ES2559402T3 - Método para la visualización pre-operatoria de instrumentación utilizada con una guía quirúrgica para la colocación de implantes dentales - Google Patents

Método para la visualización pre-operatoria de instrumentación utilizada con una guía quirúrgica para la colocación de implantes dentales Download PDF

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ES2559402T3 ES09755557.7T ES09755557T ES2559402T3 ES 2559402 T3 ES2559402 T3 ES 2559402T3 ES 09755557 T ES09755557 T ES 09755557T ES 2559402 T3 ES2559402 T3 ES 2559402T3
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Zachary B. Suttin
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Abstract

Método de fabricación de una guía quirúrgica para su colocación en la boca de un paciente, que comprende: desarrollar un modelo virtual de la boca del paciente utilizando datos de escaneado de la boca del paciente, desarrollar, con el uso del modelo virtual, un plan quirúrgico que incluye la localización de múltiples implantes dentales que se van a colocar en la boca del paciente, incluyendo el plan quirúrgico un protocolo quirúrgico de instrumentación a utilizar con el fin de instalar los múltiples implantes dentales; desarrollar una guía quirúrgica virtual sobre la base del plan quirúrgico mediante el uso de datos de escaneado de boca abierta a partir de una condición de boca abierta de la boca del paciente; determinar una dimensión disponible a partir de la guía quirúrgica virtual para estructuras dentales que están en oposición a cada uno de los múltiples implantes dentales; como respuesta a que las dimensiones disponibles sean menores que una dimensión correspondiente a la instrumentación a utilizar con cada uno de los múltiples implantes dentales, modificar el plan quirúrgico; después de la etapa de modificación, obtener información final de fabricación de la guía quirúrgica sobre la base del modelo virtual; y fabricar la guía quirúrgica basándose en la información final de fabricación del modelo quirúrgico.

Description

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DESCRIPCION
Metodo para la visualizacion pre-operatoria de instrumentacion utilizada con una gula quirurgica para la colocacion de implantes dentales
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere en general al uso de metodologlas CAD-CAM para la instalacion de implantes dentales. Mas particularmente, la presente invencion se refiere a un metodo para la visualizacion pre-operatoria de la ubicacion y las posiciones de instrumentacion que se utilizara con una gula quirurgica en la colocacion de un implante dental.
Antecedentes de la invencion
La restauracion dental, con denticion artificial, de un paciente parcial o completamente edentulo se realiza tlpicamente en dos fases. En la primera fase, se efectua una incision a traves de la encla para dejar al descubierto el hueso subyacente. Despues de crear una osteotomla en el hueso con una serie de brocas, se coloca un implante dental en la mandlbula para su integration. En general, el implante dental incluye un orificio roscado para recibir en su interior un tornillo de retention que sujeta componentes de acoplamiento mutuo. Durante la primera fase, el tejido gingival que se solapa con el implante se sutura y cicatriza a medida que continua el proceso de oseointegracion.
Una vez que se ha completado el proceso de oseointegracion, se inicia la segunda fase. En este momento, el tejido gingival se vuelve a abrir para dejar al descubierto el extremo del implante dental. Un componente de cicatrization o pilar de cicatrizacion se fija al extremo expuesto del implante dental para permitir que el tejido gingival cicatrice alrededor del mismo. Preferentemente, el tejido gingival cicatriza de tal manera que la apertura que queda tiene un tamano y un contorno que se aproximan en general a los de la apertura que existla alrededor del diente natural que se esta sustituyendo. Para lograr esto, el pilar de cicatrizacion fijado al extremo expuesto del implante dental tiene el mismo contorno general que la portion gingival del diente natural que se esta sustituyendo.
Durante la segunda fase tlpica de restauracion dental, se retira el pilar de cicatrizacion y una cofia de impresion se encaja en el extremo expuesto del implante. Esto permite tomar una impresion de la region especlfica de la boca del paciente de manera que se construya de manera precisa un diente artificial. Despues de estos procesos, un laboratorio dental crea una protesis que se afianzara de manera permanente al implante dental, a partir de la impresion que se realizo.
Ademas del sistema mas tradicional para colocar implantes dentales que se ha descrito anteriormente, algunos sistemas usan la colocacion guiada de los implantes dentales. En estas situaciones, se desarrolla un plan quirurgico para el paciente, el cual incluira la localization y orientation de los implantes a instalar por medio de una gula quirurgica. Una vez que se conoce el plan quirurgico, se puede desarrollar la gula quirurgica y, finalmente, la misma se puede colocar en la boca del paciente en la ubicacion conocida. La gula quirurgica incluye aberturas para proporcionar la colocacion exacta de las brocas utilizadas con el fin de crear la osteotomla. Una vez que se ha completado la osteotomla, la gula quirurgica puede permitir la colocacion del implante dental a traves de la misma abertura y entrar en la osteotomla que se gulo con la gula quirurgica.
Se pueden crear gulas quirurgicas con el uso de una tomografla computarizada de la boca del paciente. La tomografla computarizada proporciona un detalle suficiente para desarrollar la gula quirurgica utilizando varios metodos. Por ejemplo, una tomografla computarizada puede proporcionar los detalles del tejido gingival y/o dientes restantes del paciente, de manera que la gula quirurgica se pueda desarrollar basandose en un diseno asistido por ordenador (CAD) y fabrication asistida por ordenador (CAM). En la publication de patente U.S. n.° 2006/0093988 se da a conocer un ejemplo de la utilization de una tomografla computarizada. Esta publicacion describe tambien el uso de varios tubos que se pueden colocar dentro de la gula quirurgica para recibir las brocas e implantes.
El documento US 2008 / 085 489 describe un metodo de fabricacion de una gula quirurgica que se colocara en la boca de un paciente, que comprende:
- desarrollar un modelo virtual de la boca del paciente utilizando datos de escaneado de la boca del paciente;
- desarrollar, con el uso del modelo virtual, un plan quirurgico que incluye la localizacion de multiples implantes dentales a colocar en la boca del paciente;
- desarrollar una gula quirurgica virtual basada en el plan quirurgico; y
- fabricar la gula quirurgica basandose en la information final de fabricacion del modelo quirurgico.
No obstante, con el desarrollo y fabricacion de la gula quirurgica pueden aparecer algunos problemas. Por ejemplo, el plan quirurgico puede requerir el uso de un implante, una broca dental, u otros componentes de cierto tamano que pueden no encajar bien en la boca del paciente debido a los dientes en oposicion (es decir, superiores o inferiores) y/o al tejido gingival de la boca del paciente. De este modo, el medico cllnico puede verse decepcionado debido a la
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cantidad considerable de tiempo y esfuerzo para planificar el caso, unicamente para tener que realizar un plan revisado y posiblemente una nueva guia quirurgica. Evidentemente, el paciente tambien resulta decepcionado debido a que no recibio lo que esperaba en esta visita (posiblemente una protesis temporal) y se vera obligado a volver otro dia para completar el proyecto.
Como tal, existe una necesidad de desarrollar una metodologia mejorada relacionada con CAD-CAM para desarrollar un plan quirurgico y una guia quirurgica, que se utilice de acuerdo con el plan quirurgico.
Sumario de la invencion
La presente invencion es un metodo de fabricacion de una guia quirurgica que se colocara en la boca de un paciente, que comprende desarrollar un modelo virtual de la boca del paciente utilizando datos de escaneado de la boca del paciente, y desarrollar, con el uso del modelo virtual, un plan quirurgico que incluye la localizacion de multiples implantes dentales a colocar en la boca del paciente. El plan quirurgico incluye un protocolo quirurgico de instrumentacion a utilizar con el fin de instalar los multiples implantes dentales. El metodo incluye ademas desarrollar una guia quirurgica virtual sobre la base del plan quirurgico y, mediante el uso de datos de escaneado de boca abierta a partir de una condition de boca abierta de la boca del paciente, determinar una dimension disponible a partir de la guia quirurgica virtual con respecto a estructuras dentales que estan en oposicion a cada uno de los multiples implantes dentales. Como respuesta al hecho de que las dimensiones disponibles sean menores que una dimension destinada a la instrumentacion a utilizar con cada uno de los multiples implantes dentales, el metodo incluye modificar el plan quirurgico, obtener information final de fabricacion de la guia quirurgica sobre la base del modelo virtual despues de la modification, y fabricar la guia quirurgica basandose en la informacion final de fabricacion del modelo quirurgico.
Breve descripcion de los dibujos
La FIG. 1 es una vista lateral de un escaner de la boca de un paciente con la boca cerrada; la FIG. 2 es una vista frontal de un escaner de la boca del paciente con la boca abierta;
la FIG. 3 ilustra una imagen virtual de la boca del paciente, y una guia quirurgica a utilizar de acuerdo con un plan
quirurgico;
la FIG. 4 es una ilustracion de una vista lateral de una broca quirurgica que se utilizara de acuerdo con el plan quirurgico;
la FIG. 5 es una ilustracion de una vista lateral de un implante dental y una montura de implante dental que se van a utilizar de acuerdo con el plan quirurgico;
la FIG. 6 ilustra una imagen virtual de la boca del paciente usando el plan quirurgico, visualizandose el implante
dental de la FIG. 5 y la broca quirurgica de la FIG. 4 con respecto a la guia quirurgica;
la FIG. 7 ilustra la guia quirurgica real de las FIGS. 3 y 6 despues de su fabricacion;
la FIG. 8 ilustra un kit que contiene varios componentes que se utilizan con la guia quirurgica para crear una osteotomia en la boca del paciente y para instalar un implante dental;
la FIG. 9 ilustra la guia quirurgica de la FIG. 7 despues de que se haya colocado en la boca del paciente, junto con una broca que se usa para desarrollar una osteotomia;
la FIG. 10 ilustra la guia quirurgica de la FIG. 7 despues de que se haya colocado en la boca del paciente, junto con un implante dental que se esta instalando en la osteotomia; y
la FIG. 11 ilustra un diagrama de flujo del proceso usado para desarrollar el plan quirurgico y la guia quirurgica. Descripcion de realizaciones ilustrativas
La FIG. 1 ilustra un primer escaner 10 de la boca de un paciente con la boca en position cerrada. En este ejemplo, el paciente tiene necesidad de multiples implantes dentales en la mandibula inferior. Se pueden tomar multiples escaneres desde los laterales para obtener datos de escaneado que reflejen la condicion completa de la mandibula inferior. El escaner de la boca del paciente se puede lograr con una tomografia computarizada (u otras tecnologias o dispositivos de escaneado) para obtener datos de escaner referentes a los detalles de la estructura osea, los dientes y el tejido gingival suprayacente. El primer escaner 10 involucra habitualmente un aparato de escaner que se coloca en la boca de un paciente. Tal como es sabido en la tecnica, un aparato de escaner se utiliza para un paciente parcial o completamente edentulo e incluye informacion de la forma fisica que representa los dientes protesicos deseados en la region, habitualmente con material anadido (por ejemplo, sulfato de bario) que puede ser captado por una tomografia computarizada tipica.
El primer escaner 10 de la boca del paciente es util para desarrollar un plan quirurgico para el paciente. Cuando se
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considera un plan quirurgico dental para un paciente especlfico, son importantes la localizacion y la orientacion de los implantes con respecto a la superficie del tejido gingival, los dientes restantes, y el hueso subyacente. Adicionalmente, tambien es importante para el plan quirurgico la profundidad maxima del extremo distal del implante dentro del hueso, para evitar la cavidad sinusal y el conducto dentario. Tal como se describira de forma mas detallada posteriormente, el plan quirurgico dictaminara el desarrollo de la gula quirurgica que encaja de forma ajustada en la superficie del tejido al disponer de una impresion negativa que incorpora los detalles de la superficie tisular en la boca del paciente. En la presente memoria descriptiva con el termino “tejido” se entiende que el mismo puede ser tejido duro (tal como tejido oseo o dientes) y tejido blando (tal como el tejido gingival).
La FIG. 2 ilustra un segundo escaner 20 de la boca del paciente con la misma en posicion abierta. Se pueden usar bloques de mordida para ayudar al paciente a mantener su boca en la posicion abierta. Si el paciente lleva una dentadura extralble en la mandlbula opuesta a la region que recibe el implante, entonces la misma se retirarla durante el segundo escaner 20. Igual que el primer escaner 10 de la FIG. 1, el segundo escaner 20 se puede lograr por medio de una tomografla computarizada que produce datos de escaneado que se pueden introducir o descargar en un ordenador para desarrollar el plan quirurgico. Tal como se describira de forma detallada posteriormente, el segundo escaner 20 permite que el plan quirurgico tenga en cuenta las limitaciones de espacio dentro de la boca de ese paciente en particular. En otras palabras, el segundo escaner 20 proporciona limitaciones dimensionales que se mediran entre la estructura dental opuesta (por ejemplo, dientes y/o tejido gingival) y la gula quirurgica que se colocara en la mandlbula inferior en este paciente en particular.
La FIG. 3 ilustra un modelo virtual 30 de la boca del paciente, que se ha obtenido a partir de los datos de escaneado de la FIG. 1 y los datos de escaneado de la boca abierta de la FIG. 2. En particular, el modelo virtual 30 se muestra en una pantalla 35 de ordenador e incluye la mandlbula superior (maxilar superior) 40 y la mandlbula inferior (maxilar inferior) 45. Las dimensiones relativas entre la mandlbula superior 40 y la mandlbula inferior 45 se obtienen a partir del segundo escaner 20 de la boca del paciente en la posicion abierta. Adicionalmente, en la mandlbula inferior 45 se coloca una gula quirurgica virtual 50 y la misma incluye aberturas virtuales 52 que se han establecido para recibir instrumentacion, tal como bisturles circulares, brocas, avellanadores, y el implante dental que se necesita para la cirugla. La gula quirurgica 50 se desarrolla basandose en las ubicaciones deseadas en la mandlbula inferior de los implantes dentales segun se determina mediante el primer escaner 10 de la boca del paciente. Asl, antes de la visualization de la gula quirurgica virtual 50, el tecnico que esta trabajando en este caso para el paciente habrla colocado diversos tamanos de implantes virtuales en ubicaciones y orientaciones ideales en la mandlbula inferior 45 para sustentar apropiadamente una protesis, tal como una dentadura o una dentadura parcial. El tecnico selecciona los tamanos de los implantes dentales, asl como sus ubicaciones y angulos, basandose en las diversas densidades oseas y el tejido subyacente (por ejemplo, cavidad sinusal o conducto dentario) aportados por los escaneres 10 y 20. En la FIG. 6 se muestra un ejemplo de la visualizacion de los implantes virtuales.
Sobre la base del modelo virtual 30, puede determinarse facilmente la dimension de altura entre la parte superior de la gula quirurgica virtual 50 y las estructuras dentales opuestas (en este caso, dientes). Tal como se muestra, las dimensiones de altura H1, H2, H3 y H4 se proporcionan para cuatros aberturas 52 en la gula quirurgica virtual 50 y se corresponden en general con la altura maxima para la instrumentacion que se permitira en la boca de este paciente particular debido al segundo escaner 20 de la FIG. 2. Estas dimensiones de altura H1, H2, H3 y H4 se miden segun el eje de la abertura, el cual coincide tambien con el eje del implante virtual planificado para ese sitio. Asl, puesto que los implantes no se pueden instalar de forma paralela debido a restricciones tales como dientes adyacentes o densidades oseas inadecuadas en ciertas regiones de la boca del paciente, la direction de medicion de las dimensiones de altura H1, H2, H3 y H4 tampoco puede ser paralela.
Como ejemplo, un modelo virtual 30 incluye una representation manual 60 por parte del medico cllnico y, lo que es mas importante, una broca virtual 65 fijada a una pieza 67 de mano, virtual, se que requiere para llevar a cabo la osteotomla correspondiente al implante que se va a insertar a traves de las aberturas 52 en correspondencia con la dimension de altura H3. Si la dimension de altura H3 es menor que la longitud de la instrumentacion necesaria para completar la instalacion del implante en el modelo virtual, entonces deben realizarse modificaciones en el plan quirurgico de manera que la instrumentacion encaje en la boca del paciente en cada una de las posiciones quirurgicas. Ejemplos de dichas modificaciones incluyen (i) cambios del tamano del implante o la montura del implante, (ii) cambios de la ubicacion (por ejemplo, orientacion angular y/o posicion) del implante en el hueso, (iii) cambios de la gula quirurgica, y/o (iv) cambios en la instrumentacion que se va a usar para un cierto implante.
El software de planificacion quirurgica puede utilizar diferentes puntos de referencia que no sean la superficie exterior de la gula quirurgica virtual 50 cuando se comparan las dimensiones. El software de planificacion quirurgica puede colocar simplemente los tubos maestros (vease la FIG. 7) dentro del modelo virtual 30 y realizar mediciones segun el eje central desde la parte superior de los tubos maestros. Alternativamente, el softWare de planificacion quirurgica puede utilizar cierta estimation aproximada de las dimensiones de altura y grosor de ciertos tipos de gulas quirurgicas y tomar una determination utilizando la altura y/o el grosor estimados de la gula quirurgica. Aunque esta ultima option no presenta un calculo exacto, la estimacion puede ser suficiente para garantizar que la instrumentacion encaje dentro de la boca del paciente.
Cuando se determina si la instrumentacion encajara para cada implante, el programa de software puede
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La FIG. 4 ilustra la broca virtual 65 y la pieza 67 de mano accionada con motor asociada junto con sus dimensiones respectivas de longitud de las herramientas, T1 y T2. Estas dimensiones T1 y T2, se almacenan en dispositivos de memoria accesibles por el programa de software que se utiliza en asociacion con el modelo virtual 30. Estas dimensiones T1 y T2 se pueden comparar con las dimensiones de altura maxima (H1, H2, H3, H4) en el modelo virtual 30 para garantizar que la broca 65 pueda encajar dentro de la boca del paciente durante la cirugla real. Tambien se almacenarlan dimensiones similares para otros tamanos de broca. Ademas, aunque la FIG. 4 ilustra solamente un tipo de herramienta (por ejemplo, una broca 65) en el dispositivo de memoria asociado al programa de software que se utiliza para llevar a cabo el modelado virtual tambien se almacenarlan dimensiones de los diversos tipos de herramientas (machos de roscar, avellanadores, etcetera) necesarias para la cirugla.
La FIG. 5 ilustra un implante dental virtual 70 que tiene una caracterlstica interna 72 de anti-rotacion. El implante dental virtual 70 esta conectado a una montura 80 de implante virtual con un tornillo, de tal manera que la caracterlstica interna 72 de anti-rotacion se acopla con una caracterlstica 82 de anti-rotacion correspondiente en la montura 80 de implante, exactamente tal como se produce en un implante dental real. La montura 80 de implante incluye un reborde superior 86 con ranuras 87 alineadas con la caracterlstica 82 de anti-rotacion, de tal manera que la orientacion de la caracterlstica 72 de anti-rotacion del implante 70 se puede visualizar mediante una inspection de las ranuras 87. La montura 80 de implante incluye una parte accionadora superior 89 que se fija a un dispositivo dental virtual 90 accionado por motor, tal como una pieza de mano dental. A efectos del modelado virtual, estos detalles del implante 70 y la montura 80 de implante no son necesarios. No obstante, los mismos se han incluido en la FIG. 5 para aportar una perspectiva en cuanto a la construction del implante 170 y la montura 180 del implante segun se describe de forma mas detallada posteriormente en relation con las FIGS. 8 a 10.
La FIG. 5 ilustra en general la longitud de la combinacion de la montura 80 de implante virtual y el implante 70 como I1, y la longitud del dispositivo dental virtual 90 accionado con motor como I2. Estas dimensiones, I1 e I2, se almacenan en un dispositivo de memoria accesible por el programa de ordenador que se utiliza en asociacion con el modelo virtual 30. Por consiguiente, estas dimensiones I1 e I2 se pueden comparar con las dimensiones de altura maxima (H1, H2, H3, H4) en el modelo virtual 30 para garantizar que el implante 70 y su montura 80 de implante asociada pueden encajar en la boca del paciente durante la cirugla real. Preferentemente, en el dispositivo de memoria se almacenan tambien imagenes del implante 70, la montura 80 de implante, y el dispositivo dental 90 accionado por motor, de manera que en la pantalla 35 se pueden proporcionar una representation virtual de los componentes al tecnico que trabaja en el modelo virtual.
Puesto que el plan quirurgico implica la colocation del implante 70 a una cierta profundidad por debajo de la gula quirurgica, la montura 80 de implante se proporciona en varias longitudes. En la cirugla real, la profundidad de penetration de la combinacion del implante y la montura de implante queda limitada por la gula quirurgica y, especlficamente, los tubos maestros que rodean las aberturas en la gula quirurgica que se acoplan al reborde de la montura de implante, tal como se describe posteriormente. Por consiguiente, simplemente como ejemplo de una modification del plan quirurgico, si la altura combinada del implante 70 y su montura 80 de implante asociada supera la dimension de altura maxima (por ejemplo, H3), la montura 80 de implante se selecciona de manera que tenga una longitud menor de tal modo que la parte superior del implante 70 no penetre en el hueso a una profundidad tal como la que se producirla con la montura de implante seleccionada originalmente.
La FIG. 6 ilustra una visualization alternativa del modelo virtual 30 de la FIG. 3. La FIG. 6 ilustra la gula quirurgica virtual 50 y ocho implantes virtuales 70a, 70b, 70c, 70d, 70e, 70f, 70g, 70h. El tamano y las ubicaciones de los implantes virtuales 70 se determinan de acuerdo con el plan quirurgico, segun dictamine el primer escaner 10 de la mandlbula inferior del paciente. Una vez que se han determinado las ubicaciones y tamanos de los implantes virtuales 70, se desarrolla la gula quirurgica virtual 50 con una superficie de la cara inferior que encaje sobre el tejido gingival y/o los dientes restantes del paciente en el hueso de la mandlbula inferior y que se acople a los mismos. La FIG. 6 ilustra tambien el uso de la broca 65 de la FIG. 4 y la instalacion de un cierto implante dental 70b. Tal como puede observarse, las dimensiones de altura total de estos dos instrumentos se pueden comparar con las dimensiones de altura maxima correspondientes (mostradas en la FIG. 3 como H2 y H4) para el implante virtual 70b y 70h, respectivamente. Por tanto, no es necesario mostrar la imagen del hueso 40 de la mandlbula superior de la FIG. 3 para llevar a cabo la comparacion necesaria de dimensiones.
La FIG. 7 ilustra la gula quirurgica real 110 que se fabrica de acuerdo con tecnicas convencionales CAD-CAM sobre la base de la gula quirurgica virtual 50. La gula quirurgica 110 se puede producir a partir de varios materiales y tecnicas. Uno de los metodos preferidos es el uso de una tecnica de prototipado rapido. Puesto que son necesarios ocho implantes, la gula quirurgica 110 incluye ocho aberturas, cada una de las cuales queda definida por un tubo
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maestro 120 que esta integrado en el material de la gula quirurgica 110 con la ayuda de la superficie exterior dotada de rugosidad y el adhesivo. Los tubos maestros 120 estan ubicados en superficies planas 122 que estan sustancialmente a nivel con la superficie superior de los tubos maestros 120. Los tubos maestros 120 tienen muescas 124 que se pueden alinear con las ranuras 87 en el reborde 86 de la montura 80 de implante para dictaminar la ubicacion exacta de la caracterlstica de anti-rotacion del implante cuando se instala en la boca del paciente. La parte inferior de la gula quirurgica 110 (no visible en la FIG. 7) tiene un contorno que sigue el escaner 10 (FIG. 1) de la superficie gingival y/o los dientes restantes en el hueso de la mandlbula inferior del paciente. En otras palabras, la parte inferior de la gula quirurgica 110 es una impresion negativa de las condiciones del paciente en el hueso de la mandlbula inferior. La gula quirurgica 110 incluye tambien una pluralidad de abertura 128 a traves de las cuales se pueden colocar tornillos o pasadores de fijacion temporales. Los tornillos o pasadores de fijacion temporales se acoplan al hueso y sujetan la gula quirurgica 110 en la ubicacion apropiada, de manera que el plan quirurgico puede ejecutarse utilizando la gula quirurgica 110.
Tal como puede observarse, la gula quirurgica real 110 y la imagen de la gula quirurgica virtual 50 en la visualizacion 30 pueden tener un aspecto ligeramente diferente debido a que la gula quirurgica virtual 50 estaba destinada unicamente a determinar las dimensiones disponibles. En otras palabras, la gula quirurgica virtual 50 es mas una ilustracion esquematica con el fin de determinar las dimensiones disponibles. Mientras que las superficies planas 122 de la gula quirurgica real 110 son variables seleccionadas para adaptarse a las diferentes longitudes de las cantidades de implantes que estan disponibles para su fijacion a un implante dental especlfico, en la comparacion dimensional pueden tenerse en cuenta las ubicaciones reales de las superficies planas 122 en el modelo virtual. Alternativamente, la presente invencion contempla la presentacion de una gula quirurgica virtual 50 en la visualizacion 30, la cual es identica a la estructura de la gula quirurgica real 110.
Ademas, aunque la gula quirurgica 110 se ha descrito con respecto al uso de un plan quirurgico con ocho implantes dentales, la presente invencion tambien resulta util para desarrollar e instalar implantes individuales. Asl, la gula quirurgica 110 puede ser menor de tal manera que unicamente cubra una parte limitada del arco dental. La gula quirurgica 110 se podrla usar para instalar implantes que sustentan un dispositivo protesico de multiples dientes o una dentadura completa.
La FIG. 8 ilustra un kit quirurgico 150 que contiene la instrumentacion que se puede usar para llevar a cabo la cirugla con la gula quirurgica 110. Son las dimensiones (y preferentemente imagenes) de estos instrumentos las que se almacenan en los dispositivos de memoria usados con el programa de software para el modelado virtual. En la solicitud de patente U.S. n.° de serie 61/003.407, presentada el 16 de noviembre de 2007, y descrita en la bibliografla de productos del sistema Navigator™ de Biomet 3i, “Navigator™ System For CT Guided Surgery Manual” que esta disponible publicamente, y siendo ambos documentos de propiedad conjunta, se dan a conocer mas detalles del kit quirurgico 150 y los metodos de uso del kit quirurgico 150 de acuerdo con un plan quirurgico.
En la FIG. 8, la parte inferior del kit quirurgico 150 incluye los perfiladores oseos 160 para dar forma a la superficie del hueso en la osteotomla. La parte inferior del kit quirurgico 150 incluye tambien monturas 180 de implante de diversos tamanos. Por ejemplo, para cada uno de los diametros de 3 mm, 4 mm, y 5 mm de las monturas 180 de implante con vistas a su acoplamiento con implantes 10 de tamano correspondiente, las longitudes disponibles son 7,5 mm; 9,0 mm; 10,5 mm y 12,0 mm. El plan quirurgico puede requerir un conjunto de implantes con longitudes diferentes y que esten posicionados a profundidades diferentes en el hueso. Asl, las diversas longitudes de las monturas 180 de implante son necesarias para adaptarse a dichas variables dimensionales de acuerdo con el plan quirurgico.
La parte superior del kit quirurgico 150 en la FIG. 8 incluye brocas 165, las cuales pueden incluir machos de roscar para crear roscas hembras dentro de la osteotomla. Cada una de las brocas 165 tiene un tamano diferente en la dimension longitudinal (filas A, B, C, D y E) y en la dimension diametral (por ejemplo 2,0 mm; 2,75 mm; 3,0 mm; 3,25 mm; 3,85 mm; 4,25 mm). Cada broca 165 tiene un reborde de tope que se acopla a la superficie superior de los tubos 190 de gula (descritos posteriormente) que encajan en el tubo maestro 120 de la gula quirurgica 110 (FIG. 7) para controlar su profundidad de insercion. Asl, cuando se establece finalmente el plan quirurgico (despues de la comparacion de las dimensiones de altura descritas en referencia a las FIGS. 3 a 6), se selecciona una serie especlfica de brocas 165 para su uso secuencial con la gula quirurgica 110. Para la instalacion de un cierto implante dental, el plan dental puede requerir las brocas de B-2.0 mm y B-3.25 mm. Las dimensiones de la osteotomla quedan definidas por la ultima broca (B-3.25 mm), la cual tiene una dimension de longitud de broca que se adapta a la instalacion de ese implante dental determinado.
El kit quirurgico 150 incluye tambien herramientas 190 para tubos de gula, que encajan en los tubos maestros 120 para ayudar a recibir las herramientas y el implante. Cada una de las herramientas 190 para tubos de gula incluye una region de mango destinada a ser cogida manualmente. En los dos extremos de las herramientas 190 para tubos de gula, existen unos tubos de gula que tienen una estructura de tipo casquillo. La finalidad de los tubos 190 de gula es acoplarse dentro del tubo maestro 120 de la gula quirurgica 110 y, una vez asentados apropiadamente en el tubo maestro 120, recibir una o mas de las brocas 165 usadas para crear la osteotomla. Debido a que la creacion de la osteotomla de acuerdo con el plan quirurgico requiere una secuencia de varias brocas 165 que tienen diametros diferentes, las herramientas 190 para tubos de gula tienen diametros diferentes para acoplarse a las brocas 165 de una manera relativamente ajustada con el fin de evitar que la broca perfore con un angulo incorrecto. Asl, para cada
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diametro de una broca 165, existe una herramienta correspondiente 190 para tubos de gula. Ademas, debido a que los tubos maestros 120 en la gula quirurgica 110 pueden venir en tamanos diferentes para recibir implantes dimensionados de manera distinta, las herramientas 190 para tubos de gula pueden tener diametros exteriores diferentes para emparejarse con los tubos maestros 120 dimensionados de manera distinta. Como ejemplo, las dos herramientas inferiores 190 para tubos de gula pueden usarse unicamente con un tubo maestro 120 con un diametro interior de 5,1 mm.
El kit quirurgico 150 incluye ademas bisturles circulares 202 para la extraccion de un tamano conocido de tejido gingival desde debajo de las aberturas en la gula quirurgica 110. El kit quirurgico 150 incluye tambien brocas iniciadoras 204, tales como brocas para crear un agujero piloto y, posiblemente, avellanadores para crear una cierta forma para la abertura de la osteotomla. El kit quirurgico 150 puede incluir otros tipos de herramientas, tales como sujeta-implantes 208 para sujetar los implantes cuando se acoplan con las monturas 180 de implante correctas y llaves/dispositivos accionadores 206 para acoplarse al elemento de accionamiento de la montura 180 de implante. El kit quirurgico 150 esta realizado preferentemente con cualquier material que permita su esterilizacion a traves de una autoclave.
Las FIGS. 9 a 10 proporcionan una serie de ilustraciones en las cuales la gula quirurgica 110 se usa para colocar los implantes dentales reales 170 dentro de la boca del paciente de acuerdo con el plan quirurgico dental preestablecido que localizo los implantes virtuales 70. Tal como se ha mencionado previamente, se creo una gula quirurgica 110 a traves de una tecnica que permite disponer de una impresion negativa de la superficie del tejido dentro del hueso de la mandlbula inferior del paciente. Por consiguiente, despues de haberse desarrollado, la gula quirurgica 110 se puede instalar en la boca del paciente de tal manera que encaje de manera ajustada sobre el tejido gingival o los dientes o el hueso. La gula quirurgica 110 se mantiene en su posicion en la boca del paciente mediante el uso de pequenos tornillos o pasadores 225 de fijacion temporales que encajan a traves de las aberturas 128 en la gula quirurgica 110. Una vez que se ha fijado en su posicion, la gula quirurgica 110 se usa para llevar a cabo la cirugla de acuerdo con el plan dental que se ha descrito anteriormente.
La FIG. 9 ilustra el uso de una cierta herramienta 190 para tubos de gula que encaja dentro de uno de los tubos maestros 120 de la gula quirurgica 110. En este caso, la herramienta 190 para tubos de gula recibe una primera broca 165 (por ejemplo, una broca piloto) que es accionada por un dispositivo accionador. Debido a los diversos fluidos y materiales que se acumulan durante la cirugla en la boca del paciente, normalmente se utiliza un tubo 230 de succion.
La FIG. 10 ilustra la colocacion de uno de los implantes dentales 170, el cual se ha fijado a una montura 180 de implante dimensionada especlficamente, en concordancia con el plan quirurgico. En particular, el implante 170 se ha atornillado al hueso mediante el uso de una herramienta que se acopla al elemento de accionamiento de la montura 180 de implante. Puesto que la caracterlstica 172 de anti-rotacion subyacente del implante 110 (la misma que la caracterlstica 72 de anti-rotacion del implante 70 de la FIG. 5) esta alineada con la muesca 187 del reborde 186 de la montura 180 de implante, la caracterlstica 172 de no rotacion esta orientada en la ubicacion exacta definida por el plan quirurgico dental mediante la alineacion de la muesca 187 de la montura 180 de implante con la muesca 124 en el tubo maestro 120. Se puede usar una herramienta 240 para detectar la alineacion de la muesca 124 y la muesca 187. Tal como se ha descrito previamente, debido a que la montura 180 de implante tiene una longitud conocida, tambien se conoce la profundidad exacta del implante 170 dentro de la osteotomla, segun defina el plan dental para ese paciente.
La FIG. 11 ilustra un diagrama 300 de flujo para su uso en la creacion de una gula quirurgica de acuerdo con la presente invencion. En la etapa 302, se toma una tomografla de la region de la boca del paciente que recibira los implantes dentales. En la etapa 304, se saca una tomografla de la boca del paciente en la posicion abierta. Seguidamente, en la etapa 306, los datos de las tomograflas de la etapa 302 y 304 se importan a continuacion a un software de modelado por ordenador y se usan para desarrollar un modelo virtual 3-D de la boca del paciente. A continuacion, los datos de las tomograflas de la etapa 302 y 304 se fusionan, por medio de un algoritmo de comparacion de formas para desarrollar un modelo virtual unitario. El algoritmo de comparacion de formas, tal como se conoce comunmente en los sistemas CAD-CAM y escaneado, utiliza caracterlsticas comunes (por ejemplo, hueso, marcadores, dientes, dispositivos de escaneado, etcetera) de los dos escaneres para localizar la posicion relativa de un conjunto de datos con respecto al otro conjunto de datos. Con el uso del modelo virtual creado por las tomograflas en las etapas 302 y 304, se desarrolla el plan quirurgico junto con la gula quirurgica que se utilizara con el plan quirurgico en la etapa 306.
Basandose en los datos de la segunda tomografla de la etapa 304, la instrumentacion sugerida para su uso de acuerdo con el plan quirurgico se puede comparar con las dimensiones disponibles dentro de la boca del paciente. Asl, en la etapa 308, las dimensiones de la instrumentacion sugeridas para su uso con cada implante en el plan quirurgico (de acuerdo con parametros del sistema) se comparan con las dimensiones disponibles para garantizar que no se produciran problemas de espacio ubicados en la boca del paciente. Por consiguiente, en la etapa 310, si aparecen problemas de espacio, el plan quirurgico se debe modificar para garantizar que no apareceran problemas de espacio durante la cirugla real en la boca del paciente. Como tal, en la etapa 312, para cualquier implante en el que haya aparecido un problema, pueden producirse las modificaciones relacionadas con el implante o la instrumentacion sugerida. Ejemplos de dichas modificaciones incluyen (i) cambios en el tamano del implante o la
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montura del implante, (ii) cambios en la ubicacion (por ejemplo, orientacion angular y/o posicion) del implante en el hueso, (iii) cambios en la guia quirurgica, y/o (iv) cambios en la instrumentacion que se va a usar para un cierto implante.
Una vez que se ha producido la modificacion del plan quirurgico en la etapa 312, la informacion de la segunda tomografia se usa nuevamente para garantizar que la instrumentacion recien sugerida (sobre la base de la modificacion del plan quirurgico) no provocara problemas de espacio en la boca del paciente (es decir, se repite la etapa 308). Si en la etapa 310 no aparecen problemas de espacio, entonces se pueden desarrollar datos de fabricacion para la guia quirurgica virtual destinados a usarse en la fabricacion de la guia quirurgica real (etapa 314). Una vez que se ha fabricado la guia quirurgica real, la misma se puede entregar entonces al medico clinico para su colocacion en la boca del paciente y para llevar a cabo la cirugia de acuerdo con el plan quirurgico derivado del modelo virtual.
Considerando las diversas modificaciones que son posibles en la etapa 312, debe senalarse que parte de dichas modificaciones posibles implica inherentemente un cambio en la guia quirurgica virtual 50. Por ejemplo, cambios en la posicion y/u orientacion del implante virtual 70 incluiran tambien cambios en las aberturas correspondientes a los tubos maestros 120 en la guia quirurgica virtual 50. Por otro lado, puede que algunas modificaciones no requieran ningun cambio en la guia quirurgica virtual 50. Por ejemplo, si, como modificacion, se selecciona un implante mas corto o una montura de implante mas corta, no son necesarias modificaciones en la guia quirurgica virtual 70. En otra disposicion posible, puede que sea necesaria solamente una modificacion en la guia quirurgica virtual. Por ejemplo, un problema de espacio tiene tan poca importancia que la simple modificacion del grosor de la guia quirurgica es suficiente para aliviar el problema. Alternativamente, el cambio del angulo de una abertura en la guia quirurgica virtual es suficiente para aliviar el problema.
En una realizacion alternativa, la presente invencion contempla el uso de solamente un unico escaner con la boca en la posicion abierta. En otras palabras, el escaner unico recoge suficiente informacion sobre el sitio de instalacion del implante, al mismo tiempo que proporciona tambien informacion suficiente sobre la condicion de boca abierta que permite la determinacion de limitaciones de espacio. Asi, cuando se considera la FIG. 11, la etapa 302 seria innecesaria y, en la etapa 306, el modelo virtual se desarrollaria mediante el escaner unico de la boca abierta.
Si se usa un unico escaner, entonces existe la necesidad de proporcionar un registro de mordida entre las condiciones de la mandibula superior y las condiciones de la mandibula inferior. Una forma de materializar esta tarea es mediante el uso de un dispositivo de escaneado que se ha modificado para incluir material para el registro de mordida. El dispositivo de escaneado para el paciente puede incluir una capa de sulfato de bario de las estructuras modeladas de los dientes, de tal manera que las estructuras de los dientes sean identificadas por la tomografia. Seguidamente, se anade material de impresion a la region del dispositivo de escaneado en la cual se espera el registro de mordida para los dientes opuestos. A continuacion, el paciente cerraria su boca para crear el registro de mordida en el material de impresion sobre el dispositivo de escaneado. Una vez que se ha endurecido, a continuacion al material de impresion se le dota de una capa de sulfato de bario (u otro material que sea identificable por el escaner) con un nivel de concentracion diferente, de manera que el registro de mordida del paciente se pueda identificar independientemente en la tomografia unica y se puede diferenciar con respecto a la estructura de dientes en el dispositivo de escaneado. En el catalogo del producto titulado “Simplant® SurgiGuide Cookbook” de Materialise US Clinical Services, Inc., Glen Burnie, Maryland, se puede encontrar mas informacion sobre las tomografias y el uso de dispositivos de escaneado. Despues de que el paciente se haya sometido al escaner unico con la boca en la posicion abierta utilizando el dispositivo de escaneado que dispone del registro de mordida, se puede crear un modelo virtual de la boca del paciente en la posicion cerrada fusionando las condiciones superiores e inferiores con un algoritmo de comparacion de formas. Se puede desarrollar el plan quirurgico, y se pueden comprobar las limitaciones de espacio de la instrumentacion a utilizar en el plan quirurgico, segun se ha descrito anteriormente. Como tal, la presente invencion contempla el uso de un dispositivo de escaneado que se ha modificado para incluir una representacion de un registro de mordida.
Debe indicarse tambien que la presente invencion contempla el uso de un modelado virtual para desarrollar un plan quirurgico que no requiere el uso de una guia quirurgica. En otras palabras, el medico clinico utiliza las tomografias (o tomografia) para desarrollar un modelo virtual que indica ubicaciones apropiadas para los implantes basandose en las condiciones de la boca del paciente. Aunque no se desarrolla ninguna guia quirurgica para dictaminar la posicion angular y la ubicacion exactas de cada implante en la boca del paciente, el modelo virtual se sigue utilizando para la visualizacion pre-operatoria con el fin de determinar si la instrumentacion encajara en la boca del paciente para colocar los implantes. Si las limitaciones de espacio indican que la instrumentacion no encajara, entonces pueden ser necesarios cambios en la instrumentacion o el plan quirurgico.
De manera similar, la presente invencion contempla el uso de un modelado virtual para desarrollar un plan quirurgico de implantes no dentales que mide si la instrumentacion encajara en la boca del paciente para materializar el plan quirurgico de implantes no dentales. Nuevamente, el modelo virtual se usa para la visualizacion pre-operatoria con el fin de determinar si la instrumentacion encajara en la boca del paciente cuando se lleve a cabo el plan quirurgico de implantes no dentales.

Claims (13)

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    REIVINDICACIONES
    1. Metodo de fabricacion de una gula quirurgica para su colocacion en la boca de un paciente, que comprende:
    desarrollar un modelo virtual de la boca del paciente utilizando datos de escaneado de la boca del paciente,
    desarrollar, con el uso del modelo virtual, un plan quirurgico que incluye la localizacion de multiples implantes dentales que se van a colocar en la boca del paciente, incluyendo el plan quirurgico un protocolo quirurgico de instrumentacion a utilizar con el fin de instalar los multiples implantes dentales;
    desarrollar una gula quirurgica virtual sobre la base del plan quirurgico mediante el uso de datos de escaneado de boca abierta a partir de una condicion de boca abierta de la boca del paciente;
    determinar una dimension disponible a partir de la gula quirurgica virtual para estructuras dentales que estan en oposicion a cada uno de los multiples implantes dentales;
    como respuesta a que las dimensiones disponibles sean menores que una dimension correspondiente a la instrumentacion a utilizar con cada uno de los multiples implantes dentales, modificar el plan quirurgico;
    despues de la etapa de modificacion, obtener informacion final de fabricacion de la gula quirurgica sobre la base del modelo virtual; y
    fabricar la gula quirurgica basandose en la informacion final de fabricacion del modelo quirurgico.
  2. 2. Metodo de la reivindicacion 1, que incluye ademas escanear la boca del paciente para desarrollar los datos de escaneado.
  3. 3. Metodo de la reivindicacion 1, en el que la instrumentacion incluye una pluralidad de brocas que tienen dimensiones de instrumentacion utilizadas en el modelo virtual para garantizar un encaje correcto.
  4. 4. Metodo de la reivindicacion 1, en el que la instrumentacion incluye una combinacion de una montura de implante y el por lo menos un implante dental fijado a la misma, de manera que la combinacion presenta dimensiones de instrumentacion usadas en el modelo virtual para garantizar un encaje correcto.
  5. 5. Metodo de la reivindicacion 1, en el que la modificacion del plan quirurgico incluye modificar la instrumentacion de manera que la instrumentacion modificada tenga una dimension que es menor que las dimensiones disponibles.
  6. 6. Metodo de la reivindicacion 1, en el que la modificacion del plan quirurgico incluye mover la ubicacion de uno de los multiples implantes dentales o eliminar uno de los multiples implantes dentales y modificar la gula quirurgica virtual en una region del implante dental movido o eliminado.
  7. 7. Metodo de la reivindicacion 1, en el que la modificacion del plan quirurgico incluye modificar el tamano de uno de los multiples implantes dentales.
  8. 8. Metodo de la reivindicacion 1, en el que la gula quirurgica virtual incluye una abertura disenada para recibir uno de los implantes dentales, midiendose la dimension disponible a lo largo de un eje de la abertura.
  9. 9. Metodo de la reivindicacion 1, en el que las estructuras dentales en oposicion a cada uno de los multiples implantes dentales incluye dientes naturales o tejido gingival.
  10. 10. Metodo de la reivindicacion 1, en el que la determinacion de la dimension disponible a partir de la gula quirurgica virtual incluye determinar las dimensiones disponibles a partir de aberturas receptoras de instrumentacion virtual sin visualizar la gula quirurgica virtual.
  11. 11. Metodo de la reivindicacion 1, en el que la dimension de la instrumentacion es una suma de dimensiones de multiples componentes que estan acoplados entre si.
  12. 12. Metodo de la reivindicacion 1, que incluye ademas escanear la boca del paciente en la condicion de boca abierta con un primer escaner para desarrollar el modelo virtual.
  13. 13. Metodo de la reivindicacion 12, que incluye ademas escanear la boca del paciente en una condicion de boca cerrada con un segundo escaner, y fusionar el primer y el segundo escaneres para desarrollar el modelo virtual.
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