte 2D, isto é, um conjunto decontornos (34) com uma determinada distância inter-corte (veja Figura 22).Em seguida, uma curva panorâmica (35) é automaticamente gerada paracada um dos contornos. Essas curvas panorâmicas podem ser calculadas,por exemplo, como as linhas medianas dos contornos. Após a criação dascurvas panorâmicas, uma verificação é realizada em cada corte de dado vo-lumétrico, por exemplo, corte por CT, para avaliar se uma "característica"(36) está ou não presente ao longo da curva panorâmica (veja Figura 23). Seos cortes de CT não correspondem ao corte do modelo 3D, imagens interpo-Iadas podem ser usadas. Características (36) são matrizes 2D representan-do os possíveis formatos de uma seção transversal de um dente ou raiz den-tária. Uma característica (36) é reconhecida, por exemplo, quando um de-terminado valor de correlação se torna maior do que um certo valor. Alterna-tivamente, uma característica pode ser reconhecida quando o produto seme-Ihante a elemento da característica e as escalas em cinza no corte de CTexcedem um certo valor.

Quando uma característica foi reconhecida, um número de den-te pode ser atribuído, por exemplo, baseado em valores médios de largurado dente (veja Figuras 24a e 24b). Zonas sobre o osso do maxilar (37) sãoatribuídas aos dentes que, tipicamente, ocupariam as mesmas. Essas zonassão identificadas adicionando-se valores médios de largura do dente come-çando a partir da linha mediana da curva panorâmica. Correções podem serfeitas baseado no comprimento conhecido da arcada do maxilar ou dentes jáidentificados.

O resultado das operações acima é uma identificação automati-zada do dente em cada um dos cortes de dados volumétricos, por exemplo,cortes de CT. Usando a informação obtida em todos os cortes, a presençade um dente é confirmada ou não verificando se um dente foi identificado emmúltiplos cortes de CT.

Além disso, cada corte de dado volumétrico, por exemplo, cortede CT, é verificado com relação à presença de dispersões (38) (veja Figura25). Uma verificação típica pode impor procurar nos valores de Hounsfieldno corte de CT e calcular o espectro de Fourier dos valores em cinza ao lon-go de uma curva predefinida (por exemplo, um deslocamento 2D da curvapanorâmica). O padrão em branco e preto tipicamente associado à disper-são resulta em um de picos mais freqüentes no espectro. Alternativamente,uma verificação pode ser feita para ver se existem áreas (de um tamanhopredefinido) no corte de CT com um valor médio de unidade de Hounsfieldexcedendo a um determinado limiar. Quando de decisão se um dente estápresente ou não, cortes contendo a dispersão podem ser tratados de umamaneira especial (por exemplo, usando fatores de peso de certeza).

A presente invenção também incorpora um método para identifi-car automaticamente dentes individuais em um modelo 3D de uma prótesede varredura (16) ou um modelo 3D do maxilar (2). Em uma modalidade ilus-trativa desse método, o modelo 3D complexo do maxilar (2) ou prótese devarredura (16) é quebrado seqüencialmente e subdividido em regiões outrechos menos complexos e mais identificáveis (39) (veja Figuras 26, 27).Isso pode ser feito, por exemplo, usando um algoritmo divisório baseado emcálculos da curvatura (Mohandas S-, Henderson M., Pursuing mechanicalpart feature recognition through the isolation of 3D features in organic sha-pes, 1MECE2002-DE-34419, ASME 2002 - International Mechanical Engine-ering Conference and Expo, 17-22 de Nov., New Orleans, Louisiana). Ostrechos são, após o que, comparados com um conjunto de características3D predefinidas representativas dos dentes (40). Características podem serreconhecidas, por exemplo, quando um determinado valor de correlação setorna maior do que um certo valor.

É uma característica da presente invenção que partes dos mé-todos descritos podem "ser usadas" separadamente como tal método paranumeração automática de zonas no maxilar, um método para reconhecimen-to de dentes em uma estrutura dentária, etc.

A Figura 29 é uma representação esquemática de um sistemade computação o qual pode ser utilizado com os métodos e em um sistemade acordo com a presente invenção, por exemplo, o método mostrado naFigura 28. Um computador 50 é representado, o qual pode incluir um termi-nal de monitor de vídeo 54, um meio de entrada de dados, tal como um te-clado 56, e meios de indicação em uma interface gráfica com o usuário, talcomo um mouse 58. O computador 50 pode ser implementado como umcomputador para fins gerais, por exemplo, uma workstation UNIX ou umcomputador pessoal.

O computador 50 inclui uma Unidade de Processamento Central("CPU") 55, tal como um microprocessador convencional, do qual um proces-sador Pentium UV fornecido pela Intel Corp., EUA, é apenas um exemplo, euma série de outras unidades interconectadas via um sistema de barramento62. O sistema de barramento 62 pode ser qualquer sistema de barramento a-dequado - a Figura 29 é apenas esquemática. O computador 50 inclui pelomenos uma memória. A memória pode incluir qualquer um de uma variedadede dispositivos de armazenamento de dados conhecidos por aqueles versadosna técnica, tais como memória de acesso aleatório ("RAM"), memória de leituraapenas ("ROM"), memória de leitura/escrita não-volátil, tal como um disco rígi-do, conforme conhecido por aqueles versados na técnica. Por exemplo, o com-putador 50 pode ainda incluir uma memória de acesso aleatório ("RAM") 64,memória de leitura apenas '("ROM") 66, bem como um adaptador de monitor 67para conexão do sistema de barramento 62 a um terminal de monitor de vídeo54 e um adaptador de entrada/saída (l/O) opcional 69 para conexão de disposi-tivos periféricos (por exemplo, disco e gravadores 63) ao sistema de barramen-to 62. O terminal de monitor de vídeo 54 pode ser a saída visual do computador50, o qual pode ser qualquer dispositivo de monitor adequado, tal como ummonitor de vídeo CRT-baseado bem-conhecido na técnica de hardware decomputador. Contudo, com um computador desktop, um computador portátil ounotebook, o terminal de monitor de vídeo 54 pode ser substituído por um moni-tor baseado em LCD ou painel plano baseado em plasma gasoso. O computa-dor 50 ainda inclui um adaptador de interface com o usuário 59 para conexãode um teclado 56, mouse 58, auto-falante opcional 65, bem como permitir en-tradas de valor físico opcionais de dispositivos de captura de valor físico, talcomo um equipamento de formação de imagem médica 70 de um sistema ex-terno 60. O sistema 60 pode estar conectado a um barramento 62 de uma redede dados, tal como a Internet, uma Intranet ou rede Local ou de Área Ampla(LAN ou WAN) ou uma CAN. O equipamento de formação de imagem médica70 pode ser qualquer equipamento adequado para captura de dados 3D volu-métricos da anatomia de um paciente, tal como CT ou MRI. Esse equipamentode formação de imagem médica pode incluir qualquer dispositivo para capturade dados de imagem volumétrica relevantes de um paciente. O dispositivo decaptura de dados 70 do sistema 60 permite a transmissão de dados referentesà informação física de um paciente seja feita sobre uma rede de telecomunica-ções, por exemplo, inserindo uma descrição volumétrica da anatomia do paci-ente em um local remoto e transmitindo-a para um local próximo, por exemplo,via a Internet, onde um processador traz o método de acordo com a presenteinvenção.

A presente invenção também inclui, dentro de seu escopo, quêos dados volumétricos relevantes sejam inseridos diretamente no computa-dor usando o teclado 56 ou de dispositivos de armazenamento, tal como 63,por exemplo, de um meio de armazenamento de sinal adequado, tal comoum disquete, um disco rígido substituível, um dispositivo de armazenamentoóptico, tal como um CD-ROM ou DVD-ROM, uma fita magnética ou similar.

O computador 50 também inclui uma interface gráfica com o usu-ário que reside dentro dos meios legível na máquina para dirigir a operaçãodo computador 50. Quaisquer meios legíveis em uma máquina adequadospodem reter a interface gráfica com o usuário, tal como uma memória de a-cesso aleatório (RAM) 64, uma memória de leitura apenas (ROM) 66, um dis-quete magnético, fita magnética ou disco óptico (os três últimos estando loca-lizados em discos e gravadores 63). Qualquer sistema de operação adequadoe interface gráfica com o usuário associada (por exemplo, Microsoft Windows,Linux) pode dirigir a CPU 55. Além disso, o computador 50 inclui um programade controle 61 que reside dentro do armazenamento de memória 68 do com-putador. O programa de controle 61 contém instruções que, quando executa-das sobre a CPU 15, permitem que o computador 10 realize as operaçõesdescritas com relação a qualquer um dos métodos da presente invenção.

Aqueles versados na técnica apreciarão que o hardware repre-sentado na Figura 29 pode variar para aplicações específicas. Por exemplo,outros dispositivos periféricos, tais como meios de disco óptico, adaptadoresde áudio ou dispositivos de programação em chips, tais como dispositivos deprogramação PAL ou EPROM bem-conhecidos na técnica de hardware decomputador e semelhantes, podem ser utilizados além de ou em lugar dohardware já mencionado.

No exemplo representado na Figura 29, o produto de programade computador para realização do método da presente invenção pode residirem qualquer memória adequada. Contudo, é importante que, embora a pre-sente invenção tenha sido, e continuará a ser, aqueles versados na técnicaapreciarão que os mecanismos da presente invenção são capazes de seremdistribuídos como um produto de programa de computador em uma varieda-de de formas e que a presente invenção se aplica igualmente, a despeito dotipo particular de meio trazendo o sinal usado para realizar realmente a dis-tribuição. Exemplos de meios trazendo sinal legíveis em computador inclu-em: meios do tipo gravável, tais como disquetes e CD ROMs, e meios dotipo transmissão, tais como links de comunicação digital e analógica.

Conseqüentemente, a presente invenção também inclui um pro-duto de software o qual, quando executado sobre um dispositivo de computa-ção adequado, traz qualquer um dos métodos da presente invenção. Em par-ticular, o código inclui qualquer um dos seguintes (a) meios para criação demodelos 3D de uma estrutura dentária, (b) e/ou meios para criação de mode-los 3D de partes do maxilar, (c) meios para detecção de zonas no maxilar on-de implantes pode (ou opcionalmente não podem) ser colocados, (d) meiospara detecção de elementos restauradores na estrutura dentária, (e) meiospara determinação de dimensões, posições, orientações e configurações doimplante candidato, (f) meios para obtenção de planos quanto ao implante, (g)meios para comparação de planos quanto ao implante uns com os outros oucom determinados critérios, (h) meios para seleção ou aperfeiçoamento deum plano quanto ao implante. Ainda, o código é proporcionado para execuçãode qualquer um dos métodos ou meios fornecidos pela presente invenção, porexemplo, conforme detalhado nas reivindicações em anexo.

A presente invenção também inclui um produto de computador,conforme definido acima, armazenado sobre um meio ou meios legíveis emuma máquina.

Claims

1. Método para preparar informação para planejamento de implantedentário semi-automatizado ou automatizado a partir de uma informação deimagem relativa à mandíbula de um paciente, compreendendo:(a) gerar modelos 3D de uma estrutura do dente, e(b) detectar automaticamente os elementos de restauração consti-tutivos no modelo 3D da estrutura do dente com base em uma análise de ima-gem,em que a etapa de gerar modelos 3D de uma estrutura do dente ainda com-preende digitalizar a estrutura do dente desejada posicionando-a corretamenteem relação à mandíbula por meio de alinhamento.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que a detecçãoautomática dos elementos de restauração constitutivos na estrutura do dentese baseia em valores de escala de cinza no modelo 3D da estrutura do dente.

3. Método para preparar informação para planejamento de implantedentário semi-automatizado ou automatizado a partir de uma informação deimagem relativa à mandíbula de um paciente, compreendendo:(a) gerar modelos 3D de partes do osso da mandíbula, e(b1) detectar os elementos anatômicos e artificiais no modelo 3Ddo osso da mandíbula com base em uma análise de imagem, e(b2) selecionar automaticamente as zonas no modelo 3D do ossoda mandíbula onde os implantes podem ou não ser dispostos,em que a etapa de gerar modelos 3D de partes da mandíbula compreende asetapas de:- fatiar o modelo 3D da mandíbula em um número de fatias de ima-gens 2D,- gerar uma curva panorâmica para cada fatia de imagem 2D,- avaliar em cada fatia de imagem se um ou mais traços 2D estãopresentes ao longo da curva panorâmica, e- combinar a informação das múltiplas fatias para confirmar a pre-sença de um dente.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, em que a detecção ébaseada no valor de escala de cinza no modelo 3D das partes da mandíbula.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, ainda compreendendo:(c) determinar as dimensões, posições, orientações e configura-ções do implante candidato,(d) obter os planos de implante,(e) comparar os planos de implante um com o outro ou a deter-minados critérios,(f) selecionar ou aprimorar o plano de implante.

6. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ainda compre-endendo:- gerar modelos 3D de partes da mandíbula,- detectar os elementos anatômicos e artificiais no osso da man-díbula com base em valores de escala de cinza no modelo 3D das partes damandíbula e selecionar automaticamente as zonas da mandíbula onde osimplantes podem ou não ser dispostos,- determinar as dimensões, posições, orientações e configura-ções do implante candidato,- obter os planos de implante,- comparar os planos de implante um com o outro ou a determi-nados critérios,- selecionar ou aprimorar o plano de implante.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 6, ém que aetapa de gerar modelos 3D de uma estrutura do dente ainda compreendeposicionar e colocar em escala os dentes ou as arcadas dentárias proveni-entes de uma biblioteca digital relativa à mandíbula do paciente em volumede imagens ou em 3D.

8. Método de acordo com a reivindicação 3, 4, 5 ou 6, em que aetapa de gerar modelos 3D de partes da mandíbula é caracterizada pelo fatode que objetos de imagem correspondendo aos dentes naturais ou artificiaisna mandíbula são detectados.

9. Método de acordo com a reivindicação 3, 4, 5 ou 6, em que naetapa de gerar uma curva panorâmica, a curva panorâmica é calculada co-mo a linha média do contorno da fatia da mandíbula.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 3,-4, 5, 6, 8 e 9, em que a etapa de avaliar inclui calcular um valor de correla-ção entre matrizes 2D ou características que representem possíveis forma-tos de seção transversal de um dente ou raiz de dente e as escalas de cinzanas áreas locais das fatias de imagens 2D ao longo da curva panorâmica.

11. Método de acordo com as reivindicações 3, 4, 5, 6 ou 8 a 10,em que a etapa de gerar modelos 3D de partes da mandíbula ainda compre-ende identificar zonas da mandíbula que correspondem às posições de den-tes individuais e atribuir as mesmas os números de dentes respectivos combase nos valores médios de largura do dente e das dimensões conhecidasda mandíbula.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, em que as zonasidentificadas são corrigidas com base em posições conhecidas dos dentesnaturais ou artificiais.

13. Método de acordo com a reivindicação 1, 2, 5, 6 ou 7, emque a etapa de detectar elementos de restauração na estrutura do dente in-clui calcular a curvatura da superfície local do modelo 3D da estrutura dedente, e subdividir a estrutura do dente em regiões menos complexas ouseções usando um algoritmo "decisivo" com base nos valores de curvaturaobtidos.

14. Método de acordo com a reivindicação 1, 2, 5, 6 ou 7, em quea etapa de detectar elementos de restauração na estrutura do dente compre-ende calcular os valores de correlação entre as matrizes 3D ou as caracterís-ticas que representam os formatos possíveis do dente e as áreas superficiaislocais no modelo de estrutura de dente 3D, e separar as referidas áreas su-perficiais onde o valor de correlação excede um determinado limiar.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a-14, em que a etapa de determinar as dimensões, posições, orientações econfigurações do implante candidato compreende: definir grades de pontosnos lados incisal/oclusal e apical, respectivamente, dos elementos de restau-ração, conectar, para cada elemento, todos os pontos da grade inci-sal/oclusal com todos os pontos da grade apical, determinar os pontos deinterseção dos eixos obtidos com o modelo 3D do osso, colocar os implantesa partir de uma biblioteca digital de implantes junto com os respectivos eixoscom os ombros do implante em uma distância determinada a partir do pontode entrada dos eixos no osso, relacionar todas as combinações possíveispartindo de um mínimo de um conjunto de alternativas para um único im-plante para toda a estrutura de dente a um máximo de todas as alternativaspara um implante para cada elemento de restauração na estrutura do dente.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, em que na etapade definir as grades de pontos, operações ocas são usadas nos elementosde restauração para criar volumes 3D representativos da estrutura de basemetálica da prótese desejada e em que os referidos volumes são projetadosem um modelo 3D dos elementos de restauração para proporcionar deline-amentos das referidas grades de pontos incisal/oclusal e apical.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, em que na etapade definir as grades de pontos, os contornos de projeção dos elementos derestauração podem ser determinados nos planos incisal/oclusal e apical, de-finidos nos pontos de interseção dos elementos de restauração com seusrespectivos eixos apico-incisal, cujos contornos projetados são deslocadospara dentro proporcionando um contorno deslocado, a área superficial inscri-ta do contorno deslocado em 2D é uma fração determinada da superfícieoriginal da área de contorno projetada e depois, o contorno deslocado é pro-jetado para trás sobre os elementos de restauração para produzir os contor-nos das referidas grades de pontos.

18. Método de acordo com a reivindicação 16 ou 17, em que aprojeção é realizada na direção dos respectivos eixos apico-incisal.

19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 16, 17 e 18, em que o eixo apico-incisal do elemento de restauração é determi-nado como o seu eixo principal de inércia.

20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 19, em que na etapa de determinar as dimensões, posições, orientações econfigurações de implante candidato, um sistema inteligente é usado paraidentificar o tipo de caso de implante que é tratado e para sugerir um planode implante típico correspondente com base na "melhor adaptação" de solu-ções do sistema inteligente.

21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a-20, em que a etapa de se obter planos de implante compreende designarvalores à(s) combinação(ões) de implante em função das medições realiza-das com relação às imagens de volume do paciente oti dos modelos 3D cri-ados na etapa de criar modelos 3D de uma estrutura de dente ou de partesda mandíbula.

22. Método de acordo com a reivindicação 21, em que as distân-cias mais curtas são calculadas entre os implantes e os modelos 3D do ner-vo, vasos sangüíneos e da mandíbula e em que os valores cinzas médiosdos voxels ocupados por e na vizinhança imediata dos implantes são deter-minados ao longo dos eixos de implante.

23. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a-22, em que a etapa de se obter planos de implante compreende designarvalores à(s) combinação(ões) de implante em função das cargas previstasnos implantes que usam um modelo de elemento biomecânico ou finito demandíbula, implantes e próteses.

24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a-22, em que a etapa de se obter planos de implante compreende designarvalores à(s) combinação(ões) de implante em função dos perfis de emer-gência alcançáveis para os implantes individuais.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, em que o perfil deemergência· alcançável é expresso em função da distância em uma vista deseção transversal entre o ponto mais bucal do ombro do implante e um eixoatravés do ponto mais bucal da grade de pontos apical na seção e um pontosituado em uma determinada distância apical e Iingual a partir do referidoponto.

26. Método de acordo com a reivindicação 25, em que as distân-cias apical e Iingual são respectivamente 3 mm e 2 mm para os dentes fron-tais e de 1 mm e 2 mm para os dentes distais.

27. Método de acordo com a reivindicação 26, em que a distin-ção entre os dentes frontais e distais é realizada ao se indicar uma linha desorriso nas imagens de volume ou em modelos 3D.

28. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 27, em que a etapa de comparar os planos de implante entre si ou por de-terminados critérios, ainda compreende ajustar em incrementos as dimen-sões, posições, orientações e configurações do implante individual de acor-do com uma estratégia predeterminada até que os pontos de planejamentoalcancem um valor limiar determinado.

29. Sistema para a preparação de informação para planejamentode implante dentário automatizado ou semi-automatizado a partir de infor-mações de imagem relativas à mandíbula de um paciente, compreendendo:(a) meios para gerar modelos 3D de uma estrutura de dentes, e(b) meios para detectar automaticamente elementos de recons-trução constitutivos no modelo 3D da estrutura de dente com base na análi-se de imagens,em que os meios para gerar modelos 3D de uma estrutura de dente aindacompreende meios para digitalizar a estrutura de dente desejada posicio-nando-a corretamente em relação à mandíbula por meio de alinhamento.

30. Sistema de acordo com a reivindicação 29, em que os meiospara detectar automaticamente os elementos de restauração constitutivos naestrutura de dente, detecta automaticamente os elementos de restauraçãoconstitutivos na estrutura de dente com base em valores de escala de cinzaem um modelo 3D da estrutura de dente.

31. Sistema para a preparação de informação para planejamentode implante dentário automatizado ou semi-automatizado a partir de infor-mações de imagem relativas à mandíbula de um paciente, compreendendo:(a) meios para gerar modelos 3D de partes do osso da mandíbu-la, e(b) meios para detectar elementos anatômicos e artificiais nomodelo 3D do osso da mandíbula e para automaticamente selecionar as zo-nas na mandíbula onde os implantes podem ou não ser dispostos com basena análise de imagens,em que os meios para gerar modelos 3D de partes da mandíbula compreende:- meios para fatiar o modelo 3D da mandíbula em um número defatias de imagens 2D,- meios para gerar uma curva panorâmica para cada fatia de i-magem 2D,- meios para avaliar em cada fatia de imagem se um ou maistraços 2D estão presentes ao longo da curva panorâmica, e- meios para combinar a informação das múltiplas fatias paraconfirmar a presença de um dente.

32. Sistema de acordo com a reivindicação 31, em que os meiospara detectar é adaptado para detectar os elementos anatômicos e artificiaisno osso da mandíbula com base em valores de escala de cinza no modelo-3D de partes da mandíbula.

33. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 29a 32, ainda compreendendo:(c) meios de determinar as dimensões, posições, orientações econfigurações do implante candidato,(d) meios de obter os planos do implante.(e) meios de comparar os planos de implante um com o outro oua determinados critérios,(f) meios de selecionar ou aprimorar o plano de implante.

34. Sistema de acordo com a reivindicação 29 ou 31, ainda com-preendendo: .v- meios para gerar modelos 3D de partes da mandíbula,- meios para detectar os elementos anatômicos e artificiais noosso da mandíbula com base em valores de escala de cinza no modelo 3Ddas partes da mandíbula e para selecionar automaticamente as zonas damandíbula onde os implantes podem ou não ser dispostos,- meio para detectar elementos de restauração na estrutura dodente,- meios para determinar as dimensões, posições, orientações econfigurações do implante candidato,- meios para obter os planos do implante,- meios para comparar os planos de implante um com o outro oua determinados critérios, e- meios para selecionar ou aprimorar o plano de implante.

35. Sistema de acordo com a reivindicação 29, 30, 31 ou 34, emque os meios para gerar modelos 3D de uma estrutura de dentes, aindacompreendem meios para posicionar e colocar em escala os dentes ou ar-cada dentaria proveniente de uma biblioteca digital relativa à mandíbula dopaciente, em volumes de imagens ou em 3D.

36. Sistema de acordo com a reivindicação 31, 32, 33 ou 34, emque os meios para gerar modelos 3D de partes da mandíbula é caracteriza-do pelo fato de que os objetos de imagem correspondendo aos dentes natu-rais ou artificiais na mandíbula são detectados.

37. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 31a 36, em que os meios para gerar uma curva panorâmica calculam a curvapanorâmica como a linha média do contorno da fatia da mandíbula.

38. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 31a 37, em que o meio de avaliar inclui meios para calcular um valor de corre-lação entre matrizes 2D ou características que representem possíveis forma-tos de seção transversal de um dente ou raiz de dente e as escalas de cinzanas áreas locais das imagens de fatias CT junto com a curva panorâmica.

39. Sistema de acordo com a reivindicação 31, 32, 33 ou 34, emque os meios de gerar modelos 3D de.partes da mandíbula ainda compre-endem meios para identificar zonas da mandíbula que correspondem às po-sições de dentes individuais e atribuir as mesmas aos números de dentesrespectivos com base nos valores médios de largura do dente e das dimen-sões conhecidas da mandíbula.

40. Sistema de acordo com a reivindicação 39, em que as zonasidentificadas são corrigidas com base em posições conhecidas dos dentesnaturais ou artificiais.

41. Sistema de acordo com a reivindicação 29, 30, 31 ou 34, emque os meios de detectar elementos de restauração na estrutura do denteinclui meios para calcular a curvatura da superfície local do modelo 3D daestrutura de dente, e subdividir a estrutura de dente em regiões menos com-plexas ou seções usando um algoritmo "decisivo" com base nos valores decurvatura obtidos.

42. Sistema de acordo com a reivindicação 29, 30, 31 ou 34, emque os meios de detectar elementos de restauração na estrutura de dentecompreendem meios para calcular os valores de correlação entre as matri-zes 3D ou as características que representam os possíveis formatos do den-te e as áreas superficiais locais no modelo 3D de estrutura de dente, e sepa-rar as referidas áreas superficiais onde o valor de correlação excede um de-terminado limiar.

43. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 33a 42, em que os meios de determinar as dimensões, posições, orientações econfigurações do implante candidato compreendem: meios para definir gra-des de pontos nos lados incisal/oclusal e apical, respectivamente, dos ele-mentos de restauração, meios para conectar para cada elemento, todos ospontos da grade incisal/oclusal com todos os pontos da grade apical, meiospara determinar os pontos de interseção dos eixos obtidos com o modelo 3Ddo osso, meio para colocar os implantes a partir da biblioteca digital de im-plantes junto com os respectivos eixos com os ombros do implante em umadistância determinada a partir do ponto de entrada dos eixos no osso, meiosde relacionar todas as combinações possíveis partindo de um mínimo de umconjunto de alternativas para um único implante para toda a estrutura dedente a um máximo de todas as alternativas para um implante para cadaelemento de restauração na estrutura do dente.

44. Sistema de acordo com a reivindicação 43, em que os meiospara definir grades de pontos inclui meios para realizar operações ocas noselementos de restauração para criar volumes 3D representativos da estrutu-ra de base metálica da prótese desejada e meios para projetar volumes emum modelo 3D dos elementos de restauração para proporcionar delineamen-tos das referidas grades de pontos incisal/oclusal e apical.

45. Sistema de acordo com a reivindicação 43, em que os meiospara definir contornos de projeção das grades de pontos dos elementos derestauração incluem meios para determinar os planos incisal/oclusal e api-cal, definidos nos pontos de interseção dos elementos de restauração comseus respectivos eixos apico-incisal, cujos contornos projetados são deslo-cados para dentro proporcionando um contorno deslocado, a área superficialinscrita do contorno deslocado em 2D é uma fração determinada da superfí-cie original da área de contorno projetada e depois, o contorno deslocado éprojetado para trás sobre os elementos de restauração para produzir os con-tornos das referidas grades de pontos.

46. Sistema de acordo com a reivindicação 44 ou 45, em que aprojeção é realizada na direção dos respectivos eixos apico-incisal.

47. Sistema de acordo com a reivindicação 44, 45 ou 46, em queo eixo apico-incisal do elemento de restauração é determinado como o seueixo principal de inércia.

48. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 33a 47, em que os meios para determinar as dimensões, posições, orientaçõese configurações de implante candidato incluem um sistema inteligente paraidentificar o tipo de caso de implante que é tratado e para sugerir um planode implante correspondente com base na "melhor adaptação" de soluçõesdo sistema inteligente.

49. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 33a 48, em que os meios para obter planos de implante compreendem meiospara designar valores à(s) combinação(ões) de implante em função das me-dições realizadas com relação às imagens de volume do paciente ou dosmodelos 3D criados na etapa de criar modelos 3D de uma estrutura de denteou de partes da mandíbula.

50. Sistema de acordo com a reivindicação 49, em que as dis-tâncias mais curtas são calculadas entre os implantes e os modelos 3D donervo, vasos sangüíneos e da mandíbula e em que os valores cinza médiosdos voxels ocupados por e na vizinhança imediata dos implantes são deter-minados ao longo dos eixos do implante.

51. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 33a 50, em que os meios para obter planos de implante compreendem meiospara designar valores à(s) combinação(ões) de implante em função das car-gas previstas nos implantes que usam um modelo de elemento biomecânicoou finito de mandíbula, implantes e próteses.

52. Sistema de acordo com qualquer umaidas reivindicações 33a 50, em que os meios para obter planos de implante compreendem desig-nar valores à(s) combinação(ões) de implante em função dos perfis de e-mergência alcançáveis para implantes individuais.

53. Sistema de acordo com a reivindicação 52, em que o perfilde emergência alcançável é expresso em função da distância em uma vistaem seção transversal entre o ponto mais bucal do ombro do implante e umeixo através do ponto mais bucal da grade de ponto apical na seção e umponto situado em uma determinada distância apical e Iingual a partir do refe-rido ponto.

54. Sistema de acordo com a reivindicação 53, em que as dis-tâncias apical e Iingual são respectivamente 3 mm e 2 mm para os dentesfrontais e de 1 mm e 2 mm para os dentes distais.

55. Sistema de acordo com a reivindicação 54, em que a distin-ção entre os dentes frontais e distais é realizada ao se indicar uma linha desorriso nas imagens de volume ou nos modelos 3D.

56. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 33a 55, em que os meios para comparar os planos de implante entre si ou adeterminados critérios, ainda compreendem meios para ajustar em incre-mentos as dimensões, posições, orientações e configurações do implanteindividual de acordo com uma estratégia predeterminada até que os pontosde planejamento alcancem um valor limiar determinado.

57. Produto de programa de computador adaptado para executaro método como definido na reivindicação 1 ou 2.

58. Produto de programa de computador adaptado para executaro método como definido na reivindicação 3 ou 4.

59. Meio de armazenamento capaz de ser lido por máquina, quearmazena o produto de programa de computador como definido em qualqueruma das reivindicações 57 e 58.