ES2937163T3 - Planificación digital de tratamiento ortodóncico - Google Patents

Abstract

Un sistema de planificación de tratamiento de ortodoncia digital proporciona al médico una representación digital de al menos una parte de un diente de un paciente dentro de un entorno tridimensional. El médico puede proporcionar una entrada indicativa de un movimiento deseado para un diente de un paciente a través de una interfaz de usuario. En función del movimiento deseado para el diente, se calcula la posición de un aparato de ortodoncia virtual. La representación digital del diente se puede mover de acuerdo con la posición ajustada del aparato de ortodoncia virtual. De esta forma, el sistema proporciona al médico la percepción de que la entrada se aplica directamente al diente, mientras que la entrada se aplica indirectamente al diente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

d e s c r ip c ió n

Planificación digital de tratamiento ortodóncico

Campo técnico

La invención se refiere a la ortodoncia y, más particularmente, a técnicas basadas en ordenador para ayudar al diagnóstico y tratamiento ortodóncico.

Antecedentes

El campo de la ortodoncia tiene que ver con el recolocamiento y la alineación de los dientes de un paciente para una oclusión y una apariencia estética mejoradas. Por ejemplo, el tratamiento ortodóncico a menudo implica el uso de diminutos aparatos ranurados, conocidos como brackets, que se fijan a los dientes anteriores, colmillos y premolares del paciente. En la ranura de cada bracket se recibe un arco de alambre y sirve como pista para guiar el movimiento de los dientes hasta las orientaciones deseadas. Los extremos del arco de alambre se reciben normalmente en unos aparatos conocidos como tubos bucales, que se fijan a los molares del paciente.

Varios aparatos ortodónticos en uso comercial hoy en día se construyen sobre el principio de “concepto de alambre recto” desarrollado por el Dr. Lawrence F. Andrews, D.D.S. De acuerdo con este concepto, la forma de los aparatos, incluyendo la orientación de las ranuras de los aparatos, se selecciona de manera que las ranuras se alinean en un plano de referencia plano al final del tratamiento. Además, un arco de alambre flexible se selecciona con una forma curvada general que normalmente se encuentra en un plano de referencia plano.

Cuando el arco de alambre se coloca en las ranuras de los aparatos de alambre recto al comienzo del tratamiento ortodóncico, el arco de alambre se desvía a menudo hacia arriba o hacia abajo desde un aparato al siguiente según las disoclusiones del paciente. Sin embargo, la flexibilidad del arco de alambre tiende a devolver el arco de alambre a su forma normalmente curvada que se encuentra en un plano de referencia plano. A medida que el arco de alambre se desplaza hacia el plano de referencia plano, los dientes unidos se mueven de manera correspondiente hacia una disposición ordenada, alineada, estéticamente agradable.

Una posición del bracket sobre un diente así como la interacción entre el bracket y un arco metálico afecta a una posición resultante del diente. Tal como puede apreciarse, es importante para el profesional sanitario usar aparatos de alambre recto para fijar cada bracket en la posición adecuada exacta sobre el diente correspondiente para lograr el movimiento del diente deseado. Si, por ejemplo, un bracket se coloca demasiado en una dirección oclusal sobre la superficie dental, el arco de alambre tenderá a posicionar la corona del diente demasiado cerca de la encía al final del tratamiento. Como otro ejemplo, si el bracket se coloca a un lado del centro del diente en la dirección o bien mesial o bien distal, la orientación del diente resultante será probablemente una orientación que se gira excesivamente alrededor de su eje longitudinal.

El documento US 2006/073436 A1 describe un método que comprende: representar un arco de alambre dentro de un entorno tridimensional (3D) con una pluralidad de segmentos; recibir entrada indicativa de movimiento de un objeto ortodóncico a lo largo del arco de alambre; y mover el objeto ortodóncico dentro del entorno 3D como se indica a lo largo del arco de alambre basándose en la pluralidad de segmentos.

El proceso de posicionamiento y unión de los brackets a los dientes del paciente a menudo requiere que un profesional sanitario determine visualmente la ubicación adecuada de los brackets sobre los dientes respectivos basándose en una estimación de cómo afectarán los brackets al movimiento de los dientes. Típicamente no hay forma de confirmar si la colocación seleccionada del bracket dará como resultado el movimiento del diente deseado. De manera similar, típicamente no hay forma de seleccionar una posición deseada para un diente y seleccionar posteriormente la ubicación de un bracket en el diente basándose en la posición deseada del diente.

El estado de la técnica en la ortodoncia se mueve rápidamente hacia técnicas digitales y asistidas por ordenador. Estas técnicas incluyen el uso de escáneres intra y extraorales, modelado tridimensional (3D) de una estructura dental, y fabricación de aparatos ortodóncicos a partir de datos digitales.

Resumen

La presente invención se define en las reivindicaciones. En general, la invención se refiere a técnicas implementadas por ordenador para ayudar a los profesionales sanitarios en el diagnóstico y tratamiento ortodóncico. Más específicamente, se describe un sistema informático que proporciona un entorno para modelar y representar una representación digital de uno o más dientes de un paciente dentro de un entorno tridimensional (3D) con el fin de desarrollar un plan de tratamiento ortodóncico para lograr una disposición funcional y/o estética deseada de los dientes. En algunas realizaciones, el sistema informático también representa una representación digital de un aparato ortodóncico, tal como un bracket. La representación digital del aparato ortodóncico puede ser un análogo del aparato ortodóncico, un aparato ortodóncico transparente o semitransparente, una representación gráfica visible o contorno del aparato ortodóncico o un objeto indicativo del aparato ortodóncico o indicativo de una o más características del aparato ortodóncico.

Al interactuar con el sistema, un ortodoncista puede visualizar la representación 3D de la arcada dental, indicar una posición deseada o movimiento deseado para uno o más dientes, y determinar una posición de uno o más aparatos ortodóncicos que darán como resultado la posición deseada del diente. El sistema informático permite a un profesional sanitario interactuar con un entorno 3D para indicar una posición deseada para un diente dado o un movimiento deseado para el diente. Tal como se explica con más detalle a continuación, el sistema implementa determinadas técnicas que proporcionan al profesional sanitario la percepción de que él o ella está manipulando directamente la representación 3D de los dientes del paciente para especificar las posiciones finales (es decir, deseadas) del diente. Sin embargo, en respuesta a la entrada del profesional sanitario, el sistema informático calcula un ajuste en una posición actual de un bracket (u otro aparato ortodóncico). Es decir, en lugar de manipular directamente un diente dentro del entorno 3D (a medida que el profesional sanitario percibe) los movimientos introducidos por el profesional sanitario se aplican en su lugar al aparato asociado con el diente, pero de manera inversa. Es decir, el profesional sanitario está manipulando directamente el aparato. El sistema calcula entonces una nueva posición para el diente basándose en el ajuste al aparato. De esta manera, el movimiento y posicionamiento del diente en el entorno 3D se limita a, y de hecho se calcula a partir de, la orientación y el comportamiento de los aparatos asociados con los dientes.

La extensión a la que el profesional sanitario puede indicar un movimiento deseado para el diente dentro del entorno 3D es limitada porque cuando el profesional está indicando un movimiento deseado para un diente, el profesional encargado indica un movimiento para el bracket asociado con el diente. Por consiguiente, el movimiento del “diente” por el profesional sanitario dentro del entorno 3D está limitado dentro de los parámetros geométricos de acuerdo con la prescripción dental simulada, por ejemplo, modelos 3D de los brackets y/o arcos de alambre que se han seleccionado para el paciente. Los parámetros geométricos pueden ser dictados por el comportamiento y/o la geometría del modelo 3D particular del aparato ortodóncico asociado con el diente o puede ser especificado por el usuario.

La presente descripción también se refiere a un método implementado por ordenador, que no forma parte de la invención reivindicada. El método incluye renderizar una representación digital de al menos una porción de un diente dentro de un entorno 3D, recibir una entrada indicativa de un movimiento deseado para el diente, calcular una nueva posición del aparato para un aparato virtual en respuesta a la entrada en lugar de mover el diente dentro del entorno 3D en respuesta directa a la entrada, calcular una nueva posición de diente para el diente basándose en la nueva posición del aparato del aparato virtual, y renderizar la representación digital del diente en la nueva posición del diente dentro del entorno 3D.

La presente descripción también se refiere a un medio legible por ordenador, que no forma parte de la invención reivindicada. El medio legible por ordenador comprende instrucciones para hacer que un procesador programable renderice una representación digital de al menos una porción de un diente dentro de un entorno 3D, renderice un aparato ortodóncico virtual como un objeto transparente o semitransparente dentro del entorno 3D, recibir una entrada indicativa de un movimiento deseado para el diente, calcular una nueva posición para un aparato virtual en respuesta a la entrada, y calcular una nueva posición para el diente dentro del entorno 3D basándose en la nueva posición del aparato ortodóncico virtual, y mostrar las representaciones digitales del diente y el aparato ortodóncico virtual en sus respectivas posiciones nuevas. En los dibujos adjuntos y la descripción que se da más adelante se establecen los detalles de una o más realizaciones de la invención. Otras características, objetos y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción y los dibujos y de las reivindicaciones.

Breve descripción de Ios dibujos

La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un entorno informático a modo de ejemplo en el que un dispositivo informático cliente recibe una indicación de una posición dental deseada y/o el movimiento del diente deseado para generar un plan de tratamiento ortodóncico para un paciente particular.

La figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra una realización de ejemplo del dispositivo informático cliente con mayor detalle.

La figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso para generar un plan de tratamiento ortodóncico según la invención desde la perspectiva de un sistema según la invención.

La figura 4 es un diagrama de presentación visual de una interfaz de usuario ilustrativa presentada por software de modelado en un primer modo.

La figura 5 es un diagrama de presentación visual de un segundo modo de interfaz de usuario de la figura 4.

Descripción detallada

La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un entorno 10 de ordenador a modo de ejemplo en el que el dispositivo 12 informático cliente presenta un entorno para que un ortodoncista 14 interactúe con una representación digital de una parte de o toda la arcada dental del paciente 16 para generar y visualizar un plan de tratamiento ortodóncico para el paciente 16. La industria ortodóncica ha desarrollado prescripciones convencionales para muchos aparatos ortodóncicos disponibles comercialmente. En general, una prescripción puede establecer características de uno o más aparatos, o un conjunto de aparatos. Por ejemplo, las características para un bracket pueden incluir par de torsión, angulación, desplazamiento labiallingual (dentro-fuera) y desplazamiento rotacional. Para algunos pacientes, un conjunto de mediciones estandarizadas para los dientes en la dentición puede satisfacer los requisitos funcionales y estéticos. Para otros pacientes, el profesional 14 sanitario puede desear crear una prescripción personalizada para lograr un resultado estéticamente más agradable, o para tomar en cuenta la disoclusión del paciente. Como otro ejemplo, se puede usar una combinación de prescripciones estandarizadas y personalizadas para diferentes dientes en la dentición. El profesional 14 sanitario puede formular una prescripción personalizada usando un dispositivo 12 informático cliente de software de modelado.

Tal como se describe en el presente documento, el dispositivo 12 informático cliente proporciona una interfaz intuitiva para el profesional 14 sanitario para indicar las posiciones deseadas para uno o más dientes y realizar un plan de tratamiento ortodóncico (por ejemplo, colocación del bracket) para lograr las posiciones deseadas del diente. En particular, el dispositivo 12 informático cliente proporciona una interfaz que proporciona al profesional 14 sanitario una percepción de que él o ella está manipulando directamente la representación 3D de los dientes del paciente 16 para especificar las posiciones deseadas del diente. Sin embargo, el dispositivo 12 informático cliente traslada el movimiento indicado por el profesional 14 sanitario con respecto a un diente seleccionado (o más de un diente) al movimiento de un aparato ortodóncico asociado con el diente seleccionado, y recalcula una posición del aparato ortodóncico en consecuencia. El dispositivo 12 informático cliente puede calcular y mover entonces el diente seleccionado basándose en la posición recalculada del aparato ortodóncico. De esta manera, el profesional 14 sanitario percibe que él o ella está moviendo directamente los dientes, pero de hecho mueve indirectamente los dientes indicando en primer lugar un movimiento deseado para un aparato ortodóncico.

El término “ movimiento” generalmente se refiere al movimiento global de un diente particular desde una primera posición hasta una segunda posición, en lugar de la trayectoria (por ejemplo, una trayectoria curva) el diente particular atraviesa la primera posición a la segunda posición. Por tanto, cuando el profesional 14 sanitario proporciona entrada al dispositivo 12 informático cliente indicativo de un movimiento deseado para un diente, el profesional 14 sanitario sólo necesita especificar una segunda posición para el diente, en lugar de especificar toda la trayectoria a lo largo de la cual debe moverse el diente. Basándose en el movimiento introducido por el profesional 14 sanitario, el dispositivo 12 informático cliente aplica el movimiento al bracket y luego calcula automáticamente una trayectoria resultante, el diente particular atraviesa el entorno 3D para mover el diente desde la primera posición hasta aproximadamente la segunda posición indicada por el profesional 14 sanitario. En la descripción a continuación, las frases “ movimiento deseado” y “ posición deseada” se usan indistintamente porque, cuando el profesional 14 sanitario indica una posición deseada para un diente particular, el profesional 14 sanitario incidentalmente indica un movimiento deseado para el diente. Lo contrario se aplica asimismo. Es decir, cuando el profesional 14 sanitario indica un movimiento deseado para un diente particular, el profesional 14 sanitario puede indicar incidentalmente una posición deseada para el diente.

Aunque la descripción comentará en general la presentación visual y colocación de uno o más dientes y brackets ortodóncicos, se entenderá que el dispositivo 12 informático cliente puede presentar visualmente y/o colocar cualquier tipo de aparato ortodóncico sin abandonar el alcance de la presente invención. Los ejemplos de tales aparatos ortodóncicos incluyen, pero no se limitan a, brackets ortodóncicos, tubos bucales, fundas o botones.

El dispositivo 12 informático cliente presenta visualmente una representación digital de uno o más dientes dentro de un entorno tridimensional (3D). Por ejemplo, el dispositivo 12 informático cliente puede presentar visualmente una representación digital de una parte de o una arcada dental completa de un paciente. La representación digital de los dientes puede generarse inicialmente mediante el escaneo digital de una impresión dental física de los dientes del paciente 16 o mediante el escaneo de una pieza moldeada hecha a partir de la impresión. Alternativamente, el profesional 14 sanitario puede usar un escáner intraoral para producir la representación digital directamente desde los dientes del paciente 16. También son posibles otros métodos para escanear u obtener una representación digital de los dientes.

El dispositivo 12 informático cliente también puede presentar visualmente una representación digital de uno o más aparatos ortodóncicos asociados a los dientes. Según la presente invención, el aparato ortodóncico es un bracket. El dispositivo 12 informático cliente no necesita presentar visualmente una representación visual completa de un aparato ortodóncico. Más bien, una porción del aparato puede presentarse visualmente, tal como un esquema del aparato o un esquema de determinadas características del aparato. Además, el dispositivo 12 informático cliente puede presentar visualmente una representación visual completa de un arco de alambre o, alternativamente, una parte de un arco de alambre, tal como un esquema del arco de alambre o un esquema de determinadas características del arco de alambre. El aparato ortodóncico y/o el arco de alambre pueden presentarse visualmente como un objeto visible o un objeto parcialmente visible o alternativamente, el aparato puede presentarse visualmente como un objeto transparente para mayor claridad de la ilustración de los dientes para proporcionar además una interfaz en la que el profesional 14 sanitario percibe que él o ella está disponiendo los dientes directamente en lugar del/de los aparato(s) ortodóncico(s).

Como otra alternativa, no es necesario que el dispositivo 12 informático cliente presente visualmente el aparato en sí. Más bien, otro objeto asociado con un aparato o con la colocación de un aparato puede mostrarse en lugar de o además del aparato en sí. Los ejemplos de tales otros objetos incluyen retículas (líneas secantes que indican la posición en un diente en donde se va a colocar el centro de un aparato), plantillas de colocación, guías de colocación, u otros objetos que puedan representar o estar unidos a un aparato o que puedan estar asociados de cualquier otra forma con un aparato y/o su colocación. Alternativamente, el dispositivo 12 informático cliente puede hacer referencia a un análogo de aparato ortodóncico (es decir, un aparato ortodóncico representado por datos, tal como un sistema de coordenadas) en lugar del propio dispositivo. Los términos “ aparato” o “ bracket” , tal como se usan en el presente documento, deben entenderse que incluyen cualquier tipo de aparato, una representación completa o parcial de un aparato, cualquier objeto asociado con un aparato y/o su colocación o un análogo del aparato ortodóncico.

Tal como se describe con detalle en el presente documento, el dispositivo 12 informático cliente presenta una interfaz gráfica de usuario (GUI) con la que el profesional 14 sanitario interactúa para definir una prescripción para el paciente 16. El dispositivo 12 informático cliente puede controlar la GUI para funcionar en uno de dos modos. En un primer modo, el profesional 14 sanitario interactúa con la GUI presentada por el dispositivo 12 informático cliente para ver la representación digital de los dientes dentro del entorno 3D, definir una prescripción ortodóncica propuesta, y determinar la colocación adecuada de uno o más brackets con respecto a uno o más dientes para lograr un resultado funcional y/o estético deseado. Es decir, el profesional 14 sanitario selecciona los brackets virtuales y manipula directamente los brackets virtuales dentro del entorno 3D para colocar los brackets sobre los dientes individuales dentro de la arcada dental modelada. Para ayudar al profesional, el dispositivo 12 informático cliente puede colocar inicialmente los brackets virtuales sobre los dientes individuales basados en prescripciones estándar para brackets comercialmente disponibles o una prescripción inicial especificada por el profesional 14 sanitario. El profesional 14 sanitario puede ajustar entonces la posición de un bracket particular en un diente particular para lograr un resultado funcional y/o estético deseado. El dispositivo 12 informático cliente calcula entonces la colocación de los dientes modelados resultantes de la colocación inicial del bracket y, posteriormente, la manipulación directa de los brackets por el profesional 14 sanitario.

En un segundo modo, el dispositivo 12 informático cliente controla la interfaz de usuario del entorno 3D de modo que el profesional 14 sanitario percibe que él o ella está manipulando directamente los dientes individuales para especificar las posiciones finales del diente. Por ejemplo, el dispositivo 12 informático cliente puede renderizar los brackets de manera transparente, de manera semitransparente o de manera invisible, de modo que el profesional 14 sanitario pueda percibir que se está aplicando la entrada para colocar directamente los dientes en el entorno 3D. De hecho, sin embargo, el dispositivo 12 informático cliente recibe, a través de la interfaz de usuario, los movimientos de especificación de entrada (por ejemplo, mediante un ratón u otro dispositivo señalador), invierte eficazmente los movimientos dentro del entorno 3D y aplica los movimientos a los brackets. De esta manera, en el segundo modo, el profesional 14 sanitario manipula directamente sin saberlo los brackets virtuales, que pueden ser invisibles, renderizados de manera transparente o renderizados como objetos visibles en la GUI. El dispositivo 12 informático cliente calcula entonces una nueva posición para el diente dentro del entorno 3D basándose en el ajuste al bracket. Por tanto, el movimiento y posicionamiento del diente en el entorno 3D está limitado a y, de hecho, se calcula a partir de la orientación y el comportamiento de los aparatos asociados con los dientes. Como tal, las técnicas permiten que el profesional 14 sanitario interactúe con la GUI presentada por el dispositivo 12 informático cliente con la percepción de que él o ella está ubicando con precisión las posiciones de acabado (es decir, posiciones posteriores al tratamiento) de cada diente dentro del entorno 3D. En cualquier modo, el dispositivo 12 informático proporciona una interfaz de usuario que permite al profesional 14 sanitario ajustar una posición relativa del diente-bracket.

Aunque el dispositivo 12 informático cliente mueve efectivamente los brackets virtuales y calcula las posiciones dentales de la misma manera para cada uno de los dos modos, el segundo modo puede proporcionar una interfaz más intuitiva y/o más fácil para algunos profesionales sanitarios que el primer modo. El primer modo requiere que los profesionales sanitarios muevan iterativamente los brackets para lograr las posiciones deseadas del diente con el entendimiento de que el movimiento de un bracket en una dirección en un diente tiende a mover ese diente en la dirección opuesta durante el tratamiento. Aunque el profesional sanitario está moviendo efectivamente los brackets virtuales de la misma manera en el segundo modo, esto puede ser más intuitivo para el profesional sanitario ya que puede especificar movimientos en la misma dirección que desea mover un diente dado y el dispositivo 12 informático cliente invierte el movimiento y aplicarlo al correspondiente aparato.

Una vez que se formula y muestra una prescripción ortodóncica propuesta, los aparatos ortodóncicos se colocan para lograr un resultado funcional y/o estético final, y el profesional 14 sanitario ha indicado su aprobación, el dispositivo 12 informático cliente comunica las posiciones de colocación del bracket a la instalación 18 de fabricación a través de la red 20. En respuesta, la instalación 18 de fabricación construye una bandeja 22 de unión indirecta para su uso en colocar físicamente los brackets sobre los dientes del paciente 16. En otras palabras, la instalación 18 de fabricación fabrica la bandeja 22 de unión indirecta basándose en las posiciones de colocación de bracket seleccionadas por el profesional 14 sanitario dentro del entorno 3D presentado por el dispositivo 12 informático cliente. La instalación 18 de fabricación puede, por ejemplo, usar brackets convencionales comercialmente disponibles, seleccionados por el profesional 14 sanitario, para formar una bandeja 22 de unión indirecta. La instalación 18 de fabricación envía la bandeja 22 de unión indirecta al profesional 14 sanitario para su uso en un procedimiento de unión indirecta convencional para colocar los brackets sobre los dientes del paciente 16. Como otra opción, la instalación 18 de fabricación construye una plantilla personalizada para colocar un solo bracket sobre el diente del paciente 16 o un grupo de brackets sobre, por ejemplo, un cuadrante de un una arcada dental o una arcada dental completa en lugar de la bandeja 22 de unión indirecta.

Alternativamente, el dispositivo 12 informático cliente no necesita enviar las posiciones de colocación de bracket a la instalación 18 de fabricación. El dispositivo 12 informático cliente puede, en cambio, emitir, por ejemplo, presentar visualmente o imprimir, las distancias y ángulos relevantes para cada bracket para ayudar al profesional 14 sanitario a colocar manualmente los brackets sobre los dientes del paciente 16. Alternativamente, el dispositivo 12 informático cliente puede imprimir una representación 2D de las imágenes 3D mostradas en la interfaz gráfica de usuario del dispositivo 12 informático cliente.

La figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra una realización de ejemplo del dispositivo 12 informático cliente con mayor detalle. En la realización ilustrada, el dispositivo 12 informático cliente proporciona un entorno operativo para el software 30 de modelado. Tal como se describió anteriormente, el software 30 de modelado presenta un entorno de modelado para modelar e ilustrar la representación en 3D de los dientes del paciente 16 (figura 1). En la realización ilustrada, el software 30 de modelado incluye una interfaz 32 de usuario, un módulo 34 de control de aparato ortodóncico, módulo 36 de control dental y motor 38 de renderización. El software 30 de modelado interactúa con la red 20 a través de la interfaz 40 de red.

La interfaz 32 de usuario proporciona una GUI que presenta visualmente la representación digital en 3D de los dientes del paciente, así como representaciones digitales en 3D de los brackets (u otro aparato ortodóncico). Además, la interfaz 32 de usuario proporciona una interfaz para recibir la entrada de un usuario, tal como el profesional 14 sanitario, por ejemplo, a través de un teclado y un dispositivo periférico, para manipular un diente o bracket. La interfaz 32 de usuario también puede presentar visualmente una representación en 3D de la arcada dental del paciente y/o de partes específicas de la arcada dental del paciente. En otras realizaciones, la interfaz 32 de usuario puede presentar visualmente una representación bidimensional (2D) de la arcada dental del paciente y/o de partes específicas de la arcada dental del paciente.

El módulo 34 de control de aparato ortodóncico y el módulo 36 de control dental pueden considerarse módulos interactivos para desarrollar un plan de tratamiento ortodóncico para lograr una disposición dental deseada para un paciente 16 particular (figura 1). El profesional 14 sanitario puede interactuar con el software 30 de modelado a través de la interfaz 32 de usuario para indicar un movimiento deseado para un diente particular. Después de que el profesional 14 sanitario indique el movimiento deseado, el módulo 34 de control de aparato ortodóncico traslada y aplica el movimiento introducido para calcular una nueva posición de un bracket asociado con el diente particular. El módulo 34 de control ortodóncico también puede mover el bracket basándose en el movimiento trasladado. En realizaciones en las que se renderiza una representación digital del bracket y se presenta visualmente en la interfaz 32 de usuario, la posición ajustada del bracket puede presentarse visualmente en la interfaz 32 de usuario.

Tal como se describió anteriormente, durante el tratamiento, mover un bracket en una dirección generalmente da como resultado el movimiento del diente asociado con el bracket en una dirección opuesta. Por tanto, en una realización, el módulo 34 de control de aparato ortodóncico traslada el movimiento del diente deseado al movimiento del bracket invirtiendo la dirección del movimiento deseado introducido por el profesional 14 sanitario. El módulo 34 de control de aparato ortodóncico invierte el movimiento del diente deseado cuando se aplica el movimiento al bracket para mover el bracket en una dirección que dará como resultado un movimiento del diente sustancialmente cercano al movimiento del diente deseado indicado por el profesional 14 sanitario. De esta manera, el profesional 14 sanitario realmente introduce movimientos para el bracket en lugar del diente. Sin embargo, el software 30 de modelado proporciona una interfaz en la que el profesional 14 sanitario percibe que él o ella está moviendo directamente un diente dentro del entorno 3D porque después de calcular la posición ajustada del bracket, el módulo 36 de control dental calcula entonces una nueva posición para el diente basándose en la posición ajustada del bracket y mueve el diente en consecuencia. El módulo 36 de control dental puede mover los dientes basándose en la posición ajustada del bracket según un conjunto de normas de diente-bracket. Cada diente y el par de brackets respectivos se rigen por un conjunto de normas, por lo que el movimiento del diente da como resultado un movimiento correspondiente del bracket respectivo o viceversa. Las normas de diente-bracket pueden almacenarse dentro de la base de datos 42. El módulo 36 de control dental puede entonces mover la representación digital del diente a la nueva posición después de calcular el módulo 34 de control de aparato ortodóncico una posición ajustada del bracket. De esta manera, la entrada por parte del profesional 14 sanitario indicativa de un movimiento de diente deseado mueve indirectamente el diente. El módulo 36 de control dental también puede mover automáticamente los dientes afectados en la arcada dental y el módulo 34 de control de aparato ortodóncico puede mover automáticamente los brackets afectados como consecuencia del movimiento del diente seleccionado y del bracket, respectivamente.

En una realización, el cálculo de una posición ajustada de un bracket mediante el módulo 34 de aparato ortodóncico y el movimiento del diente por el módulo 36 de control dental según la posición ajustada del bracket tienen lugar en tiempo real, para proporcionar adicionalmente un entorno en el que el profesional 14 sanitario cree que él o ella está moviendo directamente el diente. Es decir, debido a que este proceso se realiza típicamente en tiempo real por el dispositivo 12 informático cliente, el diente parece moverse directamente después de que el profesional 14 sanitario indique un movimiento deseado para el diente.

El software 30 de modelado puede recibir una entrada indicativa de una posición deseada para un diente de múltiples maneras diferentes. Por ejemplo, tal como se describió anteriormente, la interfaz 32 de usuario puede mostrar visualmente la representación 3D del diente. En una realización, el profesional 14 sanitario puede hacer clic izquierdo en la representación digital del diente con un dispositivo periférico (por ejemplo, un ratón) y arrastrar el diente a la posición deseada para indicar la posición deseada y/o el movimiento deseado. Los movimientos incrementales del dispositivo periférico pueden corresponder a movimientos definidos dentro del entorno 3D. Tal como se describió anteriormente, en un modo de software 30 de modelado, el profesional 14 sanitario indica realmente un movimiento deseado para un bracket asociado con el diente cuando el profesional 14 sanitario indica un movimiento deseado para un diente. Por consiguiente, el software 30 de modelado puede configurarse de tal manera que cuando el profesional 14 sanitario hace clic y arrastra el diente a la posición deseada, el profesional 14 sanitario está haciendo clic y arrastrando de hecho un bracket (que puede o no presentarse visualmente en la interfaz 32 de usuario), en lugar del propio diente. El módulo 34 de control de aparato ortodóncico puede recibir entonces la entrada e invertir la entrada antes de calcular una nueva posición del bracket. De esta manera, el profesional 14 sanitario puede indicar una posición deseada para un diente seleccionado indicando una posición deseada para un bracket correspondiente al diente seleccionado mientras el profesional 14 sanitario está todavía bajo la impresión de que él o ella está moviendo el propio diente seleccionado en lugar del bracket.

Alternativamente, el software 30 de modelado puede configurarse de tal manera que cuando el profesional 14 sanitario hace clic y arrastra el diente a la posición deseada, el profesional 14 sanitario del profesional no hace clic en realidad y arrastra cualquier objeto particular dentro del entorno 3D, pero se indica un movimiento deseado que tiene magnitud y componentes direccionales. En cualquier realización, los movimientos incrementales del dispositivo periférico se reciben por el módulo 34 de control de aparato ortodóncico y se trasladan para definir un valor de movimiento para el bracket dentro del entorno 3D. En cada una de estas realizaciones, sin embargo, el software 30 de modelado soporta la percepción de que el profesional 14 sanitario está moviendo directamente un diente porque el módulo 34 de control de aparato ortodóncico calcula (y se mueve, si se desea) una posición ajustada del bracket basándose en el movimiento indicado por el profesional 14 sanitario, y el módulo 36 de control dental mueve el diente según la posición ajustada del bracket en tiempo real. Es decir, después de que el profesional 14 sanitario hace clic y arrastra un diente, el diente parece moverse en respuesta a la entrada por parte del profesional 14 sanitario, mientras que el software 30 de modelado mueve realmente el diente después de calcular la posición de bracket ajustada en respuesta a la entrada.

Alternativamente, el profesional 14 sanitario puede seleccionar un número de bracket o número de diente de un menú de selección, o por cualquier otro medio adecuado para seleccionar un objeto, e indicar una posición deseada del diente seleccionado introduciendo valores de coordenadas para la posición deseada o introduciendo valores direccionales que indican el movimiento deseado del diente.

La interfaz 32 de usuario puede incluir controles de navegación para mover y/o posicionar el objeto ortodóncico, tal como haciendo clic en un icono que presenta visualmente controles de navegación para mover un diente y/o bracket virtual. El resultado es que el dispositivo 12 informático cliente permite que el profesional 14 sanitario cree interactivamente un plan de tratamiento para un paciente colocando con precisión los dientes virtuales dentro de un entorno 3D y predicando la colocación adecuada del bracket para cada diente.

Cuando el profesional 14 sanitario indica un movimiento deseado para un diente seleccionado, el módulo 34 de control de aparato ortodóncico y el módulo 36 de control dental restringen el movimiento disponible dentro del entorno 3D dentro de los parámetros geométricos. En particular, debido a que el profesional 14 sanitario puede indicar realmente el movimiento de un bracket (u otro aparato ortodóncico), el módulo 34 de control de aparato ortodóncico recibe la entrada que es coherente con el comportamiento del bracket dentro del entorno 3D. Por ejemplo, la entrada indicativa del movimiento deseado para el diente puede limitarse dentro de los parámetros geométricos determinados por un arco de alambre usando un concepto de alambre recto. También pueden usarse métodos distintos del concepto de alambre recto. En una realización, el profesional 14 sanitario preselecciona el arco de alambre. Los parámetros geométricos determinados por un arco de alambre pueden incluir, por ejemplo, parámetros que limitan el movimiento introducido para moverse a lo largo del arco de alambre (es decir, en la dirección mesial-distal), el movimiento generalmente perpendicular al arco de alambre (es decir, en la dirección oclusal-gingival) y/o la rotación generalmente alrededor de un eje labial-lingual.

Alternativamente, la entrada puede estar limitada al movimiento a lo largo de un sistema de coordenadas 3D que se basa en una forma de un bracket. Por ejemplo, el sistema de coordenadas puede estar curvado sustancialmente de la misma manera que un bracket está curvado, y como resultado, el profesional 14 sanitario puede indicar sólo una posición deseada para el diente que está a lo largo del sistema de coordenadas curvado. En esta realización, los parámetros geométricos para el movimiento están determinados por la forma del bracket y pueden incluir un componente de traslación mesial-distal, un componente de traslación oclusal-gingival y un componente rotacional alrededor de un eje labial-lingual. Dadas las formas variables de los dientes, la referencia a un eje x y un eje z no es una referencia a ejes x-y-z estrictamente ortogonales. Más bien, los ejes x-y-z asociados con un diente sólo pueden generalizarse como ejes x-y-z generalmente ortogonales.

Alternativamente o en combinación con las realizaciones anteriores, el módulo 34 de control de aparato ortodóncico puede limitar la extensión a la que el profesional 14 sanitario puede indicar un movimiento deseado para un diente basándose en parámetros geométricos determinados por la relación entre el diente y el bracket. Por ejemplo, puede ser preferible que las representaciones digitales del bracket y el diente sean en contacto ceñido y complementario entre sí dentro del entorno 3D, justo como una superficie posterior o base de un bracket típicamente entra en contacto con una superficie labial de un diente cuando el bracket se instala en la boca de un paciente. Por tanto, el módulo 34 de control de aparato ortodóncico puede no permitir al profesional 14 sanitario introducir los movimientos indicativos de un movimiento de diente deseado que está en direcciones y magnitudes que darían como resultado una situación en la que el bracket ya no entra en contacto con el diente. Además, el módulo 34 de control de aparato ortodóncico puede no permitir al profesional 14 sanitario introducir los movimientos que darían como resultado un bracket que penetra en un diente. De manera similar, el módulo 34 de control de aparato ortodóncico puede no permitir al profesional 14 sanitario introducir los movimientos que darían como resultado un bracket que se separa claramente o se desplaza demasiado lejos de su diente asociado. Si el profesional 14 sanitario indica un movimiento deseado para un diente fuera de los parámetros geométricos, el módulo 34 de control de aparato ortodóncico puede rechazar la entrada o puede mover el bracket de acuerdo con la entrada del profesional 14 sanitario en la medida posible dentro de los parámetros geométricos.

En algunas realizaciones, una representación digital del aparato ortodóncico se renderiza mediante el motor 38 de renderización y se presenta visualmente en la interfaz 32 de usuario como o bien un objeto visible o bien un objeto sustancialmente transparente (por ejemplo, un objeto delineado, un objeto parcialmente delineado o un objeto opaco), mientras que en otras realizaciones, no se muestra una representación digital del aparato ortodóncico en la interfaz 32 de usuario. En realizaciones en las que una representación en 3D del aparato ortodóncico no se renderiza y se presenta visualmente en la interfaz 32 de usuario, el módulo 34 de control de aparato ortodóncico puede calcular una posición ajustada de un análogo del aparato ortodóncico (por ejemplo, un aparato ortodóncico representado por datos, tal como coordenadas o normas de comportamiento) en respuesta a la entrada del profesional 14 sanitario. Por tanto, la referencia a un aparato ortodóncico puede incluir una representación digital del aparato ortodóncico dentro del entorno 3D y/o un análogo del aparato ortodóncico.

Tal como se describió anteriormente, el software 30 de modelado también puede incluir otro modo en el que el profesional 14 sanitario puede interactuar con la interfaz 32 de usuario para indicar una posición deseada para un bracket en lugar de un diente. En este modo, el profesional 14 sanitario puede introducir datos que indican un movimiento deseado para un aparato ortodóncico particular a través de la interfaz 32 de usuario. El aparato ortodóncico se presenta visualmente como un objeto visible en el segundo modo. Por ejemplo, en este modo, el profesional 14 sanitario puede hacer clic izquierdo en la representación digital del bracket y arrastrar el bracket a la posición deseada para indicar la posición deseada y/o el movimiento deseado para el bracket. Alternativamente, el profesional 14 sanitario puede seleccionar un número de bracket de un menú desplegable u otro menú, o por cualquier otro medio adecuado para seleccionar un objeto. El profesional 14 sanitario también puede indicar una posición deseada para el bracket introduciendo datos relacionados con la magnitud y dirección de movimiento deseadas del bracket dentro del entorno 3D.

El software 30 de modelado interactúa con la base 42 de datos para acceder a una variedad de datos, tales como datos 44 del bracket, datos 46 del paciente, normas 48 de colocación y datos 50 en 3D. La base 42 de datos puede representarse en una variedad de formas, incluyendo archivos de almacenamiento de datos, tablas de consulta o un sistema de gestión de bases de datos (DBMS) que se ejecuta en uno o más servidores de bases de datos. El sistema de gestión de bases de datos puede ser un sistema relacional (RDBMS), jerárquico (HDBMS), multidimensional (MDBMS), orientado a objetos (ODBMS u OODBMS), relacional de objetos (ORDBMS) u otro tipo de sistema de gestión de bases de datos. Por ejemplo, los datos pueden almacenarse dentro de una única base de datos relacional, tal como el servidor SQL de Microsoft Corporation. Aunque se ilustra como local con respecto al dispositivo 12 informático cliente, la base 42 de datos puede estar ubicada lejos del dispositivo informático cliente y acoplada al dispositivo 12 informático cliente a través de una red pública o privada, por ejemplo, la red 20.

Los datos 44 del bracket describen un conjunto de brackets comercialmente disponibles u otros aparatos ortodóncicos que pueden seleccionarse por el profesional 14 sanitario y colocarse dentro del entorno de modelado 3D. Por ejemplo, los datos 44 del bracket pueden almacenar una variedad de atributos de los brackets comercialmente disponibles, tales como dimensiones, ubicaciones de ranuras y características, ángulos de torsión, angulaciones y otros atributos. La interfaz 32 de usuario proporciona una interfaz impulsada por menú, en la que el profesional 14 sanitario selecciona el tipo de brackets para su uso en la definición de una prescripción ortodóncica para el paciente 16 (figura 1). Los datos 44 del bracket también pueden incluir normas de comportamiento de bracket-diente que definen una relación entre cada bracket y el diente respectivo.

Los datos 46 del paciente describen un conjunto de uno o más pacientes, por ejemplo, el paciente 16 (figura 1), asociados con el profesional 14 sanitario. Por ejemplo, los datos 46 del paciente especifican información general, tal como un nombre, una fecha de nacimiento y una historia dental, para cada paciente. Opcionalmente, los datos 46 del paciente incluyen información de programación e información de facturación. Además, los datos 46 del paciente especifican una prescripción actual especificada para cada uno de los pacientes, incluyendo los tipos de brackets seleccionados por el profesional 14 sanitario para su uso con cada uno de los pacientes, y sus posiciones y orientaciones asociadas sobre los dientes del paciente 14. Después de que el profesional 14 sanitario determine una posición de colocación del bracket deseable a través del software 30 de modelado, el profesional 14 sanitario puede almacenar la posición de colocación del bracket dentro de los datos 46 del paciente de la base de datos 42.

Las normas 48 de colocación pueden especificar las normas de colocación definidas por la industria para brackets comercialmente disponibles. Además, las normas 48 de colocación pueden incluir normas definidas por el usuario especificadas por el profesional 14 sanitario u otras normas para controlar la colocación del aparato. El software 30 de modelado y/o el profesional 14 sanitario (o un técnico bajo la dirección del profesional 14 sanitario) pueden hacer referencia a las normas 48 de colocación para colocar inicialmente brackets u otros aparatos ortodóncicos con respecto a uno o más dientes de un paciente antes de disponer los dientes en una forma de arco deseado.

Por ejemplo, una norma para determinados brackets comercialmente disponibles es alinear la línea central o el eje longitudinal del bracket con el eje facial de la corona clínica (FACC) del diente. El FACC se define como la línea curva formada por la intersección del plano medio sagital y la superficie facial del diente. Otra norma de colocación definida por la industria ilustrativa es colocar el centro de una base del bracket sobre el FACC del diente equidistante con respecto al borde oclusal o el punto más oclusal sobre el FACC y el margen gingival de la corona. Esta ubicación se conoce también como el Facial Axis Point (Punto del Eje Facial - Punto FA). Como otro ejemplo, el profesional 14 sanitario puede desear colocar los brackets en una posición que es diferente del punto FA. Por consiguiente, el profesional 14 sanitario puede especificar diferentes prescripciones para diferentes tipos de dientes en la dentición, para diferentes tipos de brackets, o ambos. Opcionalmente, la prescripción puede basarse en total o en parte en normas conocidas asociadas con un tipo particular de aparatos seleccionados por el profesional 14 sanitario.

El motor 38 de renderización accede y renderiza datos 50 en 3D para generar la vista 3D presentada al profesional 14 sanitario por la interfaz 32 de usuario. Más específicamente, los datos 50 en 3D incluyen información que define los objetos 3D que representan cada diente y bracket dentro del entorno 3D. El motor 38 de renderización procesa cada objeto para renderizar una malla triangular 3D basándose en la perspectiva de visión del profesional 14 sanitario dentro del entorno 3D. La interfaz 32 de usuario presenta visualmente la malla triangular 3D al profesional 14 sanitario y permite al profesional 14 sanitario cambiar las perspectivas de visión y manipular objetos dentro del entorno 3D. Si el motor 38 de renderización renderiza brackets, o cualquier otro aparato ortodóncico, como objetos transparentes o visibles, el motor 38 de renderización puede colocar inicialmente los brackets en el entorno 3D usando cualquiera de varios métodos diferentes. Por ejemplo, los brackets pueden colocarse inicialmente en el entorno 3D usando el método descrito en la publicación de solicitud de patente estadounidense en tramitación junto con la presente y comúnmente asignada n.° 2005/0130095, titulada “ Method of Placing Orthodontic Brackets on Teeth in a 3D Virtual World” de Raby, et al.. El ajuste manual de brackets ortodóncicos puede ayudarse con el uso de guías planas visuales, tal como se describe en la publicación de solicitud de patente estadounidense en tramitación junto con la presente y comúnmente asignada n.° 2005/0170309, titulada “ Planar Guides to Visually Aid Orthodontic Appliance Placement within a Three-Dimensional (3D) Environment” , de Raby, et al.. En esa solicitud, un sistema ayuda visualmente al usuario en la colocación de brackets a través de ajustes en la posición y orientación de los brackets.

Pueden usarse también otros métodos para colocar o ajustar la posición de los brackets sobre los dientes. Por ejemplo, un sistema para el ajuste automático de un aparato ortodóncico a una altura oclusal deseada se describe en la publicación de solicitud de patente estadounidense en tramitación junto con la presente y comúnmente asignada n. ° 2006/0024637, titulada “ Automatic Adjustment of an Orthodontic Bracket to a Desired Occlusal Height Within a Three-Dimensional (3D) Environment” , de Raby, et al.. Un sistema para colocar dientes y/o brackets a lo largo de un arco de alambre se describe en la publicación de solicitud de patente estadounidense en tramitación junto con la presente y comúnmente asignada n.° 2006/0073436 titulada “ Placing Orthodontic Objects Along An Archwire within a Three-Dimensional (3D) Environment” , de Raby, et al..

Se entenderá que pueden usarse estas y/o cualquier otra técnica para colocar inicialmente los aparatos ortodóncicos sobre los dientes en el entorno 3D y, por tanto, determinar la prescripción del paciente, y que la invención no está limitada a este respecto. Además, aunque se describen con fines ilustrativos con respecto al software 30 de modelado que se ejecuta en el dispositivo 12 informático cliente, las técnicas pueden aplicarse por cualquier dispositivo informático, incluyendo los servidores remotos del profesional 14 sanitario.

La figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra el proceso 60 de acuerdo con la invención. El motor 38 de renderización del software 30 de modelado del dispositivo 12 informático cliente (figura 2) hace una representación digital de al menos una parte de uno o más dientes dentro de un entorno (62) de modelado 3D. Cuando se hace funcionar en un primer modo (etiquetado “ Modo A” en la figura 3 para mayor claridad de descripción), el motor 38 de renderización también puede renderizar una representación digital de al menos una parte de un aparato ortodóncico o un aparato ortodóncico virtual (es decir, un objeto representativo del aparato ortodóncico, que puede comportarse como el aparato ortodóncico se comporta y/o incluir las mismas dimensiones que el aparato ortodóncico) como un objeto visible dentro del entorno (64, 66) de modelado 3D. Tal como se describió anteriormente, el Modo A es útil para proporcionar el profesional 14 sanitario con una interfaz en la que el profesional 14 sanitario cree que está manipulando brackets (u otro aparato ortodóncico) para determinar la colocación adecuada de uno o más brackets para lograr un resultado funcional y/o estético deseado.

En el Modo A, el software 30 de modelado recibe la entrada indicativa de un movimiento deseado para un bracket a través de la interfaz 32 de usuario (68). Tal como se describió anteriormente, en un primer modo, el profesional 14 sanitario selecciona uno o más brackets virtuales y manipula directamente el bracket virtual dentro del entorno 3D para colocar los brackets con respecto a los dientes respectivos para lograr un resultado funcional y/o estético deseado. Después de que el software 30 de modelado recibe la entrada indicativa del movimiento deseado del bracket del profesional 14 sanitario, el módulo 34 de control del aparato ortodóncico puede recolocar el bracket con respecto al diente correspondiente basándose en la entrada (70). El módulo 36 de control dental puede entonces recolocar el diente según el bracket (72) recolocado.

Cuando se hace funcionar en un segundo modo (etiquetado “ Modo B” en la figura 3 para mayor claridad de descripción), el motor 38 de renderización puede renderizar una representación digital del aparato ortodóncico virtual como un objeto (64, 74) transparente, semitransparente o invisible. Tal como se describió anteriormente, el Modo B puede ser útil para proporcionar al profesional 14 sanitario con una GUI que soporta la percepción de que el profesional 14 sanitario está moviendo directamente los dientes, en lugar de los brackets (u otro aparato ortodóncico). En el Modo B, el profesional 14 sanitario puede indicar el movimiento deseado para un diente particular proporcionando entrada a través de la interfaz 32 de usuario indicativa del movimiento deseado para el diente (76). Tal como se comentó anteriormente, la interfaz 32 de usuario está configurada de tal manera que el profesional 14 sanitario cree que está manipulando directamente la representación digital del diente dentro del entorno 3D o bien haciendo clic y arrastrando la representación digital del diente dentro del entorno 3D, introduciendo datos indicativos de una magnitud de movimiento en una o más direcciones o bien de otro modo. Sin embargo, el profesional 14 sanitario no está manipulando directamente el diente, sino simplemente proporcionando datos (por ejemplo, movimiento que incluye componentes de magnitud y de dirección) indicativos del movimiento de diente deseado, cuyo software de modelado 30 (figura 2) se aplica entonces a un bracket asociado con el diente.

El módulo 34 de control de aparato ortodóncico utiliza los datos introducidos por el profesional 14 sanitario para recolocar el bracket (78). En particular, en una realización, el módulo 34 de control de aparato ortodóncico mueve el bracket en una dirección opuesta a la introducida por el profesional 14 sanitario, pero el movimiento del bracket tiene generalmente la misma magnitud que la entrada del profesional 14 sanitario. De esta manera, el módulo 34 de control de aparato ortodóncico determina la colocación del bracket que corresponde a la entrada del profesional 14 sanitario de la posición deseada del diente para generar un programa de terapia ortodóncica que se personaliza para un paciente particular. El módulo 36 de control dental recoloca entonces el diente basándose en el bracket (80) recolocado.

La figura 4 es un diagrama de presentación visual de la GUI 100 a modo de ejemplo presentada por el software 30 de modelado. La GUI 100 representa una representación digital de arcada 102 dental de un paciente con un entorno de modelado 3D. La arcada 102 dental incluye una pluralidad de dientes 104, incluyendo el diente 104A. También se representa en la GUI 100 representaciones digitales de una pluralidad de brackets 106 transparentes (indicados mediante líneas fantasma en la figura 4) unidos a los dientes 104 de arcada 102 dental, incluyendo el bracket 106A unido al diente 104A. Por tanto, el software 30 de modelado funciona en un modo en el que el motor 38 de renderización renderiza los brackets 106 como objetos transparentes en la GUI 100 (es decir, Modo B en la figura 3). Alternativamente, en el Modo B, los brackets 106 se renderizan como objetos invisibles (es decir, no renderizados). El tipo de brackets 106 y posiciones de partida (por ejemplo, una altura oclusal-gingival y una posición mesial-distal) de brackets 106 con respecto a los dientes 104 pueden preseleccionarse por defecto o preseleccionarse por el profesional 14 sanitario u otro técnico y almacenarse dentro de la página 107 de prescripción, que también puede incluir otra información textual con respecto a la selección de bracket y otros datos prescriptivos. Por ejemplo, el dispositivo 12 informático cliente puede configurarse para permitir que el profesional 14 sanitario especifique una posición de colocación inicial de uno o más brackets 106 en un diente 104 respectivo.

La GUI 100 permite al profesional 14 sanitario elegir de cualquiera de varias vistas de la dentición de un paciente. En la realización de la GUI 100 ilustrada en la Figura 4, la GUI 100 representa tres vistas: área 108 de presentación visual representa una arcada 102 dental completa, mientras que el área 110 de presentación visual representa una vista ampliada de una porción de arcada 102 dental, y el área 112 de presentación visual representa una vista en perspectiva superior de una porción de arcada 102 dental.

El módulo 34 de control de aparato ortodóncico y el módulo 36 de control dental (figura 2) permiten que el profesional 14 sanitario desarrolle interactivamente un plan de tratamiento y la prescripción ortodóncica correspondiente que dará como resultado una oclusión final deseada usando el modelo 3D virtual de la dentición del paciente presentada en la GUI 100. La GUI 100 puede presentar las coronas y/o las raíces o la encía de los dientes al profesional 14 sanitario para la visualización y el movimiento interactivo de los dientes 104.

En la realización ilustrada de la figura 4, GUI 100 incluye un área 116 de entrada de menú mediante la que un usuario, por ejemplo, el profesional 14 sanitario, puede acceder a los datos 46 del paciente para un paciente 16 particular. En la realización mostrada en la figura 4, el profesional 14 sanitario del profesional (u otro usuario) puede seleccionar un archivo de paciente desde dentro de los datos 46 de paciente a través del área 116 de entrada de menú. Después de seleccionar un archivo de paciente particular, la GUI 100 presenta visualmente la página 117 de datos de paciente, que puede incluir datos relacionados con el paciente seleccionado, tal como las observaciones del profesional 14 sanitario relacionadas con la reacción seleccionada del paciente a un tratamiento ortodóncico. El profesional 14 sanitario también puede ingresar datos a la página 117 de datos del paciente.

La GUI 100 proporciona botones 118 de selección por los cuales el profesional 14 sanitario puede habilitar y deshabilitar selectivamente la renderización y presentación visual de cualquiera de varias vistas diferentes de la arcada dental del ^{paciente dentro de las áreas de} 108^{, 110 y 112 de presentación visual, incluyendo diversas vistas en perspectiva, diversas} vistas compuestas (que ilustran más de una vista en perspectiva), la arcada 102 dental en un estado no tratado o un estado tratado, etc. Además, la GUI 100 proporciona herramienta 119 de medición, que permite a un usuario medir entre dos puntos, tales como dos puntos seleccionados por el usuario.

El profesional 14 sanitario puede especificar el movimiento o la colocación deseados de uno o más dientes 104 (y en algunas realizaciones, brackets 106) mediante la interacción con la GUI 100. El profesional 14 sanitario puede seleccionar el diente 104A, por ejemplo, señalando y haciendo clic en un dispositivo periférico en la representación digital del diente 104A o seleccionando el diente 104A de la arcada 102 dental seleccionando un botón asociado con el diente particular del menú de selección de objetos 120. La descripción a continuación en referencia al diente 104A es meramente a modo de ejemplo y en la práctica, el profesional 14 sanitario puede seleccionar cualquiera de los dientes 104 para manipular. En la realización mostrada en la figura 4, el menú 120 de selección de objetos identifica dientes 104 particulares en la arcada 102 dental usando el sistema de notación de Palmer. En realizaciones alternativas, el menú de selección de objetos puede identificar dientes 104 y/o brackets 106 individuales por otros sistemas de numeración o etiquetado adecuados, tales como el Sistema Universal de Numeración o el Sistema de Numeración Internacional. El profesional 14 sanitario también puede activar las características interactivas de la GUI 100 y el software de modelado 30 haciendo clic o seleccionando de otra manera la caja 121 de activación.

El profesional 14 sanitario puede indicar una posición deseada para el diente seleccionado 104A, por ejemplo, haciendo clic y arrastrando el diente 104A a un punto especificado dentro del entorno 3D, introduciendo manualmente una métrica indicativa del punto deseado en el arco 113 de alambre virtual (mostrado en líneas fantasma), etc. Alternativamente, el profesional 14 sanitario puede especificar una posición deseada para el diente 104A o indicar un movimiento deseado para el diente 104A introduciendo una magnitud de movimiento a través de las cajas 122A, 122B y 122C de entrada de navegación (colectivamente “cajas 122 de entrada de navegación” ). En la primera caja 122A de entrada de navegación, el profesional 14 sanitario puede introducir un número representativo de la magnitud del movimiento del diente 104A en la dirección oclusal-gingival. Alternativamente, el profesional 14 sanitario puede usar flechas 123 para introducir la magnitud del movimiento. En la segunda caja 122B de entrada de navegación, el profesional 14 sanitario puede introducir un número representativo de la magnitud del movimiento del diente 104A en la dirección mesial-distal. Alternativamente, el profesional 14 sanitario puede usar flechas 124 para introducir la magnitud del movimiento. En la tercera caja 122C de entrada de navegación, el profesional 14 sanitario puede introducir un número representativo de la magnitud de angulación del diente 104A alrededor de un eje labial-lingual. Alternativamente, el profesional 14 sanitario puede usar flechas 126 para introducir la magnitud de la angulación.

En algunas realizaciones, el profesional 14 sanitario puede indicar el movimiento de más de un diente 104 a un tiempo, tal como seleccionando más de un diente del menú 120 de selección y arrastrando los dientes seleccionados a las posiciones deseadas.

En algunas realizaciones, la GUI 100 también puede incluir iconos y/o dispositivos gráficos superpuestos en las representaciones digitales de arcada 102 dental dentro de una o más áreas 108, 110 o 112 de presentación visual que permiten a un usuario manipular la arcada 102 dental y simular el movimiento de los dientes 104 especificados con respecto a otros dientes 104 dentro del entorno 3D. Aunque la especificación de una posición de uno o más dientes 104 se describe en el presente documento, debe entenderse que el software 30 puede incluir más de un modo de funcionamiento, tal como se describió anteriormente, y en uno de los modos de funcionamiento, puede especificarse una posición de uno o más brackets 106.

La figura 5 es un diagrama de visualización de otra GUI 200 a modo de ejemplo presentada por el software 30 de modelado en otro modo de funcionamiento (Modo A en la figura 3), en donde los brackets 202 se representan como objetos visibles. La GUI 200 es sustancialmente similar a la GUI 100 de la figura 4, excepto que los brackets 202 se representan como objetos visibles. Tal como se describió anteriormente en referencia a la figura 3, en el Modo A, el profesional 14 sanitario puede manipular directamente uno o más brackets 202 para seleccionar una posición de brackets 202 con respecto a los dientes 204 que dan como resultado un resultado funcional y/o estético deseado.

En una realización en la que el software 30 de modelado incluye dos o más modos, el profesional 14 sanitario puede seleccionar entre los modos de un menú desplegable a lo largo de la barra de menú 114 o el área 116 de entrada del menú. Por ejemplo, el profesional 14 sanitario puede seleccionar entre los modos A y B (figura 3). En el Modo A, el dispositivo 12 informático cliente (figuras 1 y 2) controla la GUI 200 (figura 5) del software 30 de modelado, de manera que el profesional 14 sanitario puede manipular directamente uno o más brackets 202 visiblemente renderizados para lograr las posiciones de los dientes 204 y determinar una posición final de uno o más aparatos ortodóncicos para lograr un resultado funcional y/o estético deseado para la arcada 206 dental.

En otro Modo B, el dispositivo 12 informático cliente (figuras 1 y 2) controla la GUI 100 (figura 4) del software 30 de modelado para proporcionar al profesional 14 sanitario con una percepción de que él o ella está manipulando directamente uno o más dientes 104 con el fin de especificar las posiciones finales del diente, mientras que, de hecho, el software 30 de modelado aplica los movimientos introducidos por el profesional 14 sanitario a través de la GUI 100 a los brackets 106. Sin embargo, el software 30 de modelado mueve efectivamente los brackets virtuales y calcula las posiciones del diente de la misma manera para ambos modos. Alternativamente, el software 30 de modelado puede incluir otros modos de funcionamiento, tales como un modo de funcionamiento en el que el profesional 14 sanitario puede manipular ambos dientes 104 y los brackets 106 correspondientes.

La invención descrita en el presente documento es útil para crear interactivamente un plan de tratamiento para un paciente. Se han descrito varias realizaciones de la invención.

Claims (13)

r e iv in d ic a c io n e s

1. Un sistema para ayudar a los usuarios en el diagnóstico y tratamiento ortodóncico que comprende:

un dispositivo (12) informático; y

software (30) de modelado que se ejecuta en el dispositivo (12) informático, en donde el software (30) de modelado comprende:

un motor (38) de renderización;

una interfaz (32) de usuario que presenta visualmente una representación digital en 3D de los dientes de un paciente, así como una representación digital en 3D de un aparato ortodóncico, en donde el aparato ortodóncico es un bracket, y proporciona una interfaz para recibir la entrada de un usuario para manipular un diente o bracket, en donde la interfaz (32) de usuario recibe la entrada del usuario que indica un movimiento deseado para el diente, en donde el movimiento se refiere al movimiento global del diente desde una primera posición hasta una segunda posición;

un módulo (34) de control de aparato ortodóncico para trasladar y aplicar el movimiento introducido para calcular una nueva posición del bracket asociado con el diente, caracterizado porque el módulo (34) de control de aparato ortodóncico traslada el movimiento de diente deseado al movimiento del bracket invirtiendo la dirección del movimiento deseado introducido por el usuario; y

un módulo (36) de control de dientes calcula una nueva posición de diente basada en la posición ajustada del bracket y mueve el diente en consecuencia, en donde el usuario percibe que él o ella está moviendo directamente el diente dentro del entorno 3D.

2. El sistema según la reivindicación 1, en donde la interfaz de usuario presenta visualmente la representación digital del diente en la nueva posición del diente.

3. El sistema según la reivindicación 1, en donde el módulo (34) de control de aparato ortodóncico calcula automáticamente una posición de bracket aplicando la entrada indicativa de un movimiento deseado para el diente al bracket en lugar del diente.

4. El sistema según la reivindicación 1, en donde el software (30) de modelado limita el movimiento dentro de los parámetros geométricos dictados por un arco de alambre virtual.

5. El sistema según la reivindicación 4, en donde el movimiento está limitado al movimiento a lo largo del arco de alambre virtual.

6. El sistema según la reivindicación 4, en donde el movimiento está limitado al movimiento generalmente perpendicular al arco de alambre virtual, generalmente perpendicular siendo generalmente en una dirección oclusal-gingival.

7. El sistema según la reivindicación 4, en donde el movimiento está limitado a la rotación alrededor de un eje labiallingual.

8. El sistema según la reivindicación 1, en donde el usuario proporciona la entrada del usuario a través de uno o más movimientos incrementales de un dispositivo periférico de la interfaz de usuario.

9. El sistema según la reivindicación 1, en donde el usuario proporciona la entrada del usuario introduciendo métricas indicativas de una magnitud del movimiento deseado para el diente a través de la interfaz de usuario.

10. El sistema según la reivindicación 1, en donde el módulo (34) de control de aparato ortodóncico está configurado para mover el bracket a la posición del aparato ortodóncico dentro del entorno 3D, estando la posición de bracket en una superficie del diente.

11. El sistema según la reivindicación 1, en donde el motor (38) de renderizado renderiza una representación digital del bracket.

12. El sistema según la reivindicación 1, en donde la representación digital del bracket es al menos parcialmente transparente.

13. El sistema según la reivindicación 1, comprendiendo el software (30) de modelado:

un primer modo de funcionamiento, en donde la interfaz de usuario está configurada para recibir la entrada del usuario que indica la posición deseada para el diente; y

un segundo modo de funcionamiento, en donde la interfaz de usuario está configurada para recibir la entrada del usuario que indica una posición de bracket deseada, el módulo (34) de control de aparato ortodóncico está configurado para mover el bracket a la posición de bracket deseada basándose en la entrada, y el módulo de control de dientes está configurado para calcular automáticamente una posición ajustada para el diente basándose en la posición de bracket deseada.