ES2227470T3 - Sistema de supervision del uso de un cepillo de dientes. - Google Patents
Sistema de supervision del uso de un cepillo de dientes.Info
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Abstract
Un procedimiento para vigilar y regular la posición de un cepillo dental con relación a los dientes de un sujeto, comprendiendo el procedimiento: proveer un cepillo dental que tenga un primer sensor de posición, siendo este primer sensor de posición por lo menos sensible a los cambios en posición y orientación; proveer un segundo sensor de posición en relación fija de posición con los dientes, siendo este segundo sensor de posición sensible a los cambios en posición y en orientación; transmitir los datos de salida del primer sensor de posición y del segundo sensor de posición al aparato procesador; y comparando el aparato procesador las dos salidas de datos del sensor para regular la posición del cepillo dental con relación a los dientes durante un período de tiempo.
Description
Sistema de supervisión del uso de un cepillo de
dientes.
La presente invención se refiere a procedimientos
y aparatos para vigilar y regular el uso de un cepillo de dientes
por una persona, y para analizar los datos así obtenidos con el fin
de identificar un uso incorrecto.
Es bien sabido que muchos problemas dentales
experimentados por las personas que regularmente utilizan un cepillo
de dientes están asociados a un uso deficiente del cepillo. Así por
ejemplo, aunque se utilice el cepillo de dientes varias veces al
día, debido a hábitos incorrectos en el cepillado, el cepillo puede
muchas veces no entrar en contacto con ciertas superficies de los
dientes. También puede ser causado un cubrimiento deficiente de los
dientes o por lo menos ser exacerbado el diseño del cepillo.
La presente invención tiene como finalidad
aportar unos procedimientos y aparatos nuevos y útiles para la
vigilancia y la regulación en el uso de un cepillo de dientes.
En términos generales, un primer aspecto de la
invención propone que sea vigilada y regulada la posición de un
cepillo de dientes con relación a la posición de los dientes de un
individuo (es decir, un ser humano). El cepillo de dientes contiene
un primer sensor de posición, y la salida del sensor pasa a un
aparato de proceso que recibe también una salida de datos
procedente de un sensor situado en una segunda posición y montado
en relación fija con los dientes. El aparato procesador compara las
dos salidas de sensor para vigilar y regular la posición del
cepillo de dientes con relación a los dientes durante cierto
período de tiempo. Preferentemente, se establecen dos sensores de
segunda posición, cada uno de los cuales se encontrará en una
relación fija respecto a los dientes de una respectiva mandíbula
del individuo.
De preferencia, la posición del cepillo de
dientes con respecto a los dientes del sujeto se exhibe
visualmente, por ejemplo como una imagen en una pantalla que
muestre los dientes y el cepillo dental en sus posiciones
respectivas, o como una imagen de los dientes con la traza o vía de
seguimiento de un punto del cepillo dental marcada como una
trayectoria sobre los mismos. La imagen puede ser generada en
tiempo real, o subsiguientemente.
De preferencia, la salida del aparato procesador
determina la posición de los dientes con relación al cepillo dental
con una elevada precisión, por ejemplo dentro de unos pocos
milímetros. Para hacer esto posible, se debe registrar la posición
del segundo sensor con relación a los dientes. Así pues, en un
segundo aspecto, la invención proporciona un procedimiento para
determinar la posición de los dientes con relación a una sonda
sensible a la posición, montada en relación fija con los dientes
(por ejemplo, en un lugar determinado de la mandíbula), El segundo
aspecto de la invención propone situar un sensor de tercera
posición, a su vez, durante un período de tiempo sobre el sensor o
los sensores de la segunda posición, o más en general en una
relación de posición conocida respecto a los mismos, y por lo menos
en cuatro lugares sobre los dientes (preferentemente más de 4 y,
por ejemplo, hasta 200), siendo vigilada y regulada la salida del
sensor de tercera posición durante este tiempo.
Las cuatro posiciones, por lo menos, pueden
presentar o bien una relación fija conocida respecto a los dientes
(como cuatro lugares conocidos realmente como puntos específicos de
los dientes), o pueden existir lugares determinados por el proceso
de registro, según describiremos.
De preferencia, los emplazamientos deberán
extenderse uniformemente sobre la zona que se trate de examinar,
cubriendo la extensión de la misma.
Debemos hacer notar que en algunas formas de
ejecución, el tercer sensor de posición puede de hecho ser el mismo
sensor de posición utilizado en la primera forma de realización de
la invención, es decir, el primer sensor de posición.
La salida de los segundo y tercero sensores de
posición en este período (aunque ambos normalmente sólo registrarán
cambios en su posición absoluta y no en posición relativa
(entre sí) son suficientes para determinar la posición del segundo
sensor de posición respecto a los dientes. En un tercer aspecto de
la invención, una vez disponibles los datos de preferencia mediante
un procedimiento conforme al segundo aspectos de la invención,
indicado en un período de tiempo la variación de la posición del
cepillo dental respecto a los dientes, se analizan estos datos
estadísticamente para determinar si contienen alguna señal de uso
indicativa de un uso deficiente habitual. Así por ejemplo, la
invención puede incluir el determinar para cada superficie de los
dientes la frecuencia con la cual se realiza un contacto con el
cepillo, comparando estos datos con la información preexistente que
caracterice el uso correcto (por ejemplo, una frecuencia mínima
correcta de contacto. Este puede ser un solo valor que se aplique a
todas las superficies de todos los dientes, o bien un valor que
varíe con las diferentes superficies y/o con diferentes dientes.
Otro análisis posible es el de la orientación del cepillo dental en
el tiempo transcurrido durante el acto de cepillado. En todo caso,
si se observa una discrepancia entre el uso correcto y el uso
observado, es emitida una señal de advertencia o, en las formas de
ejecución que se citan después, en las cuales se realiza el
cepillado con exposición visual, podría cambiar el color en la
imagen de cualquier diente o de cualesquiera dientes no visitados o
podrían hacerse relucir esos dientes.
Aunque la información de la posición es de por sí
potencialmente muy útil, según queda descrito, la información
resulta todavía más útil combinada con otras fuentes de información
respecto al uso del cepillo de dientes. Por tal razón, un cuarto
aspecto de la invención propone que un cepillo dental sustente otros
sensores, que sean sensibles a factores distintos a la posición,
tales como sensores de presión, sensores detectores del valor pH,
etc.
Un cepillo dental según se propone en el primero
y en el cuarto aspectos de la invención, requiere en general un
medio de transmisión de sus datos (por ejemplo, el aparato
procesador). Si bien esto puede hacerse dentro del campo de la
invención por medio de un dispositivo electrónico o de fibra óptica,
un sexto aspecto de la invención propone que un cepillo dental
sustente un medio de transmisión de datos sin hilos, tal como un
transmisor de ondas electromagnéticas (preferentemente de radio).
Las ondas acústicas podrían también ser adecuadas para este fin,
aunque preferentemente tendrían que ser de una frecuencia inaudible
para las personas. El aparato de proceso está dotado de un
correspondiente dispositivo de recepción de señales sin hilos.
Similarmente, los sensores de posición (en especial el primer
sensor de posición) son preferentemente dispositivos automatizados,
esto es que generen toda la potencia necesaria para su
funcionamiento a partir de sus movimientos, debidos a los
desplazamientos del sujeto.
Aunque la invención se haya descrito
principalmente con relación a procedimientos, todas sus
características pueden expresarse alternativamente en términos de
un aparato correspondiente dispuesto para facilitar la invención.
Además, el análisis realizado en los procedimientos del aparato
puede efectuarse por el equipo lógico informático presente en un
programa de ordenador que sea legible mediante un ordenador para
hacer que éste realice el proceso.
El término "posición relativa" de dos
objetos, se utiliza en este documento para incluir la distancia de
traslación y la dirección en el espacio de dos objetos (un total de
tres grados libres). No obstante, toda medición de la posición que
aquí se indique irá de preferencia acompañada de una medición
separada lógicamente de la orientación relativa de los dos objetos
(3 grados adicionales de libertad). Así por ejemplo, la medición de
la "posición" de un cepillo dental con relación a los dientes,
es decir, la medición del emplazamiento tridimensional de un centro
nocional del cepillo dental en un cuadro de referencia definido por
los dientes, va acompañado de una medición del ángulo de orientación
del cepillo dental alrededor de dicho centro. Así pues, aunque la
posición del cepillo dental respecto a los dientes muestra sí el
cepillo se encuentra junto a un diente determinado, y en qué
dirección se encuentra espaciado el diente, la orientación del
cepillo dental representa qué dirección asume cualquier cara dada
del cepillo (por ejemplo la superficie superior de la cabeza de
cerdas del cepillo) del cuadro de referencia de los dientes.
De manera similar, cada "sensor de posición"
utilizado en este documento es de preferencia no solamente operativo
para medir cambios en su posición absoluta, sino también,
preferentemente, operativo para medir cambios en su orientación. Se
conocen para esta tarea diversos sensores, tales como el sensor
Minibird expendido por Ascensión Technology Corporation, P. O. Box
527, Burlington, VT 05402, USA, que tiene solamente 5 mm de
diámetro.
Se dice que un sensor se encuentra en relación
fija de posición respecto al conjunto superior o inferior de los
dientes cuando su posición y su orientación son fijas con relación
a tales dientes.
Existen también tipos de sensores que son
sensibles solamente a su posición en el espacio, no presentando una
orientación intrínseca que pueda registrarse. Estos sensores de
tres grados de independencia pueden utilizarse también en una forma
de ejecución alternativa de la invención, ya que la salida de
combinaciones de tres de tales sensores hace que pueda utilizarse
el seguimiento para calcular la información ausente de orientación.
Se pueden situar los sensores exactamente con la contraposición
conocida entre sí. La contraposición óptima dependerá de la
geometría del objeto rastreado.
Los diversos aspectos de la invención que quedan
expuestos y sus características preferidas son libremente
combinables, como será evidente por la siguiente descripción sin
limitación de una forma de realización de la presente invención.
La fig. 1 muestra un sistema según una forma de
ejecución de la presente invención en uso;
la fig. 2 muestra la definición de un parámetro
empleado en el análisis;
la fig. 3 muestra el proceso de registro conforme
a una modalidad de ejecución de la presente invención;
la fig. 5 que está compuesta por las figs. (5a) y
5(b) muestra un proceso de registro para hacer coincidir
puntos conocidos sobre un conjunto de dientes con el juego
correspondiente de los puntos del modelo de dientes;
la fig. 6 que se compone de las figs. 7(a)
a (d), muestra cuatro imágenes de un proceso de registro para hacer
coincidir un amplio conjunto de puntos desconocidos sobre un
cepillo dental real con el correspondiente juego de puntos de un
cepillo dental como modelo; y
la fig. 7 que se compone de las figs. 7(a)
a (d), muestra cuatro imágenes obtenidas utilizando una posición
del recorrido de un cepillo dental sobre un conjunto de
dientes.
La figura 1 muestra una forma de realización de
la invención aplicada a una persona 1 que utiliza un cepillo dental
3. Hay dos sensores de posición 5, 7 montados sobre la cabeza de la
persona en relación fija respecto a los dientes de las mandíbulas
superior e inferior de la persona, respectivamente. El montaje puede
estar hecho por ejemplo mediante un adhesivo soluble o utilizando
un trozo de cinta engomada. La elección del lugar de la cabeza de
la persona determina la fiabilidad de los sensores de posición 5, 7
en cuanto al registro de la posición de los dientes del sujeto.
La salida de los sensores de posición 5, 7 en
esta forma de ejecución se transmite electrónicamente por los
respectivos conductores 9, 11 a una unidad de interfaz 13 que
transforma estos datos a un formato adecuado para efectuar la
entrada en un aparato ordenador 14, tal como un PC, dotado de una
pantalla 16 para exponer los resultados del procedimiento.
El sensor 7 está rígidamente fijado a la cabeza
del sujeto de modo que se puede situar el sensor en principio en
cualquier lugar superior de la cabeza, aunque se obtendrá la mejor
resolución fijándolo lo más cerca posible de la mandíbula superior.
Hemos comprobado que el puente de la nariz es una zona adecuada. Se
monta típicamente el sensor 5 en el centro de la barbilla.
La colocación en posición de ambos sensores de
mandíbula es un compromiso entre:
(a) Una necesidad de montar los sensores lo más
fuertemente posible
(b) Una necesidad de montar los sensores lo más
cerca posible de las mandíbulas
(c) Una necesidad de ser lo menos invasivo
posible.
Ambos sensores 5, 7 se unen simplemente
utilizando cinta médica. Téngase en cuenta que debido al
procedimiento de registro que aplicamos, descrito a continuación,
no es imprescindible que los sensores queden siempre unidos
exactamente en el mismo lugar sobre cada persona, o que sean
montados sobre cualquier lugar visual particular del rostro, más
allá de las restricciones generales que aparecen en (a), (b) y
(c).
El sistema incluye además un sensor de posición
12 montado sobre el cepillo dental 3. Lo ideal es que quede unido
lo más cerca posible del mango para ser mínimamente invasivo.
Tampoco es imprescindible que quede unido en el mismo lugar en cada
cepillo dental correspondiente a cada sujeto. El cepillo de dientes
3 incluye un dispositivo de transmisión de datos para transmitir la
salida de datos mediante el sensor de posición 12 a la unidad de
interfaz 13 utilizando un conductor 17.
Incluye además el sistema una unidad transmisora
19 que genera un campo magnético conocido de corriente continua
representado en general por 21. Los sensores de posición 5, 7, 14
determinan sus respectivas orientaciones y posiciones con
referencia a este campo magnético.
Los sensores 5, 7, 14 se habrán seleccionado para
recibir fielmente los movimientos de las mandíbulas superior e
inferior y del cepillo dental, con una buena resolución en todo el
período de duración del cepillado de dientes.
Estos sensores tienen que ser pequeños (por
ejemplo de hasta 10 mm como diámetro máximo), capaces de variar de
posición y de orientación con suficiente rapidez para registrar el
acto de cepillado dental con suficiente resolución en todo el
período de cepillado, y deberán ser mínimamente invasivos en lo
posible para reducir así al mínimo la interferencia con el proceso
de cepillado dental.
Además, se utiliza en el proceso de registro un
cuarto sensor 25 (representado en la fig.2) que es parte de una
sonda y que se describe a continuación.
Los sensores de posición que hemos escogido para
el uso son sensores Minibird. Un sensor Minibird determina su
posición y orientación detectando un campo magnético de corriente
continua, en este caso el generado por la unidad transmisora
19.
Se ha escogido el sensor Minibird porque es el
más pequeño disponible con un grado suficiente de resolución y de
captura y está diseñado originalmente para uso en campos
quirúrgicos. No obstante, cualquier sensor, fijado a proximidad o
alejado, podría utilizarse si presentará el grado requerido de
resolución y de captura, siendo suficientemente no invasivo.
La información sobre posición y orientación
suministrada por cada sensor 5, 7, 14 será designada colectivamente
como el estado del sensor. Esta información sobre el estado se
aplica a un juego de sistemas cartesiano de ejes coordenados, uno
de ellos asociado y fijado a cada sensor y al transmisor. Cada
sistema de eje (al que nos referiremos en adelante como una base)
no queda en general alineado con ningún otro. Definimos cada base
(por ejemplo, base S asociada a un sensor S que es uno de los
sensores 5, 7, 14) por tres vectores vect unitarios {e^{s}_{1},
e^{s}_{2}, e^{s}_{3}}, de modo que cualquier vector Q puede
expresarse en la base como
(1)Q =
x^{s}_{1}e^{s}_{1} + x^{s}_{2}e^{s}_{2} +
x^{s}_{2}e^{s}_{2},
Para un conjunto de valores reales
{x^{s}_{1}, x^{s}_{2}, x^{s}_{3}}.
Similarmente, definimos una "base
transmisora" con respecto a la unidad transmisora 19 utilizando
vectores unitarios {e^{r}, e^{r}_{2}, e^{r}_{3}}.
Cada base S es fija con respecto al
correspondiente sensor de posición, pero se desplaza con relación a
la base del transmisor según se desplaza el sensor con respecto a
la unidad transmisora 19.
Al detectar el campo magnético 21 los sensores 5,
7, 14 generan dos trozos de información que colectivamente definen
el grado del sensor.
(a) La contraposición entre el origen de la base
S y el origen de la base del transmisor en el espacio 3D se
expresa:
(2)X^{ST} =
{X^{S}_{1}, X^{S}_{2},
X^{S}_{3}}
Esto define la posición traslacional del
sensor;
(b) La rotación M^{ST} de la base del sensor
con relación a la base del transmisor en el espacio 3D es dada
por:
(3)E^{S} =
M^{ST} .
e^{T}
Donde M^{ST} es una matriz de 3 por 3
establecida a partir de 3 ángulos (es decir, tres grados de
libertad) necesarios para describir una rotación. Esto define la
orientación del sensor.
La salida de los tres sensores significa su
"estado" dependiente del tiempo. Téngase en cuenta que no se
trata realmente del "estado" (es decir, posición y orientación
de las superficies de los dientes o del final del cepillo dental
dentro de la boca, que es lo que realmente necesitamos.
El funcionamiento del sistema representado en la
fig. 1 tiene tres fases:
(1) Una fase de registro que recibe los datos de
rastreo del movimiento básico original recibidos durante el
registro y utilizando (a) modelos poligonales 3D creados por
adelantado, de los dientes superiores e inferiores y del cepillo
dental, y (b) datos mediante los cuales queda exactamente registrada
la posición del sensor-sonda, convirtiéndose los
datos brutos en posiciones (con inclusión de las orientaciones) de
los dientes reales y de las superficies reales del cepillo dental.
Nótese que esta fase no emplea datos de rastreo desde el cepillo
dental real.
(2) Una fase de recepción de datos, en la cual es
sacado el cepillo y se reciben los datos de salida de los sensores
de posición.
(3) Una fase de análisis, que extrae información
de los datos registrados, caracterizando el tiempo que ha
permanecido la cabeza del cepillo dental en las diferentes zonas de
la boca. Esta información puede mostrarse utilizando varias
modalidades de visualización, según sea apropiado (diagramas de
barras, iso-superficies, resultados en volumen
espacial, colorido lineal y de superficie).
Durante todas las fases se emplean extensamente
técnicas de visualización utilizando modelos poligonales 3d del
cepillo dental y de la mandíbula superior y de la inferior, para
guiar al usuario a través del proceso de registro, producir
representaciones virtuales de los movimientos del cepillo dental y
de la mandíbula y explorar visualmente los datos registrados.
Se integran todos los componentes en una sola
aplicación en el ordenador 14, con una interfaz de tema intuitivo
basado en ventanas . Expondremos a continuación las fases por
orden:
La finalidad del proceso de registro es la de
determinar la relación espacial entre la posición y la orientación
de cada sensor y la posición y orientación de las superficies de
los elementos que deben rastrearse. Recordemos que los sensores
están unidos lo más rígidamente posible a algo que se desplaza en la
misma forma que el elemento que están destinados a rastrear, pero
no necesariamente en forma directa.
- En el caso del cepillo dental, el sensor 12
está directamente unido al extremo del mango 3 del cepillo dental,
pero deseamos seguir el rastro del movimiento de la cabeza del
cepillo.
- En el caso de la mandíbula superior, el sensor
7 se encuentra unido al puente de la nariz, que evidentemente está
unido rígidamente a la mandíbula superior, pero que no es la
mandíbula superior.
- En el caso de la mandíbula inferior, donde el
sensor 5 se encuentra unido al centro de la barbilla, son aplicables
comentarios similares a los de la aplicación sobre la mandíbula
superior, sabiendo que el sensor aquí quedará siempre peor unido,
ya que la piel es más flexible en esta zona.
Lo que necesitamos es calcular la posición y la
orientación de cada punto real del cepillo dental y de la
superficie de la mandíbula al moverse (inicialmente en la base del
transmisor), dado el estado de los sensores de posición en la base
del transmisor.
El proceso de registro que proponemos para
resolver este problema nos exime de tener que unir los sensores
exactamente en cualquier lugar particular y con ello logramos
efectuar prácticamente las mediciones deseadas.
Para conseguir el registro emplearemos dos
características más del sistema de la fig. 1:
- Una sonda de registro calibrada
- Unos modelos por ordenador, reales, a tamaño
natural, de las mandíbulas superior e inferior de cada individuo
sobre el que se haga la prueba, y del cepillo dental.
La sonda de registro aparece representada en la
fig.2, y consiste en un sensor 25 de cuarta posición unido a una
delgada varilla 27 que tiene un punto de extremo señalado con la
referencia Q. El sensor 25 y el extremo Q presentan un
"offset" o desviación vectorial L. A diferencia de la posición
de los otros sensores 5, 7, 14 con respecto a las mandíbulas y a la
cabeza del cepillo, la posición y orientación de este sensor 25 con
relación al extremo de la sonda Q debe establecerse o calibrarse
exactamente. Es el único registro externo utilizado aquí, ya que
todas las mediciones hechas durante el acto del cepillado dental
dependen de la exactitud de la sonda. La salida del sensor 25 entra
por el conductor 25 en la unidad 13, y por tanto, en el ordenador
14.
La desviación L se mide desde el origen de la
base del sensor-sonda hasta el extremo de la sonda Q
en un cuadro de referencia de dicha sonda que se denomina base de
sonda.
Utilizando las ecuaciones (2) y (3), podremos
escribir la posición Q^{T} del punto de extremo Q de la sonda en
la base del transmisor como
(4)Q^{T} =
M^{PT} .
L+X^{PT}
donde M^{PT} es una matriz de
rotación que codifica la orientación relativa de la sonda y las
bases de transmisión. Todas las cantidades situadas a la derecha o
proceden del sensor de movimiento o bien son ya conocidas por la
construcción.
Se obtienen los modelos superior e inferior del
sujeto objeto de las pruebas en algún momento antes de la recepción
de datos. Se establecen haciendo primeramente imágenes de los
dientes de cada individuo como en un proceso dental normal. Se
exploran a continuación estas imágenes utilizando una técnica de
exploración por láser para obtener exactamente la forma de la
superficie en 3 dimensiones como un sombreado de puntos. Se
confecciona después una red poligonal a partir del sombreado de
puntos y se crea así un modelo poligonal a tamaño real de la imagen
de los dientes.
El proceso de registro se compone de dos
fases:
- Utilizando el sensor-sonda,
determinamos los "puntos de registro" -puntos de interés de
las imágenes reales cuya posición y orientación se conocen
exactamente, tanto en el cuadro de trabajo como en el cuadro del
sensor unido a la imagen de interés.
- Determinación de los puntos correspondientes en
el modelo apropiado en 3D del objeto y, por tanto, cálculo de la
transformación óptima (rotación y traslación) para efectuar el
ajuste respectivo.
Consideramos estas etapas a continuación, cuando
completado el registro es posible imitar exactamente el movimiento
del cepillo dental y de las mandíbulas, relativa y absolutamente
(es decir, con relación a la base de transmisión).
Determinamos los puntos de coincidencia llevando
la sonda a la respectiva imagen de interés. Según sea el
procedimiento de registro que utilicemos, deberá identificarse un
pequeño número (por ejemplo de cuatro a seis) puntos cuidadosamente
escogidos y tomados con la sonda, o bien un mayor número (por
ejemplo más de 200) puntos serán obtenidos pasando aleatoriamente la
sonda sobre la superficie de la imagen. En todo caso, se obtendrá
el mejor registro eventual si se extienden lo más uniformemente
posible los puntos de coincidencia sobre la imagen de interés. Se
ha representado esquemáticamente el proceso en la fig.3, donde
determinada imagen de interés se ha marcado en el punto N, y el
extremo Q de la sonda de registro aparece representado en contacto
con el punto N.
El sensor señalado con la letra F en la fig.3
puede ser cualquiera de los sensores de posición 5, 7. De hecho,
cualquiera de estos dos sensores queda asociado al punto N (es
decir, queda en relación de posición fija con el punto N). Como el
punto de extremo Q de la sonda es conocido en el cuadro transmisor
como (4) se debe también conocer la posición del punto de
coincidencia N en dicho cuadro en el mismo momento de su
coincidencia:
(5)N^{T} =
M^{PT} .
L+X^{PT}
Supongamos ahora que consideremos el sensor S
unido en relación fija de posición con esta imagen N. Utilizando (2,
3) podemos expresar cualquier punto con una posición y una
orientación medidas en el cuadro de transmisión en dicho cuadro del
sensor. Podemos así expresar la posición del punto coincidente ya
conocido en el cuadro de transmisión 5, en el cuadro de referencia
del sensor unido a la imagen:
(6)x^{S} =
\Delta^{ST} . [(M^{PT} . L+X^{PT}) -
X^{ST}]
donde
\Delta^{ST}
= (M^{ST})
^{-1}
Esta expresión nos da la posición/orientación de
un punto sobre la imagen de interés, con respecto al sensor
rígidamente unido a tal imagen, dentro del campo de ese sensor.
Esta cantidad debe por consiguiente ser independiente en el tiempo
del movimiento de la imagen.
Debe tenerse en cuenta que no importa que la
imagen registrada se mueva durante el proceso de registro, ya que en
tal caso, el movimiento será rastreado por el sensor de imagen y se
tendrá en cuenta en (6) a través de los términos \Delta^{ST} y
X^{ST}. Así pues, el registro resiste los movimientos del sujeto
-una condición clave para que el experimento sea lo más mínimamente
invasivo posible.
La salida derivada de la fase del proceso de
registro es pues un pequeño conjunto de puntos sobre la superficie
de cada imagen, cuya posición es exactamente conocida con respecto
al sensor de imagen.
En general, lo que deseamos conocer es la
posición de cada punto situado sobre la superficie de cada imagen,
con respecto al sensor de imagen. Es suficiente en la práctica
considerar las posiciones de una red de puntos sobre la superficie
de la imagen, siendo suficientemente clara la red para ser
representativa de la forma de la imagen en la resolución que
interese.
En principio, esta red o trama puede obtenerse
pasando muy suavemente la sonda sobre toda la superficie de los
dientes y siguiendo el proceso arriba explicado. Sin embargo, esto
llevaría en sí un extremado consumo de tiempo, incómodo para el
sujeto y para el experimentador, e incapaz de producir una red o
trama muy regular de puntos, lo que llevaría consigo la posible
producción de errores.
El enfoque que damos en esta solicitud es
utilizar un juego de modelos realísticos de ordenador, de cada una
de las imágenes alineadas apropiadamente con el sensor de imagen.
Si podemos situar el modelo de imagen sobre cada una de modo que la
orientación y la posición del modelo en la base del sensor de imagen
corresponda exactamente a la propia imagen, las posiciones de la
superficie real de las imágenes serán dadas por la posición de los
puntos de la red modelo (dentro de la base de sensor). Estos serán
exactamente los puntos que necesitamos.
Los modelos de ordenador se generan tomando la
configuración de las imágenes de interés, mediante el uso de una
técnica de recepción macroscópica, tal como una exploración por
láser. El cepillo dental es explorado directamente. Para obtener la
forma de las mandíbulas superior e inferior, se hacen vaciados
exactos de yeso utilizando técnicas dentales normales y se exploran
estos vaciados. El resultado en cada caso es un sombreado de puntos
-una masa de puntos, cuya envoltura coincide con la forma de la
imagen. Este sombreado de puntos se utiliza a continuación para
producir un conjunto de polígonos, cuyos vértices tomaremos como el
conjunto de puntos de superficie suficientes para envolver la
configuración. Por ejemplo, la imagen de un modelo de mandíbula
inferior.
Las coordenadas que describan los vértices
corresponderán naturalmente a otra base distinta a la utilizada al
establecer la red o trama (la base modelo M). Por consiguiente
llegamos a la transformación entre la base de modelo de imagen y la
base del sensor de imagen. Esta transformación puede representarse
por escrito como [X^{MF}, M^{MF}], como se ha representado en
la fig. 4. Como todos los objetos se consideran rígidos, esta
transformación consiste en una serie de modificaciones X^{MF} para
hacer que coincidan los orígenes de los ejes, y a continuación unas
rotaciones M^{MF} para alinear los ejes de la coordenada.
Consideremos los puntos N registrados que hemos
establecido arriba. Si los puntos respectivos correspondientes en
la geometría modelo pueden encontrarse exactamente, podemos
intentar y hallar la rotación y la traslación óptimas que realicen
la transformación. El que los puntos de coincidencia sean
suficientemente representativos constituirá la mejor estimación para
[X^{MF}, M^{MF}]. Como el modelo y las imágenes son ambos
rígidos, la aplicación de esta transformación a cada punto del
modelo aportará la necesaria alineación.
La clave está en encontrar los puntos del modelo
que correspondan a los puntos coincidentes ya determinados. Este es
un ejemplo de un problema muy general en la literatura robótica
denominada superficie o forma coincidente.
Hay dos soluciones básicas a este problema.
(1) Utilizar la sonda para tomar un pequeño
número (por ejemplo 4 a 6) de puntos coincidentes en posiciones
específicas N en relación fija con el sensor S (por ejemplo, puntos
fijos sobre los dientes). Tomar las posiciones correspondientes (a
ojo, utilizando una imagen visual del modelo de mandíbula y el ratón
del computador sobre el modelo de ordenador, determinando con ello
las correspondencias manualmente. Llamaremos a esto la "solución
por correspondencia conocida".
(2) Utilizar la sonda para tomar una serie de
puntos suficiente para establecer el perfil de la imagen, pero no
intentar determinar a priori la correspondencia como en (1).
Llamaremos a esto la "solución por correspondencia
desconocida".
En cualquier caso, las soluciones matemáticas
para resolver las transformaciones necesarias utilizando la
información obtenida aparecen en el documento
"Closed-form solution of absolute orientation
using unit quanternions" por Berthold K. P Horn, J.. Opt. Soc.
Am. A, 4(4) Abril 1987, que incorporamos aquí en su
totalidad como referencia. Señalaremos a continuación los principios
y aplicación correspondiente.
Esencialmente, necesitamos la transformación que
haga coincidir los puntos. La primera fase para ello es encontrar
un criterio que caracterice una "buena" coincidencia.
Para ello, téngase en cuenta que cuando la
coincidencia es buena, el modelo y la imagen a prueba quedarán
(correctamente) superpuestas y la distancia entre puntos
correspondientes tenderá a ser de cero. Cuanto más exacta sea la
correspondencia, menor será esta distancia, pero es siempre
improbable que sea de cero, ya que las mediciones se hacen siempre
hasta una determinada precisión. Esto nos lleva a caracterizar la
coincidencia utilizando un criterio de distancia mínima (d_{min})
igual a la raíz cuadrada de la distancia media en cuadro entre los
dos juegos de puntos. Si suponemos que hay N_{r} puntos de
coincidencia, el punto I de coincidencia será dado por un vector
R^{r}_{i} y el punto modelo correspondiente R^{m}_{i}, por
tanto d_{min} será dado por
(7)dmes =
\sqrt{\frac{1}{N_{r}}}\left(\sum\limits^{N,-1}_{i=o}\left|\overline{R}^{r}_{i}
-
\overline{R}^{c}_{i}\right|^{2}\right)
en la que
|R^{r}_{i}^{-}R^{e}_{i}| es el valor absoluto de la
diferencia entre los vectores incluidos. El valor de mínimos tiende
a cero al coincidir el modelo con la realidad y en la práctica
consideramos que la coincidencia será un éxito cuando el mínimo sea
menor que un valor de tolerancia
escogido.
Quizá la manera más sencilla de utilizar este
criterio sea buscar sistemáticamente a través de todas las
combinaciones posibles de [X^{MF}, M^{MF}] en un espacio
determinado, evaluando la medida de la distancia cada vez,
aceptando eventualmente la transformación que presente una mínima
medida de distancia como solución requerida. M^{MF} es una matriz
3x3 de solamente tres grados de libertad, de modo que la búsqueda de
la mejor M^{MF} será simplemente una búsqueda dentro de un
espacio tridimensional. En general, hemos encontrado que resulta lo
mejor mejorar X^{MF} antes de M^{MF}. Esta es la solución
forzada, e incluso ordenando cuidadosamente las transformaciones de
la prueba puede incluir muchas iteraciones y no es seguro que nos
dé la mejor solución.
Afortunadamente, este enfoque iterativo no es
necesario, puesto que como queda descrito en el artículo de Horn
et al arriba indicado, existe para esta situación una
solución cerrada que da explícitamente la óptima transformación,
que reduce al mínimo la medición de la distancia.
A pesar del hecho de que se utilicen un número
mínimo de puntos coincidentes/correspondientes y al error obvio de
tener que visualizar la coincidencia visual sobre el modelo y la
imagen, con cierta práctica se pueden conseguir buenos resultados.
Esto aparece en la fig. 5 (a) y (b).
Aunque este procedimiento es mucho más rápido y
más cómodo que el de utilizar la sonda para recibir la red completa,
sigue consumiendo mucho tiempo hasta que se encuentran a ojo los
puntos correspondientes. En una operación normal, puede ser el
sujeto sin experiencia y no el experimentador quien tenga que
determinar la correspondencia utilizando la sonda, lo cual
complicará más el proceso. Todos estos factores contribuyen al
error general utilizando este método.
En el problema de correspondencia desconocida,
proponemos un algoritmo iterativo de puntos más próximos derivado
de Horn et al arriba indicado. Para combatir los errores
introducidos en la solución por correspondencia conocida, la
mencionada solución puede extenderse en una solución iterativa que
incorpore una búsqueda de puntos modelo, correspondientes a los
puntos coincidentes. Esto evitará la necesidad de elegir los puntos
correspondiente a ojo, con la consabida inexactitud. Las etapas del
procedimiento iterativo son las siguientes:
(a) Se pasa el sensor-sonda a
través de los dientes para recoger una serie de puntos de
coincidencia (un número N_{r}+1). Deben tomarse suficientes puntos
para que se logre una muestra razonable de la geometría de la
imagen, pero por supuesto no es preciso establecer una red excesiva
de puntos (por ejemplo suelen ser suficientes 200 puntos extendidos
sobre la imagen). A continuación realizaremos una transformación
por coordenadas en cierta forma básica de manera que los puntos
modelo y los puntos de coincidencia queden ambos en su Centro de
representación en masa.
(b) Para cada punto de coincidencia (i) se
utilizará la primera conjetura del correspondiente punto modelo, el
que simplemente está más próximo del punto de coincidencia. La
distancia de un punto de coincidencia i y el punto modelo j vendrá
dada por
(8).D_{i}, =
|R^{r}_{i} - R^{M}_{i}| para j=0, 1,
...N_{r}+1
(c) Seleccionamos el valor de J que reduce al
mínimo d_{ij}, que será la indicación del punto modelo requerido.
Esta conjetura es casi seguro que no nos dará el resultado del
juego real de puntos correspondientes; sólo servirá para llevar a
efecto el proceso iterativo.
(d) Se estimará la transformación óptima para
esta correspondencia, como en la solución conocida por
correspondencia, y se aplicará dicha transformación a los puntos de
coincidencia.
(e) Se computará la medida de distancia (7)
después de esta transformación. Si se calcula que se trata de más de
un valor requerido, o si ha cambiado en más de un valor dado desde
la anterior iteración, se realizarán las etapas (b) a (e)
nuevamente para el nuevo emplazamiento de los puntos de
transformación.
(f) Si la medición de distancia es satisfactoria,
la transformación acumulada será la transformación necesaria.
Si los puntos coincidentes elegidos constituyen
una medida razonable de la forma que se trata de establecer, ello
podrá constituir una estrategia de éxito, con la configuración
establecida en un pequeño número de iteraciones. Los resultados
aparecen descritos en la fig. 6.
Nótese que en la forma preferente de ejecución,
un operador del sistema puede seleccionar cuál entre la solución por
correspondencia conocida y la solución por correspondencia
desconocida debe utilizarse. La salida del proceso de coincidencia
está constituida por un juego de modelos alineados exactamente con
los sensores de imagen, para imitar los movimientos y las posiciones
de superficie de las imágenes reales.
Téngase en cuenta que la presente invención no se
limita a un proceso de coincidencia tal como queda descrito.
Realmente, se pueden mejorar ambos procedimientos descritos, dentro
del campo que cubre la invención, como entenderá fácilmente una
persona experta, mediante técnicas tales como proceso previo, para
darles más fuerza o hacerlos más rápidos. En particular, para el
caso de correspondencia no conocidas, hemos comprobado que un ajuste
fino de las condiciones iniciales ayuda a asegurar que los procesos
iterativos convergen al mínimo global exacto.
Además, una técnica alternativa dentro del campo
de la invención consiste en sustituir la representación geométrica
de los dientes reales del sujeto por una geometría de un conjunto
genérico de los dientes que deformaremos para "adaptarlo"
utilizando los datos del sensor-sonda. Esto nos
permitirá para muchas aplicaciones omitir la recogida de geometrías
de dientes individuales, que es la parte del proceso descrito que
más tiempo consume y que resulta más costosa.
La descripción que antecede muestra cómo puede
utilizarse la sonda para obtener la relación de los dientes y los
sensores de posición con relación a cualquier cuadro dado, por
ejemplo el cuadro transmisor. Se realiza un proceso similar para
identificar la posición del cepillo dental en este cuadro. Para
obtener datos de entrada que correspondan al modelo de dientes
explorado, se puede explorar el cepillo dental de manera similar, o
como alternativa, se puede obtener el modelo 3D a partir de datos
de diseño facilitados por ordenador. La posición y la orientación
del sensor de posición 12 montado sobre el cepillo dental 3 pueden
encontrarse en la base de la sonda tocando el extremo Q del cepillo
dental, que sustenta el sensor 12 de posición cuando ambos se
encuentran en una orientación relativa conocida. Después de esto,
serán suficientes la salida del sensor de posición 12 y del sensor
25 para rastrear los movimientos del cepillo dental (por ejemplo la
cabeza del cepillo) en el cuadro transmisor, mediante una
transformación similar a la descrita más arriba con relación a la
fig. 2.
En esta fase, se reciben los datos
correspondientes al acto del cepillado dental (el "momento del
cepillado de dientes"). Se indica al sujeto que se cepille los
dientes de la manera más natural, sin que sea necesario mantener
quieta la cabeza. La resolución de datos es realizada mediante la
salida de los sensores de posición.
Durante este proceso todos los sensores de
posición en uso deben permanecer en la misma posición relativa
respecto a los objetos que están rastreando y debe mantenerse la
misma posición utilizada al calcular la coincidencia.
Si la función gráfica del ordenador de control es
suficiente, será posible visualizar y analizar el acto del
cepillado de dientes, tanto por lo que respecta al observador como
al sujeto, en el momento de producirse. Esto permitirá que se
desarrolle cierto número de variaciones en la recepción de datos
correspondientes al hecho básico, por ejemplo será posible
visualizar directamente al sujeto en el momento de cepillarse una
parte de los dientes no correctamente visitada hasta el momento en
el proceso de cepillado.
Todos los datos del sensor de posición
(juntamente con todos los datos de registro) pasan al disco para la
subsiguiente exploración y análisis.
Se utilizan los datos correspondientes a
movimiento para hacer un cálculo del tiempo consumido por la cabeza
del cepillo dental en diferentes zonas de la cavidad oral. Para
ello
(a) Utilizando los parámetros descubiertos
durante la fase de registro, se transforma toda la secuencia de
movimiento del cepillo (en un punto representativa situado sobre la
cabeza del mismo) separada e independientemente con relación a la
base de la mandíbula superior y de la mandíbula inferior.
(b) Para cada punto de la secuencia de
movimiento, se determina por separado el punto superior y el punto
inferior más próximos al punto de la mandíbula en el lado de la
cabeza del cepillo. Se realiza una comparación entre estos dos
juegos de distancias y se utiliza para determinar a qué mandíbula
está señalando el cepillo dental en cada etapa de tiempo
registrada.
(c) Se tratan a continuación por separado los
datos correspondientes a cada mandíbula. Se utiliza una plantilla
geométrica, previamente generada utilizando algún otro equipo
lógico informático y cargado separadamente desde un archivo, para
dividir el "espacio" de la mandíbula en zonas. La señal del
movimiento es rastreada a continuación a través del espacio de la
mandíbula y se anota para cada etapa la zona correspondiente y la
parte de tiempo necesaria para tal etapa se acumula cuidadosamente
para establecer adecuadamente la situación en la cual la etapa de
movimiento cruce una zona inmediata. La plantilla puede ser de dos
o de tres dimensiones; para la mayor parte de las aplicaciones, se
logra generalmente una adecuada exactitud con una plantilla de dos
dimensiones. El punto situado sobre el cepillo dental escogido para
representar el movimiento del cepillo queda determinado por la
naturaleza del experimento de limpieza con el cepillo dental.
Cualquier punto representado en el modelo poligonal del cepillo de
dientes es utilizable y puede analizarse de esta manera
La salida obtenida representa el tiempo empleado
en cada zona, como se ha representado en la fig. 7.
Se hace esto separadamente para cada mandíbula,
utilizando en cada caso solamente la parte apropiada de la señal de
movimiento.
La plantilla geométrica puede ser:
- establecida automáticamente utilizando datos
sobre las geometrías individuales de los dientes y extensiones de
mandíbula ya cargadas en esta ejecución,
- generada utilizando algún otro equipo lógico
informático y cargada separadamente, o
- diseñada interactivamente utilizando el ratón
del ordenador.
(d) Se presentan estos datos a continuación como
un diagrama de barras, que muestre el porcentaje del tiempo total
empleado en cada zona y el tiempo absoluto empleado en cada zona,
para cada sujeto.
(e) El análisis resultante se inscribe en un
registro asociado a la recepción correspondiente y registro de
datos. Los datos presentarán de preferencia un formato que permita
la combinación con un registro dental ordinario correspondiente al
sujeto.
Una característica preferida de la fase de
análisis es que incluya el cálculo y la visualización de la
orientación de la cabeza del cepillo dental (por ejemplo, indicando
la dirección de la longitud no curvada de la cerda) para cada punto
en la recepción del movimiento del cepillo.
Una característica importante de la realización
es el uso de componentes de visualización para guiar al usuario a
través del proceso experimental y para la exploración de los datos
resultantes. Para utilizar los datos procedentes del sensor de
posición montado sobre el cepillo dental, es importante poder
visualizar lo sucedido en todas las etapas del proceso, ya que es
deseable comprender el movimiento del cepillo con relación a las
superficies de mandíbula y dientes dentro de la cavidad oral. Así
pues, es importante poder ver e interactuar con los datos del
contexto. En consecuencia, la invención propone unas nuevas
técnicas de visualización aplicadas en los siguientes momentos:
- Durante el registro: dar una comprobación
visual de la exactitud del proceso de registro, para ayudar al
proceso de obtención de los puntos correspondientes y para seguir
el rastro de la etapa en la cual tiene lugar el proceso.
- Durante la recepción de los datos del
movimiento: opcionalmente, se puede producir una visualización del
proceso de limpieza de los dientes animando los modelos 3D con los
datos de observación del movimiento según se recogen. La condición
de emplear cierto tiempo del ordenador en poner al día la pantalla
visual tiene el inconveniente de reducir algo el máximo grado
posible de recepción. Se podrían utilizar visualizaciones como
éstas para impedir el proceso de la limpieza de dientes, por
ejemplo se podría colorear un diente en particular de modo
diferente al resto y la instrucción dada al sujeto sería "elimine
con el cepillo el color".
- Visualizaciones posteriores al proceso:
Se pasan al disco los datos de rastreo del
movimiento pudiendo utilizarse, juntamente con los modelos de
imagen para generar animaciones fuera de línea del acto de
cepillado de dientes. Se pueden crear animaciones en la base del
transmisor, o en cualquiera de las bases del sensor de posición.
Por ejemplo, resulta útil (y esencial para el análisis
subsiguiente) poder visualizar los datos en cada base de sensor de
mandíbula, es decir, la base en la cual la mandíbula se encuentra
estacionaria, haciendo esto que sea fácil calcular la distancia
mínima en cada punto determinado del cepillo dental desde la
mandíbula. En la componente del análisis se utilizan varias
visualizaciones (en cuya base la mandíbula queda estacionaria) para
ilustrar a qué zonas corresponden las diferentes partes del
movimiento del cepillo, qué distancia hay entre cada parte de la
mandíbula y el cepillo dental, etc.
Para realizar estas visualizaciones utilizaremos
el World toolkit, un elemento informático de realidad virtual en
tiempo real que se expende en librerías comerciales. Aquí se
encontrará lo necesario para la visualización interactiva,
juntamente con componentes inherentes que automáticamente consultan
los sensores de movimiento.
Aunque puede conseguirse una visualización
adecuada según se describe más arriba utilizando una pantalla
bidimensional ordinaria, se puede lograr una mejor visualización
utilizando técnicas de realidad virtual (VR). Específicamente,
tales técnicas nos permitirán:
(1) Crear elementos visuales mucho más
realísticos (por ejemplo vistas en estéreo, vistas en inmersión,
etc). Esto da una idea mucho más clara de las relaciones espaciales
implicadas.
(2) El uso de funciones gráficas interactivas
para crear nuevos tipos de experimentos de cepillado de dientes,
que no son posibles con los escenarios tradicionales.
A continuación damos una breve descripción de
cómo utilizar este tipo de técnica en un ensayo dental real para
determinar por ejemplo si un cepillo de dientes particular es más
efectivo para alcanzar diferentes partes de la boca.
(1) Algún tiempo antes de la prueba, se obtienen
modelos informáticos de cada mandíbula superior e inferior del
sujeto y muestra de los cepillos dentales utilizados, y se
establece el diseño estadístico de la prueba. Se completará toda
documentación legal precisa para la misma.
(2) Cuando llega el turno de un sujeto
determinado:
(a) Se unen los sensores a las mandíbulas
superior e inferior, así como al extremo del cepillo dental (extremo
opuesto a la cabeza del cepillo).
(b) Se utiliza el proceso de ajuste para alinear
las geometrías con los sensores de posición, utilizando el
sensor-sonda. Para cada sujeto, la parte del sensor-
sonda que penetra en la boca debe estar esterilizada o bien estar
hecha la sonda de tal manera que esa parte sea sustituible para
cada persona.
(c) Se pide a continuación al sujeto que se
cepille los dientes de manera normal, dependiendo de la situación
en la cual el sujeto pueda apreciar o no la realimentación en
tiempo real de la acción de cepillado de dientes. Todos los datos
recibidos son pasados al disco.
(d) Al término de la acción de cepillado de
dientes, se separan los sensores y se abandona al sujeto.
(e) Se repite este proceso con cada sujeto.
(f) Se reúnen todos los datos y se hace el
análisis, y si es necesario cualquiera de las otras visualizaciones
posteriores a la recepción.
Aunque se ha descrito la invención con relación a
una sola forma de realización, son posibles muchas variaciones
dentro del campo de la invención, como será evidente para una
persona experta. Así por ejemplo, la invención puede aplicarse
tanto a un cepillo dental que sea un cepillo de dientes manual y a
un cepillo dental que sea un cepillo eléctrico.
Es incluso posible utilizar la presente invención
en contextos distintos al rastreo de un cepillo de dientes, para
vigilar y regular la posición de cualquier elemento de equipo
relacionado con el cuerpo humano. Así por ejemplo, podría aplicarse
la invención al rastreo de una máquina de afeitar en relación con
la piel de un sujeto que se esté afeitando.
Claims (16)
1. Un procedimiento para vigilar y regular la
posición de un cepillo dental con relación a los dientes de un
sujeto, comprendiendo el procedimiento:
- proveer un cepillo dental que tenga un primer sensor de posición, siendo este primer sensor de posición por lo menos sensible a los cambios en posición y orientación;
- proveer un segundo sensor de posición en relación fija de posición con los dientes, siendo este segundo sensor de posición sensible a los cambios en posición y en orientación;
- transmitir los datos de salida del primer sensor de posición y del segundo sensor de posición al aparato procesador; y
- comparando el aparato procesador las dos salidas de datos del sensor para regular la posición del cepillo dental con relación a los dientes durante un período de tiempo.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1 en
el cual se disponen dos segundos sensores de posición, cada uno en
una relación fija respecto a los dientes de una respectiva mandíbula
del sujeto.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1 o
la 2, que incluye otra etapa, de localización de un tercer sensor de
posición en turno, en una relación conocida de posición respecto al
segundo sensor de posición y por lo menos cuatro localizaciones en
relación fija con los dientes, incluyendo el procedimiento la
comparación de los lugares con las posiciones correspondientes de un
modelo de ordenador para derivar una transformación entre un cuadro
de referencia del modelo informático y el cuadro de referencia del
segundo sensor de posición.
4. Un procedimiento según la reivindicación 3, en
el cual se conoce la correspondencia entre los lugares de
localización y los lugares respectivos de localización en el modelo
informático.
5. Un procedimiento según la reivindicación 3 que
incluye además la derivación de la correspondencia entre las
localizaciones y las respectivas localizaciones en el modelo
informático.
6. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones, que incluye además la producción de imagen visual
de la posición del cepillo dental con respecto a la geometría oral
del sujeto.
7. Un procedimiento según la reivindicación 6, en
el cual se expone la posición del cepillo dental con respecto a la
geometría oral, en tiempo real durante un proceso de cepillado.
8. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes que incluye la exposición visual al
sujeto durante el proceso de cepillado de un registro de la
trayectoria precedente del cepillo dental respecto a la geometría
oral del usuario.
9. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 8 en el cual se obtiene la geometría oral del
sujeto deformando por computación un modelo genérico informático de
una geometría oral conforme a los parámetros de distancia medidos de
la boca del sujeto.
10. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes que incluye además el análisis
estadístico de la posición vigilada y regulada del cepillo dental
con relación a los dientes para investigar el uso dado al cepillo
dental.
11. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el cual el cepillo dental comprende
además por lo menos un sensor físico, tal como un sensor de presión
y/o un sensor del valor del pH.
12. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual el cepillo dental incluye
un medio de transmisión sin hilos de los datos, incluyendo el
aparato procesador un medio de recepción de los datos
correspondientes.
13. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el cual por lo menos uno de los
sensores de posición es un dispositivo autoenergizado.
14. Un procedimiento para instruir a un sujeto en
el sentido de mejorar su utilización del cepillo dental, que
comprende la vigilancia y regulación del uso de su cepillo dental
mediante un procedimiento conforme a cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, identificando las mejoras del uso
potencial del cepillo, e indicando al sujeto tales mejoras.
15. Un sistema para vigilar y regular la posición
de un cepillo dental con relación a los dientes de un sujeto,
comprendiendo el sistema:
- un cepillo dental que tiene un primer sensor de posición, siendo este primer sensor de posición por lo menos sensible a los cambios en posición y en orientación;
- un segundo sensor de posición para quedar unido en relación posicional fija a los dientes, siendo el segundo sensor de posición sensible a los cambios en posición y en orientación; y
- un aparato de proceso de datos dispuesto para recibir la salida del primer sensor de posición y del segundo sensor de posición, y para comparar las salidas de los dos sensores para vigilar y regular la posición del cepillo dental con relación a los dientes durante un período de tiempo.
16. Un programa de ordenador que puede ser leído
por un aparato procesador informático:
- para permitir que el aparato informático procesador:
- reciba unos primeros datos representativos de la salida de un primer sensor de posición situado sobre un cepillo dental, siendo el primer sensor de posición por lo menos sensible a los cambios en posición y orientación; y
- recibir unos segundos datos representativos de la salida de un segundo sensor de posición unido en relación fija de posición a los dientes de un sujeto, siendo el segundo sensor de posición sensible a los cambios en posición y orientación; y
- para hacer que el aparato informático procesador compare las dos salidas de sensor a fin de vigilar y regular la posición del cepillo dental con relación a los dientes durante un período de tiempo.
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