ES2831598T3 - Procedimiento de diseño de un aparato ortodóntico - Google Patents

Abstract

Procedimiento de diseño de un aparato dental destinado a un macizo facial que comprende unas coronas de dientes y las raíces que les corresponden, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes: - constituir por tomodensitometría una imagen volumétrica del macizo facial en forma de un archivo digital inicial, comprendiendo dicha imagen volumétrica la imagen de la articulación mandibular en una posición de referencia, - constituir una imagen volumétrica de cada arcada dental de dicho macizo facial, - poner en correspondencia la imagen volumétrica del macizo facial y las imágenes volumétricas de las arcadas dentales, - modificar dicha imagen volumétrica del macizo facial mediante el procesamiento informático de dicho archivo digital inicial, y obtener un archivo digital modificado, - diseñar dicho aparato dental utilizando dicho archivo digital inicial y dicho archivo digital modificado, y producir un archivo utilizable por unas máquinas de control digital aptas para fabricar un aparato dental, en el que, en la etapa de modificación de dicha imagen volumétrica del macizo facial, se tiene en cuenta el registro de los desplazamientos de la mandíbula durante una pluralidad de movimientos de dicha mandíbula, de manera que se tengan en cuenta los movimientos posibles de dicha articulación tras la captación del movimiento de esta misma mandíbula, estando dicho procedimiento caracterizado por que: - el registro de los desplazamientos de la mandíbula utiliza unos marcadores o unos sensores en la mandíbula y en la arcada maxilar, comenzando dicho registro en la posición de referencia utilizada cuando tiene lugar la constitución de la imagen volumétrica del macizo facial; - cuando tiene lugar la constitución de dicha imagen volumétrica del macizo facial, el paciente está equipado con dichos marcadores o sensores; y por que comprende un cálculo por transformación rígida para compensar los movimientos del macizo facial durante el registro de la cinemática mandibular.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de diseño de un aparato ortodóntico

La invención se refiere al campo del diseño de las ortesis para la corrección de dentaduras por profesionales dentales.

Se refiere más particularmente a un procedimiento de diseño de este tipo ortesis, que permite mejorar su adaptabilidad y su eficacia.

Las ortesis o dispositivos interoclusales son unas prótesis fijadas (restauración intracoronaria (inlay), restauración extracoronaria (onlay), corona, puente (bridge)) o unas férulas oclusales, utilizadas en terapia muscular (descontracturar) o articular (reposicionar). Por lo tanto, una férula es una herramienta ortopédica, que debe garantizar el retorno a una posición funcional. Esta rama de la odontología se denomina oclusodoncia. Se utilizará en la continuación el término aparato dental para cubrir cualquier objeto que debe ser fabricado e implantado en una dentadura, ya sea para reemplazar uno o varios dientes o partes de dientes, o para ser añadido a la dentadura, por ejemplo, para ser fijado encima para desplazarlos.

La definición y el posicionamiento de una férula se basan tanto en una buena definición de las arcadas dentales, en las que se apoya, como en la observación de los movimientos mandibulares.

Un sistema de FAO (fabricación asistida por ordenador) de dispositivos interoclusales dentro de un modelo digital del macizo facial, tras la captura del movimiento de la mandíbula asocia:

- una tomografía volumétrica de haz abierto cónico -Cone Beam Computerized Tomography o CBCT- de las bases óseas (mandíbulas), que da una imagen del hueso de la mandíbula y, por lo tanto, de la articulación temporomandibular.

° la tomografía volumétrica de haz abierto cónico se utiliza en odontología con el fin de obtener una imagen tridimensional de la articulación de las mandíbulas, debido a una baja dosimetría y a su carácter tridimensional: en una sola revolución, se barre el conjunto del volumen que debe ser radiografiado - ha constituido el objeto de una evaluación por la Haute Autorité de Santé en 2009

- un escáner óptico para obtener un modelo virtual de los dientes del paciente

- un dispositivo que permite tener en cuenta los movimientos de la mandíbula

- una cámara óptica 3D apta para detectar en el espacio los puntos característicos del macizo facial, para colocar las arcadas dentales con respecto a este macizo facial.

El dispositivo interoclusal se realiza a continuación mediante la sinterización de polvos, o mediante mecanizado, o también mediante estereolitografía.

Se realiza un set-up ortodóntico. Un set-up es una simulación del desplazamiento dental deseado (estado diana) al final del tratamiento; según el estado de la técnica, se obtiene mediante la manipulación de un modelo físico, o se puede obtener digitalmente. Sin embargo, las soluciones propuestas no permiten actualmente preverde manera fiable el conjunto de las consecuencias sobre el entorno inmediato del desplazamiento de un diente.

En el estado de la técnica, la anticipación del desplazamiento de las raíces se realiza mediante modelización física, mientras que su seguimiento necesita unas radiografías repetidas, o no se realiza (reticencias para realizar unos exámenes de formación de imágenes en niños, debido a los efectos secundarios de los rayos).

El documento US 2008/0248443 describe un procedimiento de diseño de un aparato dental según el preámbulo de la reivindicación 1. El documento US n° 6,152,731 describe un procedimiento de creación de modelos tridimensionales de las arcadas dentales de un paciente.

La presente invención se propone remediar por lo menos una parte de los inconvenientes mencionados anteriormente y propone una solución que permite prever de manera más fiable los efectos sobre el conjunto de la dentadura de una corrección aportada a un diente, limitando al mismo tiempo la exposición del paciente a los rayos. Con este fin, la invención se refiere a un procedimiento de diseño de un aparato dental según la reivindicación 1. El procedimiento según la invención es apto así para tener en cuenta los efectos sobre el conjunto de la dentadura y permite obtener por lo tanto unas previsiones de comportamiento mucho más fiables.

Según otras características:

- dicha imagen volumétrica del macizo facial puede comprender la imagen de la articulación mandibular, de manera que se tengan en cuenta los movimientos posibles de dicha articulación; esto permite tener en cuenta las diversas posiciones posibles de la mandíbula para el diseño del aparato dental,

- dicho desplazamiento de diente puede estar acompañado por el trazado de curvas que esquematizan el posicionamiento de los bordes oclusales de dicho diente y la posición extrema de las caras vestibulares de dicho diente; esto permite visualizar fácilmente el efecto obtenido por la corrección considerada,

- dicho procesamiento informático puede comprender además la evaluación de las fuerzas que deben ser aplicadas a dicho diente para permitir dicho desplazamiento, lo cual permite prever de manera más fiable los efectos sobre el entorno inmediato,

- la colocación del aparato dental puede estar acompañada por la colocación de brackets con vistas a fijar un alambre con memoria de forma, y guiar así la tracción ortodóntica; esto permite mejorar la precisión de las correcciones aportadas,

- la colocación del aparato dental puede estar acompañada por la colocación de un arco con vistas a ayudar a la fuerza que se debe aplicar a una arcada dental,

- la colocación del aparato dental puede estar acompañada por la colocación de un minitornillo implantado a nivel del hueso; la posición de estos minitornillos se puede determinar entonces de manera óptima gracias al conocimiento de los desplazamientos de las raíces del diente, así como de los dientes vecinos.

La ventaja que se desprende de la presente invención consiste en que la captura de movimientos mejora la definición del aparato dental, por ejemplo, del dispositivo interoclusal (férula), pero también permite introducir la posibilidad de detectar unas patologías articulares, y tratarlas precozmente gracias a unas férulas construidas por FAO, a partir de los datos digitales recopilados directamente del paciente.

Otras características y ventajas de la invención se desprenderán de la descripción detallada siguiente que hace referencia a un ejemplo de realización dado a título indicativo y no limitativo, así como a los dibujos siguientes. Figura 1: colocación del marcador sobre la superficie cutánea objetivando el cóndilo izquierdo.

Figura 2: colocación del marcador sobre la superficie cutánea objetivando el cóndilo derecho.

Figura 3: colocación de los marcadores sobre la superficie cutánea objetivando la espina nasal, el nasión y los dos puntos suborbitarios.

Figura 4: plano de Frankfurt que pasa por los puntos de referencia.

Figura 5: punto intercondíleo. El punto se ve por transparencia de la superficie cutánea.

Figura 6: eje sagital mediano que pasa por el punto subnasal, el punto intercondíleo y perpendicular al plano horizontal.

Figura 7: eje, puntos y plano de referencia detectados por la cámara y objetivados por el programa. Las arcadas dentales estarán situadas con respecto a estas referencias.

Figura 8: tipo de cámara comercial utilizable para el procedimiento.

Figura 9: plano de fox. La placa de posicionamiento de la descripción se inspira en su diseño.

Figura 10: placa aplicada a los dientes superiores. Situación con respecto a los diferentes planos. Las referencias en este caso en forma de bolas pueden ser localizables por la cámara.

Figura 11: vista en corte de la relación entre la placa y los dientes maxilares.

Figura 12: cuando tiene lugar la colocación en boca de la placa, el tope se coloca en el medio incisivo. Solo la bola de referencia delantera es visible para la cámara. Como se conoce la distancia entre la bola y el tapón, se deduce a continuación la posición del medio incisivo.

Figura 13: impresión dejada en un material de deformación plástica en la parte intrabucal de la placa. A continuación, se escanea esta parte. El escáner registra asimismo los bordes de la placa y unas referencias geométricas colocadas encima. En este caso, un ejemplo de escáner de mesa.

Figura 14: correlación necesaria para situar el modelo virtual de la arcada sobre el modelo virtual de la impresión dejada por los dientes del paciente sobre la placa.

Figura 15: puntos determinados sobre la arcada virtual buscados a continuación en boca.

Figura 16: el lápiz táctil es seguido por la cámara y permite señalar los puntos de interés elegidos previamente. Figura 17: ejemplo de colocación de los diodos. Se coloca un espaciador para hacerlos visibles por la cámara. La mandíbula se pone en movimiento y se registra.

Figura 18: marcado de las puntas cuspídeas.

Figura 19: creación del plano de oclusión sobre la arcada antagonista.

Figura 20: duplicado de la cuadrícula para realizar las superficies de la férula.

Figura 21: sección por el plano cuspídeo maxilar de la extrusión de los bordes.

Figura 22: vista de la CfAO de la férula.

Figura 23: adaptación en boca perfecta y de acuerdo con el proyecto informático.

Figura 24: esfera de Monson. Según Orthlieb.

Figura 25: traslado de las longitudes, situación del centro de la esfera de Monson sobre el plano sagital mediano.

Figura 26: vista de la esfera aplicada al modelo mandibular. Utilización de una calota para evaluar el posicionamiento dental.

Figura 27: la calota anatómica así obtenida proporciona una idea de la curva de Spee en vista sagital.

Figura 28: situación de un set-up digital con respecto a la "calota oclusal derivada de la esfera Monson". Figura 29: importación de los volúmenes radiculares con el fin de validar el set-up.

Figura 30: correspondencia de los planos y ejes determinados previamente por las cámaras con los articuladores comerciales disponibles en algunos programas de CAO. Las arcadas dentales ya situadas con respecto a estos primeros son por lo tanto fácilmente transferibles a los articuladores.

Figura 31: el programa determina los valores angulares de la articulación. En este caso para la formación de imágenes, la pendiente condílea obtenida por el movimiento de propulsión. El programa citado generará únicamente la curva de desplazamiento.

Figura 32: cajas condíleas regulables que pueden recibir las informaciones de desplazamiento del cóndilo recogidas con este sistema. A la izquierda la versión digital, a la derecha la versión mecánica.

Un sistema de FAO (fabricación asistida por ordenador) de dispositivos interoclusales en el seno de un modelo digital del macizo facial, asocia:

- una tomografía volumétrica de haz abierto, cónico -Cone Beam Computerized Tomography o CBCT- de las bases óseas (mandíbulas), que da una imagen del hueso de la mandíbula y por lo tanto de la articulación de la mandíbula

- un escáner óptico para obtener una vista 3D (es decir, en tres dimensiones) de las arcadas dentales (conjunto de dientes de la mandíbula)

- un dispositivo de captura de movimiento, o "motion capture", que registra los desplazamientos de la mandíbula, y reemplaza ventajosamente al articulador mecánico, que funciona a partir del moldeo en yeso de las dos mandíbulas, y es menos preciso. Este dispositivo de captura de movimiento trabaja a partir de sensores pasivos reflectantes, o activos con células fotosensibles, o sobre la base de un acelerómetro asociado o no en unas IMU (Inertial Motion Unit), que capta el movimiento de la superficie sobre la que está colocado, o finalmente por central inercial,

- una cámara óptica 3D apta para localizar en el espacio los puntos característicos del macizo facial, para colocar las arcadas dentales con respecto a este macizo facial.

Se obtiene por tomografía volumétrica una vista 3D de las bases óseas, con el fin de obtener un estudio cefalométrico, a partir del cual se deduce una posición ideal de los dientes a nivel del macizo facial (parte esquelética de la cara: se tiene una información 3D de la forma y de la longitud de las raíces y de su posicionamiento inicial).

Un escáner óptico permite obtener una vista 3D de las arcadas dentales, y gracias al programa de modelización que acompaña al sistema, se puede fusionar la parte "coronas" con la parte "raíces".

Se puede obtener así un recorte de cada diente y visualizarlos uno por uno, después un set-up final con la posición de cada uno de los dientes en su entorno, y después unos modelos intermedios, mientras que el programa permite cuantificar el desplazamiento de cada diente previsto por el tratamiento ortodóntico, en las tres direcciones.

El interés de esta modelización tridimensional es poder guiar al ortodoncista en sus elecciones terapéuticas: se pueden calcular exactamente las fuerzas necesarias que se deben aplicar a las coronas para obtener un desplazamiento en el tiempo.

Además, en el caso de la colocación de mini tornillos, con el fin de reforzar el anclaje, la modelización permite colocar estos anclajes corticales sin riesgo de telescopado con las raíces y su desplazamiento durante el tratamiento.

La obtención de los datos de tomodensitométricos de los pacientes se puede realizar gracias a cualquier escáner médico. El profesional que no dispone de un Cone beam en su consulta puede derivar a su paciente a un radiólogo que le proporcionará a cambio las secciones de escáner en formato DICOM (Digital imaging and communications in medicine: norma estándar para la gestión informática de los datos procedentes de la formación de imágenes médicas). Pero es interesante para el profesional poseer su escáner Cone beam. No solo por la baja tasa de rayos que genera en el paciente, sino también y por razones prácticas, para mantener al paciente en la consulta. También por una ganancia de tiempo y reducir costes, es preciso limitar el número de colaboradores.

El procedimiento según la invención es capaz de fusionar el modelo 3D de las arcadas dentales del paciente con los datos 3D del macizo facial del paciente procedentes del escáner. Para ello, hay dos posibilidades:

- Es posible remitirse a su protésico dental si este posee un escáner óptico 3D. El profesional debe realizar previamente las impresiones de las arcadas gracias a un material con deformación plástica. Recupera a continuación el archivo digital de las arcadas dentales tras el envío a su protésico de esta impresión.

- Pero, como se ha mencionado anteriormente, es interesante para el profesional tener una herramienta para digitalizar arcadas dentales. Actualmente existen en el mercado suficientes ofertas en esta tecnología para que el dentista pueda encontrar las que le convienen. La solución más atractiva es tener una cámara de impresiones ópticas intrabucal en el sillón.

Como se ha indicado anteriormente, se busca obtener los datos de desplazamiento de la mandíbula en el tiempo y en el espacio. Estas informaciones pueden proceder de diferentes sistemas como:

- de los axiógrafos electrónicos modernos, que transforman el movimiento en datos digitales que se pueden integrar en el programa

- de las cámaras ópticas, que siguen el desplazamiento de marcadores colocados sobre la superficie de los dientes

- de la evolución de desplazamiento entre varios sensores distribuidos a nivel de las arcadas dentales superior e inferior. Los sensores utilizados son unos sensores inerciales o unos acelerómetros.

Las informaciones de desplazamiento son tenidas en cuenta por el modelo 3D.

El programa procesará todos los datos que se le aporten. Es al mismo tiempo un programa de análisis cefalométrico y un programa de modelización y de renderizado de superficie. También es un programa que materializa el tratamiento mediante el diseño de brackets por FAO y ayuda al profesional a poner en funcionamiento su tratamiento en boca.

Se describirá paso a paso la manipulación de los datos de entrada y la manera en que se analizan y se procesan en el programa:

La cefalometría es el conjunto de las técnicas de medición de la cabeza. Es necesaria para el diagnóstico en ortodoncia. El profesional extrae unas conclusiones con respecto a un posible defecto de posicionamiento dental, pero también a un defecto de crecimiento de los huesos maxilares.

Los datos tomodensitométricos se pueden leer en 2D (dos dimensiones) y el estudio cefalométrico se puede realizar en este sentido. Se sitúan los puntos de interés necesarios para el cálculo de los ángulos entre los diferentes planos de referencia. Pero el interés es recurrir a la tomodensitometría volumétrica y aplicar un procedimiento de cefalometría volumétrica. Esta ofrece además la posibilidad de descubrir los posibles defectos de crecimiento del sentido transversal. En todos los casos, el procedimiento según la invención se basa necesariamente en la modelización 3D del macizo facial. El programa utiliza los datos en formato DICOM procedentes de la formación de imágenes para recrear en 3D una representación virtual del cráneo. En este estadio es necesario individualizar el hueso mandibular del maxilar, así como las raíces dentales de los huesos alveolares maxilares y más precisamente los dientes con sus raíces entre ellos. Los puntos de referencia están situados en el volumen 3D del cráneo, y después el programa proporciona unas informaciones en forma de valores referentes al posicionamiento dental o al posicionamiento de los huesos maxilares con respecto a la base del cráneo. Estos datos se basan en una normalidad definida por los autores que han establecido este tipo de análisis cefalométrico. Se conoce entonces la posición ideal de los dientes y se utiliza en la continuación de las operaciones.

Sigue entonces una etapa de creación de set-up completamente digital, teniendo en cuenta el volumen radicular.

Esta etapa se desprende del análisis anterior. La técnica que se describirá a continuación es propia del procedimiento según la invención y no se encuentra en ningún otro programa.

Se importa el archivo de las arcadas dentales digitales procedente del escáner óptico. A continuación, es preciso combinar, correlacionar este modelo 3D con las formas de los dientes obtenidas gracias al examen tomodensitométrico. Esto es necesario ya que las arcadas obtenidas por el sistema óptico tienen una mejor definición. Cada corona de los dientes sobre estas arcadas está individualizada y le están asociadas las raíces que le corresponden. Cada unidad de corona raíz se desplaza entonces de manera ideal gracias a un "Tmckbair (herramientas del programa que permiten desplazar un objeto 3D en el espacio) basándose en los resultados de la cefalometría. Está prevista otra función para desplazar los dientes. Se dibujan unas curvas en 3D que esquematizan el posicionamiento de los bordes oclusales de los dientes, así como la posición extrema de las superficies vestibulares de los dientes. Se coloca asimismo el medio inter incisivo. Unos puntos de referencia están situados sobre los dientes y estos últimos se fusionan con las curvas determinadas previamente. Se emprende a continuación un ajuste gracias al Trackball con el fin de colocar lo mejor posible las raíces en el seno de las bases óseas, pero asimismo evitar las proximidades radiculares. La anticipación de los desplazamientos dentales gracias a este set-up, verdadera simulación del tratamiento final, permite dominar las fuerzas aplicadas con el fin de evitar las fenestraciones óseas.

El procedimiento según la invención se propone diseñar unos aparatos de múltiples anillos y de múltiples sujeciones. La técnica propuesta de colocación puede ser una técnica vestibular o una técnica lingual. El aparato está compuesto por diferentes elementos. El presente procedimiento ofrece una ayuda total o parcial en su puesta en forma.

- Los brackets son unos accesorios pegados a la superficie del diente. Su función es fijar el alambre con memoria de forma y guiar así la tracción ortodóntica. Del diseño, así como de la colocación en el diente, se encarga el programa CAO (por diseño asistido por ordenador). Cada anillo o sujeción está provisto de una garganta en la que desliza un alambre de metal o un arco ortodóntico. Es este arco el que guía el desplazamiento de los dientes. Los anillos ortodónticos, colocados correctamente, permiten desplazar los dientes con una gran precisión. Este CAO se confía a continuación a unas máquinas de control digital para asegurar su fabricación. La técnica puede ser una colocación en el plano nasolabial del bracket impreso en cera calcinable, o un mecanizado mediante una microfresadora robotizada o también una puesta en forma mediante la técnica de microfusión de polvo metálico.

- Los arcos: se eligen en función del perímetro de arcada, pero también de la fuerza que se desee aplicar. El proyecto terapéutico en forma de simulación o set-up dirige más fácilmente la elección en cuanto a la dimensión del arco, pero también a su fuerza con el fin de evitar los efectos secundarios como las rizólisis o fenestraciones óseas. Una vez elegido el arco adecuado, se propone un plegado virtual que será confiado a continuación a un robot que asegurará el plegado automático.

- Los minitornillos: para aumentar el anclaje, se recurre a veces a la utilización de minitornillos implantados a nivel del hueso. El presente programa favorece la colocación de estos minitornillos ya que se conoce la posición final de las raíces gracias a la simulación. Para la implantación, puede ser suficiente la experiencia del cirujano-dentista, o si no, se propone diseñar unas guías quirúrgicas, especie de pequeñas férulas que se deben colocar en la superficie de los dientes y perforadas previamente con el fin de guiar la mano del cirujano que pasará a atornillar estos minitornillos en el seno del hueso.

El procedimiento según la invención se refiere también a la odontología restauradora y a la oclusodontología. Se está interesado principalmente en los procedimientos de recogida de la cinemática mandibular, así como en su reproducción.

Los principales sistemas de seguimiento de los desplazamientos mandibulares existentes en el mercado no son más que una evolución de los mandibulógrafos comercializados en la década de 1950. Estos sistemas fijados a la mandíbula del paciente permiten objetivar los desplazamientos en el espacio de esta mandíbula. Se obtienen unos trazos de estos movimientos y se analizan a continuación con el fin de diagnosticar una patología articular o también para programar un simulador de la cinemática mandibular. En estos simuladores se colocan las arcadas dentales del paciente, que permiten que el profesional y el protésico hagan un diagnóstico y realicen después unos accesorios protésicos o unas ortesis oclusales. Estas obras se colocan a continuación en la boca del paciente con el fin de restablecer una función masticatoria deficiente a causa de la pérdida de los dientes o de aliviar músculos o una articulación dolorosa gracias a la ortesis oclusal.

El presente proyecto es innovador en varios puntos. En primer lugar, esta acción que comienza con la recogida de la cinemática mandibular hasta el diseño de los accesorios protésicos, está totalmente desmaterializada gracias a la ayuda de las tecnologías digitales. Esto se realiza asociando los datos proporcionados por diferentes tecnologías, como los dispositivos de captura de movimiento, la formación de imágenes médicas con rayos X, así como la formación de imágenes en 3D obtenidas a partir de escáneres ópticos. Estos datos son procesados y asimilados a continuación en el programa, y después las prótesis y ortesis son fabricadas por unas máquinasherramienta de control digital.

Se describirá el manejo de la interfaz con el fin de comprender su funcionamiento.

Se puede utilizar el programa del procedimiento según la invención de diferente forma en función del resultado que se desee obtener.

Se puede utilizar como oclusor funcional, es decir una asociación de arcadas dentales 3D con un dispositivo de captura de movimiento.

Se recurre a esta función:

- Cuando se desea reemplazar unos dientes perdidos o restaurarlos por unas coronas o restaurarlos mediante una restauración intracoronaria/restauración extracoronaria . La posición de los marcadores que registran el desplazamiento se debe encontrar comúnmente entre los modelos 3D de las arcadas y su situación real en la boca. Esto se realiza con la ayuda de impresiones físicas u ópticas. El conocimiento de la evolución de la posición de los sensores o marcadores en el espacio se aplica a sus representaciones gráficas virtuales solidarias entonces con las arcadas dentales. Por ello, se obtiene la puesta en movimiento de las arcadas virtuales. Esta función es aplicable únicamente en unas situaciones clínicas especiales. La presencia de guías dentales funcionales es necesaria. En este caso, el desplazamiento de la mandíbula está bajo la influencia de los dientes restantes. No es necesario tener en cuenta la morfología articular.

- El CAO de las piezas protésicas se realiza de manera que la morfología oclusal se integre perfectamente en el espacio funcional ofrecido por la cinemática mandibular. La morfología oclusal de estas restauraciones está optimizada y se integra sin golpes ni molestias.

- Cuando se desea diseñar una ortesis oclusal de liberación oclusal o de anteposición mandibular. Se coloca la mandíbula del paciente en la posición de referencia y los datos de desplazamiento se transmiten a los modelos 3D. Es posible entonces el diseño asistido por ordenador de las ortesis que se interponen entre las arcadas. La fabricación asistida por ordenador se emprende gracias a unas máquinas-herramienta de control digital. Se evita el montaje de los modelos físicos en un simulador mecánico.

Se puede utilizar a continuación el programa como articulador fisiológico:

En algunas situaciones, se busca comprender el funcionamiento de la articulación porque contiene el historial de la cinemática mandibular, sobre todo cuando se ha perdido toda la información oclusal. El diseño de estas futuras prótesis se debe basar en la morfología articular con el fin de evitar la creación de interferencias y de premadureces susceptibles de dañar la articulación.

Para ello, es preciso aplicar los datos de la adquisición de movimiento al modelo virtual de la mandíbula del paciente. Como se ha explicado anteriormente, la tomodensitometría volumétrica es necesaria para la modelización de las estructuras óseas. El programa comprende un algoritmo que permite aislar el hueso mandibular de la base del cráneo. El examen radiográfico se puede realizar con el sistema de adquisición en la boca. Entonces es preciso modelizar los marcadores o emisores del sistema mocap (motion capture, por dispositivo de captura de movimientos) al mismo tiempo que la mandíbula. Las mediciones de desplazamiento se aplican a continuación a la representación virtual de los marcadores. La mandíbula virtual se pone entonces en movimiento. Es necesario un único examen radiográfico. Es posible realizar a continuación tantas adquisiciones de movimiento como se desee, con la condición de colocar los marcadores o sensores en la misma situación que en el origen. Se puede tolerar una ligera variación ya que se instala en el programa un cálculo por transformación rígida. La adquisición del movimiento debe comenzar obligatoriamente en la misma posición de referencia que la utilizada en el examen radiográfico.

Las arcadas dentales virtuales del escáner óptico se correlacionan a continuación en el modelo procedente de la tomodensitometría. El CAO de los trabajos de restauración, así como las ortesis oclusales, se realizan visualizando en paralelo la evolución del espacio intraarticular, garantía de la buena salud de la Articulación Temporomandibular (ATM).

Por último, se puede utilizar el programa como registrador ATM.

Esta función necesita la misma manipulación que anteriormente, pero los modelos de las arcadas no están integrados ya que únicamente interesa la cinemática mandibular. El interés es principalmente diagnóstico, pero puede ser también terapéutico en las manipulaciones de recaptación condilodiscal.

Cuando el órgano dental se degrada, la función del cirujano-dentista será la de restaurarlo. Cuando tiene lugar un deterioro significativo, deberá recurrir a unos accesorios protésicos reemplazando la totalidad o parte de uno o de los dientes afectados. Esto no se puede realizar sin considerar la oclusión dental, que es la forma en que se organizan los contactos interdentales e interarcadas. Pero estas no son las únicas situaciones en las que la gestión de los contactos dentales es un imperativo terapéutico. Por ejemplo, cuando los dientes están en posiciones ectópicas, se inicia un tratamiento ortodóntico. Los dientes se desplazan gracias a un aparato. El esquema y la distribución de los contactos oclusales cambian y se deben respetar en este caso unas reglas para no perjudicar al paciente. En otros casos, cuando se diagnostican unos trastornos de la articulación o de contracción muscular y tienen relación con la oclusión, el cirujano-dentista puede atenuar o incluso corregir estas disfunciones mediante el diseño de una férula oclusal.

Por extensión, la oclusión asegura la interfaz entre los dos maxilares. Su confrontación es posible gracias a un hueso móvil: la mandíbula (maxilar inferior). La calidad de esta oclusión es esencial y debe asegurar 3 funciones esenciales "Centrado; Fijación; Guiado" de esta misma mandíbula con el fin de preservar las estructuras circundantes (articulación, músculos, etc.). Por lo tanto, esta motilidad se debe a una articulación, la articulación temporomandibular (ATM) y una puesta en movimiento por la contracción de los músculos masticatorios. En todo momento, el dentista es cuidadoso con la preservación de la buena salud de estos componentes, pero también con su restablecimiento. En efecto, cuando se objetivan unas patologías (mialgia, artropatía) el cirujano-dentista puede, mediante una rehabilitación de la oclusión, tener un efecto retroactivo sobre las patologías del aparato masticador.

La construcción o reconstrucción de la oclusión está bajo la influencia de ciertos determinantes. Son unos datos relacionados con el individuo que tienen una influencia en la anatomía oclusal. Es importante comprenderlos en ciertas situaciones ya que el profesional protésico, por su dominio, se inspirará en ellos para modelar la superficie oclusal de los dientes. En este caso existen unas herramientas en el mercado denominadas articuladores que intentan reproducir más o menos bien la fisiología del aparato masticador.

Para comprender mejor el procedimiento según la invención, se describirán sucintamente los determinantes de la oclusión y se expondrá su aplicación en oposición a los demás sistemas disponibles en el mercado. La innovación que se desprende de este procedimiento de fabricación debería desvelarse.

Los determinantes de la oclusión se definen de esta manera: son los factores que pueden ser clasificados del aparato masticador que influyen en la oclusión. Estos factores se dividen en dos grupos: los que son fijos y los que pueden ser modificados por remodelación o reposicionamiento de los dientes. Los factores fijos más citados son la distancia intercondílea; la anatomía de la articulación temporomandibular, que influyen en la cinemática mandibular; la posición de la arcada maxilar, y la relación intermaxilar. Los factores modificables más citados son la forma de los dientes, la posición de los dientes, la dimensión vertical, las curvas oclusales, la altura de las cúspides y la profundidad de las fosas.

Estos determinantes son interdependientes unos de los otros. Siendo los factores modificables los afectados por los trabajos de rehabilitación del cirujano-dentista, la acción será la de interesarse por los otros fijos y dominarlos.

Los determinantes fijos se pueden enumerar de esta manera:

1. Posicionamiento vertical y horizontal de las arcadas con respecto al determinante posterior

2. Separación condílea

3. Posicionamiento anteroposterior de las arcadas con respecto al determinante posterior articular 4. Determinante posterior, articular:

a. Pendiente condílea

b. Ángulo de Bennett

c. Movimiento inicial de Bennett

Los simuladores disponibles en el mercado, en función de su sofisticación, controlan más o menos bien estos determinantes. Y esto al precio de una programación fastidiosa, resultante de una manipulación costosa en tiempo y fuente de error para el consultorio dental. Además, la integración de una parte de estos parámetros (2, 3, 4) tiene la función de reproducir la cinemática mandibular. Esta reproducción es únicamente un enfoque de los movimientos mandibulares reales ya que la anatomía de la articulación temporomandibular se reduce a una suma de valores angulares que esquematiza en los planos del espacio las trayectorias del cóndilo mandibular. Esto se materializa mecánicamente a nivel de las cajas condíleas del simulador.

El procedimiento según la invención es innovador en estos puntos. La integración de los determinantes se realiza de manera más sencilla e intuitiva. Sobre todo, en lo que respecta a la reproducción de la cinemática. Se propone un verdadero registro de esta. Una vez integrada en el programa, se repetirá a voluntad con el fin de animar los modelos digitales de las arcadas dentales. Se podría fácilmente librarse de la recogida de los determinantes (2, 3, 4), pero esto hace que el presente procedimiento sea compatible con los sistemas existentes en el mercado. En cuanto a la información proporcionada por la posición de las arcadas dentales en el espacio con respecto a las articulaciones y al macizo facial (1), su interés es estudiar (en caso de análisis oclusal) y reconstruir las curvas oclusales. Estas curvas, la curva de SPEE y la curva de WILSON cualifican la organización intraarcadas. De manera simplificada, estas curvas corresponden a la manera en que se orientan las superficies oclusales de los dientes, sus cúspides y los bordes incisivos en el espacio. Esto lleva al conocimiento de los presentes inventores de las posibilidades de distribución de las fuerzas y de encuentro interarcadas. De ello se desprende un análisis de la forma individual de cada diente, su propia anatomía, la profundidad de los surcos, la altura cuspídea, su propia posición con respecto a los demás dientes vecinos y antagonistas.

Las nuevas tecnologías digitales ofrecen unas posibilidades de tratamiento y de análisis inigualables actualmente y han impulsado a desarrollar diferentes protocolos clínicos. Estos protocolos son aplicables en las diferentes situaciones clínicas mencionadas anteriormente que se recordarán durante sus descripciones.

Estos protocolos se describen con tres tecnologías diferentes.

> La primera tecnología es una cámara optoelectrónica tomodensitométrica utilizada para recoger el posicionamiento en el espacio de diodos activos, pequeños marcadores que emiten una señal.

> La segunda tecnología es una cámara de infrarrojos compuesta por una fuente luminosa que emite una señal continua de pequeños puntos infrarrojos. Esta señal es recuperada a continuación por una pequeña cámara integrada. Se aplica un procedimiento de triangulación para determinar la posición en el espacio de la superficie reflectante.

> La tercera tecnología es electromagnética. Los marcadores son unas bobinas que dan una información según 6 grados de libertad de su posición. Una fuente está colocada al lado y emite un campo electromagnético.

El presente procedimiento no describe el diseño de las cámaras sino sus utilizaciones que pretenden posicionar los modelos digitales de arcadas dentales con respecto a unos puntos de referencia que caracterizan el macizo óseo de la cara. Etapa necesaria en el diseño de accesorios protésicos, ortesis oclusales, o también en la planificación de un tratamiento ortodóntico que pretende elaborar el aparato ortodóntico. Este proceso también es útil en todas las etapas de análisis oclusal.

El protocolo se divide en diferentes etapas ligeramente variables en función de los procedimientos:

V Colocación de las referencias, puntos de referencia: unas referencias cutáneas y otras extrapoladas por el programa están posicionadas a nivel de las zonas de referencias que caracterizan el macizo facial del paciente. Permite asimismo la gestión del determinante 2.

V Determinación de los planos y eje de referencia a partir de los puntos de referencia: un plano horizontal, un plano sagital mediano, el eje de "rotación" bicondíleo.

V Situación de las arcadas dentales con respecto a estos planos. Gestión de los determinantes 1 y 3.

V Estudio y registro de la cinemática mandibular. Determinantes 4.

I. Colocación de las referencias

Delante del tragus a la derecha y a la izquierda, puntos correspondientes a los cóndilos. La figura 1 ilustra el cóndilo izquierdo 28, la figura 2 el cóndilo derecho 29.

En los puntos suborbitales 30, 31, en la palpación del reborde óseo bajo el ojo, a la derecha 31 y a la izquierda 30. Colocar un punto de color, un diodo, una referencia reflectante, o una bobina electromagnética bajo la nariz correspondiente a la espina nasal 6 y/o en el punto nasión 5.

II. Determinación de los planos de referencia a partir de los puntos de referencia

- Crear el plano horizontal, el plano de Frankfurt 8, plano de referencia que representa la base del cráneo (corresponderá a la rama superior del articulador)

El plano pasa por los dos puntos condíleos 28, 29 y los puntos suborbitales 30, 31.

- Situar a continuación el plano sagital mediano (corresponderá a la simetría mediana del articulador) Calcular el punto intercondíleo 7 situado en el medio de los dos puntos condíleos. Un algoritmo informático determina la posición espacial de este punto basándose en el posicionamiento de los puntos condíleos vistos por la cámara.

Tomar el punto subnasal o el punto nasión, el plano sagital 9 pasa por uno de los puntos nasión 5 o subnasal 6, y el punto intercondíleo 7, y es perpendicular al plano horizontal de Frankfurt 8.

Estas acciones de posicionamiento de los puntos de referencia son idénticas independientemente de la tecnología empleada para registrar la posición de las referencias.

III. Situar la posición de las arcadas dentales con respecto a estos planos

a. Primera solución: utilización de la cámara de vídeo infrarroja

Una placa de posicionamiento 10 se modifica con unas referencias calibradas (en este caso en forma de bolas 11) para objetivar la posición de los dientes maxilares con respecto a los planos: horizontal de Frankfurt 8 y sagital 9. Una referencia de posicionamiento 12 permite situar el medio incisivo. Es objetivado hacia delante en la placa por una bola 11 u otra forma fácilmente localizable por la cámara.

Como recordatorio, las imágenes anteriores proceden de una modelización, pero corresponden a una situación clínica.

A continuación, el objetivo es registrar con un material 13 de deformación plástica la colocación de los dientes en la parte intrabucal de la placa. Esta parte se puede disociar de la parte extrabucal para ser escaneada. Un tope interincisivo 12 facilita el posicionamiento y aporta otras informaciones. La distancia entre el tope interincisivo 12 y la bola de referencia 11 es parametrizada y conocida por el programa. Como la cámara puede localizar únicamente el elemento externo, el programa podrá entonces definir el punto incisivo.

La placa está compuesta por dos partes separables ya que sus dimensiones no le permiten ser escaneada. La placa y sus dos partes tienen unas dimensiones conocidas y están integradas en el programa. El escáner, cuando tiene lugar la adquisición 3D de la impresión 14, reconoce asimismo los bordes y unas referencias en la parte intrabucal. Se deduce por lo tanto la situación de la parte extrabucal. Habiendo detectado la cámara las referencias extrabucales, el conjunto se coloca por lo tanto en el espacio con respecto a los planos mencionados anteriormente.

Es posible colocar a continuación en el escaneo de la impresión 14 el modelo digital del modelo maxilar por correlación entre las formas (véase la figura 12). Se determina entonces la orientación y la posición del maxilar con respecto a la base del cráneo, pero sobre todo con respecto a los dos cóndilos 28, 29. El modelo digital de la arcada mandibular entra a continuación en contacto con el modelo maxilar, no se desarrollarán los medios de puesta en relación intermaxilar.

Ventajas: esta cámara es un verdadero escáner gracias a sus sensores de profundidad capaces de transcribir una superficie como una nube de puntos a la que está asociada una cámara RGB para añadir textura al objeto 3D. Es interesante tener disponible el entorno cutáneo de los labios cuando tiene lugar la reconstrucción de los dientes del sector anterior. El proyecto protésico virtual que implica el sector anterior se realizará en función del borde de los labios para situar la línea de la sonrisa.

b. Segunda solución: utilización de la cámara optoelectrónica activa con reconocimiento de diodos activos Se puede utilizar otro tipo de cámara para localizar la posición de la arcada maxilar y, por consiguiente, la arcada mandibular. Localiza en el espacio unos diodos activos. El protocolo de determinación de los planos y de los puntos de referencia es ligeramente diferente. El sistema comprende un pequeño lápiz táctil de dimensión calibrada y coronado por tres pequeños diodos que permiten una triangulación y su localización en las tres dimensiones por la cámara. El objetivo es el mismo: poder colocar el modelo digital del modelo maxilar con respecto a los planos y puntos de referencia que caracterizan el macizo facial como son las verdaderas arcadas del paciente con respecto al macizo óseo. Se obtienen orientación y posición.

Primera etapa

> Colocación de la banda 15 con la caja de diodos en la frente

Esta caja es el referencial de posicionamiento que determina todas las etapas siguientes. Se aplica sobre la frente del paciente y es mantenida por una banda. Un sistema de apoyo nasal asegura asimismo la estabilidad. Tres diodos como mínimo distribuidos por la superficie son visibles en todo momento por la cámara.

Segunda etapa

> Apuntado de los puntos característicos de la cara

Esta etapa determina el posicionamiento de los puntos de referencias y de los planos mencionados anteriormente. No es necesario aplicar unos diodos activos sobre la piel del paciente. La utilización de un lápiz táctil 16 es suficiente para pinchar los puntos sobre el rostro del paciente. El registro de estos puntos constituye una imagen volumétrica del macizo facial. Un botón 17 en el lápiz táctil permite señalar para validar la posición de los puntos de referencia cada vez que el extremo del palpador está colocado sobre los puntos anatómicos correspondientes. El lápiz táctil está diseñado de tal manera que el programa determina la posición de la punta en el espacio cuando la cámara rastrea los diodos dispuestos en el mango. Con cada clic, los puntos de referencia se fijan en el referencial de la caja frontal. Durante la adquisición se solicita inmovilidad al paciente. Pero tras el final del "picking', los movimientos de la cabeza ya no son un problema. Si la cabeza se mueve y por lo tanto la caja, se aplica una transformación rígida a los diferentes puntos para conservar su posición con respecto al volumen facial.

Tercera etapa

Apuntado de los puntos en la arcada maxilar

Los puntos 18 que se deben buscar se colocan de manera aleatoria en el modelo 3D y esto interesa también para una arcada parcialmente dentada, con unos dientes preparados o unos pilares de implante o también para una arcada desdentada. El imperativo es colocar el terminal extremo del lápiz táctil en la boca en los mismos lugares que en el modelo virtual.

Las zonas elegidas 18 son unas zonas que aseguran la estabilidad del extremo del marcador. En este caso se eligen las fosas de los dientes.

El lápiz táctil 16 colocado en la boca tiene sus sensores 19 localizados por la cámara. Con cada clic, la cámara ve la posición de los puntos diana con respecto a la caja frontal. Cuando los puntos que deben ser señalados como seleccionados en el modelo 3D han sido situados y validados gracias al lápiz táctil, el modelo 3D ocupa su lugar con respecto al referencial. Como la operación previa ha permitido conocer la situación de los planos y eje de referencia con respecto a la caja, se deduce la posición del maxilar con respecto al plano de referencia. De la misma manera, el modelo 3D del maxilar sigue los movimientos de la caja solidaria con la cabeza.

Cuarta etapa

Registro de la cinemática

La posición estática del modelo mandibular con respecto al maxilar se ha registrado previamente en la boca mediante una cámara óptica intrabucal o a nivel de un escáner de mesa en el laboratorio. En esta etapa, el modelo mandibular encuentra por lo tanto su lugar a nivel de la base del cráneo y más particularmente a nivel de los planos y ejes de referencia que lo caracterizan. Es preciso conocer a partir de ahora la manera en que se desplaza la mandíbula en el espacio. El principio es el mismo que anteriormente. Los marcadores se colocan únicamente en los dientes mandibulares. La cámara asegurará el tracking de los diodos colocados en el referencial frontal y el de los diodos solidarios con la arcada mandibular en movimiento. El modelo de la arcada maxilar y los planos de referencia están asociados a la animación de la mandíbula en movimiento. Para ello, se distribuyen unas cajas que contienen unos diodos y se fijan en la arcada mandibular.

Se toma en este momento la impresión óptica que sirve para restituir en 3D la arcada mandibular, los diodos en su lugar (mínimo 3). El modelo 3D comprenderá dos informaciones:

> La forma de la arcada y todos los elementos que la constituyen (por ejemplo, anatomía oclusal de los dientes restantes, dientes preparados, pilares de implante, sectores desdentados, etc.)

> El renderizado 3D de los diodos colocados sobre uno de estos elementos.

Se asegura a continuación una correlación entre los movimientos de los diodos físicos captados por la cámara y su modelización. Este procedimiento es necesario para poner en movimiento la arcada 3D modelizada. Se colocan unos separadores bucales 20 para que los diodos sean visibles por la cámara (véase la figura 17).

En algunos casos, los diodos pueden estar colocados en situación bucal para facilitar la cinemática mandibular. Se llevan hasta el extremo de una varilla cuyo tamaño es conocido. Esta varilla se encaja en una fijación reproducible fijada en una parte de la arcada. El escáner de la arcada se realiza de manera idéntica que anteriormente excepto que solo habrá un renderizado 3D del sistema de fijación. Pero la cámara recogerá el desplazamiento de los diodos colocados en la varilla a distancia del sistema de fijación. Ahora bien, la distancia entre los diodos y el sistema de fijación es conocida e invariable. Entonces es posible la correlación entre el desplazamiento de los diodos y de la arcada virtual.

Funciones suplementarias

Otras referencias son útiles con el fin de respetar las reglas de la estética. La línea bipupilar y el reborde de los labios son unos elementos en los que el profesional puede apoyarse para elegir la longitud de los dientes del sector anterior o elegir también la línea de la sonrisa (de los dientes). Un barrido continuo con el lápiz táctil sobre una superficie permite reproducir en 3D esta superficie en el programa

> Función de dibujo de los labios por barrido con el lápiz táctil. Es posible solicitar al paciente que sonría, fijar esa sonrisa gracias a este procedimiento. Después, cuando tiene lugar la modelización de los dientes anteriores que se deben reconstruir, el volumen en 3D del labio sirve de guía.

> Línea bipupilar. Al igual que en la etapa de determinación de los planos, se coloca la punta del lápiz táctil frente a los ojos y se señala delante de cada uno de ellos. Se traza la línea y aportará una fuente de información suplementaria con el fin de respetar un cierto paralelismo del plano de oclusión y la línea de la sonrisa con respecto a la línea bipupilar.

c. Tercera solución: utilización de marcadores magnéticos

Este sistema se puede utilizar al mismo tiempo para determinar los planos y puntos de referencia y también para realizar la motion capture. Está compuesto por una fuente y sensores.

La fuente contiene unas bobinas electromagnéticas encerradas en una coquilla de plástico moldeado que emiten unos campos magnéticos. La fuente es la posición de referencia del sistema para las mediciones del sensor.

Los sensores son unas bobinas electromagnéticas encerradas en una envuelta de plástico moldeado que detectan unos campos magnéticos emitidos por la fuente. La posición y la orientación de los sensores se miden con precisión cuando se desplazan. El sensor es un dispositivo completamente pasivo.

IV. Los datos así obtenidos se pueden utilizar de diferentes maneras

a. Para colocar los modelos de las arcadas dentales en este sistema con sus propios algoritmos

La primera etapa era determinar la posición estática de las arcadas. La placa compuesta por sus dos partes lo ha permitido al igual que con el sistema de diodos activos y su lápiz puntero o también los emisores magnéticos. A continuación, es preciso interesarse en la cinemática mandibular.

i. Estudio y registro de la cinemática mandibular

Para que este sistema sea utilizable, es necesario animar el modelo mandibular con respecto al modelo maxilar. La captura del movimiento de la mandíbula es fundamental en este caso. Se colocan dos o tres referencias en los dientes mandibulares. Ahora bien, es necesario añadirlos a la arcada maxilar ya que esta, solidaria con el cráneo, puede estar sometida a unos movimientos parasitarios debidos a los micromovimientos de este último incluso si se solicita inmovilidad al paciente. Se aplica en todo momento una transformación rígida para transferir estos micromovimientos de la cabeza a los de la mandíbula, y compensar así estos movimientos involuntarios, para simular una inmovilidad perfecta de la cabeza. Los puntos cutáneos no se utilizan en este caso ya que la piel es ligeramente móvil bajo la acción muscular de masticación.

La cámara no tiene una definición suficientemente importante para poder basarse simplemente en la transmisión del movimiento obtenido en la boca al modelo digital de la mandíbula. En este caso, el programa, mediante otra transformación rígida, aplica el movimiento de los marcadores fijados en los dientes mandibulares a los puntos virtuales materializados por los marcadores situados frente a los cóndilos. El trazado obtenido es rico en información ya que caracteriza la motilidad de la articulación temporomandibular (ATM) y, por lo tanto, puede ser útil en el diagnóstico de patologías articulares que se manifiestan a menudo por un movimiento anárquico. El otro punto importante es que de ello se pueden extraer unos datos angulares (ángulo de Bennett, pendiente condílea, desplazamiento lateral, etc.) que dan una indicación sobre la forma de la articulación. Estos datos también son transferibles hacia los simuladores comerciales (indicación desarrollada a continuación) ya sean virtuales o físicos. La forma de las presentes restauraciones protésicas dependerá de ello.

Como la envoltura de los movimientos de la articulación es conocida, se reutiliza para la puesta en movimiento del modelo mandibular. Un algoritmo de detección de las colisiones entre los dos modelos está integrado en el programa. En primer lugar, permite evitar la penetración entre las dos cuadrículas, pero también marcar con un código de color la intensidad y las zonas de contacto entre los dientes. Para movilizar el modelo, basta con señalar un punto de la cuadrícula y desplazar el ratón con el fin de ponerlo en movimiento.

ii. Una parte del programa comprende asimismo una parte CAO (diseño asistido por ordenador) propietaria Las primeras funciones se refieren al diseño de una férula oclusal.

1. CREACIÓN DE FÉRULA (ORTESIS OCLUSAL) POR CFAO

> Modelización del plano de oclusión o plano cuspídeo

Selección de los puntos más altos de los dientes posteriores. Crear unas curvas que reúnan estos puntos (véase la figura 19). En el nivel anterior, la curva pasa por la mitad de los cíngulos.

Se crea un plano que pasa por estos puntos y curvas.

La superficie presente en este caso será el límite superior de la férula, parte en contacto con los dientes de la arcada opuesta.

> Recuperación de las líneas de perfil de la férula

Recortar la cuadrícula de la arcada mandibular y duplicarla. Los límites de recorte corresponden a los límites de la férula (véanse las figuras 20 a 23).

2. ANÁLISIS OCLUSAL

La orientación de los dientes a nivel de las arcadas dentales se realiza de una manera muy precisa. El plano que pasa por las cúspides de los dientes no es plano y está curvado. En vista sagital de perfil, es posible discernir la curva de Spee, cóncava hacia abajo, pasando por la punta canina y siguiendo las cúspides vestibulares de los otros dientes. En vista frontal de cara, la curva de Wilson, cóncava hacia arriba, si se aplica al maxilar, reúne los vértices de las cúspides vestibulares y linguales de dos dientes homólogos (generalmente los primeros molares). La esfera de Monson 22 (véase la figura 24) se describe de esta manera: "La esfera de Monson, cuyo centro se sitúa aproximadamente a nivel de la apófisis crista-galli, pasa por las puntas cuspídeas mandibulares y la vertiente anterior del cóndilo mandibular". Podría por sí misma dar la orientación de la superficie oclusal de los dientes y, por lo tanto, determinar la posición del plano de oclusión. Se han descrito diferentes procedimientos para situar el centro de la esfera Monson ya que solo un examen radiográfico puede situar la apófisis crista-galli; ahora bien, a menudo se intenta evitar las radiografías, si es posible.

Un primer procedimiento consistiría en determinar el radio de curvatura de la esfera adaptado al paciente por medio de una fórmula matemática procedente de un análisis cefalométrico.

(JD ORTHLIEB)0

Otra descripción sitúa el centro de la esfera en el vértice de un triángulo equilátero que pasa por el centro de los cóndilos.

Después del estudio en un panel de individuos, el procedimiento descrito por Broadrick es equivalente, pero no tiene en cuenta el tipo esquelético del paciente. En efecto, el radio de curvatura utilizado es siempre el mismo (10,4 cm) y, por consiguiente, no siempre es conveniente para todos los pacientes.

Los presentes inventores se inspirarán en la técnica descrita por Orthlieb en 1983 y es la que se describirá en el presente sistema. Pero no se limita a este procedimiento, está prevista una evaluación según el caso clínico.

El valor de la distancia entre el dentado y el cóndilo se traza y se utiliza para situar el centro de la esfera sobre el plano sagital mediano. Este valor se traslada a nivel de la punta canina 21 y del cóndilo 28, 29 y el centro de la esfera 22 debe situarse a equidistancia de este valor con respecto a estos puntos.

La calota anatómica 23 así obtenida da una idea de la curva de Spee en vista sagital.

Para el análisis oclusal, los contactos interarcadas se marcan en color. En posición estática y dinámica si es necesario. Existen unas herramientas para retocar la cuadrícula con respecto a los dientes añadiendo o suprimiendo material. Por lo tanto, los puntos de contacto evolucionan. La calota de la esfera que determina el plano de oclusión es útil en este momento para evaluar los dientes mal posicionados y corregirlos virtualmente. Cuando faltan dientes, la importación se realiza a partir de una base de datos. Este charting será útil para transponer el ajuste oclusal en la boca. Si la mayoría de los ajustes son unos ajustes por adición, se propone realizar un CAO de férula fabricada a continuación en material transparente. Recibirá un material compuesto y se aplicará a continuación en la boca para aplicar este compuesto sobre los dientes del paciente en el caso en el que el diente de soporte no deba recibir ninguna reconstrucción protésica importante ya que la pérdida de sustancia es mínima. En los casos en los que el proyecto de rehabilitación oclusal indica una pérdida de sustancia más importante, otro procedimiento consiste en realizar una serie de coronas provisionales con la forma de la presente modelización. Una vez obtenidas las morfologías ideales, se realiza (por ejemplo, mediante un programa adaptado) una reducción al mínimo de los futuros pilares dentales, y se diseña una placa de apoyo mucoso o unas cornamusas dentales de control de hundimiento. La pieza se puede mecanizar en un bloque de PMMA. Estos elementos se rebajarán en la boca para adaptarlos a los dientes justo después de su preparación. Es posible suprimir uno o varios retoques. Instantáneamente, el programa puede recalcular los puntos de oclusión y estos se pueden visualizar de nuevo. Se desprende también una modificación de la relación interarcadas con un posible desplazamiento de la arcada mandibular. Se asegura así su seguimiento para determinar mejor las zonas de retoques en una arcada dada. Puede ser útil jugar con la transparencia de la cuadrícula para una mejor legibilidad de los contactos también visibles. En cualquier momento se pueden reproducir los movimientos registrados. Durante el movimiento, se puede realizar un seguimiento de la cinemática de la articulación con la visualización de la curva derecha e izquierda en 2D o en 3D. El desplazamiento es transmitido a las arcadas.

Para la terapia oclusal mediante ortesis están disponibles unas herramientas con el fin de aplicar el procedimiento descrito anteriormente. Se visualiza la férula creada. La especificidad de los algoritmos desarrollados es que es posible salir del trazado de la curva. Es decir que se está obligado a restringir el desplazamiento en algunas situaciones al desplazamiento registrado. Esto es útil cuando se diagnostica una patología y de la cual una de sus manifestaciones es un movimiento incoherente a nivel articular. Puede resultar útil disponer asimismo de múltiples herramientas para diseñar cualquier tipo de férulas (avance mandibular para tratamiento de la roncopatía, hiperpropulsores en ortodoncia, férula de reposicionamiento de los maxilares utilizada en peroperatorio en cirugía maxilofacial, etc.). La acción es prácticamente similar a la descrita anteriormente. Los elementos comunes son trabajar sobre una parte de las cuadrículas de los modelos colocados en una posición determinada.

Para la terapia ortodóntica, el desafío es recolocar los dientes gracias a un aparato con el fin de que estén organizados de manera coherente entre ellos en la misma arcada y con respecto a la arcada antagonista. El plano de oclusión es útil asimismo en este caso. Las herramientas disponibles son unas herramientas que permiten desplazar los dientes uno por uno del tipo "trackbair. Unas curvas en 3D e inspiradas en los elementos ya presentes (curva de Spee, Wilson, plano de oclusión y posición con respecto al eje de rotación articular) se dibujan sobre unos puntos de referencia (puntos cuspídeos, bordes incisivos, caras vestibulares). Un algoritmo asegura a continuación la alineación entre la curva que falta y la curva ideal. Una vez validados los puntos de oclusión que aseguran el ajuste interarcadas, así como los contactos en los guiados dentales (dependiendo del movimiento condíleo), otras herramientas aseguran el diseño del aparato de ortodoncia. Se obtienen unos brackets y alambres a medida en posición lingual o vestibular. Otra información útil es conocer el posicionamiento de las raíces subyacentes de las coronas. El volumen de estas raíces se importa, por ejemplo, procedente de un escáner de rayos X. Un algoritmo derivado del algoritmo de los marching cube modeliza estas raíces que se fusionan a continuación en las coronas del set-up. El set-up dental digital está asociado algunas veces a una planificación quirúrgica, pero la cirugía se realiza tras el tratamiento ortodóntico.

3. ORTODONCIA Y CIRUGÍA MAXILOFACIAL

La ortodoncia tiene por objetivo normalizar las relaciones dentoalveolares para optimizar la función oclusal. Como se ha visto anteriormente, el análisis de las funciones oclusales es detallado y difícil de realizar en boca. Por lo tanto, incluso en ortodoncia, el montaje de los modelos de las arcadas con respecto a los planos de referencia con posibilidad de estudio de la cinemática son unos elementos esenciales. La terapia ortodóntica recurre a menudo a la utilización de aparatos ortopédicos cuyo simulador virtual o físico es el soporte. Durante el tratamiento y para los casos que lo necesitan, es preciso realizar unas férulas quirúrgicas de reposicionamiento de las arcadas dentales cuando el hueso maxilar o la mandíbula han sido seccionados.

Antes del tratamiento, el enfoque es muy similar a lo que se ha descrito para el análisis oclusal.

Para completar el diagnóstico radiográfico cefalométrico, es posible simular el desplazamiento dental. La función suplementaria es la función "set-up". Esta función resulta muy asequible debido a que se realiza digitalmente y a que a partir de ahora puede desembocar en el diseño del aparato ortodóntico. Antes, esto estaba reservado para unos casos muy precisos ya que la técnica necesitaba mucha manipulación. A partir de ahora se puede democratizar, y las funciones tales como el plano de oclusión 3D hacen que la técnica sea aún más fiable. La figura 28 ilustra un set-up digital 24 con respecto a la calota oclusal 23 derivada de la esfera Monson 22.

Si se ha realizado un escáner, es posible importar tras la reconstrucción, los volúmenes de las raíces 25 e integrarlos en el set-up por correlación (véase la figura 29). Incluso si fuera preciso más bien importar el set-up dentro de la reconstrucción de los volúmenes óseos permitidos por el escáner, se puede prever esta solución. En el caso en el que el escáner es la referencia, ya no es necesario buscar los planos de referencia mediante la colocación de las referencias cutáneas. Unas referencias óseas son discernibles directamente.

Cuando se realiza un diagnóstico de dismorfosis de las bases óseas, se emprende una cirugía maxilofacial. Conviene simular las consecuencias de esta cirugía en los modelos. Los desplazamientos maxilares y/o mandibulares se efectúan entonces según una relación mandibulocraneal registrada y conservada y según un plano de referencia (el plano axioorbitario próximo al plano de Frankfurt). La cantidad y el sentido del desplazamiento de las arcadas y de las estructuras óseas que las soportan están determinadas por el examen clínico y por el análisis cefalométrico. Los resultados de este análisis se importan al programa para desplazar las arcadas dentales digitales como podría hacerlo la cirugía. Se realizan unas férulas modelizables para asegurar el reposicionamiento del o de los huesos maxilares en peroperatorio.

El procedimiento según la invención es muy útil para diseñar unos aparatos tales como los hiperpropulsores que prevén estimular el crecimiento mandibular mediante el fenómeno de propulsión mandibular. Esta terapia necesita conocer el valor de desinclusión de los sectores molares, siendo este valor dependiente de la articulación y de la pendiente condílea. Como los datos del registro de la cinemática mandibular están disponibles, el diseño de este tipo de aparato es más fácil y fiable.

b. Utilización de los datos de posicionamiento para asegurar la transferencia hacia los simuladores virtuales existentes en el comercio

Se utilizan los ejes de simetría determinados por los marcadores cutáneos y la localización de los puntos condíleos.

La recta que pasa por los puntos condíleos, o eje bicondíleo 26, está centrado en el eje bisagra del articulador, los modelos se colocan en el sentido anteroposterior. El plano de Frankfurt 8 pasa a nivel de la rama horizontal del articulador, los modelos se colocan en el sentido vertical. El plano sagital 9 pasa por el eje de simetría del articulador (véase la figura 30).

Los datos angulares de la forma de la articulación obtenidos a partir del estudio de la cinemática se pueden utilizar en estos sistemas como puede hacerlo la axiografía. El ángulo 27 de la pendiente condílea se debe transferir al articulador.

La ventaja de la presente invención reside en particular en que la captación de movimientos mejora la definición del aparato dental, por ejemplo, de un dispositivo interoclusal (férula), pero también permite introducir la posibilidad de detectar unas patologías articulares y tratarlas precozmente gracias a unas férulas construidas por fAo , a partir de los datos digitales recopilados directamente del paciente.

Además, esta modelización tridimensional permite guiar al ortodoncista en sus elecciones terapéuticas: se pueden calcular exactamente las fuerzas necesarias que se deben aplicar sobre las coronas para obtener un desplazamiento en el tiempo.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de diseño de un aparato dental destinado a un macizo facial que comprende unas coronas de dientes y las raíces que les corresponden, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:

- constituir por tomodensitometría una imagen volumétrica del macizo facial en forma de un archivo digital inicial, comprendiendo dicha imagen volumétrica la imagen de la articulación mandibular en una posición de referencia,

- constituir una imagen volumétrica de cada arcada dental de dicho macizo facial,

- poner en correspondencia la imagen volumétrica del macizo facial y las imágenes volumétricas de las arcadas dentales,

- modificar dicha imagen volumétrica del macizo facial mediante el procesamiento informático de dicho archivo digital inicial, y obtener un archivo digital modificado,

- diseñar dicho aparato dental utilizando dicho archivo digital inicial y dicho archivo digital modificado, y producir un archivo utilizable por unas máquinas de control digital aptas para fabricar un aparato dental, en el que, en la etapa de modificación de dicha imagen volumétrica del macizo facial, se tiene en cuenta el registro de los desplazamientos de la mandíbula durante una pluralidad de movimientos de dicha mandíbula, de manera que se tengan en cuenta los movimientos posibles de dicha articulación tras la captación del movimiento de esta misma mandíbula,

estando dicho procedimiento caracterizado por que:

- el registro de los desplazamientos de la mandíbula utiliza unos marcadores o unos sensores en la mandíbula y en la arcada maxilar, comenzando dicho registro en la posición de referencia utilizada cuando tiene lugar la constitución de la imagen volumétrica del macizo facial;

- cuando tiene lugar la constitución de dicha imagen volumétrica del macizo facial, el paciente está equipado con dichos marcadores o sensores;

y por que comprende un cálculo por transformación rígida para compensar los movimientos del macizo facial durante el registro de la cinemática mandibular.

2. Procedimiento según la reivindicación anterior, que comprende además un cálculo por transformación rígida de manera que permita tolerar una ligera variación de la situación de los marcadores o sensores.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el cálculo por transformación rígida configurado para compensar los movimientos del macizo facial cuando tiene lugar el registro de los movimientos de la mandíbula comprende la transferencia de los movimientos de los marcadores o sensores de la arcada maxilar a los movimientos de los sensores o marcadores de la arcada mandibular.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una etapa de diseño y colocación, mediante un programa, de un bracket, apto para fijar un alambre con memoria de forma, y guiar así la tracción ortodóntica.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una etapa de dimensionamiento de un arco, apto para ayudar a la fuerza que se debe aplicar a una arcada dental.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una etapa de colocación, mediante un programa, de minitornillos destinados a ser implantados a nivel del hueso.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una etapa de determinación de la esfera de Monson de un macizo facial, caracterizado por que comprende las subetapas siguientes:

- trazar la distancia entre el dentado y el centro del cóndilo,

- trasladar al plano sagital mediano los puntos situados a dicha distancia de uno de los cóndilos,

- trasladar al plano sagital mediano los puntos situados a dicha distancia de la punta cuspídea, siendo las dos últimas etapas realizadas de manera que se obtenga un punto común en los puntos trasladados en las dos etapas, y este punto común es el centro de la esfera de Monson.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la modificación de la imagen volumétrica del macizo facial comprende por lo menos un desplazamiento de diente con vistas a una corrección deseada de la dentadura, y por que, en la etapa de modificación de la imagen volumétrica del macizo facial, para cada diente objeto de un desplazamiento, se individualiza su corona y se le asocia la raíz que le corresponde.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que dicho desplazamiento de diente está acompañado por el trazado de curvas que esquematizan el posicionamiento de los bordes oclusales de dicho diente y la posición extrema de las caras vestibulares de dicho diente.

10. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que dicho procesamiento informático comprende además la evaluación de las fuerzas que se deben aplicar a dicho diente para permitir dicho desplazamiento.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la determinación de la esfera de Monson del macizo facial, la determinación de un plano oclusal a partir de la calota (23) de dicha esfera, y la corrección virtual de los dientes mal posicionados dibujando sobre unos puntos de referencia unas curvas en 3D basadas en el plano de oclusión y alineando una curva defectuosa y una curva ideal.

12. Aplicación de un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores para el diseño de una ortesis oclusal de liberación oclusal o de anteposición mandibular.