ES2955024T3 - Método para proporcionar un color natural y profundidad óptica a un objeto dental - Google Patents

Método para proporcionar un color natural y profundidad óptica a un objeto dental Download PDF

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Abstract

Método para proporcionar un color natural y profundidad óptica a un objeto dental que comprende los pasos: proporcionar un marco del objeto dental, tomar una imagen en color del objeto de un objeto dental adyacente u objeto dental de referencia, y cargar la imagen en color del objeto en un dispositivo informático calibrar y ajustar la imagen en color del objeto cargado en una imagen en color del objeto objetivo en un dispositivo informático, (pre)determinar el perfil de espesor del material de esmalte a aplicar sobre la estructura, corregir en un dispositivo informático los elementos de imagen digital de la imagen en color del objeto objetivo para el perfil de espesor del material de esmalte que se aplicará en la posición de los elementos de imagen digital y proporcionando una imagen en color impresa de los elementos de imagen digital corregidos, imprimiendo la imagen en color impresa como una capa de impresión en el marco, aplicando el material de esmalte en el espesor de perfil predeterminado sobre la capa de impresión sobre la estructura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para proporcionar un color natural y profundidad óptica a un objeto dental
La presente invención se refiere a un método para proporcionar un color natural y profundidad óptica a un objeto dental, en donde el objeto dental tiene un color y propiedades ópticas sustancialmente idénticas a los objetos dentales cercanos/adyacentes o a un objeto dental de referencia.
ANTECEDENTES
Más particularmente, el método de acuerdo con la invención se dirige a mejoras con respecto al color y apariencia de los dientes de reemplazo diseñados asistidos por computadora y fabricados asistidos por computadora (CAD/CAM) en comparación con los dientes naturales y/o tejido oral en la cavidad oral de una persona.
Actualmente, la fabricación de objetos dentales de reemplazo altamente estéticos requiere una cantidad significativa de trabajo manual por parte de técnicos dentales altamente especializados y capacitados en los laboratorios dentales. Para fabricar de manera consistente objetos dentales de reemplazo de alta calidad y alta estética, los técnicos dentales deben poseer un alto nivel de capacidad y experiencia artísticas. La calidad estética de los objetos dentales fabricados a máquina se encuentra actualmente muy por detrás de la calidad de los fabricados por técnicos dentales capacitados. Además, los dentistas y sus pacientes solicitan continuamente una entrega más rápida a menores costos.
En la fabricación de la mayoría de los objetos dentales de reemplazo, en primer lugar, se proporciona una estructura en base al material seleccionado y en la forma y el color del diente a reemplazarse o en los dientes adyacentes. Por lo general, esta estructura se fabrica a partir de un material cerámico, una aleación de metal o un material compuesto/de resina, y sirve como base para las capas posteriores del objeto dental de reemplazo.
Con el fin de reducir los costos de fabricación de objetos dentales de reemplazo y reducir el tiempo y el esfuerzo del técnico dental, en el documento US 8,945,665 se describe un método para imprimir una calcomanía, en donde la calcomanía se basa en imágenes de dientes naturales restantes (adyacentes) del paciente. Un artista crea múltiples conjuntos de imágenes para replicar el color natural del diente y las características ópticas mediante dibujos o fotografías. El dentista y/o el paciente seleccionan imágenes de réplica que tienen las características deseadas de una tabla/catálogo. Además, las imágenes de los artistas se transfieren a programas informáticos y se imprimen en una calcomanía o etiqueta. El técnico del laboratorio dental selecciona la(s) calcomanía(s) que coinciden con las imágenes de réplica seleccionadas por el dentista y/o el paciente y crea el objeto dental de reemplazo adhiriendo la calcomanía seleccionada en la estructura de dentina coloreada (resina compuesta). Después, se coloca una capa de resina compuesta de color esmalte sobre la estructura con la calcomanía. 0pcionalmente, se coloca una segunda calcomanía externa sobre la resina de color esmaltado y, opcionalmente, se proporciona una capa de esmalte.
Este método tiene el inconveniente de que se necesita un artista, que debe proporcionar un catálogo con múltiples conjuntos de imágenes en base al diente natural del paciente. Además, los colores impresos en la calcomanía no se calculan de antemano, por lo tanto, el color y la apariencia obtenidos por este método después de aplicar el esmalte no son consistentes y solo darán como resultado dientes de reemplazo aceptables después de un extenso ensayo y error. Además, el técnico dental y/o el dentista deben elegir una calcomanía adecuada en base a la elección de la imagen de réplica por parte del paciente. Por consiguiente, el método en el documento US 8,945,665 aún requiere técnicos dentales altamente especializados y capacitados y también un artista capacitado.
El documento PCT/JP2009/061541 describe un método para colorear el objeto dental midiendo los dientes naturales adyacentes al objeto dental de reemplazo por medio de un medio colorimétrico como una cámara digital. El medio colorimétrico determina un solo color total del diente adyacente, que puede estar sujeto a un gradiente. Un medio de impresión de objetos tridimensionales imprime el color determinado, opcionalmente con el gradiente, sobre el objeto dental o prótesis. Los colores pueden sobreponerse entre sí; y el estado en donde el color y la prótesis se sobreponen se muestra en la pantalla (de la computadora), y puede evaluarse el resultado de la coloración.
Estos ensayos se repiten y, en base al color del diente determinado, los medios de impresión para el objeto tridimensional se accionan e imprime (repetidamente).
Este método determina un solo color para el diente natural promediando todos los detalles de color natural, lo que significa que la mayoría de los detalles del diente natural no se replican. Además, nuevamente el técnico dental debe realizar múltiples pruebas para obtener una buena copia de la coloración de los dientes adyacentes, y el método no permite que el color emerja desde abajo del material de esmalte, como es el caso de los dientes naturales.
El documento WO 2015/082081 describe un método para aplicar o imprimir color a una estructura o una lámina portadora de un objeto dental de reemplazo mediante el uso de datos de escaneo. El efecto de la capa de esmalte sobre la estructura coloreada o la lámina de soporte para la estructura no se corrige, por lo tanto, el color y la apariencia del color del diente de reemplazo no se asemeja al color de los dientes naturales cercanos/adyacentes.
El documento WO 2009/070469 describe un método para fabricar un artículo dental de reemplazo con una combinación de procesos reductores controlados digitalmente tal como fresado y procesos adicionales digitalmente controlados tal como pintura digital capturando un modelo digital tridimensional altamente detallado de un artículo dental. Sin embargo, en los procesos aditivos de pintura o estampación y posterior aplicación de esmalte no se tiene en cuenta la influencia de la capa de esmalte sobre el color del artículo dental, por lo que es necesaria la corrección manual y el ensayo y error para obtener el color correcto.
El término “objeto dental”, como se utiliza en la presente, se basa en las definiciones dadas en [0025] del documento WO 2009/070469. El término “objeto dental” se destina a referirse ampliamente a un tema específico de la odontología. Esto puede incluir estructuras intraorales tal como la dentición y, más típicamente, la dentición humana, tal como dientes individuales, cuadrantes, arcos completos, pares de arcos que pueden estar separados o en oclusión de varios tipos, tejidos blandos y lo similar, así como huesos y cualquier otra estructura de soporte o circundante. Las estructuras intraorales se refieren tanto a las estructuras naturales dentro de la boca como se describió en lo anterior como a las estructuras artificiales, tal como cualquiera de los objetos dentales descritos a continuación, que podrían estar presentes en la boca. Los objetos dentales artificiales (también indicados con artículos dentales) pueden incluir restauraciones, que generalmente se entiende que incluyen componentes que restauran la estructura o función de la dentición existente, tal como coronas, puentes, carillas, incrustaciones inlays, incrustaciones onlays, amalgamas, materiales compuestos, y diversas subestructuras tales como cofias y lo similar, así como restauraciones temporales para su uso mientras se fabrica una restauración permanente. Los objetos dentales también pueden incluir una prótesis que reemplaza la dentición con estructuras removibles o permanentes, tales como dentaduras postizas, dentaduras postizas parciales, implantes, dentaduras postizas retenidas y lo similar. Los objetos dentales también pueden incluir aparatos utilizados para corregir, alinear o ajustar temporal o permanentemente la dentición, tales como aparatos de ortodoncia removibles, stents quirúrgicos, aparatos de bruxismo, protectores de ronquidos, aparatos de colocación indirecta de brackets y lo similar. Los objetos dentales también pueden incluir hardware adherido a la dentición durante un período prolongado, tal como accesorios de implantes, pilares de implantes, brackets de ortodoncia y otros componentes de ortodoncia. Los objetos dentales también pueden incluir componentes provisionales de fabricación dental tal como modelos dentales (totales o parciales), encerados, moldes de revestimiento y lo similar, así como bandejas, bases, matrices y otros componentes empleados en la fabricación de restauraciones, prótesis y lo similar. Los objetos dentales también pueden clasificarse como objetos dentales naturales tal como los dientes, huesos y otras estructuras intraorales descritas en lo anterior o como objetos dentales artificiales (también indicados como objetos dentales artificiales) tales como las restauraciones, prótesis, aparatos, hardware y componentes provisionales de fabricación dental como se describe en lo anterior. Un artículo dental puede fabricarse intraoralmente, extraoralmente o alguna combinación de estos.
OBJETIVO DE LA INVENCIÓN
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un método que supere las desventajas de los métodos y sistemas conocidos y que simplifique el proceso de encontrar y aplicar el color correcto para el objeto dental sin requerir pruebas extensas por parte de un técnico dental.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Por consiguiente, el método de acuerdo con la invención comprende:
- proporcionar una estructura específica para el paciente del objeto dental en base a un objeto dental anterior o un diente natural cercano/adyacente/seleccionado o un objeto dental de referencia, - tomar una imagen en color de un objeto o un escaneo de un objeto en color 3D de uno o más dientes naturales cercanos/adyacentes/seleccionados o un objeto dental de referencia, y cargar los elementos de la imagen digital de la imagen en color del objeto o del escaneo del objeto en color 3D en un dispositivo informático,
- opcionalmente calibrar y/o ajustar los elementos de la imagen digital de la imagen en color del objeto cargado o el escaneo del objeto en color 3D con respecto al tamaño de la imagen y/o la resolución, - definir la imagen en color del objeto de interés en un dispositivo informático en base a la imagen en color del objeto o el escaneo del objeto en color 3D,
- seleccionar un material de esmalte y (pre)determinar el perfil de grosor del material de esmalte que se aplicará en la estructura,
- corregir en un dispositivo informático los elementos de imagen digital de la imagen de color del objeto de interés para el perfil de grosor del material de esmalte que se aplicará en la posición de los elementos de imagen digital por medio de una fórmula que exprese la relación entre las mediciones de color sobre un conocido grosor de la capa de esmalte, y proporcionar una imagen en color de impresión de los elementos de imagen digital corregidos de la imagen en color del objeto de interés,
- imprimir la imagen de color de impresión que comprende los elementos de la imagen digital corregida como una capa de impresión en la estructura,
- aplicar el material de esmalte en el grosor de perfil predeterminado sobre la capa de impresión sobre la estructura.
Al corregir la imagen en color del objeto de interés para las propiedades ópticas y de color de la capa de esmalte, es posible, sin ensayo y error por parte de un técnico experimentado y capacitado, calcular una imagen en color de impresión adecuada para imprimir con un dispositivo de impresión apropiado sobre la estructura para el objeto dental de reemplazo.
Otra ventaja de este método es que el material de esmalte se compone de un solo material monocromático, en contraposición a varios colores diferentes cuando se aplica manualmente por un técnico experto. Con este método, los diferentes matices y características ópticas se logran aplicando el color debajo de la capa de esmalte monocromático, que en realidad emula mejor los dientes naturales, ya que el material de esmalte natural también es relativamente monocromático. También es mucho más fácil aplicar un material de esmalte monocromático que aplicar múltiples materiales en diferentes capas, ya sea manualmente o con una máquina, tal como una impresora 3D o una capa de esmalte fresada a máquina. En caso de aplicación manual del material de esmalte, el técnico puede concentrarse únicamente en la forma y no tiene que preocuparse por el color, reduciendo así el tiempo, los costos y la experiencia necesaria. Este mismo principio también puede utilizarse para producir otros tejidos tal como encías, prótesis de ojos y extremidades. En estos casos, la capa de esmalte actúa como una capa translúcida que proporciona la profundidad óptica necesaria.
En el caso de material de esmalte fabricado a máquina, el material de esmalte puede aplicarse directamente sobre la capa de impresión en color por medio de una impresora 3D, técnica de inyección, o indirectamente aplicando/pegando una capa de esmalte prensada cerámica o impresa en 3D o fresada a máquina sobre la estructura impresa en color. Si es necesario, la capa de esmalte puede post-procesarse/terminarse después de aplicar el esmalte en caso de esmalte sobre-contorneado y/o para aplicar textura y brillo.
Los términos “imprimir la imagen en color de impresión... como una capa de impresión en la estructura” y “aplicar el material de esmalte... sobre la capa de impresión sobre la estructura” también incluyen la alternativa de imprimir la imagen en color de impresión como una capa de impresión en el interior de la capa de esmalte. Preferentemente, se utiliza un espacio de color para los elementos de imagen digital comprendidos de: la imagen de color del objeto, el escaneo del objeto de color 3D, la imagen de color del objeto de interés y la imagen de color de impresión.
Ventajosamente, se utiliza un espacio de color para todos los elementos de imagen implicados en el método de acuerdo con la invención. Esto simplifica los cálculos y/o correcciones necesarias en un dispositivo informático. Sin embargo, como se encuentran disponibles ecuaciones y software de conversión para procesar imágenes digitales con el fin de convertirlas entre diferentes espacios de color, también es posible utilizar un espacio de color diferente para cada imagen en color utilizada.
En particular, el espacio de color CIELAB se selecciona para los elementos de imagen digital comprendidos en: la imagen de color del objeto, el escaneo del objeto de color 3D, la imagen de color del objeto de interés y la imagen de color de impresión, en donde el color de cada elemento de imagen digital (P) se representa por (L*), (a*), (b*), en donde (L*) es un valor que indica la luminosidad y (a*) es un valor que indica el componente de color verde-rojo del color y (b*) es un valor que indica el componente azul-amarillo del color, y en donde (xP) es el grosor del material de esmalte en el elemento de imagen digital (P), en donde la etapa de corregir los valores (L*), (a*), (b*) del elemento de imagen digital (P) de la imagen en color del objeto de interés comprende:
- determinar la fórmula para calcular los valores corregidos del esmalte (L*), (a*), (b*) derivados por regresión polinomial a partir de los valores (L*), (a*), (b*) medidos del material de esmalte aplicado a un rango de valores (x) de grosor del esmalte sobre un rango de (L*), (a*), (b*) de posibles colores subyacentes, en lo sucesivo denominada fórmula de corrección del esmalte,
- calcular los valores corregidos de esmalte (L*), (a*), (b*) para cada elemento de imagen digital (P) de la imagen de color del objeto de interés para cada grosor de esmalte (xP) mediante la fórmula de corrección de esmalte, y proporcionar la imagen de color de impresión con corrección de esmalte a partir de los valores (L*), (a*), (b*) corregidos de esmalte de los elementos de imagen digital (P) de la imagen de color del objeto de interés.
Al determinar y utilizar una fórmula de regresión polinomial en base a la medición del material de esmalte a aplicarse, la imagen en color de impresión corregida de esmalte adecuada para imprimir en la estructura se obtiene rápida y fácilmente sin evaluación, comparación o experiencia humana. Un método alternativo para lograr la imagen en color de impresión corregida del esmalte es mediante el uso de inteligencia artificial/aprendizaje automático.
Preferentemente, (yP) es el grosor del material de la estructura en el elemento de imagen digital (P), en donde la etapa de corregir los valores (L*), (a*), (b*) del elemento de imagen digital (P) de la imagen en color del objeto de interés comprende las etapas de:
- determinar una fórmula para calcular valores (L*), (a*), (b*) corregidos de la estructura derivados por regresión polinomial a partir de los valores medidos (L*), (a*), (b*) del material de la estructura aplicado en un rango de valores (y) de grosor de la estructura sobre un rango de colores (L*), (a*), (b*) de material de matriz y/o mesoestructura, en lo sucesivo denominada fórmula de corrección de la estructura, - calcular los valores corregidos (L*), (a*), (b*) de la estructura y del esmalte para cada elemento de imagen digital (P) de la imagen en color de impresión corregida del esmalte para cada grosor de la estructura (yP) mediante la fórmula de corrección de estructura, y proporcionar la imagen de color de impresión corregida de la estructura y el esmalte a partir de los valores corregidos (L*), (a*), (b*) de la estructura y el esmalte de los elementos de imagen digital (P) de la imagen de color del objeto de interés. Mediante el uso de una fórmula de corrección de la estructura en base a las mediciones de las propiedades ópticas del material de la estructura que se utilizará, la imagen en color de impresión corregida del esmalte también puede corregirse fácilmente para los valores (L*), (a*), (b*) de la estructura, que son el resultado del color y las propiedades ópticas de diferentes grosores del material de la estructura influenciadas por el color de matriz/preparación/ tocón/mesoestructura natural subyacente proporcionado.
Preferentemente, calcular los valores corregidos (L*), (a*), (b*) de la estructura y del esmalte para cada elemento de imagen digital (P) de la imagen en color de impresión corregida del esmalte para cada grosor de estructura (yP) mediante la fórmula de corrección de estructura comprende además las etapas de:
- determinar los valores (L*), (a*), (b*) del tocón/matriz natural/preparación/mesoestructura mediante una fotografía, un escaneo en color 3D o una evaluación visual por parte de una persona,
- calcular los valores corregidos de (L*), (a*), (b*) de la estructura y del esmalte para cada elemento de imagen digital (P) de la imagen en color de impresión corregida del esmalte para cada grosor de la estructura (yP) mediante la fórmula de corrección de estructura utilizando los valores de color (L*), (a*), (b*) del tocón/matriz natural/preparación/mesoestructura.
Cuando se conocen los valores (L*), (a*), (b*) para el tocón/matriz natural/preparación/mesoestructura, utilizando la fórmula de corrección de la estructura, una corrección adicional para los valores corregidos (L*), (a*), (b*) del esmalte para cada elemento de imagen digital (P) de la imagen en color de impresión corregida del esmalte se calculan fácilmente. Esto proporciona una coincidencia de color aún más precisa del objeto dental objetivo.
Preferentemente, la etapa de corregir en un dispositivo informático los elementos de imagen digital de la imagen en color del objeto de interés para el perfil de grosor del material de esmalte comprende la etapa de: proporcionar en un medio de visualización una simulación 2d y/o 3d de la imagen en color y/o imagen en color impresa y/o imagen en color impresa cubierta por un material esmaltado del objeto de interés.
Cuando se utiliza un escaneo facial en 3D para diseñar el objeto dental, generalmente los dientes se ven como dientes de blanco sólido. Al aplicar una simulación 2d y/o 3d de la imagen de color de impresión cubierta por una capa de esmalte virtual en el retrato en 2d o el escaneo facial en 3D, es posible una simulación realista de dientes con profundidad óptica y colores realistas en un medio de visualización como una pantalla de computadora, antes de fabricar el objeto dental. El diseño del objeto dental en el medio de visualización contiene entonces realmente la imagen en color del objeto de interés y/o la imagen en color de impresión que se utilizará para el proceso de impresión posterior. Esta es una simulación muy valiosa para un sistema de software CAD, que permite una vista previa muy realista del resultado final del objeto dental in situ para el paciente y el dentista.
Las características y ventajas descritas en este sumario y la siguiente descripción detallada no son todas inclusivas. Muchas características y ventajas adicionales serán evidentes para un experto en la técnica a la vista de los ejemplos, la especificación y las reivindicaciones de la misma.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES PREFERIDAS
Primer ejemplo del método de acuerdo con la invención.
Un paciente que necesite un objeto dental de reemplazo, tal como un incisivo de reemplazo, visitará a un dentista para recibir asesoramiento y el tratamiento requerido. El dentista preparará el diente a reemplazarse dependiendo de la calidad del diente existente y del estado y condición del diente adyacente en la cavidad oral del paciente. Después, el dentista proporciona al técnico dental los registros del paciente y las impresiones (digitales). En este ejemplo simplificado, en primer lugar, se fabrica una estructura como base para el diente de reemplazo. Esta estructura del objeto dental de reemplazo se proporciona de un color blanco. En el espacio de color CIELAB, esto podría ser L = 85, a = 0, b = 0. Alternativamente, la estructura puede proporcionarse con un color que se aproxime en parte al color de destino, de tal manera que los ajustes y características de color adicionales solo se impriman en las partes en donde es necesaria la corrección de color. La estructura también puede proporcionarse con un color blanco o material opaco, bloqueando la preparación descolorida y/o la mesoestructura y proporcionando suficiente brillo para funcionar como un “lienzo”. El material de la estructura y la forma del diente de reemplazo se derivan de una fotografía y/o escaneo en 3D y/u otras dimensiones del diente original o de un diente cercano/adyacente/seleccionado o de un objeto dental de referencia y puede imprimirse en 3D o fabricarse por medio de otros métodos muy conocidos.
El término “objeto dental de referencia”, como se utiliza en la presente, pretende referirse ampliamente a objetos dentales fuera de la boca del paciente. En lugar de intentar copiar y reproducir cuidadosamente la forma y/o el color de uno o más dientes del paciente, el paciente también puede seleccionar un “objeto dental de referencia” externo como punto de inicio para el diente de reemplazo. Cuando el paciente desea tener un diente de reemplazo pronunciado y distinto que se destaque claramente, el paciente puede seleccionar el objeto dental de referencia de un catálogo o una colección, o el paciente puede seleccionar un color o una imagen (de color) o patrón de una base de datos de imágenes para el objeto dental de referencia. La forma y el color del objeto dental de referencia pueden seleccionarse o diseñarse por separado.
Si el paciente desea tener un diente de reemplazo, que no es obvio ni claramente visible, el color y la forma del diente de reemplazo deben coincidir con los dientes adyacentes y el tejido bucal en la cavidad oral del paciente. Por lo tanto, se toman fotografías de los dientes adyacentes como objetivo para el diente de reemplazo. También es posible utilizar el escaneo 3D de los dientes adyacentes o seleccionar un color para la apariencia deseada del diente de reemplazo. La imagen en color del objeto es la apariencia final en la cavidad oral del diente de reemplazo comparable a los dientes adyacentes. Cuando esta imagen de color de objeto se imprime en la estructura blanca, la estructura se verá como una copia de los dientes adyacentes. Sin embargo, después de aplicar material de esmalte sobre la estructura con la capa impresa de la imagen en color del objeto, para proporcionar profundidad óptica como se observa en los dientes naturales, el resultado final del objeto dental no se asemeja a los dientes adyacentes, debido a las propiedades ópticas, del material de esmalte.
La imagen digital es la creación de una representación digitalmente codificada de las características visuales de un objeto. Se supone que las imágenes digitales implican o incluyen el procesamiento, la compresión, el almacenamiento, la impresión y la visualización de dichas imágenes.
En imágenes digitales o gráficas por computadora, un píxel o elemento de imagen (digital) es un punto físico en una imagen de pixeles, o el elemento direccionable más pequeño en un medio de visualización direccionable de todos los puntos. Una imagen de pixeles o una imagen en mapa de bits es una estructura de datos de matriz de puntos que representa una cuadrícula de píxeles generalmente rectangular, visible a través de un monitor, papel u otro medio de visualización. Las imágenes de pixeles se almacenan en archivos de imagen con diferentes formatos (tal como, por ejemplo, un archivo JPEG).
La definición de píxel es sensible al contexto. Por ejemplo, pueden existir “píxeles impresos” en una página, o píxeles transportados por señales electrónicas, o representados por valores digitales, o píxeles en un medio de visualización (dispositivo), o píxeles en una cámara digital (elementos fotosensores).
Pueden utilizarse otras estructuras para representar digitalmente una imagen o ilustración, tal como gráficos vectoriales. Las imágenes pixeladas pueden vectorizarse (imágenes pixeladas convertidas en gráficos vectoriales), las imágenes vectoriales pueden pixelearse (convertir en píxeles), mediante software.
Cada píxel es una muestra de la imagen original. La intensidad de cada píxel es variable. En los sistemas de imágenes en color, tal como el espacio de color CIELAB, RGB o CMYK, el color de un píxel generalmente se representa mediante tres o cuatro intensidades de componentes (valores) tal como rojo, verde y azul, o ciano, magenta, amarillo y negro.
En un contexto de sensor de cámara o escáner, el píxel se refiere a un solo elemento escalar de una representación de múltiples componentes, o puede referirse al conjunto de intensidades de componentes para una posición espacial. Las medidas de puntos por pulgada (dpi) y píxeles por pulgada (ppi) algunas veces se utilizan indistintamente, pero tienen significados distintos, especialmente para dispositivos de impresión, en donde dpi es una medida de la densidad de la colocación de los puntos (e.g., gotas de tinta) de la impresora.
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En adelante, el término “elemento de imagen digital” P se refiere a un píxel, un subconjunto de píxeles o datos de imágenes vectoriales de una imagen digital.
En adelante, el término 'espacio de color' (también 'modelo de color') se utiliza para los sistemas de imágenes en color (digitales), que preferentemente se seleccionan de la lista de espacios de color muy conocidos y de uso frecuente como: Sistema de color natural (NCS), Espacios de color Adobe RGB y sRGB, CIELAB o CIEXYZ.
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El término 'calibrar y ajustar el tamaño y la resolución de la imagen' se refiere ampliamente a todos los ajustes/correcciones necesarios de los 'elementos de imagen digital' en las imágenes digitales utilizadas en el método de acuerdo con la invención, tal como la imagen en color del objeto, el escaneo del objeto en color 3D, la imagen en color del objeto de interés y la imagen en color de impresión.
El ajuste del tamaño de la imagen y la resolución de la imagen en color del objeto o del escaneo del objeto en color 3D puede incluir: eliminar información innecesaria, por ejemplo, encías, labios, dientes que no necesitan utilizarse e imprimirse. Después, la imagen en color del objeto o el escaneo del objeto en color 3D pueden ser adecuados para la siguiente etapa. Algunas veces, la imagen en color del objeto o el escaneo del objeto en color 3D debe pulimentarse, transformarse, debido a la diferencia de tamaño y posición de los dientes naturales, y el número de elementos de la imagen digital puede ajustarse a la resolución de impresión deseada. Opcionalmente, pueden eliminarse y/o agregar artefactos tales como decoloraciones, grietas, manchas (no)deseadas. Alternativamente, es posible configurar una nueva imagen dental basada en los colores medidos y ajustar las características según el gusto. La calibración de una imagen digital implica la calibración de los perfiles de la cámara, el balance de blancos, etcétera, debido a que cada combinación de cámara/lente/flash registra los colores de manera ligeramente diferente, lo que debe estandarizarse/calibrarse utilizando perfiles de cámara/tablas de búsqueda (LUTs), etc. Durante la toma de la imagen en color del objeto o el escaneo del objeto en color 3D, algunas veces se utilizan filtros de polarización para eliminar el reflejo de la luz (flash) en los dientes (naturales) o en el objeto dental de referencia. Sin embargo, el uso de filtros de polarización también da como resultado una desviación de color comparable a lo que hacen las gafas de sol, y esta desviación de color del filtro de polarización debe corregirse mediante una conversión a través de perfiles/LUTs y/o curvas de ajuste.
Por lo tanto, la imagen en color del objeto o el escaneo del objeto en color 3D se carga como datos digitales que comprenden elementos de imagen digital en un dispositivo informático y, opcionalmente, se calibra el color si es necesario. En el dispositivo informático, si es necesario, el tamaño de la imagen y la resolución de la imagen o el escaneo se ajusta al formato requerido por la impresora que se utilizará para imprimirse en la estructura. Esta imagen o archivo de datos es la imagen en color del objeto de interés que comprende elementos de imagen digital para la impresora.
En la siguiente etapa, se determina el perfil de grosor del material de esmalte que se aplicará sobre la estructura que comprende la capa de impresión. Esta capa de esmalte puede tener simplemente un grosor en toda la estructura, pero se obtienen mejores resultados cuando el esmalte se aplica sobre la estructura con un grosor natural variable. Por lo general, el grosor varía desde aproximadamente 0.3 mm en la base cervical hasta aproximadamente 1 mm cerca del borde incisal del incisivo. El esmalte también puede variar en grosor en la dirección ortogonal, es decir, en la dirección horizontal en la cavidad oral. Para cada elemento de imagen digital P que va a imprimirse en la estructura por la impresora, se determina un grosor de esmalte x y se carga en el dispositivo informático.
En la siguiente etapa en el dispositivo informático, cada uno de los elementos de imagen digital de la imagen en color del objeto de interés se corrige por medio del grosor xP del material de esmalte que se aplicará sobre o encima del elemento de imagen digital P.
Esta corrección se realiza o calcula mediante una fórmula que expresa una relación entre las cantidades físicas: intensidades de los componentes (también indicadas con valores) dentro del espacio de color CS de la capa debajo del material de esmalte; grosor xP del material de esmalte; intensidades de los componentes dentro del espacio de color CS del material de esmalte exterior. Dentro del espacio de color CS, las intensidades de los componentes de los elementos de imagen digital de la imagen de color del objeto de interés coinciden estrechamente con las intensidades de los componentes de la estructura impresa cubierta por el material de esmalte exterior. Debido a que también se conoce el grosor xP para cada elemento de imagen digital P de la imagen en color del objeto de interés, pueden calcularse las intensidades de los componentes de los elementos de imagen digital de la imagen en color de impresión. En informática, una fórmula describe típicamente un cálculo, que se realizará en una o más variables. Con frecuencia, se proporciona implícitamente una fórmula en forma de instrucción informática.
Por consiguiente, el término “fórmula”, como se utiliza en la presente, se destina a referirse de manera amplia a todos los tipos de relaciones entre variables, cantidades físicas (medidas), etc., adecuadas para su uso en la realización de cálculos y/o correcciones. También pueden utilizarse otros métodos muy conocidos para definir esta relación, como e.g. inteligencia artificial tal como (autoaprendizaje) redes neuronales artificiales, aprendizaje automático, etcétera.
En una modalidad preferida del método de acuerdo con la invención, la corrección se realiza mediante una fórmula de corrección del esmalte. En particular, la fórmula de corrección del esmalte se deriva de las mediciones de color de muestras que tienen un rango de valores de grosor del material de esmalte seleccionado aplicado sobre un rango de posibles colores de referencia subyacentes. Con esta fórmula de corrección del esmalte existe una relación directa disponible entre el color de la imagen en color del objeto de interés del diente de reemplazo según lo observado por otras personas y el color de la imagen que se imprimirá bajo la capa de esmalte de grosor variable.
Utilizando la fórmula de corrección del esmalte, cada elemento de imagen digital P de la imagen de color del objeto de interés se corrige por la influencia del grosor de esmalte xP que cubre el elemento de imagen digital. Mediante esta corrección se obtiene un conjunto de elementos de imagen digital corregidos individualmente, que juntos forman una imagen en color de impresión, que se imprime en la estructura por medio de la impresora. Al imprimir en formas más complejas (tal como dentaduras postizas completas) pueden utilizarse más de tres ejes para que el cabezal de impresión pueda imprimir el objeto desde múltiples ángulos.
Después de aplicar o imprimir el material de esmalte en el grosor de perfil predeterminado sobre la capa de impresión sobre la estructura, la apariencia del diente de reemplazo se asemeja mucho al objeto de interés, sin que el dentista y/o el técnico dental hayan realizado largos ensayos que consumen mucho tiempo.
Opcionalmente, pueden proporcionarse microestructuras superficiales en el exterior de la capa de esmalte. Estas microestructuras superficiales pueden imprimirse mediante un sistema de inyección de tinta o pueden fresarse manualmente o con una máquina.
Preferentemente, el espacio de color CIELAB se utiliza para las imágenes, los cálculos y la impresión, pero también pueden utilizarse sistemas alternativos como RGB o CMYK.
Al utilizar el espacio de color CIELAB, se determina una fórmula de corrección de esmalte para el dispositivo informático. Las muestras se miden con un rango de posibles colores de referencia subyacentes que se proporcionan con un rango de valores de grosor de esmalte, y los valores L* a* b* de cada medición se ajustan a una rutina de regresión polinomial que determina los coeficientes aplicables para el mejor ajuste. Aplicando la fórmula de corrección de esmalte, para cada elemento de imagen digital P de la imagen de color del objeto de interés, pueden calcularse los valores corregidos de esmalte CIELAB correspondientes para el elemento de imagen digital con el grosor de esmalte apropiado xP de la imagen de color de impresión corregida del esmalte.
Segundo ejemplo
En el primer ejemplo, la estructura se proporciona de un color blanco opaco, que no interfiere con el color y las propiedades ópticas de la capa de impresión y el material de esmalte. Sin embargo, con frecuencia el material de la estructura es algo translúcido y no completamente opaco, por lo que no se dispone de un color de superficie blanco perfecto para la estructura. Para la fijación del diente de reemplazo en la cavidad oral, se encuentran disponibles diferentes tipos de sistemas de fijación, cada uno de los cuales da lugar a construcciones específicas y (de)coloración de la estructura montada y el objeto dental de reemplazo.
Un tocón, matriz natural o preparación es (los restos) de un diente natural, que se prepara para montarse sobre el mismo el objeto dental de reemplazo. El color de este tocón puede verse a través del nuevo objeto dental. Por lo tanto, este color subyacente debe tenerse en cuenta, compensando el sombreado no deseado. En el caso de un implante (que de hecho es una raíz artificial), con frecuencia se atornilla al implante un llamado pilar (u otros tipos de mesoestructuras). Este pilar es funcionalmente idéntico al tocón/preparación y también sirve como base para unir el objeto dental de reemplazo. Por lo tanto, este pilar, al igual que un tocón/preparación de un diente natural, influye en el aspecto final del objeto dental de reemplazo debido a que el color del pilar puede mostrarse parcialmente a través del objeto dental de reemplazo.
Cuando el dentista prepara un tocón/preparación/matriz natural/mesoestructura para fijar la estructura del diente de reemplazo, este tocón/preparación/matriz natural/mesoestructura con frecuencia se decolora, lo cual será visible a través de la estructura e interferirá con la capa de la imagen en color de impresión, lo que da como resultado un objeto dental de reemplazo menos coincidente.
Por consiguiente, se determina una fórmula para calcular los valores corregidos L* a* b* de la estructura midiendo los valores L* a* b* para un rango de colores de material de matriz L* a* b* proporcionados con una estructura en un rango de valores de grosor y. Mediante regresión polinomial, a partir de estas mediciones se deriva una fórmula de corrección de la estructura, que proporciona una relación entre los valores L* a* b* de la estructura montada en el tocón/preparación/matriz natural/mesoestructura con respecto al color del tocón/preparación/matriz natural/ mesoestructura y el grosor y las propiedades del material de la estructura. Con esta fórmula de corrección de la estructura, los valores corregidos de esmalte para cada elemento de imagen digital P de la imagen en color de impresión corregida del esmalte pueden corregirse aún más por la influencia de las propiedades ópticas y el color del tocón/preparación/ matriz natural/mesoestructura y la estructura. La estructura L* a* b* y los valores corregidos de esmalte de los elementos de imagen digital P forman juntos la estructura y la imagen en color de impresión de esmalte, adecuados para imprimirse en la estructura por medio de la impresora.
En una modalidad preferida del método de acuerdo con la invención, los valores L* a* b* del tocón/matriz natural/mesoestructura se determinan mediante una fotografía, escaneo de color 3D, comparación con un objeto de referencia o evaluación visual por una persona. De tal manera que los valores corregidos L* a* b* de la estructura y del esmalte para cada elemento de imagen digital P de la imagen en color de impresión corregida del esmalte para cada grosor de la estructura yP se calculan mediante la fórmula de corrección de la estructura utilizando los valores L* a* b* del tocón/matriz natural/mesoestructura.
En esta modalidad, solo se necesitan fotografías del tocón y de los dientes adyacentes para poder calcular de manera eficiente la capa de impresión correcta y proporcionar un objeto dental de reemplazo muy coincidente.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un método para proporcionar un color natural y profundidad óptica a un objeto dental, en donde el objeto dental tiene un color y propiedades ópticas sustancialmente idénticas a los objetos dentales cercanos/adyacentes o a un objeto dental de referencia, comprendiendo el método las etapas:
- proporcionar una estructura específica para el paciente del objeto dental en base a un objeto dental anterior o un diente natural cercano/adyacente/seleccionado o un objeto dental de referencia,
- tomar una imagen en color de un objeto o un escaneo de un objeto en color 3D de uno o más dientes naturales cercanos/adyacentes/seleccionados o un objeto dental de referencia, y cargar los elementos de la imagen digital de la imagen en color del objeto o del escaneo del objeto en color 3D en un dispositivo informático,
- opcionalmente calibrar y/o ajustar los elementos de la imagen digital de la imagen en color del objeto cargado o el escaneo del objeto en color 3D con respecto al tamaño de la imagen y/o la resolución, - definir la imagen en color del objeto de interés en un dispositivo informático en base a la imagen en color del objeto o el escaneo del objeto en color 3D,
- seleccionar un material de esmalte y (pre) determinar el perfil de grosor del material de esmalte que se aplicará en la estructura,
- corregir en un dispositivo informático los elementos de imagen digital de la imagen de color del objeto de interés para el perfil de grosor del material de esmalte que se aplicará en la posición de los elementos de imagen digital por medio de una fórmula que exprese la relación entre las mediciones de color sobre un conocido grosor de la capa de esmalte, y proporcionar una imagen en color de impresión de los elementos de imagen digital corregidos de la imagen en color del objeto de interés,
- imprimir la imagen de color de impresión que comprende los elementos de la imagen digital corregida como una capa de impresión en la estructura,
- aplicar el material de esmalte en el grosor de perfil predeterminado sobre la capa de impresión sobre la estructura.
2. El método para proporcionar un color natural y profundidad óptica a un objeto dental de acuerdo con la reivindicación 1, en donde se utiliza un espacio de color CS para los elementos de imagen digital comprendidos en: la imagen en color del objeto, el escaneo del objeto en color 3D, la imagen en color del objeto de interés y la imagen en color de impresión.
3. El método para proporcionar un color natural y profundidad óptica a un objeto dental de acuerdo con la reivindicación 2, en donde para el espacio de color CS se selecciona el espacio de color CIELAB para los elementos de imagen digital comprendidos en: la imagen en color del objeto, el escaneo del objeto en color 3d, la imagen en color del objeto de interés y la imagen en color de impresión;
en donde el color de cada elemento de imagen digital (P) se representa por (L*), (a*), (b*), en donde (L*) es un valor que indica la luminosidad y (a*) es un valor que indica el componente de color verde-rojo del color y (b*) es un valor que indica el componente azul-amarillo del color, y
en donde (xP) es el grosor del material de esmalte en los elementos de imagen digital (P), en donde la etapa de corregir los valores (L*), (a*), (b*) de los elementos de imagen digital (P) de la imagen en color del objeto de interés comprende:
- determinar una fórmula para calcular los valores corregidos del esmalte (L*), (a*), (b*) derivados por regresión polinomial a partir de los valores medidos (L*), (a*), (b*) del material de esmalte aplicado en un rango de valores de grosor del esmalte (x) sobre un rango de posibles colores subyacentes (L*), (a*), (b*), en lo sucesivo denominada fórmula de corrección del esmalte,
- calcular los valores corregidos de esmalte (L*), (a*), (b*) para cada elemento de imagen digital (P) de la imagen de color del objeto de interés para cada grosor de esmalte (xP) mediante la fórmula de corrección de esmalte, y proporcionar la imagen de color de impresión con corrección de esmalte a partir de los valores corregidos (L*), (a*), (b*) de esmalte de los elementos de imagen digital (P) de la imagen de color del objeto de interés.
4. El método para proporcionar un color natural y profundidad óptica a un objeto dental de acuerdo con la reivindicación 3, en donde (yP) es el grosor del material de la estructura en el elemento de imagen digital (P), en donde la etapa de corregir los valores (L*), (a*), (b*) del elemento de imagen digital (P) de la imagen en color del objeto de interés comprenden las etapas de:
- determinar una fórmula para calcular los valores corregidos (L*), (a*), (b*) de la estructura derivados por regresión polinomial a partir de los valores medidos (L*), (a*), (b*) del material de la estructura aplicado en un rango de valores de grosor de la estructura (y) sobre un rango de colores (L*), (a*), (b*) del material de matriz y de la mesoestructura, en lo sucesivo denominada fórmula de corrección de la estructura, - calcular los valores corregidos (L*), (a*), (b*) de la estructura y del esmalte para cada elemento de imagen digital (P) de la imagen en color de impresión corregida del esmalte para cada grosor de la estructura (yP) mediante la fórmula de corrección de estructura, y proporcionar la estructura y la imagen de color de impresión corregida del esmalte de los valores corregidos (L*), (a*), (b*) de la estructura y del esmalte del elemento de imagen digital (P) de la imagen de color del objeto de interés.
5. El método para proporcionar un color natural y profundidad óptica a un objeto dental de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el cálculo de los valores corregidos (L*), (a*), (b*) de la estructura y del esmalte para cada elemento de imagen digital (P) de la imagen de color de impresión corregida del esmalte para cada grosor de estructura (yP) mediante la fórmula de corrección de estructura comprende además las etapas de:
- determinar los valores (L*), (a*), (b*) del tocón/matriz natural/preparación/mesoestructura mediante una fotografía, un escaneo en color 3D o una evaluación visual por parte de una persona,
- calcular los valores corregidos (L*), (a*), (b*) de la estructura y del esmalte para cada elemento de imagen digital (P) de la imagen en color de impresión corregida del esmalte para cada grosor de la estructura (yP) mediante la fórmula de corrección de estructura utilizando los valores (L*), (a*), (b*) del tocón/matriz natural/mesoestructura.
6. El método para proporcionar un color natural y profundidad óptica a un objeto dental de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa de corregir en un dispositivo informático los elementos de imagen digital de la imagen de color del objeto de interés para el perfil de grosor del material de esmalte comprende la etapa: proporcionar en un medio de visualización una simulación 2d y/o 3d de la imagen en color del objeto de interés y/o la imagen en color de impresión y/o la imagen en color de impresión cubierta por un material esmaltado.
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