ES2305518T3 - Procedimiento para la faricacion de una cavidad osea en un lugar determinado e instrumento adecuado para ello. - Google Patents
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Abstract
Método para la colocación correcta de un instrumento manual que presenta una herramienta de trabajo en un lugar de la preparación, que incluye las etapas siguientes que consisten en: - Cálculo de las características superficiales dependientes de la posición de un juego de datos tridimensional de la superficie del lugar de la preparación respecto a una posición deseada de un implante que se inserta en la cavidad, de manera que la zona en la que debe ajustarse la cavidad, se presenta como un juego de datos tridimensional de los datos del volumen; - Registro de al menos una característica superficial realmente visible de un segmento parcial del lugar de la preparación por medio de una cámara dispuesta en un instrumento manual con una distancia predeterminada a una herramienta de trabajo y a un indicador como una imagen de video; - Sobreimpresión de una característica superficial calculada para la posición teórica del instrumento manual, de manera que modificando la posición y la inclinación del instrumento manual se modifique la característica superficial sobreimpresa respecto a su posición frente a la característica superficial realmente visible, en particular para que sean congruentes, donde como característica superficial se emplea una línea horizontal.
Description
Procedimiento para la fabricación de una cavidad
ósea en un lugar determinado e instrumento adecuado para ello.
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La invención se refiere a un método para la
colocación precisa de un instrumento manual en un lugar de la
preparación y a una combinación para ello.
En la implantología dental se trata de
incorporar o insertar piezas de ajuste extrañas al cuerpo, los
llamados implantes, en los huesos y de este modo facilitar una
atención protésica de los intradentes y un abastecimiento del
maxilar edéntulo con sustitutos de dientes bien sujetos.
En la implantación de estas piezas se deben
mantener unas condiciones anatómicas y dentales distintas para
conseguir un éxito del tratamiento a largo plazo. La transmisión de
fuerzas en el masticado a los huesos de la mandíbula debe
producirse de manera que se tengan en cuenta las reglas conocidas de
la biomecánica y de la prótesis dental. No deben abrirse cavidades
óseas y no se deben dañar las vías nerviosas. En definitiva se debe
tener en cuenta una oferta suficientemente cualitativa y
cuantitativa de sustancia ósea.
Para lograr estas condiciones se requiere
realizar un diagnóstico completo antes de la intervención quirúrgica
y una planificación detallada de la operación. Finalmente se debe
conseguir una buena puesta en práctica de esa planificación durante
la operación.
En un caso normal el implantólogo puede realizar
con los medios auxiliares técnicos disponibles actualmente como la
tomografía por ordenador (CT), la ortopantomografía (OPG) y la
medición del grosor y del espesor óseo, un diagnóstico suficiente y
por tanto una buena planificación de los implantes.
Sin embargo a la hora de poner en práctica esta
idea existen unos déficits o carencias considerables.
En los últimos años se han intentado resolver
estos problemas. Para ello se han empleado el método de la
neurocirugía y de la ortopedia. Se tienen en cuenta unas marcas en
el paciente y en los instrumentos quirúrgicos, que son observados
con ayuda de dos cámaras. A partir de la geometría conocida de los
instrumentos quirúrgicos y de las marcas se puede averiguar la
posición relativa, por ejemplo, de una fresa. Según este principio
se puede realizar una puesta en práctica eficaz del proyecto del
implante. Dichos métodos permiten lograr exactitudes de 1 mm, es
decir, pueden aparecer desviaciones entre la posición planeada y la
verdadera del orden de 1 mm.
El inconveniente de estos aparatos es su elevado
precio. Por lo que estos aparatos únicamente serán rentables cuando
se realizan una multitud de implantes.
El objetivo de la invención es conseguir una
solución más económica para el problema descrito, con el fin de
aplicarla en los casos de pocos implantes.
La invención aquí descrita conforme a la
reivindicación 1 y 2 se basa en la idea de que las características
superficiales adecuadas, como por ejemplo la línea horizontal de una
superficie topográfica contiene en forma de código la posición del
observador.
En base a este hecho se ha propuesto un método
para la colocación precisa de un instrumento manual preparado para
un tratamiento en un lugar de la preparación, de manera que
utilizando un instrumento manual se realiza un cálculo de las
características superficiales dependientes de la posición de un
juego de datos tridimensional de la superficie del lugar de la
preparación respecto a una posición deseada de un implante a colocar
en la cavidad, de forma que la zona en la que se crea la cavidad y
seguidamente se debe colocar el implante se presenta como un juego
de datos tridimensional de los datos del volumen.
Por medio de una cámara dispuesta en un
instrumento manual con una distancia prevista respecto a una
herramienta o instrumento mecánico se registra al menos una
característica o propiedad superficial realmente visible y
dependiente de la posición de una sección parcial del lugar de la
preparación y se visualiza en una imagen de video. En la imagen de
video, la característica superficial dependiente de la posición
calculada se sobreimprime para la posición teórica del instrumento
manual, de manera que mediante la inclinación del instrumento manual
se modifica la característica superficial dependiente de la
posición sobreimpresa con respecto a su posición frente a la
característica superficial visible realmente.
Por el término "cámara" se entiende todas
las unidades de medición, unidades de reproducción, o unidades para
la recogida de imágenes, que son capaces de registrar una sección
parcial del lugar de la preparación de manera que sea posible
visualizarla en forma de imagen de video.
\global\parskip1.000000\baselineskip
De este modo es posible que el usuario visualice
previamente a la propia intervención si la orientación de su
instrumento manual es tal que se produce el recorrido deseado de la
cavidad y el implante se puede insertar en el lugar planeado.
Gracias a las marcas especiales, del llamado
marcador opaco de rayos X, que son visibles tanto en los datos de
volumen de la imagen de rayos X como también en el juego de datos
tridimensional de la superficie, se conoce la posición relativa de
la radiografía y del juego de datos tridimensional. La posición de
montaje del implante es realizada por el implantólogo con ayuda de
la radiografía. Se conoce su posición respecto al juego de datos
tridimensional y desde esta posición se calcula la característica
superficial dependiente de la posición por medio del juego de datos
3D, de forma que se deduce cuando se introduce la fresa en la
posición definida y de acuerdo con el eje planificado de la
fresa.
Como característica superficial se emplea una
línea horizontal.
Otro objetivo de la invención conforme a la
reivindicación 2 es una combinación de un instrumento manual, un
indicador y una unidad de análisis para la fabricación o preparación
de cavidades, en particular de cavidades óseas, lo que incluye una
herramienta de tratamiento. En un instrumento manual se ha previsto
una cámara, cuya distancia respecto a la punta de la herramienta de
trabajo ya se ha establecido previamente. El indicador visualiza
los datos preparados por la unidad de análisis en forma de una línea
horizontal calculada por la unidad de análisis y relacionada con el
instrumento manual.
Con una combinación que presenta las
características de la reivindicación 2 es posible el registro del
lugar de preparación y la comparación con un juego de datos
tridimesional de los datos del volumen o de los datos de la
superficie.
La cámara presenta preferiblemente un grosor de
afilado de 5 hasta 30 mm y registra una visibilidad panorámica. De
este modo es posible una orientación hacia el lado con las
características de orientación más pronunciadas del juego de datos
3D.
De acuerdo con otra configuración se integrará
la cámara de video en el extremo del instrumento dirigido hacia la
herramienta de trabajo. De este modo es posible el registro exacto
de la verdadera línea horizontal de la imagen comparativa en el
lugar de la preparación.
Finalmente se pueden haber previsto medios
luminosos, que iluminen la parte relevante o bien otras
características superficiales marcadas de la superficie para el
registro y la representación de la línea horizontal.
En el ejemplo práctico se describen otras
configuraciones preferidas.
El método conforme a la invención se aclara con
ayuda de las figuras siguientes:
Fig.1 Representación de una línea horizontal en
un primer alzado o vista.
Fig. 2 Representación de una línea horizontal en
un segundo alzado o vista.
Fig. 3 Visualización de un diente y de una línea
horizontal teórica con solapamiento.
Fig. 4, 7 Colocación correcta de la herramienta
de trabajo del instrumento manual.
Fig. 5 Visualización de un diente y de una línea
horizontal teórica sin solapamiento
Fig. 6 Diferente disposición de la herramienta
de trabajo del instrumento manual.
Fig. 8 La línea horizontal antes de la
manipulación en una posición fija.
Fig. 9 Un dispositivo para la realización del
método como esquema.
El concepto de la línea horizontal como ejemplo
de una característica superficial dependiente de la posición se
aclara con ayuda de las figuras 1 y 2. Una línea horizontal se
caracteriza por la configuración siguiente. Un observador en un
punto A construye alrededor suyo una pantalla de proyección P en
forma de círculo, que se sujeta con una lámina transparente y se
conoce su radio r. Ahora se marca para cada elemento angular alfa
del panorama global la posición B sobre la pantalla P, en la cual
parece que se encuentra el horizonte C para el observador situado
en el centro A. La configuración así obtenida se caracteriza por una
línea horizontal H. La característica de la línea horizontal H es
que en su forma se codifica de forma implícita la posición del
observador. Y a la inversa conociendo una línea horizontal
suficientemente bien determinada se puede hallar el lugar desde el
cual ha sido observada.
El que entre la línea horizontal y el objeto
representado exista una relación clara depende del objeto
representado. Cuanto más complejo son los objetos, más clara es la
relación. El ejemplo siguiente aclara este comportamiento: De una
imagen que muestra una sierra o cordillera, se puede junto con la
información medir con precisión cualquier camino en la montaña,
deduciéndose el lugar en el que se ha tomado la imagen.
La relación de la posición entre los datos de
medición de una medición superficial y los datos en volumen
obtenidos por rayos X se conoce, por ejemplo, a través del marcador
opaco de rayos X. La posición del implante se averigua por medio de
una radiografía (OPG, CT). La posición conocida de los datos
superficiales se aprovecha durante la fabricación de la cavidad
para el control de la alineación de la herramienta.
Para ello se tienen en cuenta las líneas
horizontales de los dientes colindantes 1,2 o bien otras
características superficiales apropiadas y dependientes de la
posición.
A lo largo de la dirección de inserción del
implante se calculan las líneas horizontales esperadas con ayuda
del juego de datos 3D. Para ello todos los lugares A descansan en
paralelo sobre un eje E, pero en particular de forma congruente con
el eje de inserción.
La figura 3 muestra de forma esquemática un
diente 1 como el registrado por la óptica del instrumento de trabajo
y aparece en una pantalla. En el caso de la línea marcada en grueso
se trata de la línea horizontal H, en la cual se visualizaría el
eje del implante a través de la posición teórica definida por el
proyecto. El horizonte real y la línea horizontal son aquí
congruentes. La posición tomada visualmente de la fresa es pues
correcta.
La figura 4 muestra un instrumento de trabajo 3
con una herramienta 4, que se encuentra en el lugar determinado de
antemano. El instrumento de trabajo 3 presenta en su extremo 5
dirigido al instrumento de trabajo 4 una óptica metida en una
pequeña pieza cilíndrica 6 para el registro del entorno, es decir
una videocámara intraoral integrada. La posición relativa entre la
punta 7 de la herramienta y la posición de la óptica es conocida.
La pieza 6 se encuentra por encima de la herramienta 4 y contiene la
óptica y un conjunto de fibras para la iluminación de los
dientes.
La óptica debería presentar una zona profunda de
afilado entre 5 y 30 mm. No puede ser tele céntrica, es decir, los
objetos a distintas distancias deben tener tamaños diferentes. Puede
tratarse de una óptica panorámica de 360 grados, como la que se
visualiza en la figura 6. Sin embargo es suficiente si se emplea un
campo de visión en un tamaño que incluya un diente. La cámara
registra los dientes 1,2 únicamente desde una dirección.
Para ello los dientes colindantes 1 y 2 se
configuran en el punto del agujero de la fresa del implante 8 que
se ha fabricado. Lo importante en el método es que al igual que en
las cumbres montañosas la protuberancia de los dientes quede
realzada. Otras características superficiales a destacar se pueden
conseguir por ejemplo mediante rellenos. También aquí se incluyen
fundamentalmente todas las características superficiales visibles
dependientes de la posición.
En la anotación de la óptica no se exigen
requisitos especiales. Es suficiente con una imagen en blanco y
negro.
La figura 5 muestra de forma esquemática una
imagen en la que el verdadero horizonte W y la línea horizontal H
no son congruentes. La posición de la fresa que se ve no es
correcta. Ver la figura 6. La fresa no se encuentra en el lugar
previamente determinado.
La figura 7 muestra la herramienta 4 en posición
del instrumento de trabajo 3. La figura 8 muestra la línea
horizontal correspondiente. La línea horizontal H que pasa por
detrás indica que el punto de la perforación ha sido el
correcto.
En conjunto el método equivale a lo siguiente:
La superficie del diente o del maxilar se equipa con marcas opacas
a los rayos X, que permiten una correlación de los datos de medición
3D de un volumen de figuras de rayos X con los datos de medida 3D
de la superficie. Los marcadores opacos de rayos X son visibles
tanto en la radiografía como en la imagen superficial. Permiten
determinar la posición relativa de ambas tomas.
Con ayuda de las radiografías se realiza una
planificación del implante. Para ello se determina la profundidad
de inserción y la posición del ángulo del conducto de
perforación.
Para las posiciones de partida de la herramienta
de trabajo al inicio del conducto de perforación a realizar se
calcula la línea horizontal correspondiente a los datos de medición
3D de la superficie.
El instrumento para la fabricación de la
perforación para el implante posee una videocámara intraoral, cuya
distancia a la punta del instrumento perforador es conocida. En la
imagen de video de esta cámara se sobreimprime la línea horizontal
para la posición teórica calculada teniendo en cuenta todas las
distorsiones ópticas. Modificando la posición y la inclinación del
instrumento perforador se puede hacer que confluya la línea
horizontal sobreimpresa con el horizonte realmente visible.
En la figura 9, se representa esquemáticamente
un montaje de ese tipo. La unidad 11 incluye una imagen 12 sobre la
cual se pueden representar las imágenes tomadas con el instrumento
manual 3. Al mismo tiempo, una unidad de evaluación 13 sirve para
el control del mecanismo de perforación y para el cálculo de la
característica superficial, en este caso la línea horizontal. El
control del instrumento puede realizarse de manera que si se
confirma una desviación de la posición predeterminada, se desconecta
el mecanismo para la herramienta de trabajo y queda liberado hasta
que se alcanza la posición correcta.
- 1
- Diente
- 2
- Diente
- 3
- Instrumento manual
- 4
- Herramienta
- 5
- Final del instrumento manual
- 6
- Pieza
- 7
- Punta de la herramienta 4
- 8
- Agujero perforado
9
10
- 11
- Unidad
- 12
- Imagen
- 13
- Unidad de valoración
- A
- Lugar/Centro del observador
- B
- Posición
- C
- Horizonte
- E
- Eje
- H
- Línea del horizonte
- H'
- Línea del horizonte
- P
- Pantalla de proyección
- r
- radio
W
Claims (5)
1. Método para la colocación correcta de un
instrumento manual que presenta una herramienta de trabajo en un
lugar de la preparación, que incluye las etapas siguientes que
consisten en:
- Cálculo de las características superficiales
dependientes de la posición de un juego de datos tridimensional de
la superficie del lugar de la preparación respecto a una posición
deseada de un implante que se inserta en la cavidad, de manera que
la zona en la que debe ajustarse la cavidad, se presenta como un
juego de datos tridimensional de los datos del volumen;
- Registro de al menos una característica
superficial realmente visible de un segmento parcial del lugar de
la preparación por medio de una cámara dispuesta en un instrumento
manual con una distancia predeterminada a una herramienta de
trabajo y a un indicador como una imagen de video;
- Sobreimpresión de una característica
superficial calculada para la posición teórica del instrumento
manual, de manera que modificando la posición y la inclinación del
instrumento manual se modifique la característica superficial
sobreimpresa respecto a su posición frente a la característica
superficial realmente visible, en particular para que sean
congruentes, donde como característica superficial se emplea una
línea horizontal.
2. Combinación de un instrumento manual (3), un
indicador (12) y una unidad de valoración (13) para la fabricación
o preparación de cavidades, en particular de cavidades óseas, donde
el instrumento manual (3) incluye una herramienta de trabajo (4) y
una cámara (6), cuya distancia a la punta (7) de la herramienta de
trabajo(4) ya se ha previsto, y donde el instrumento
manual(3) está conectado al indicador(12), y donde al
menos se registra un segmento parcial del lugar de la preparación
que presenta una característica superficial realmente visible por
medio de la cámara(6), y en el indicador(12) se
representa como imagen de video, que se caracteriza porque
el indicador (12) visualiza los datos establecidos por la unidad de
valoración(13) en forma de una línea horizontal (H)
calculada por la unidad de valoración y por que modificando la
posición y la inclinación del instrumento manual(3) se
modifica la línea horizontal (H) sobreimpresa respecto a su posición
frente a la línea horizontal realmente visible, en especial para
que sean congruentes.
3. Combinación conforme a la reivindicación 2,
que se caracteriza porque la cámara (6) posee una profundidad
de afilado de 5 hasta 30 mm y registra una visibilidad
panorámica.
4. Combinación conforme a la reivindicación 2 ó
3, que se caracteriza porque, la cámara (6) se integra en el
extremo del instrumento (3) dirigido hacia la herramienta de trabajo
(4).
5. Combinación conforme a una de las
reivindicaciones 2 hasta 4, que se caracteriza porque, se han
previsto medios luminosos, que iluminan la parte relevante para el
registro y la representación de la línea horizontal.
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