MX2014000572A

MX2014000572A - Sistema y método de implantación dental utilizando sensores magnéticos.

Info

Publication number: MX2014000572A
Application number: MX2014000572A
Authority: MX
Inventors: Allen M Moffson; Jeffrey A Prsha; Charles E Wheatley Iii
Original assignee: Prec Through Imaging Inc
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2014-11-10
Also published as: EP2731536A4; US20140199650A1; WO2013010138A2; WO2013010138A3; JP2014520637A; US20160137345A1; BR112014000799A2; CA2841747A1; EP2731536A2

Abstract

En la presente se proporciona, entre otras cosas, un sistema para indicar la ubicación de una fresador dental que incluye una pieza de mano dental, la cual incluye adicionalmente la fresadora dental; una pluralidad de sensores detecta un campo magnético y produce un grupo de salidas, las cuales se pueden utilizar por lo menos en parte para indicar la ubicación de la fresadora dental; las salidas del sensor pueden ser procesadas para producir una indicación de la relación espacial de la fresadora a una dentadura del paciente; la indicación es preferiblemente gráfica, y puede ser presentada a un profesional dental utilizando el sistema durante un procedimiento de implante para proporcionar la retroalimentación visual del procedimiento; la indicación puede ser actualizada en forma repetida, sustancialmente en tiempo real.

Description

SISTEMA Y MÉTODO DE IMPLANTACIÓN DENTAL UTILIZANDO SENSORES MAGNÉTICOS La presente solicitud reclama prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de E.U.A. No. 61/507,956 presentada el 14 de julio de 201 1 , y titulada "Dental Implantation System and Method Using Magnetic Sensors", la descripción completa de la cual está incorporada en la presente descripción como referencia para todos los propósitos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La cirugía de implantes dentales involucra colocar un dispositivo protésico, tal como uno o más dientes de reemplazo artificiales en la boca de un paciente. Dichos dispositivos protésicos deben ser colocados de manera precisa en la boca para lograr los mejores resultados estéticos y funcionales. La colocación precisa del dispositivo protésico requiere una preparación adecuada del sitio del implante con respecto al tejido circundante y huesos. El dispositivo protésico, normalmente comprende un empalme de implante de diente, un póntico anexo al mismo, y un accesorio de implante de dientes que se extiende desde el empalme y que es recibido en un eje de implante perforado dentro del hueso del paciente con una herramienta de perforación (por ejemplo, una pieza de mano dental). Durante la perforación del hueso para crear el eje de implante, debe tenerse mucho cuidado de evitar provocar una lesión al paciente. La lesión puede ser producida, por ejemplo, la entrada inadvertida en el canal del nervio mandibular, la entrada inadvertida en los senos, perforación de las placas corticales, daño a los dientes adyacentes, u otros daños conocidos en la materia.

Los sistemas que proporcionan imágenes en tiempo real de los sitios del implante pueden ser útiles para el médico que realiza el implante al evitar lesiones a los pacientes y en la preparación más precisa del hueso y sitio del implante, y preparar el eje para recibir el implante. Los sistemas convencionales que proporcionan dichas imágenes pueden ser molestos, complicados y difíciles de utilizar. Además, las imágenes provistas por los sistemas que se basan en imágenes ópticas (que pueden verse) puede estar limitado a las imágenes que son oscurecidas por los fluidos, incluyendo sangre y el agua que se encuentra en el sitio del implante durante la perforación. Además, algunos sistemas de formación de imágenes asistidos por computadora no son especialmente precisos al determinar la ubicación de las estructuras anatómicas e instrumentos, ni es especialmente preciso al actualizar dicha información de ubicación en tiempo real durante el procedimiento de perforación.

La formación de imágenes en tiempo real mejorada podría ayudar al medico que realiza el implante con la ubicación precisa de la herramienta de perforación durante el procedimiento y podría beneficiar al paciente reduciendo el riesgo de lesión y ayudar a proporcionar un implante efectivo. Dichas técnicas también podrían utilizarse en una variedad de procedimientos, más allá del campo dental, por ejemplo, en otras prácticas de salud y procedimientos no médicos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un aspecto, un sistema para indicar la ubicación de una perforación dental comprende una pieza de mano dental que incluye una fresadora dental, y una pluralidad de sensores que detectan un campo magnético. Los sensores producen un conjunto de salidas de sensor respectivas, y las salidas del sensor son útiles por lo menos en parte para indicar la ubicación de la fresadora dental.

De acuerdo con otro aspecto, un método para indicar la ubicación de una fresadora dental comprende leer las salidas producidas por un conjunto de sensores, en donde los sensores detectan un campo magnético, y en donde las salidas del sensor se pueden utilizar para detectar la ubicación de una fresadora dental en relación con los sensores. El método comprende adicionalmente procesar las salidas del sensor para producir una indicación de la relación espacial de la fresadora dental a una dentadura del paciente y desplegar la indicación de la relación espacial de la fresadora dental a la dentadura del paciente.

De acuerdo con otro aspecto, una guía de pieza de trabajo comprende una porción de arco dental que se conforma con la dentadura de un paciente particular, y un conjunto de sensores fijos en relación con la porción del arco dental. Cada sensor tiene la capacidad de producir una salida que indica por lo menos una característica de un campo magnético.

De acuerdo con otro aspecto, un método comprende la fabricación de una guía de pieza de trabajo de una configuración para acoplar la dentadura de un paciente particular que tiene un sitio de implante, y colocar un conjunto de referencias aceptadas como base fija sobre la guía de la pieza de trabajo. El método comprende adicionalmente fijar un sensor a la guía de la pieza de trabajo. El sensor tiene la capacidad de, cuando el sensor es expuesto a un campo magnético, producir una salida que indica un aspecto del campo magnético.

De acuerdo con otro aspecto, un controlador computarizado comprende un procesador de imagen que recibe una imagen radiográfica de una dentadura de paciente, y un sistema de localización que recibe las salidas de uno o más sensores. Los sensores detectan por lo menos un aspecto de un campo magnético, y el sensor da salida al cambio como la relación espacial del campo magnético y los sensores cambian debido a los cambios en la ubicación de una pieza de mano dental que incluye una fresadora dental. El sistema de ubicación procesa las salidas del sensor para determinar la ubicación de la fresadora dental en relación con la dentadura del paciente. El controlador computarizado incluye adicionalmente un sistema de visión que genera una imagen desplegada en un despliegue de computadora, de manera que la imagen desplegada generada comprende la imagen de la dentadura del paciente y una representación de la ubicación de la fresadora dental en relación con la dentadura del paciente como es determinado por el sistema de ubicación.

De acuerdo con otro aspecto, un controlador computarizado comprende un procesador, una interfaz de entrada de datos, un despliegue y una memoria legible por computadora. La memoria legible por computadora soporta instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador, provocan que el controlador computarizado lea las salidas producidas por un grupo de sensores. Los sensores detectan un campo magnético y las salidas del sensor se pueden utilizar para caracterizar la relación espacial de una fresadora dental a los sensores. Las instrucciones, cuando son ejecutadas por el procesador provocan adicionalmente que el controlador computarizado procese las salidas del sensor para producir una indicación de la relación espacial de la fresadora dental a una dentadura del paciente y despliegue la indicación de la relación espacial de la fresadora dental a la dentadura del paciente.

De acuerdo con otro aspecto, una estación de calibración comprende un cuerpo que define un receptáculo. El receptáculo es de la forma y tamaño para recibir una fresadora dental. La estación de calibración incluye adicionalmente una pluralidad de sensores que rodean el receptáculo, cada sensor con la capacidad de producir una salida cuando el sensor es expuesto a un campo magnético asociado con una fresadora dental colocado en el receptáculo.

De acuerdo con otro aspecto, un medio legible por computadora no transitorio mantiene las instrucciones de computadora adaptadas para ser ejecutadas para implementar un método para indicar la ubicación de una fresadora dental. El método incluye leer las salidas producidas por un grupo de sensores. Los sensores detectan un campo magnético y las salidas del sensor se pueden utilizar para detectar la ubicación de una fresadora dental en relación con los sensores. El método también incluye procesar las salidas del sensor para producir una indicación de la relación espacial de la fresadora dental a una dentadura del paciente y desplegar la indicación de la relación espacial de la fresadora dental a la dentadura del paciente.

De acuerdo con otro aspecto, un dispositivo de detección incluye un portador que tiene rastros de circuito, el portador definiendo un orificio de paso. El dispositivo de detección también incluye una pluralidad de sensores electrónicos montados al portador a través del orificio de paso. Cada sensor es sensible a un campo magnético y está configurado para producir una salida que indica un aspecto del campo magnético. El dispositivo de detección es de un tamaño y forma para que los sensores se adapten dentro de la boca de un paciente dental.

De acuerdo con otro aspecto, un equipo incluye un dispositivo de detección. El dispositivo de detección incluye un portador que tiene rastros de circuito, el portador definiendo un orificio de paso, y un grupo de sensores electrónicos montados al portador a través del orificio de paso. Cada sensor es sensible a un campo magnético y está configurado para producir una salida que indica un aspecto del campo magnético. El dispositivo de detección es de un tamaño y forma para que los sensores se adapten dentro de la boca de un paciente dental. El equipo incluye adicionalmente, un medio legible por computadora no transitorio mantiene las instrucciones de computadora adaptadas para ser ejecutadas para implementar un método para indicar la ubicación de una fresadora dental. El método incluye leer las salidas producidas por un conjunto de sensores, en donde los sensores detectan un campo magnético, y en donde las salidas del sensor se pueden utilizar para detectar la ubicación de una fresadora dental en relación con los sensores. El método incluye adicionalmente procesar las salidas del sensor para producir una indicación de la relación espacial de la fresadora dental a una dentadura del paciente y desplegar la indicación de la relación espacial de la fresadora dental a la dentadura del paciente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 , ilustra un sistema de acuerdo con una modalidad de la presente invención, para indicar la ubicación de una fresadora dental.

La figura 2, ilustra un diagrama de bloques de un controlador de ejemplo.

La figura 3, es un diagrama de bloques que ilustra la interacción de los componentes de un sistema, de acuerdo con las modalidades.

La figura 4, ilustra un paso en la fabricación de una guía de pieza de trabajo de acuerdo con las modalidades.

La figura 5, ilustra un ejemplo simplificado de interfaz de usuario interactiva, mediante la cual, un profesional dental puede determinar y especificar un eje de implante deseado.

La figura 6, ilustra la guía de pieza de trabajo de ejemplo de la figura 4, en una etapa posterior de fabricación.

La figura 7, ilustra una estación de calibración de ejemplo, de acuerdo con las modalidades de la presente invención.

La figura 8, es un diagrama de bloques de un sistema de acuerdo con otras modalidades.

La figura 9, ilustra un arreglo de componentes de ejemplo que puede residir en la boca del paciente durante un procedimiento de implante.

Las figuras 10A a 10C, ilustran una estación de magnetizador/calibración de ejemplo, de acuerdo con las modalidades.

La figura 1 1 , ilustra una técnica de ejemplo para determinar la ubicación de una fresadora con respecto a los sensores, y por lo tanto con respecto a la dentadura del paciente.

La figura 12, ilustra un sistema de acuerdo con otra modalidad de la presente invención, para indicar la ubicación de una fresadora dental.

La figura 13A, ¡lustra una guía de pieza de trabajo y un ensamble de sensor, de acuerdo con las modalidades de la presente invención.

La figura 13B, muestra el ensamble de sensor de la figura 13A, con mayor detalle.

La figura 13C, muestra el ensamble de sensor de la figura 13A, acoplada con pasadores de alineación en una guía de pieza de trabajo, de acuerdo con las modalidades de la presente invención.

La figura 13D, muestra el ensamble de sensor de la figura 13A, acoplado con diferentes pasadores de alineación.

La figura 14A, ilustra una guía de pieza de trabajo y un ensamble de sensor, de acuerdo con otras modalidades de la presente invención.

La figura 14B, muestra el ensamble de sensor de la figura 14A, en su sitio sobre la guía de pieza de trabajo.

La figura 15, muestra la relación de un campo magnético con sensores en un arreglo de "cuadrante dual", de acuerdo con las modalidades de la presente invención.

La figura 16, ilustra un sistema de coordenadas útiles en la descripción de la conducta del sensor.

La figura 17, ilustra una vista ortogonal de la interacción del campo y sensores de la figura 15, con mayor detalle.

La figura 18, muestra una representación aproximada de un ángulo de campo.

La figura 19, es un diagrama de flujo de un método de acuerdo con una modalidad de ejemplo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN A menos que sea definido en forma expresa, los términos utilizados en la presente descripción tienen los significados que se utilizan de forma común en las artes dentales y médicas.

Los términos "implante", "implante dental" y los similares (sustantivos), se refieren, en el sentido común, a un dispositivo protésico colocado en forma permanente (por ejemplo, no removible o difícil de remover) el cual incluye un reemplazo de raíz dental artificial. En algunas modalidades, el implante incluye un montaje de implante el cual es incrustado en el hueso y experimenta integración (es decir, integración ósea) para formar una estructura integrada estable con la capacidad de soportar un diente artificial o proporcionar soporte para otra estructura dental que incluye, por ejemplo, sin limitación, un puente de soporte de implante o una dentadura soportada por un implante, como se conoce en la materia. La montura de implante es unida a un empalme de implante, normalmente cerca de la superficie gingival, a cuyo empalme de implante puede fijarse un diente de reemplazo (es decir, póntico). El término "implante" (verbo) se refiere en el sentido común a la colocación de un implante dental. "Montura de implante" se refiere a aquella porción de un implante dental, la cual está incrustada en el hueso u otro tejido duro o material y la cual sirve para anclar el implante, como es conocido en la materia.

El término "paciente" se refiere a un receptor de atención, cuidado o tratamiento dental. En algunas modalidades, un paciente es un mamífero, por ejemplo, un humano, pero un paciente también puede ser un animal diferente de un humano.

El término "dentadura" se refiere al arreglo de los dientes en la boca. Una imagen de una dentadura de un paciente puede muestra toda o parte de la dentadura del paciente, y no necesita representar a todos los dientes del paciente.

La "guía de pieza de trabajo" se refiere en el sentido común, a una guía protésica removible con la capacidad de fijarse de forma rígida dentro de la boca de un paciente al arco dental superior o inferior. Una guía de pieza de trabajo puede tener uno o más marcadores opacos a la radiación fijos a la misma. Una guía de pieza de trabajo puede formarse sobre una impresión de la dentadura del paciente y/u otras características estructurales de la boca mediante métodos bien conocidos en la materia. Una guía de pieza de trabajo puede ser fabricada a partir de una variedad de materiales, que incluyen sin limitación, plásticos termoajustados y de fijación por luz, acrílico y los similares, como se conoce en la materia.

Los términos "marcador opaco a la radiación", "marcador aceptado como base opaco a la radiación", "marcador aceptado como base" y los similares, se refieren en sentido común a un depósito de material opaco a la radiación en y/o dentro, por ejemplo, de una guía radiográfica, con la capacidad de estar localizada en una imagen radiográfica. Una "referencia aceptada como base" es un localizador de referencia para una parte, y puede ser, por ejemplo, un marcador aceptado como base opaco a la radiación o un dato mecánico.

"Sitio de implante" se refiere a un sitio oral con la capacidad de recibir, y haber recibido, un implante.

"Eje de perforación de implante", "eje de implante" y los similares, en el contexto de implantación dental, se refieren a un orificio, el cual se forma para recibir una montura de implante. Dicho orificio, también puede ser denominado como un "sitio de osteotomía" en la materia. "Eje de implante deseado", "eje de implante propuesto", y los similares, se refieren a la ubicación (es decir, la posición y orientación angular, en relación con las estructuras anatómicas del paciente identificado, por ejemplo, en una imagen de exploración digital 3D) de un eje de implante a ser perforado.

"Pieza de mano" y "pieza de mano dental" se refiere en el sentido común a un dispositivo de perforación dental adecuado para perforar tejido dental. En algunas modalidades, una pieza de mano dental puede incluir una agarradera, una cabeza de pieza de mano, un motor de perforación contenido en la misma y una broca anexa al motor de perforación.

"Perforar" se refiere en el sentido común, a una perforación dental que tiene un eje de perforación, opcionalmente, una extensión de eje de perforación y una punta de perforación. Los tipos de punta de perforación incluyen taladro, cónica, enroscada y los similares, como se conocen en la materia. En una modalidad, una extensión de eje de perforación no es magnética. En una modalidad, una extensión de eje de perforación es magnética, preferentemente que tiene las mismas propiedades magnéticas que la punta de perforación a la cual está unida.

La información adicional puede encontrarse en la solicitud de patente internacional co-pendiente PCT/US 1 1/22290, presentada el 24 de enero de 2011 y titulada "Dental Implantation System and Method", la descripción completa de la cual está incorporada en la presente descripción como referencia para todos los propósitos.

La figura 1 , ilustra un sistema 100 de acuerdo con una modalidad de la presente invención, para indicar la ubicación de una fresadora dental. Para los propósitos de la presente descripción, el término "ubicación" abarca la orientación angular así como también ia posición de traslación.

En el sistema 100 de ejemplo, una pieza de mano dental 101 incluye una cabeza de pieza de trabajo 102, la cual puede alojar un motor u otro motor de perforación, el cual a su vez impulsa la fresadora 103 montado a la pieza de mano dental 101. Un elemento magnetizado 104 está fijo al taladro 103 y genera un campo magnético 105. En el ejemplo mostrado, el elemento magnetizado 104 tiene forma toroide y genera un campo magnético con lóbulos, pero se contempla que se pueden utilizar otros tipos de elementos magnetizados y formas de campo. Por ejemplo, en algunas modalidades, la fresadora 103 en sí misma, puede ser magnetizada y servir como el elemento magnetizado. En otras modalidades, el campo magnético 105 puede ser transversal al taladro 103 y en algunas modalidades puede tener polos múltiples. Son posibles muchas formas de campo. En cualquier caso, el campo magnético generado y la fresadora 103 deben permanecer en una relación espacial fija con respecto uno del otro, de manera que la pieza de mano dental 101 y la fresadora 103 son removidos, el campo magnético se mueve con ellos.

También se proporciona una guía de pieza de trabajo 100. Una guía de pieza de trabajo 106 es moldeada para conformarse a la dentadura de un implante particular de paciente, y puede elaborarse de cualquier material adecuado, tal como termoajustado o polímero de fijación por luz. La guía de pieza de trabajo 106, preferentemente se conforma a por lo menos una parte de un arco dental superior o inferior del paciente, y puede abarcar un sitio de implanto en donde un implante será colocado. En algunas modalidades, la guía de pieza de trabajo 106 se conforma al arco dental completo y en otra modalidad, la guía de pieza de trabajo 106 se conforma únicamente a una parte del arco dental. La guía de la pieza de trabajo 106, preferentemente se puede remover de y se puede reemplazar sobre la dentadura del paciente, pero se conforma ligeramente a los dientes del paciente, de manera que cuando es reemplazada, ésta regresa de manera que se puede repetir lo suficiente a la misma ubicación que cualesquiera errores introducidos por la remoción y reemplazo son insignificantes. La guía de pieza de trabajo 106 puede convenientemente, incluir una superficie relativamente plana 107 sobre el sitio de implante, pero no es un requerimiento.

Fijos a la guía de la pieza de trabajo 106, están los sensores 108a, 108b y 108c. Mientras que la constelación de los tres sensores 108a a 108c, se muestra, los sistemas que pueden trabajar pueden ser contemplados teniendo más sensores (por ejemplo, 4, 5, 6, 7, 8 o incluso más sensores) o menos sensores (por ejemplo, 2 sensores). Para los propósitos de la presente descripción, una "constelación" de elementos es un grupo de elementos en un arreglo fijo en relación uno con otro. Cada uno de los sensores 108a a 108c, detecta por lo menos un aspecto del campo magnético 105 y produce una salida (también denominada como una salida del sensor) que cambia a medida que la relación espacial entre el sensor y el elemento magnetizado 104 cambia debido a los cambios en la ubicación de la pieza de mano dental 101 y los cambios consecuentes en la ubicación del campo magnético 105. Cada uno de los sensores 108a a 108c,, pueden ser, por ejemplo, un modelo de circuito integrado HMC5883L 3-Axis Digital Compass disponible de Honeywell International Inc., de Morristown, Nueva Jersey, E.U.A. Cuando se expone a un campo magnético, dicho sensor proporciona la salida que describe la fuerza del campo magnético local, y la dirección del campo magnético en relación con los ejes del sensor.

En otras modalidades, las posiciones de los sensores y elemento magnetizado son invertidas. Por ejemplo, un elemento magnetizado puede fijarse a la guía de pieza de trabajo 106 y un conjunto de sensores fijos a la pieza de trabajo 101 .

La forma del campo magnético 105 es conocida, y la relación espacial del campo magnético 105 con la perforación 103 puede caracterizarse con anticipación. Un número de sensores suficiente, el cual puede ser de uno o más sensores, se contempla que la ubicación del campo magnético 105 con respecto a los sensores puede determinarse debido a que las salidas del sensor y el conocimiento de la forma del campo magnético 105. Es decir, las salidas del sensor caracterizan la ubicación del campo magnético en relación con los sensores. La "ubicación" del campo magnético pueden conceptualizarse como las ubicaciones colectivas en el espacio de las líneas de campo del campo magnético. En algunas modalidades, puede proporcionarse sensores redundantes. Por ejemplo, si son suficientes dos sensores para caracterizar la ubicación del campo magnético 105, pueden proporcionarse tres sensores de manera que si la ubicación determinada a partir de las salidas de cualquier par de sensores difiere de la ubicación determinada a partir de las salidas de cualquier otro par, se puede asumir que ha ocurrido un error y que el usuario del sistema puede ser alertado para evitar lesiones posibles al paciente.

Una vez que la ubicación del campo magnético 105 se determina a partir de las salidas del sensor, la ubicación de la fresadora 103 en relación con los sensores 108a a 108c puede determinarse a partir de la relación espacial caracterizada previamente del campo magnético 105 con la fresadora 103.

Preferentemente, la relación espacial de los sensores 108a a 108c a la dentadura del paciente también puede caracterizarse previamente (como se explica con mayor detalle más adelante), y por lo tanto, se puede calcular la ubicación de la fresadora 103 con respecto a la dentadura del paciente. En el sistema de ejemplo 100, un controlador computarizado 109 recibe las salidas del sensor 1 10a a 1 10c. El controlador 109, también almacena información que describe la forma previamente determinada del campo magnético 105, y las relaciones espaciales caracterizadas previamente entre el campo magnético 105 y la fresadora 103, y entre los sensores 108a a 108c y la dentadura del paciente. El controlador 109, puede almacenar adicionalmente una imagen previamente registrada o modelo de la dentadura del paciente, por ejemplo, una imagen de rayos X o un modelo tridimensional construido a partir de los datos recolectados por la tomografía axial computarizada, también conocida como exploración digital CA o exploración digital CT.

Durante el uso del sistema 100, el controlador 109 puede leer en forma repetida las salidas del sensor 110a a 1 10c y calcular la relación espacial entre la fresadora 103 y la dentadura del paciente. La relación, preferentemente es presentada al usuario en una representación gráfica sobre un despliegue visual 1 1 1. El despliegue 11 1 , puede ser, por ejemplo, un tubo de rayos catódicos, un despliegue de cristal líquido u otra clase de dispositivo con la capacidad de proporcionar un despliegue gráfico.

En el ejemplo mostrado, el despliegue 1 11 muestra las imágenes registradas previamente 112a y 1 12b, las cuales son representaciones pictóricas de la dentadura del paciente. Por ejemplo, las imágenes 112a y 1 12b pueden ser imágenes de rayos X digitalizadas o pueden derivarse de imágenes de exploración digital CT. Superpuestas sobre las imágenes 1 12a y 1 12b, están las flechas 1 13a y 1 13b, las cuales representan la ubicación actual de la fresadora 103 en relación con la dentadura del paciente. Mientras que las imágenes 12a y 112b pueden ser estáticas, las flechas 1 13a y 1 13 b son actualizadas en forma dinámica, preferentemente, de manera sustancial en tiempo real para presentar al profesional dental que utiliza la retroalimentación visual del sistema de la ubicación de la fresadora 103 con respecto a la dentadura del paciente. Dicha retroalimentación visual puede ayudar al profesional dental a evitar errores o lesiones al paciente. Para los propósitos de la presente descripción, "sustancialmente en tiempo real" significa que las actualizaciones son realizada con suficiente frecuencia y con suficientemente poca demora de manera que el despliegue refleja los movimientos de la pieza de trabajo 101 con una pequeña o insignificante demora, y el control del profesional dental de la pieza de trabajo 101 no está comprometida en forma significativa mediante las demoras de medición o procesamiento. En algunas modalidades, las demoras de medición y procesamiento pueden ser imperceptibles. Debido a que la detección utilizada para determinar la posición de la fresadora se realiza magnéticamente, normalmente es insensible a líquidos o partículas biológicas que pueden esta presentes en el sitio del implante y que podrían oscurecer la visión directa del sitio del implante.

Aunque las imágenes de ejemplo 112a y 1 12b, muestran vistas frontal y lateral de la dentadura del paciente, se pueden utilizar otras vistas adecuadas. En algunas modalidades, un modelo tridimensional de la dentadura del paciente, puede utilizarse, y el usuario del sistema puede tener la capacidad de girar u orientar nuevamente de otra manera el modelo desplegado para obtener una vista más conveniente. Cualesquiera representaciones de la ubicación de la fresadora, tales como las flechas 1 13a y 1 13b, podría ser dibujada nuevamente en forma simultánea de manera que muestra sus ubicaciones correctas en el modelo desplegado.

También se muestra en el ejemplo del despliegue 111 , las indicaciones 1 14a y 114b de la relación espacial de la fresadora 103 con un eje de implante deseado previamente especificado 1 15. La determinación del eje de implante deseado se describe con mayor detalle más adelante. El controlador 109 utiliza la especificación del eje de implante deseado 1 15 y la ubicación calculada de la fresadora 103 para generar las indicaciones 1 14a y 114b. El controlador 109, también puede alertar al usuario si la ubicación de la fresadora 103 se aleja del eje de implante deseado 1 15 más que una cantidad previamente determinada. Por ejemplo, el controlador 109 puede alertar al usuario si la ubicación de la punta de la fresadora 103 se aleja de la línea central del eje de implante deseado en más de 0.1 milímetros, 0.3 milímetros, 0.5 milímetros, 1.0 milímetros u otra cantidad previamente determinada. En algunas modalidades, el controlador 109 puede alertar al usuario si la orientación angular de la fresadora 103 se aleja de la línea central del eje de implante deseado 1 15 en más de 0.2 grados, 0.5 grados, 1 grado, 2 grados, 3 grados o por otra cantidad previamente determinada. Son posibles muchas otras técnicas para medir el alejamiento de la ubicación de la fresadora 103 del eje de implante deseado 1 15.

Para alertar al usuario de un alejamiento del eje de implante deseado 1 15, el controlador 109 puede generar una señal de advertencia, tal como una señal visual, una señal de audio, tanto una señal visual como una señal de audio, o una señal de otro tipo. Por ejemplo, puede sonar una alarma para advertir al usuario de un alejamiento, y en algunas modalidades, la inflexión o volumen de la alarma puede variarse para indicar la severidad del alejamiento. En otras modalidades, cierta parte del despliegue 1 1 puede alterarse para indicar visualmente el alejamiento. Por ejemplo, el eje de implante deseado 15 podría ser representado en rojo cuando ocurre un alejamiento, y podría ser representado en verde cuando la fresadora 103 está localizado en forma adecuada con respecto al eje de implante deseado 1 15. Son posibles muchas otras clases de señales de advertencia.

La figura 2, ilustra un diagrama de bloques de un controlador de ejemplo 109. Se debe observar que la figura 2, únicamente pretende proporcionar una ilustración generalizada de los diversos componentes, cualquiera o todos, los cuales pueden utilizarse según sea adecuado. La figura 2, por consiguiente, ilustra ampliamente cómo los elementos individuales del sistema pueden ser implementados en una forma relativamente separada o relativamente más integrada.

El controlador 109 se muestra comprendiendo los elementos de hardware que pueden ser acoplados eléctricamente por medio de una barra colectora de datos 226 (o de lo contrario pueden estar en comunicación, como es adecuado). Los elementos de hardware pueden incluir una o más unidades de procesamiento central (CPUs) 202 que incluyen sin limitación, uno o más procesadores de propósito general y/o uno o más procesadores de propósito especial o procesadores de núcleo. Los elementos de hardware pueden incluir adicionalmente uno o más dispositivos de entrada 204, tales como un ratón de computadora, un teclado, una almohadilla táctil, y/o los similares para proporcionar una entrada del usuario al CPU 202, y uno o más dispositivos de entrada 206, tales como un dispositivo de despliegue de panel plano, una impresora, una unidad de proyección visual, y/o los similares. La interfaz de entrada de datos 230, preferentemente incluye también una interfaz para recibir las salidas del sensor 1 10a a 1 10c, desde los sensores 108a a 108c. Por ejemplo, las salidas del sensor 1 10a a 1 10c, pueden ser señales análogas que son convertidas en señales digitales mediante el controlador 109 o pueden ser señales digitales que comunican valores numéricos. Las salidas del sensor 1 10a a 10c pueden ser recibidas sobre un alambre o cable en algunas modalidades. En otras modalidades, las salidas del sensor 110a a 110c pueden ser recibidas por un enlace inalámbrico, por ejemplo, una interfaz Bluetooth, una interfaz Zigbee, u otra clase de ¡nterfaz inalámbrica estándar o de propietario.

El controlador 109 puede incluir adicionalmente (y/o estar en comunicación con) uno o más dispositivos de almacenamiento 208, los cuales pueden comprender, sin limitación, almacenamiento accesible local y/o de red y/o que puede incluir, sin limitación, un disco controlador, un arreglo de controlador, un dispositivo de almacenamiento óptico, un dispositivo de almacenamiento de estado sólido, tal como una memoria de acceso aleatorio ("RAM") y/o una memoria de solo lectura ("ROM"), la cual puede ser programable, que se puede actualizar en forma instantánea, y/o los similares.

El controlador 109, también puede incluir un subsistema de comunicaciones 214, el cual puede incluir, sin limitación un módem, una tarjeta de red (inalámbrica o cableada), un dispositivo de comunicación infrarrojo, un dispositivo de comunicación inalámbrico y/o un juego de microchip (tal como un dispositivo Bluetooth, un dispositivo 802.11 , un dispositivo Wi-Fi, un dispositivo WiMax, instalaciones de comunicación celular, etc.), y/o los similares. El subsistema de comunicaciones 214 puede permitir que los datos sean intercambiados con otras computadoras, con una red por medio de una interfaz de red, y/o cualesquiera otros dispositivos externos descritos en la presente descripción. En muchas modalidades, el controlador 109 puede incluir adicionalmente, una memoria de trabajo 218, la cual puede incluir dispositivos RAM y/o ROM, como los que se describieron anteriormente.

El controlador 109, también puede incluir elementos de software, mostrados como localizados dentro de la memoria de trabajo 218. Los elementos de software pueden incluir un sistema operativo 224, y/u otro código, tal como uno o más programas de aplicación 222, los cuales pueden comprender programas de cómputo que son soportados por el sistema operativo para la ejecución y/o pueden ser diseñados para implementar los métodos descritos en la presente descripción y/o configurar los sistemas como se describe en la presente descripción. Únicamente a modo de ejemplo, uno o más de los procedimientos descritos con respecto a los métodos planteados anteriormente, podrían ser implementados como código y/o instrucciones que se pueden ejecutar mediante una computadora (y/o un procesador dentro de una computadora) tal como el controlador 109. Un conjunto de estas instrucciones y/o código podrían almacenarse en un medio de almacenamiento legible por computadora 210b. En algunas modalidades, el medio de almacenamiento legible por computadora 210b es el dispositivo de almacenamiento 208 descrito anteriormente. En otras modalidades, el medio legible por computadora 210 b podría ser incorporado dentro de un sistema de cómputo. En todavía otras modalidades, el medio de almacenamiento legible por computadora 210b podría estar separado del sistema de cómputo (es decir, podría ser un medio que se puede remover, tal como un disco compacto, disco óptico, memoria flash, etc.), y o ser provisto en un paquete de instalación, de manera que el medio de almacenamiento puede ser utilizado para programar una computadora de propósito general con las instrucciones/código almacenados en el mismo. Estas instrucciones podrían tener la forma de un código que se puede ejecutar, el cual puede ser ejecutado por el controlador 109 y/o podría tomar la forma de la fuente y/o código que se puede instalar, el cual, a la compilación y/o instalación en el controlador 109 (por ejemplo, utilizando cualquiera de una variedad de compiladores generalmente disponibles, programas de instalación, herramientas de compresión/descompresión, etc.) toma entonces la forma del código que se puede ejecutar. En estas modalidades, el medio de almacenamiento legible por computadora 210b puede ser leído por un lector de medio de almacenamiento legible por computadora 210a del controlador 109.

Los diversos componentes del controlador 109 se comunican entre sí por medio de una barra colectora de datos del sistema 226. La aceleración de procesamiento opcional 216 puede estar incluida en el sistema de cómputo, tal como microprocesadores de procesamiento de señal digital o tarjetas, microprocesadores o tarjetas de aceleración de gráficos y/o los similares. Dicha aceleración de procesamiento puede ayudar al CPU 202 a realizar las funciones descritas en la presente descripción con respecto a proporcionar las imágenes de despliegue.

Como será evidente para aquellos expertos en la materia que las variaciones sustanciales pueden ser realizadas de acuerdo con los requerimientos específicos. Por ejemplo, el hardware hecho a la medida podría también ser utilizado, y/o los elementos particulares podrían ser implementados en hardware, software (incluyendo software portátil, tales como programas pequeños, etc.), o ambos. Además, puede emplearse la conexión a otros dispositivos de cómputo, tales como los dispositivos de entrada/salida de red.

En algunas modalidades, uno o más de los dispositivos de entrada 204 pueden ser acoplados con una interfaz de entrada de datos 230. Por ejemplo, la interfaz de entrada de datos 230 puede ser configurada para hacer interfaz directamente con los sensores 108a a 108c, ya sea físicamente, ópticamente, en forma electromagnética, o los similares. Adicionalmente, en algunas modalidades, uno o más de los dispositivos de salida 206 puede acoplarse con la interfaz de salida de datos 232. La interfaz de salida de datos 232 puede ser configurada, por ejemplo, para producir los datos adecuados para controlar las herramientas o procesos asociados con el procedimiento de implante, tales como los sistemas CAD/CAM o el dispositivo de manipulación y sistemas de control.

En una modalidad, una o todas las funciones de despliegue descritas en la presente descripción son realizadas mediante el controlador 109 en respuesta al CPU 202 que ejecuta una o más secuencias de una o más instrucciones (las cuales podrían ser incorporadas en el sistema operativo 224 y/u otro código, tal como un programa de aplicación 222) contenidos en la memoria de trabajo 218. Dichas instrucciones pueden ser leídas en la memoria de trabajo 218 desde otro medio legible por la máquina, tal como uno o más de los dispositivos de almacenamiento 208 (o 210). Únicamente a modo de ejemplo, la ejecución de las secuencias de instrucciones contenidas en la memoria de trabajo 218 podría provocar que el procesador(es) 202 realice uno o más procedimiento de los métodos descritos en la presente descripción.

Los términos "medio legible por una máquina" y "medio legible por computadora", como los que se utilizan en la presente descripción, se refieren a cualquier medio que participa en proporcionar datos que provocan que una máquina opere en una forma específica. En una modalidad implementada utilizando el controlador 109, diversos medios legibles a máquina pueden estar involucrados en proporcionar instrucciones/código al procesador(es) 202 para la ejecución y/o podrían ser utilizados para almacenar y/o portar dichas instrucciones/código (por ejemplo, en la forma de señales). En muchas implementaciones, un medio legible por computadora es un medio de almacenamiento físico y/o tangible. Dicho medio puede tomar cualesquier formas, incluyendo sin limitación, medios no volátiles, medios volátiles y medios de transmisión. Los medios no volátiles incluyen, por ejemplo, discos ópticos o magnéticos, tales como el dispositivo(s) de almacenamiento (208 o 210). Los medios volátiles incluyen, sin limitación, memoria dinámica, tal como la memoria de trabajo 218. El medio de transmisión incluye cables coaxiales, cable de cobre, y sus ópticas, que incluyen los cables que comprenden la barra colectora de datos 226, así como también los diversos componentes del subsistema de comunicación 214 (y/o el medio mediante el cual el subsistema de comunicaciones 214 proporciona comunicación con los otros dispositivos).

Las formas comunes de medios físicos y/o tangibles legibles por computadora incluyen, por ejemplo, un disco flexible, un disco duro, cinta magnética, o cualquier otro medio magnético, un CD-ROM, cualquier otro medio, tarjetas perforables, cinta de papel, cualquier otro medio físico con patrones de orificios, una RAM, una PROM, una EPROM, una FLASH EPROM, cualquier otro chip de memoria o cartucho, una onda portadora como la que se describe en lo sucesivo, o cualquier otro medio a partir del cual, una computadora puede leer instrucciones y/o código. Un "medio legible por computadora no transitorio" es un medio en el cual, los datos pueden residir más que de manera fugaz. Un medio legible por computadora no transitoria puede requerir que se le suministre potencia. Los ejemplos de medios legibles por computadora no transitorios incluyen, sin limitación, ROM, RAM, registro de máquina, EPROM, FLASH-EPROM, diversos tipos de discos y cintas de almacenamiento, y los similares.

Varias formas de medios legibles por máquina pueden estar involucradas en portar una o más secuencias de una o más instrucciones al CPU 202 para la ejecución. Únicamente a modo de ejemplo, las instrucciones pueden llevarse a cabo principalmente en un disco magnético y/o disco óptico de una computadora remota. Una computadora remota podría cargar las instrucciones en su memoria dinámica y enviar las instrucciones como señales sobre un medio de transmisión para ser recibidas y/o ejecutadas por el controlador 109. Estas señales, las cuales podrían tener la forma de señales electromagnéticas, señales acústicas, señales ópticas, y/o las similares, son todas ejemplos de ondas portadoras sobre las cuales pueden codificarse instrucciones de acuerdo con las diversas modalidades de la presente invención.

El subsistema de comunicaciones 214 (y/o componentes del mismo), generalmente recibirán las señales, y la barra colectora de datos 226 podría entonces portar las señales (y/o los datos, instrucciones, etc., portados por las señales) a la memoria de trabajo 218, desde la cual, el procesador (es) 202 recupera y ejecuta las instrucciones. Las instrucciones recibidas por la memoria de trabajo 218 pueden almacenarse opcionalmente en un dispositivo de almacenamiento 208 ya sea antes o después de la ejecución mediante el CPU 202.

La figura 3, es un diagrama de bloques que ilustra la interacción de los componentes de un sistema 300, de acuerdo con las modalidades. Un explorador digital CT 301 puede ser utilizado para capturar una imagen radiológica de la dentadura del paciente y una guía de pieza de trabajo tal como la guía de pieza de trabajo 106. La imagen puede pasarse a un procesador de imagen 302 para su almacenamiento y análisis. El elemento magnetizado 104 anexo a la pieza de mano dental 101 genera el campo magnético 105, el cual es detectado por los sensores 108a a 108c. Los sensores 108a a 108c, producen las salidas 1 10a a 110c, las cuales pasan a un sistema de ubicación 303 del controlador 109. El sistema de ubicación 303 también puede recibir información del procesador de imágenes 302 y calcula una indicación de la relación espacial de la fresadora 103 a la dentadura del paciente. La información del procesador de imágenes 302 y el sistema de ubicación 303 es pasada al sistema de visión 304, el cual puede construir una imagen compuesta que que muestra la dentadura del paciente y una representación de la ubicación de la fresadora 103. La imagen compuesta, puede entonces ser desplegada en el despliegue 1 11 . El sistema puede incluir adicionalmente una estación de calibración 305 que se puede utilizar para caracterizar la relación espacial del campo magnético 105 y la fresadora 103, como se planteará con mayor detalle más adelante. La secuencia de eventos que conducen a la colocación de un implante dental sigue una trayectoria determinada por el juicio y práctica profesionales del médico que realiza el implante. Una secuencia típica se describe a continuación.

Presentación Un paciente que necesita un implante podría presentarse para evaluación con un médico dentista capacitado en el arte de la implantología (es decir, "un médico que realiza implantes"). Los términos "implantología" y los similares se refieren, en el sentido común, a la práctica dentista relacionada con colocar implantes dentales. Normalmente, el paciente habrá sido referido como un dentista general, prostodontista, dentista restaurador, periodontista, u otro médico como resultado de una necesidad detectada de un implante. Una variedad de necesidades para un implante son reconocidas en la materia, incluyendo sin limitación el reemplazo de uno o más dientes, proporcionando una montura para anclar una prótesis dental, y en el caso extremo de un paciente desprovisto de dientes, que realmente proporciona el único medio de anclaje para una dentadura, puente u otras prótesis dentales.

Evaluación La evaluación del paciente determina si un paciente es un candidato para un implante. Las consideraciones de evaluación, a juicio del profesional médico dentista, incluyen una variedad de factores, que incluyen sin limitación, la salud general y oral del paciente, medicamentos actualmente consumidos por el paciente, el sitio del implante, la proximidad con los dientes adyacentes, y el posicionamiento y morfología de las señales anatómicas adyacentes que incluyen, sin limitación, el seno y pasajes nasales y las bases de los mismos, otras características del sistema óseo y nervioso de la mandíbula o maxilar, el conducto mental, dientes adyacentes y huesos disponibles. El término "hueso disponible" como se utiliza en la presente descripción se refiere a un tejido en el cual puede ser colocado el implante. Hueso disponible, puede incluir únicamente los huesos de ocurrencia natural, o puede incluir material adicional colocado por un dentista para mejorar la estabilidad de un implante. Una variedad de métodos para mejorar el huso disponible son conocidos en la materia, incluyendo sin limitación, levantamiento de seno nasal e injerto de huesos. Se requiere una precisión muy alta en la implantología dental, en donde incluso una fracción de un milímetro de exceso de penetración, por ejemplo, del tejido maxilar o mandibular, o una pequeña desalineación angular puede significar la diferencia entre un procedimiento exitoso y uno no exitoso.

La evaluación del paciente puede incluir adquirir y analizar una o más imágenes de rayos X convencionales (es decir, "diagnóstico sistemático de rayos X") como es conocido en la materia. Debido a las limitaciones del diagnóstico sistemático de rayos X bidimensional, puede ser conocida la cantidad de hueso disponible por el dentista que realiza el implante al ver únicamente el diagnóstico sistemático de rayos X. Aquellos expertos en la materia saben que las exploraciones digitales de rayos X múltiples comprenden una exploración digital radiográfica tridimensional, tal como una exploración digital CT, que puede proporcionar una vista tridimensional de las estructuras anatómicas. Por consiguiente, la exploración digital radiográfica tridimensional del paciente es deseable para al menos el propósito de evaluación con respecto a, por ejemplo, la cantidad de hueso disponible.

Fabricación de la guía de pieza de trabajo En un paso inicial, la guía de pieza de trabajo 106 es fabricada como se muestra en la figura 4. La fabricación de la guía de pieza de trabajo 106 puede realizarse de acuerdo con los métodos conocidos. Por ejemplo, se puede realizar un molde de la dentadura del paciente y la guía moldeada para el molde. La guía de pieza de trabajo 106, se conforma a un arco dental superior o inferior del paciente, y puede abarcar el sitio del implante. Los métodos adicionales para la fabricación de una guía de pieza de trabajo son conocidos en la materia incluyendo, sin limitación, un proceso de fabricación asistido por computadora, basado en una exploración digital radiográfica en tercera dimensión obtenida previamente. La guía de pieza de trabajo radiográfica inicial, preferentemente es lo suficientemente robusta para resistir la flexión bajo la operación de la pieza de trabajo durante la cirugía dental que incluye la colocación del implante.

Por lo menos tres marcadores aceptados como base opacos a la radiación, por ejemplo, 40 a, 401 b y 401c, pueden fijarse a la guía de la pieza de trabajo 106. En el ejemplo de la FIG. 4, los marcadores aceptados como base 401 a a 401c, se muestran como fijos o incrustados en una superficie relativamente plana 107 sobre el sitio del implante, aunque no es un requerimiento. Los marcadores aceptados como base, por ejemplo 401a a 401 c, deben ser co-lineales con el objeto de definir un plano en un espacio tridimensional, pero de lo contrario pueden ser colocados en cualesquiera ubicaciones convenientes sobre la guía de la pieza de trabajo 106. En otras modalidades, se pueden utilizar las referencias aceptadas como base diferentes a los marcadores aceptados como base opacos a la radiación. Por ejemplo, la guía de pieza de trabajo 106, pueden incluir un grupo de datos mecánicos suficientes para definir las ubicaciones de las características de la guía de la pieza de trabajo 06.

Los sensores 108a a 108c pueden ser colocados sobre la guía de la pieza de trabajo 106 en esta etapa, o pueden ser colocados en un momento posterior. Preferentemente, los sensores 108a a 108c son posicionados para recibir las señales adecuadas de un campo magnético, tal como el campo magnético 105 durante la perforación. Aunque los sensores 108a a 108c se muestran sin cables de interconexión por claridad de la ilustración, en las modalidades reales, los sensores 108a a 108c pueden estar fijos a una tarjeta de circuito impreso o circuito flexible que está a su vez, fijo a la guia de pieza de trabajo 106, tal como mediante un adhesivo, para sostener los sensores 108a a 108c en relación fija con la guía de la pieza de trabajo 106. Los sensores 108a a 108c, preferentemente son posicionados en una relación conocida para las referencias aceptadas como base de la guía de pieza de trabajo 106, por ejemplo, los marcadores aceptados como base opacos a la radiación 401a a 401 c, y esa relación se caracteriza para referencias futuras. En algunas modalidades, los sensores 108a a 108c pueden servir como los marcadores aceptados como base opacos a la radiación.

Formación de imágenes tridimensional La guía de pieza de trabajo 106 está entonces acoplada con la dentadura del paciente, y una imagen radiográfica de la guía de pieza de trabajo y la dentadura del paciente, se obtiene mientras que el paciente porta la guía de pieza de trabajo. Por ejemplo, la imagen radiográfica puede ser obtenida mediante una exploración digital CT, y preferentemente muestra los detalles de la dentadura del paciente, así como también de la guía de pieza de trabajo 106. Los marcadores aceptados como base 401a a 401 c son opacos a la radiación, y se mostrarán claramente en la imagen radiográfica. Debido al ajuste que se puede repetir de la guía de pieza de trabajo 106 con la dentadura del paciente y el hecho de que los marcadores aceptados como base 401 a a 401c están fijos a la guía de la pieza de trabajo 106, los marcadores aceptados como base 401a a 401c (u otras referencias aceptadas como base) pueden servir como una referencia de anclaje en relación con la dentadura del paciente.

Determinación de ubicación del implante Un profesional dental, por ejemplo, el médico que realiza el implante, determina entonces la ubicación deseada del eje del implante. Esto puede realizarse, por ejemplo, examinando un modelo tridimensional de la dentadura del paciente y la estructura ósea derivada de la exploración digital CT. El profesional dental específica la ubicación del eje de implante deseado, incluyendo su posición, orientación angular y profundidad en relación con la dentadura del paciente, y por lo tanto en relación con los marcadores aceptados como base 401a a 401 c u otras referencias aceptadas como base.

La figura 5, ilustra un ejemplo simplificado de interfaz de usuario interactiva, mediante la cual, un profesional dental puede determinar y especificar el eje de implante deseado. En el ejemplo de la figura 5, un sistema de cómputo, posiblemente el controlador 109 u otro sistema de cómputo ha construido un modelo tridimensional a partir de los datos de la exploración digital CT, y las porciones desplegadas del modelo, incluyendo los dientes 501 y 502, el hueso 503 y la guía de pieza de trabajo 106. Los marcadores aceptados como base opacos a la radiación 401a a 401 c, también son visibles. El modelo y despliegue pueden ser similares a aquellos utilizados de manera común en los sistemas de diseño asistidos por computadora (CAD) que realizan los modelos tridimensionales. El sistema también superpone una representación de un eje de implante 504. Las estructuras diferentes, tales como el hueso 503, los dientes 501 y 502, una encía visible 505, y una guía de pieza de trabajo 106 pueden distinguirse en el despliegue mediante colores, texturas, grados de opacidad u otros medios diferentes, por ejemplo, de acuerdo con su densidad u opacidad relativa a la radiación de rayos X. El profesional dental puede entonces manipular la representación de eje de implante 504, utilizando el teclado o haciendo clic en el ratón para trasladar y girar la representación del eje de implante 504 y ajusta su profundidad, hasta que una ubicación que es alcanzada, que a juicio del profesional dental, más probablemente dará como resultado un implante exitoso.

En algunas modalidades, las vistas o controles adicionales pueden proporcionarse para ver y magnificar la porciones diferentes de la dentadura del paciente, para cambiar el ángulo de vista desplegado o para otras funciones que pueden ayudar al profesional dental a localizar una ubicación de eje de implante deseado. Las vistas no necesitan ser desplegadas en forma ortogonal. Muchas otras interfaces de usuario adecuadas pueden contemplarse.

Una vez que el profesional dental está satisfecho, el o ella pueden "seleccionar" la ubicación, o de lo contrario indicar que la representación de eje de implante desplegado 504 está en la posición deseada. El sistema de cómputo registra entonces la descripción matemática de la ubicación del eje. Las ubicaciones de marcadores aceptados como base opacos a la radiación 401a a 401 c, también se determinan a partir del modelo tridimensional, y por lo tanto la relación espacial del eje de implante deseado y los marcadores aceptados como base opacos a la radiación 401 a a 401 c, pueden caracterizarse matemáticamente.

En algunas modalidades, un orificio piloto 601 puede formarse entonces en la guía de pieza de trabajo 106, como se muestra en la figura 6. Preferentemente, el orificio piloto 601 tiene una línea central que sustancialmente será colineal con el eje de implante deseado cuando la guía de pieza de trabajo 106 es acoplada con el arco dental del paciente. Por ejemplo, la guía de pieza de trabajo 106 puede ser colocada en una montura que alinea la guía de pieza de trabajo utilizando sus referencias aceptadas como base, y el orificio piloto 601 perforado con base en la especificación del eje de implante deseado en relación con las referencias aceptadas como base. El orificio piloto 601 puede ser útil para el profesional dental al inicio del proceso de perforación.

La figura 6, también ilustra los sensores 108a a 108c que pueden ser montados sobre un circuito flexible 602 que tienen señales que proporcionan señales de potencia y control a los sensores 108a a 108c, y también traen las señales de salida del sensor 1 10a a 1 10c fuera de la boca del paciente por medio de un cable de listón 603 para comunicación al controlador 109. Los sensores 108a a 108c pueden ser encapsulados en una recubierta protectora y a prueba de agua. Son posibles muchos otros métodos de montaje y portación de señal.

En otras modalidades, las salidas de los sensores 108a a 108c pueden ser transmitidas en forma inalámbrica, en lugar de a través de una conexión cableada, tal como un circuito flexible 602. En ese caso, un transmisor inalámbrico, tal como un transmisor Bluetooth puede incorporase en la guía de pieza de trabajo 106 y puede recibir las salidas de los sensores 108a a 108c y relevar las salidas al controlador 109.

Calibración de los datos de fresadora y sensor En algunas modalidades, puede realizarse una calibración para caracterizar la relación entre los datos provistos por los sensores 108a a 108c y la ubicación de la fresadora 103. Esta relación puede depender de varios factores, por lo menos algunos de los cuales no pueden ser determinados hasta el momento de la perforación. Por ejemplo, los diferentes elementos magnetizados 104, pueden generar campos de fuerzas diferentes, y puede existir cierta variación en el patrón del flujo magnético generado por un elemento magnetizado particular en comparación con el otro. A medida que las fresadoras son cambiadas durante la preparación de un eje de implante, puede ser necesario calibrarlo nuevamente con cada fresadora nueva. Adicionalmente, el sistema puede utilizarse con piezas de mano dentales de diseños diferentes, y el campo magnético 105 puede ser afectado de diferente manera por la presencia de modelos de pieza dental diferentes.

La figura 7, ilustra una estación de calibración de ejemplo 305, de acuerdo con las modalidades de la presente invención. La estación de calibración 305 incluye una base que tiene un segundo grupo de sensores 701a, 701 b y 701c dispuestos alrededor de un orificio 702. El orificio 702 puede tener una profundidad fija, de manera que cuando la pieza de trabajo 101 es llevada a la estación de calibración 305 y la fresadora 103 se inserta en el orificio 702 hasta su profundidad completa, la punta distal de la fresadora 103, está entonces en una posición fija en relación con los sensores 701a a 701c. La relación es determinada por el diseño particular de la estación de calibración 305. El orificio 702 puede ser dimensionado para permitir la inserción de la fresadora 103 con un mínimo de juego. En algunas modalidades, el orificio 702 puede ser ajustado con un mecanismo de centrado para acomodar las fresadoras de tamaños diferentes. El elemento magnetizado 104 produce un campo magnético 105, el cual es detectado por los sensores 701a a 701c. Los sensores 701a a 701 c producen señales de salida, las cuales pueden ser enviadas por medio de un cable 703 u otra clase de interfaz a un sistema de cómputo tal como el controlador 109 para su procesamiento. Las señales de salida son analizadas para caracterizar la forma y fuerza del campo magnético 105 y para caracterizar la relación espacial entre el campo magnético 105 y la fresadora 103. Aunque el ejemplo mostrado en la figura 7, caracteriza el campo magnético 105 generado por el elemento magnetizado 104 y asociado con la fresadora 103 en virtud de la relación entre el elemento magnetizado 104 y la fresadora 103, la presente invención no está limitada a esto. Por ejemplo, una estación de calibración, tal como la estación de calibración 305, pueden ser utilizadas para caracterizar un campo magnético asociadas con la fresadora 103 en virtud de la fresadora 103 misma siendo magnetizada.

En algunas modalidades, los sensores utilizados en la estación de calibración 305 pueden ser del mismo número y posicionamiento que los sensores utilizados en la guía de la pieza de trabajo 106. En otras modalidades, se pueden utilizar más o menos sensores en la estación de calibración 305. Por ejemplo, más sensores pueden permitir una caracterización más detallada del campo magnético 105, lo cual puede permitir la determinación más precisa de la ubicación de la fresadora 103 durante la perforación.

La caracterización de la relación espacial entre el campo magnético 105 y la fresadora 103 se almacena para uso posterior.

Despliegue en tiempo real durante la perforación Una vez que se han determinado las relaciones espaciales necesarias, si el diseño o calibración y las caracterizaciones almacenadas en el controlador 109, el controlador 109 tiene información suficiente para calcular la ubicación de la fresadora 103 en relación con la dentadura del paciente y para generar un despliegue que indica la relación, como el que se muestra en la figura 1. Cuando la pieza de trabajo 101 y la fresadora 103 son llevadas a proximidad con los sensores 108a a 108c, los sensores generan salidas 1 10a a 1 10c, los cuales son leídos por el controlador 109. El controlador 109 ya ha almacenado una descripción de la relación espacial caracterizada previamente entre los sensores 108a a 108c y la dentadura del paciente. Por ejemplo, esta relación puede ser calculada a partir de la relación de los sensores para las referencias aceptadas como base de la guía de la pieza de trabajo 106 y la relación de las referencias aceptadas como base para la dentadura del paciente como se determina a través de los datos de exploración digital tridimensional. La relación espacial del campo magnético 105 con la fresadora 103 puede haber sido caracterizada por la especificación y por la calibración que se describieron anteriormente.

El controlador 109 lee las salidas del sensor 1 10a a 110c y procesa las salidas de acuerdo con las relaciones almacenadas para determinar la ubicación de la fresadora 103 y para producir una indicación de la relación espacial de la fresadora con la dentadura del paciente.

La figura 8, es un diagrama de bloques de un sistema 800 de acuerdo con otras modalidades. El sistema 800 puede incluir varios componentes en común con el sistema 300 mostrado en la figura 3, y a los componentes similares se les proporcionan números de referencia similares. En el sistema 800, un dispositivo intermedio 801 está dispuesto entre los sensores 108a a 108c y el controlador 109. Las salidas del sensor 110a a 110c, están comunicados con el dispositivo intermedio 801 en lugar de directamente con el controlador 109. El dispositivo intermedio puede dar formato a las salidas del sensor 110a a 1 10c para la transmisión sobre una interfaz 802, la cual puede ser una interfaz de propietario, pero preferentemente es una interfaz estándar tal como una interfaz de barra colectora de datos serial universal (USB). El dispositivo intermedio 801 , también puede intercambiar señales con una estación de magnetizador/calibración 803, como se describe con mayor detalle más adelante.

El dispositivo intermedio 801 puede incluir un microprocesador, memoria y el sistema de circuitos de entrada/salida, y puede por lo tanto ser considerada como computarizada, aunque en algunas modalidades puede no incluir artículos tales como un teclado o despliegue, y puede ser lo suficientemente pequeña para residir de manera conveniente cerca del paciente y dentro del alcance del médico que realiza el implante. De esta manera, la flexibilidad, es provisto en la colocación de los componentes del sistema. Se reconocerá que las salidas del sensor 1 10a a 1 10c pueden comunicarse en forma inalámbrica al dispositivo intermedio 801 y la interfaz 802 puede ser una interfaz inalámbrica, proporcionando comodidad adicional. Las interfaces inalámbricas adecuadas pueden incluir Bluetooth, Zigbee, IEEE, 802,1 1 u otra clase de interfaz estándar o de propietario. En algunas modalidades, el dispositivo intermedio 801 puede servir como un punto de aislamiento eléctrico, por ejemplo, que proporciona aislamiento galvánico entre el controlador 109 y cualesquiera componentes electrónicos en contacto con el paciente. El dispositivo intermedio 801 también puede servir como un punto de conexión conveniente para separar los componentes del sistema en contacto con el paciente desechables de los componentes del sistema que se pueden utilizar nuevamente.

La figura 9, ilustra un arreglo de ejemplo de los componentes que pueden residir en la boca del paciente cuando se utiliza una interfaz inalámbrica para transmitir las salidas del sensor 110a a 110c, ya sea un dispositivo intermedio, tal como el dispositivo intermedio 801 o directamente a un controlador tal como el controlador 109. En la modalidad de la figura 9, la guía de pieza de trabajo 106 se ha preparado como se describió anteriormente. Los sensores 108a a 108c, están anexos a un portador 901 , el cual puede ser una tarjeta de circuito impreso, circuito flexible u otra clase adecuada de portador fijo a la guía de pieza de trabajo 106, por ejemplo, mediante un adhesivo u otros medios adecuados. Cada uno de los sensores 108a a 108c proporciona sus salidas al sistema de circuitos 902, los cuales pueden incluir, por ejemplo, un sistema de procesador altamente miniaturizado, así como también una interfaz inalámbrica, tal como una interfaz Bluetooth: La potencia para el sistema de circuitos dentro de la boca, puede ser provista mediante una batería 903. Una antena (no mostrada) también puede ser provista, por ejemplo, como una señal en el portador 901 que permite la transmisión de señales inalámbricas 904 entre el sistema de circuitos 902 y el controlador 109, el dispositivo intermedio 801 u otro receptor. Otras fuentes de potencia pueden utilizarse para energizar los sensores 108a a 108c. Por ejemplo, la potencia puede ser transferida a los sensores 108a a 108c, mediante medios ópticos, acústicos, de radio frecuencia, térmicos, cinéticos u otros medios.

Las figuras 10A a 10C, ilustran una estación de magnetizador/calibración 803 de ejemplo, de acuerdo con las modalidades. La estación del magnetizador/calibración 803 pueden ser especialmente útiles cuando la fresadora 103 en sí misma sirve como el elemento magnetizado. Durante una cirugía de implante, se pueden utilizar fresadoras múltiples, por ejemplo, fresadoras de diámetros diferentes a medida que se hace más grande el eje del implante. Es deseable magnetizar cada fresadora hasta una fuerza y patrón de magnetización conocidos compatibles con el sistema. Por ejemplo, la fuerza de magnetización debe ser lo suficientemente alta para proporcionar señales robustas para los sensores 108a a 108c, pero suficientemente bajos de manera que los sensores no se saturen. Y debido a que la presencia de la pieza de mano 101 puede afectar el campo magnético generado por una fresadora magnetizada 103, puede ser importante caracterizar nuevamente el campo magnético después de cada cambio de fresadora.

La estación del magnetizador/calibración 803, preferentemente realiza ambas funciones, aunque las funciones de magnetización y calibración podría ser por separado y realizada mediante dispositivos diferentes si así se desea. En primer lugar, como se muestra en la figura 10A, la fresadora 103 se inserta en un receptáculo 1001 en la estación de magnetizador/calibración 803 para magnetizar la fresadora 103. Por ejemplo, una bobina dentro de la estación de magnetizador/calibración 803 puede rodear la fresadora 103 y puede ser impulsada con una corriente eléctrica, provocando que la fresadora 103 sea magnetizada. En algunas modalidades, la fresadora 103 puede ser extraída a través de la estación de magnetizador/calibración 803 para lograr una uniformidad adicional de magnetización. Dicho sistema puede incluir medios de detección adicionales para medir la profundidad de la fresadora 103 para proporcionar los datos de profundidad contra campo. La información de profundidad puede ser provista por un sistema de control de movimiento que controla la posición de la fresadora 103 durante la magnetización. En otras modalidades, la fresadora 103 puede ser magnetizada mientras que se monta en la pieza de trabajo 101 . El proceso de magnetización puede incluir desmagnetizar cualquier remanente existente de la fresadora 103 como un paso inicial. La figura 10B, ilustra una representación de fresadora 103 después de la magnetización, incluyendo una representación aproximada de la forma del campo magnético 105 generada por la fresadora magnetizada 103.

Después de la magnetización, la fresadora 103 puede ser montada a la pieza de trabajo 101 e insertarse en el receptáculo 1002, como se muestra en la figura 10C. El receptáculo 1002 está rodeado por un número de sensores, en este ejemplo, ocho sensores 1003a a 1003h. Se pueden utilizar más o menos sensores, el arreglo de los cuales puede o no ser co-planar. En algunas modalidades, la fresadora 103 puede ser extraída a través del plano de sensores 1003a a 1003h y los sensores leen en forma repetida, para proporcionar las lecturas de fuerza y dirección para el campo magnético 105 en un número de posiciones en el espacio tridimensional. En otras modalidades, se pueden proporcionar más sensores en los planos adicionales, de manera que la fuerza y dirección del campo magnético 05 se miden en muchas posiciones tridimensionales a la vez. El resultado es un mapa que caracteriza la fuerza y dirección del campo magnético 105. Las lecturas del sensor pueden ser almacenadas en un arreglo numérico utilizado como la caracterización del campo magnético 105. En algunas modalidades, las lecturas del sensor pueden ser analizadas para crear una fórmula que describe la fuerza y dirección del campo magnético 105 como una función de la posición espacial dentro del campo. En la figura 10C, no se ha realizado intento de representar el efecto de la pieza de trabajo 101 sobre la forma del campo magnético 105, pero se reconocerá que la técnica representada acomoda la distorsión del campo producido por la presencia de la pieza de trabajo 101 .

En algunas modalidades, los sensores utilizados durante la peroración, tales como los sensores 108a a 108c, también se pueden utilizar para la calibración. Por ejemplo, cuando la fresadora 103 es cambiada, el portador 901 puede ser removido de la boca del paciente y colocado sobre una estación de calibración similar a la estación del magnetizador/calibración 803, de manera que los sensores 108a a 108c son colocados en una ubicación conocida con respecto al receptáculo 1002. La fresadora 103 puede entonces pasarse a través de la estación de magnetizador/calibración 803 y las salidas de los sensores 108a a 108c registradas para cada una de las diversas ubicaciones axiales de la fresadora 103. Las salidas del sensor podrían ser almacenadas para proporcionar una caracterización del campo magnético 105. Una vez que se caracteriza el campo magnético 105, el portador 901 podría ser colocado de regreso a la boca del paciente y en referencia con su ubicación original con respecto a la guía de la pieza de trabajo 106. Los sensores 108a a 108c, podría entonces ser utilizado como se describió anteriormente para ayudar a guiar el proceso de perforación. Esta clase de proceso de calibración puede eliminar una fuente potencial de error que surge a partir de las diferencias en las lecturas tomadas con ajustes de sensor diferentes.

La figura 1 1 , ilustra una técnica de ejemplo para determinar la ubicación de una fresadora con respecto a los sensores 1 101 a y 1 101 b, y por lo tanto con respecto a la dentadura del paciente. El ejemplo de la figura 1 1 , representa únicamente las dos dimensiones por facilidad de explicación, aunque se reconocerá que la técnica puede ser generalizada para un sistema tridimensional. En la figura 1 1 , la pieza de trabajo 101 y la fresadora 103 se muestran en una ubicación particular con respecto a los sensores 1101a y 1101b, los cuales están fijos a la guía de la pieza de trabajo 106. Este ejemplo utiliza la fresadora 103 como el elemento magnetizado. Una línea de flujo particular 1 102 del campo magnético 105 pasa a través del sensor 1 101 a a un ángulo incidente ?-? , y con una fuerza representada por la longitud del vector 1103. La salida del sensor 1101a indica la fuerza de campo y la dirección del campo magnético 105 como se observa mediante el sensor 1101a - es decir, la salida indica la fuerza del campo y ?-?.

La salida del sensor 1101 sola no es suficiente para caracterizar la ubicación del sensor 1101 a dentro del campo magnético 105. Por ejemplo, el sensor 1 101a podría estar en cualquier posición a lo largo del sitio isomagnético 104, el cual es el sitio de todos los puntos dentro del campo magnético 105 que tiene la misma fuerza de campo magnético que el punto en el cual, sucede que reside el sensor 1 101a. (Únicamente las porciones del sitio isomagnético en la figura 1 1 se ilustran. En la práctica, cada sitio isomagnético será una curva cerrada). Debido a que la lectura de la fuerza del campo desde el sensor 1101a, el sitio isomagnético 1 104 puede determinarse a partir de la caracterización anterior del campo magnético 105, por ejemplo, interpolando éste con un arreglo numérico que describe el campo, o a manera de fórmula si el campo ha sido descrito por una fórmula matemática. Otra ubicación posible del sensor 1 101a dentro del campo magnético 105 se muestra en la ubicación 1 105. Si el sensor 1101a y el campo magnético 105 fueran una relación que al colocar el sensor 1 101a en la ubicación 1105 a un ángulo de ??, con respecto a la línea de campo 1 106, el sensor 1 101a podría proporcionar una salida idéntica. Es necesaria más información para determinar la relación del campo magnético 105 para los sensores.

De manera similar, el sensor 1101b es cruzada por la línea de campo 1 107 a un ángulo ?2. Por lo tanto, el sistema puede determinar que el sensor 1 101 b está localizado en algún lugar sobre el sitio isomagnético 1108, pero debido únicamente a la salida del sensor 1 101 b, no se puede determinar sobre el sitio isomagnético 1108. Por ejemplo, el sensor 1 101 b podría estar en la ubicación 1109 orientada a un ángulo de ?2 con respecto a la línea de campo 11 10.

Al combinar la información ambas salidas del sensor con la información determinada previamente sobre la ubicación de los sensores 1101a y 1 101 b, es posible determinar de forma única las ubicaciones de los sensores 1101 a y 1101 b, dentro del campo magnético 105. En algunas modalidades, se conoce que tan lejanos están realmente los sensores 1 101a y 1 101 b sobre la guía de la pieza de trabajo 106. Debido a que la información y una ubicación hipotética de un sensor es posible para calcular la posición esperada del otro sensor, y la prueba si las dos ubicaciones se ajustan a los datos medidos. Por ejemplo, se asumió que el sensor 1 101a está en la ubicación 1 105, entonces el sensor 1 101 b podría esperarse estar en la ubicación 11 1 1. Aunque la posición 11 1 1 está muy cerca de la posición X-Y real del sensor 1101 b, la ubicación hipotética 11 11 está orientada en forma incorrecta con respecto a las líneas del campo local, y no puede ser la posición real del sensor 101 b. Por lo tanto, la ubicación 1 105 no puede ser la ubicación correcta del sensor 1 101 a. Las ubicaciones potencial para el sensor 1101a a lo largo del sitio isomagnético 1104 pueden buscarse hasta que la ubicación pronosticada del sensor 1 101 b coincide con los datos angulares reales del sensor 1 101 b. Una vez que se encuentra el par coincidente de las ubicaciones, se determinan las ubicaciones de los sensores 1 101a y 1 101 b, dentro del campo magnético. A partir de esa información, es simple calcular la orientación del campo magnético 105 con respecto a la guía de la pieza de trabajo 106 y en consecuencia, con respecto a la dentadura del paciente. Y debido a que la ubicación de la fresadora 103 es conocida con respecto al campo magnético 105, la ubicación de la fresadora 103 puede calcularse con respecto a la dentadura del paciente, a partir de esa relación y la imagen radiográfica almacenada previamente, el sistema puede generar el despliegue que ilustra gráficamente la ubicación de la fresadora 103 con respecto a la dentadura del paciente. De manera similar, debido a que la ubicación del eje de implante deseado también es conocida, el sistema puede generar la indicación de la ubicación de la fresadora 103 con respecto al eje de implante deseado.

La figura 12, ilustra un sistema 1200 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención, para indicar la ubicación de una fresadora dental. El sistema 1200 incluye algunos componentes similares a los componentes mostrados en la figura 1 , y a los componentes similares se les proporcionan números de referencia similares. En el sistema de la figura 1 , el elemento magnético 104 está fijo a la fresadora 103, y lo sensores 108a a a108c se fijan a la guía de la pieza de trabajo 106. El sistema 1200 invierte ese arreglo.

En el sistema 1200, un elemento magnetizado 1201 se fija a la guía de la pieza de trabajo 106 y genera un campo magnético 105. Los sensores 108a a a108c están fijos en relación con la pieza de trabajo 101 y en consecuencia en relación con la fresadora 103. A medida que la pieza de mano 101 es movida, los sensores 108a a 108c son expuestos a partes diferentes del campo magnético 105 y producen salidas diferentes 110a a 110c. Las salidas del sensor 110a a 110c, se proporcionan al controlador 109, por ejemplo, por medio de un cable flexible 1202 (mostrado únicamente en una vista parcial), o por medio de una conexión inalámbrica. Un dispositivo intermedio similar al dispositivo intermedio 801 también puede estar presente. El controlador 109 procesa las salidas del sensor 110a a 100c para proporciona una indicación de la ubicación de la fresadora 103 en relación con la dentadura de un paciente que porta la guía de pieza de trabajo 106. Por ejemplo, la fuerza y forma del campo magnético 105 y su relación espacial con la dentadura del paciente puede caracterizarse, y la relación espacial de los sensores 108a a a108c con la fresadora 103, puede caracterizarse, y esta información es suministrada al controlador 109, el cual procesa entonces las salidas del sensor 1 10a a 1 10c, de acuerdo con estas relaciones caracterizadas previamente para determinar la ubicación de la fresadora 103 con respecto a la dentadura del paciente. Como en las modalidades descritas anteriormente, la ubicación puede ser determinada interpolando ésta dentro de un arreglo numérico que describe el campo, o a manera de fórmula si el campo ha sido descrito mediante una fórmula matemática.

Para caracterizar la relación entre el campo magnético 105 y la dentadura del paciente, la relación del campo magnético 105 al elemento magnetizado 1201 puede ser caracterizada primero. Por ejemplo, un grupo de sensores similar a aquellos en la estación de calibración 305 o estación de magnetizador/calibración 803, puede utilizarse. El elemento magnetizado 1201 puede colocarse en una relación conocida con los sensores, y las lecturas producidas por los sensores utilizarse para caracterizar el campo magnético 105. En otras modalidades, el elemento magnetizado 1201 puede ser suministrado desde fábrica con un archivo de datos que describe el campo magnético 105.

El elemento magnetizado 1201 puede entonces ser colocado en una ubicación conocida con respecto a la guía de pieza de trabajo 106 (cuya relación con la dentadura del paciente es conocida a partir del proceso de fabricación de la guía de pieza de trabajo 106). Por ejemplo, la superficie 107 puede ser una superficie plana coincidente con el plano definido por los marcadores aceptados como base opacos a la radiación 401a a 401c. Un orificio piloto 601 se forma en la guía de la pieza de trabajo, un pasador (el cual preferentemente puede ser un pasador escalonado) puede ser colocado en el orificio piloto 601 y el elemento magnetizado 1201 deslizado sobre el pasador hasta que el elemento magnetizado 1201 toca la superficie 107 de la guía de la pieza de trabajo 106. El elemento magnetizado 1201 puede entonces fijarse a la guía de la pieza de trabajo 106, por ejemplo, utilizando un epoxi u otro adhesivo. Este proceso define completamente la ubicación del elemento magnetizado 1201 con respecto a la dentadura del paciente (una vez que la guía de la pieza de trabajo 106 es reemplazada en la boca del paciente).

La relación de los sensores 108a a 108c con la fresadora 103 puede caracterizarse por el posicionamiento mecánico de la fresadora en una ubicación previamente determinada con respecto a los sensores 108a a 108c. Por ejemplo, una montura puede utilizarse para ajusfar la profundidad de inserción de la fresadora 103 en la pieza de mano 101 , de manera que la distancia desde el fondo de la placa de montaje del sensor 1203 a la punta de la fresadora 103 se establece de manera consistente con un valor previamente determinado, incluso cuando la fresadora 103 es cambiada durante el procedimiento de implante. En otras modalidades, una montura de calibración que tiene el campo magnético caracterizado previamente se podría utilizar.

La figura 13A, ilustra una guía de pieza de trabajo 1301 y un ensamble de sensor 1302, de acuerdo con las modalidades de la presente invención. La guía de la pieza de trabajo 1301 y el ensamble del sensor 1302 están adaptados para realizar dos implantes en una sesión de tratamiento única, aunque se reconocerá que ciertas características del sistema se pueden aplicar a las modalidades de implante único, o a las modalidades adaptadas para tres o más implantes.

La guía de pieza de trabajo de ejemplo 1301 está configurada para realizar los implantes en dos ubicaciones de dientes adyacentes. Con el uso de las técnicas descritas anteriormente, un profesional dental ha seleccionado las ubicaciones de dos ejes de implante. La guía de pieza de trabajo 1301 se ha fabricado para conformarse a la dentadura del paciente, e incluye tres marcadores aceptados como base 1303a a 1303c fijos a la superficie. Dos orificios piloto 1305a y 1305b se han formado en la guía de pieza de trabajo 1301 , preferentemente alineados con los ejes de implante deseados. Aunque la guía de la pieza de trabajo 1301 está configurada para realizar dos implantes, se reconocerá que en otras modalidades una guía de pieza de trabajo puede ser configurada para realizar más implantes, incluyendo los implantes que no son ubicaciones adyacentes a los dientes. También, se podría utilizar un número diferente de los marcadores aceptados como base. Por ejemplo, cada sitio de implante podría utilizar su propio grupo respectivo de marcadores aceptados como base.

También, posicionado cerca de cada orificio piloto 1305a, 1305b está un grupo de pasadores de alineación. Por ejemplo, los pasadores de alineación 1306a y 1306b son posicionados cerca del orificio piloto 1305a y los pasadores de alineación 1306c y 1306d son posicionados cerca del orificio piloto 1305b. Los pasadores de alineación pueden ser colocados en una relación conocida de las otras características de la guía de pieza de trabajo 1301. Por ejemplo, en el momento en que los orificios piloto 1305a y 1305b se forman, los orificios para recibir los pasadores de alineación 1306 a 1306d pueden formarse. Los pasadores de alineación 1306a a 1306d, pueden insertarse entonces en los orificios preparados, por ejemplo, mediante ajuste a presión. Los pasadores de alineación 1306a a 1306d pueden ser elaborados de cualquier material adecuado, aunque preferentemente pueden ser elaborados de un polímero tal como policarbonato o estireno butadieno acrilonitrilo (ABS), un metal no magnético, tal como titanio u otro material que tendrá poco o ningún efecto sobre los campos magnéticos en el área.

El ensamble de sensor de ejemplo 1302 incluye una tarjeta de circuito 1307 que tiene orificios de alineación 1308a y 1308b, separados para acoplamiento con los conjuntos respectivos de pasadores de alineación 1306a a 1306d. Por lo tanto, el ensamble de sensor 1302 puede ser acoplado con un primer grupo de pasadores de alineación para ayudar a la perforación de un eje de implante para un primer implante, y posteriormente moverse para acoplar un grupo diferente de pasadores de alineación para la perforación de un eje de implante diferente para un segundo implante. Por ejemplo, un ensamble de sensor 1302 puede ser acoplado con los pasadores de alienación 1306a y 1306b para ayudar a la perforación del eje de implante asociado con el orificio piloto 1305a y posteriormente ser movido para acoplarse con los pasadores de alineación 1306c y 1306d, para ayudar en la perforación de un eje de implante asociado con el orificio piloto 1305b.

La figura 13B, muestra un ensamble de sensor de ejemplo 1302 con mayor detalle. La tarjeta de circuito 1307 puede ser una tarjeta de circuito impreso de dos lados o un circuito flexible u otra clase de portador de circuito, y puede tener capas múltiples. Además de los orificios de alineación 1308a y 1308b, la tarjeta de circuito 1307 incluye una abertura de despeje 1309, que permiten el despeje para que una fresadora alcance el orificio piloto adecuado. La tarjeta de circuito 1307 también porta ocho sensores 1310a a 131 Oh en este ejemplo. Los cuatros sensores 1310a a 310d son montados sobre la superficie superior de la tarjeta de circuito 1306 y cuatro sensores adicionales 1310e a 131 Oh (mostrados en líneas entrecortadas) son montados a la superficie inferior de la tarjeta de circuito 1307. Aunque los sensores 1310e a 131 Oh se muestran como montados directamente a los sensores inferiores 310a a 1310d, este no es un requerimiento. Los sensores también necesitan no estar montados en forma simétrica alrededor de la abertura de despeje 1309. Este arreglo "cuadrangular dual" que tiene dos capas de cuatro sensores cada una, puede proporcionar una precisión mejorada para determinar la posición de una fresadora en comparación con un arreglo de sensores de capa única. Las señales de los sensores 1310a a 131 Oh, son portadas por las pistas 1311 en la tarjeta de circuito 1307 (las pistas se muestran en forma simplificada) a un conector 1312 y posteriormente a un cable 1313 para comunicar las señales a un controlador, tal como el controlador 109 o a un dispositivo intermedio, tal como el dispositivo intermedio 801.

Muchas variaciones diferentes y arquitecturas de sistema son posibles. Por ejemplo, si se utiliza un circuito flexible, puede no ser necesario un conector 1312. O en un arreglo inalámbrico similar al arreglo de la figura 9, puede no ser necesario el cable 1313. En otras modalidades, se pueden utilizar números de sensores diferentes. Por ejemplo, un arreglo de "triada dual" puede utilizarse, con tres sensores sobre la parte superior de la tarjeta de circuito 1307 y tres sensores en el lado inferior de la tarjeta de circuito 1307.

La figura 13C, muestra el ensamble de sensor 1302 acoplado con los pasadores de alineación 1306a y 1306b, para auxiliar en la perforación de un eje de implante asociado con el orificio piloto 1305a. Los pasadores de alineación 1306a y 1306b ayudan a sujetar el ensamble de sensor 1302 en una primera posición fija en relación con la guía de la pieza de trabajo 1301. Muchos otros mecanismos de alineación pueden contemplarse para permitir un ensamble de sensor tal como el ensamble de sensor 1302 para moverse de una ubicación de implante a otra. Por ejemplo, una manga podría colocarse en cada orificio piloto y el ensamble de sensor alienado con la manga al centro sobre el orificio piloto. O una forma elevada puede formarse en la guía de la pieza de trabajo 1301 cerca de cada orificio piloto y la abertura de despeje 1309 del ensamble de sensor 1302 colocado sobre la forma elevada para registrar el ensamble de sensor 1302 a la guía de la pieza de trabajo 1301. La forma elevada puede tener una forma poligonal, por ejemplo, cuadrada o de trapecio, y la abertura de despeje 1309 puede tener una forma complementaria, para evitar la rotación del ensamble de sensor 1302. Al desacoplar el ensamble del sensor 1302 desde los pasadores de alineación 1306a y 1306b, el ensamble de sensor 1302 puede ser movido a una segunda posición fija con respecto a la guía de pieza de trabajo 1301. La figura 13D, muestra el ensamble de sensor 1302 acoplado con los pasadores de alineación 1306c y 1306d, para auxiliar en la perforación de un eje de implante asociado con el orificio piloto 1306a.

La figura 14A, ilustra una guía de pieza de trabajo 1401 y un ensamble de sensor 1402, de acuerdo con otras modalidades de la presente invención. La guía de la pieza de trabajo 1401 y el ensamble del sensor 1402 están adaptados para realizar dos implantes en una sesión de tratamiento única, aunque se reconocerá que ciertas características del sistema se pueden aplicar a las modalidades de implante único, o a las modalidades adaptadas para realizar tres o más implantes. Utilizando la guía de pieza de trabajo 1401 en una forma similar a aquella descrita anteriormente, los orificios piloto 1405a y 405b puede colocarse en línea o aproximadamente en línea con los ejes de implante deseados especificados previamente por el profesional dental. Los marcadores aceptados como base 1403a a 1403c pueden utilizarse en el procedimiento para la determinación de las posiciones de los orificios piloto 1405a y 1405b. Las mangas 1406a y 1406b son colocadas en los orificios piloto 1405a y 1405b. Las mangas 1406a y 1406b preferentemente son elaboradas de un material opaco a la radiación, no magnético, adecuado, tal como un acrílico lubricado con sulfato de bario. La tarjeta de circuito 1407 del ensamble de sensor 1402 incluye un orificio de alineación 1408 dimensionado para ajustarse de manera cómoda sobre una de las mangas 1406a o 1406b. Una lengüeta 1409 está dimensionada para ajustarse dentro de una abertura o ranura de chaveta 1410 formada en cada manga.

La figura 14B, muestra un ensamble de sensor 1402 en lugar sobre la guía de la pieza de trabajo 1401. La lengüeta 1409 evita la rotación del ensamble de sensor 1402 alrededor del eje de la manga, con el cual se acopla. Las posiciones de las ranuras de chaveta de manga pueden determinarse con una segunda caracterización radiográfica de la guía de pieza de trabajo 1401 o por otros medios. De manera alternativa, las mangas 1406a y 1406b puede ser colocado en ubicaciones aproximadas antes de la caracterización radiográfica de la guía de pieza de trabajo 1401 en la boca del paciente, y puede servir como referencia aceptada como base en lugar de o además de los marcadores aceptados como base 1403a a 1403c.

Las figuras 15 a 19, ilustran ciertas relaciones de componentes y una técnica alternativa para determinar la posición de la fresadora 103 en relación con la dentadura del paciente, en las modalidades de la presente invención. Por ejemplo, la figura 15, muestra la relación del campo magnético de ejemplo 105 con los sensores en el arreglo de "cuadrangular dual", tales como los sensores 1310a a 31 Oh, de acuerdo con las modalidades de ejemplo. El campo magnético 105 está representado en la figura 15, mediante cuatro lóbulos, aunque se reconocerá que en este ejemplo, el campo magnético 105 puede ser generalmente simétrico en forma giratoria alrededor del eje de perforación 103. Se asumió que los sensores 1310a a 131 Oh se han colocado en una relación fija conocida con la dentadura del paciente, por ejemplo, utilizando las técnicas descritas anteriormente. En otras modalidades, el campo magnético 105 puede no ser simétrico en forma giratoria, por ejemplo, si el cuerpo de una pieza de mano que sujeta la fresadora afecta el campo de manera significativa.

La figura 16, ilustra un sistema de coordenadas útiles en la descripción de la conducta de los sensores. En este ejemplo, cada uno de los sensores 1310a a 131 Oh es un circuito integrado modelo HMC5883L 3-Axis Digital Compass disponible de Honeywell International Inc., y tiene su propio sistema de coordenadas locales (Xn,Yn,Zn), mientras que el sistema general es descrito en forma conveniente utilizando las coordenadas radiales (Z ,R, F). Cada sensor de este tipo produce salidas, que indican la fuerza del campo magnético en cada uno de los ejes de tres coordenadas.

La figura 17, ilustra una vista ortogonal de la interacción del campo 105 son los sensores con mayor detalle. Utilizando el sensor 1310c como un ejemplo, en la posición mostrada, una línea de flujo particular 1701 pasa a través de la ubicación de medición del sensor 1310c, a un ángulo de T. El ángulo T puede determinarse a partir de las salidas del sensor como a un (V3X/V3z)* 180/TT. Si la tarjeta de circuito 1307 fueron posicionadas a Z=0, se puede observar que las líneas de flujo están casi en vertical, de manera que el ángulo T esencialmente podría ser de 0 grados. En el extremo inferior 1702 de la fresadora 103, las líneas de flujo emanan casi en forma horizontal del taladro 103, de manera que si la tarjeta de circuito 1307 fuera a ser posicionada en el fondo de la fresadora 103 (pero todavía se mantiene horizontal como se muestra), el ángulo T podría ser de aproximadamente 90 grados. En el extremo superior 1703 de la fresadora 103, las líneas de flujo convergen casi en forma horizontal hacia taladro 103, de manera que si la tarjeta de circuito 1307 fuera a ser posicionada en la parte superior de la fresadora 103 (pero todavía se mantiene horizontal como se muestra), el ángulo T podría ser de aproximadamente -90 grados.

La figura 18, muestra una representación adecuada del ángulo T como una función de posición a lo largo de la dirección Z (como un sensor 1310c que traviesa la trayectoria de líneas entrecortadas 1704) para una fresadora que tiene una longitud L=40mm. La relación precisa del ángulo T a la posición Z dependerá de la forma de campo particular, pero para una fresadora magnetizada, generalmente puede ser una función monotónica sobre mucha de la longitud de la fresadora 103. Para el caso simple en donde la fresadora es centrada entre los sensores y perpendicular al plano de los sensores, la profundidad de la fresadora podría de terminarse a partir del ángulo T medido en cualquiera de los sensores.

Sin embargo, puede ser deseable promediar las lecturas de los sensores, para reducir el ruido y para cancelar por lo menos parcialmente los efectos de inclinación y descentrado de la fresadora. Por ejemplo, el descentrado del taladro dentro de la constelación del sensor tenderá a reducir los ángulos T medidos por los sensores hacia los cuales es movida la fresadora, y tenderá a disminuir los ángulos T medidos por los sensores lejos de los cuales se mueve la fresadora. Se manera similar, la inclinación de la fresadora tenderá a disminuir los ángulos medidos en un lado de la fresadora y reducirá los ángulos medidos en el otro lado de la fresadora. Al promediar los ángulos T medidos en todos los sensores (ocho sensores en el ejemplo de las figuras 15 a 17) estos efectos, son por lo menos cancelados de manera aproximada, y un estimado razonablemente preciso de la profundidad de la fresadora se pueden obtener a partir de una curva de calibración similar a la figura 18. Se reconocerá que las lecturas de los sensores en la parte inferior de la tarjeta de circuito pueden requerir un signo inverso antes de su promedio.

La profundidad estimada obtenida de esta manera puede simplificar en gran medida el resto de la determinación de ubicación de la fresadora como una función de las lecturas del sensor. Una vez que la profundidad es conocida en forma aproximada, el intervalo requerido de búsqueda dentro de los datos de calibración puede reducirse en gran medida, en comparación con el intento de localizar la fresadora a partir de un grupo arbitrario de lecturas del sensor.

También se ha observado que la porción de la curva de calibración de la figura 18, que corresponde a la longitud déla fresadora (-20 a +20 en el ejemplo de la figura 18) puede ser linealizada de manera sustancial multiplicando la proporción de las salidas del sensor por una constante antes de aplicar la función de tangente de arco. Es decir, una gráfica de (k* V3x/V3Z)* 180/p será prácticamente una línea recta en la región de interés, para un valor adecuado de k. El valor de k dependerá de la geometría del sistema particular y otros factores específicos de implementación, y puede elegirse fácilmente graficando la curva de calibración con valores diferentes de k hasta que se obtiene una curva casi lineal. Una curva de calibración linealizada puede simplificar adicionalmente la determinación de la ubicación de la fresadora.

Otro aspecto que puede simplificar la determinación de la ubicación de la fresadora es que durante la perforación, la tarjeta de circuito 1307 será posicionada entre los extremos de la fresadora 103. Por lo tanto, únicamente el intervalo monotónico de una curva de calibración similar a la figura 18 necesita ser considerado. En la figura 18, el intervalo monotónico incluye valores de Z desde aproximadamente -20 hasta aproximadamente +20. El profesional dental puede asegurar que la estimación de ubicación empieza únicamente después del final de que la fresadora ha pasado a través de la tarjeta de circuito 1307, por ejemplo, dándole la señal al sistema de que la fresadora ha sido insertada en el orificio piloto adecuado. En algunas modalidades, el inicio de la perforación puede dar una señal al sistema de que la estimación de ubicación va a empezar, y el profesional dental puede esperar simplemente hasta que la fresadora esté posicionada dentro del orificio pilote antes de empezar la perforación.

Una vez que la profundidad de perforación se ha estimado, otras relaciones en la salida del sensor pueden ser explotadas para refinar adicionalmente el estimado de ubicación de la fresadora. Por ejemplo, la traslación de la fresadora 103 puede provocar que los sensores hacia los cuales se ha movido la fresadora 103 registren lecturas de campo más fuertes que los sensores de los cuales se mueve en alejamiento de la fresadora 103. De manera similar, la inclinación de la fresadora 103 puede provocar que algunos sensores lean ángulos de campo más pronunciados y otros sensores para leer los ángulos de campo que son menos profundos. Las lecturas diferentes de cero de los componentes de campo en las direcciones Y de los sensores indican que la fresadora está angulada.

Técnicas tales como esas pueden combinarse en un método para establecer la ubicación de la fresadora desde las lecturas del sensor. La figura 19, es un diagrama de flujo de un método 1900 de acuerdo con una modalidad de ejemplo. En el paso 1901 , el campo magnético está caracterizado, por ejemplo, utilizando una montura y métodos como los que se describieron anteriormente en relación con las figuras 10A a 10C. La caracterización del campo magnético puede tomar la forma de un cuadro de valores de sensor medidos en ubicaciones diferentes dentro del campo. En otras modalidades, los valores de sensor pueden ser ajustados a una descripción en fórmula del campo, a partir de las cuales, las fuerzas de campo y los ángulos pueden ser calculados como una función de la ubicación dentro del campo.

En el paso 1902, se establece una curva de calibración de profundidad. Por ejemplo, la curva de calibración de profundidad puede ser similar a la curva mostrada en la figura 18, que muestra el ángulo de campo medido por el sensor cuando la fresadora es centrada dentro de la constelación de sensores. La curva de calibración de profundidad puede basarse en las lecturas promedio tomadas por los sensores múltiples durante el procedimiento de calibración. En el paso 1903, la fresadora es colocada en posición para perforación, con la tarjeta de circuito sosteniendo los sensores posicionados entre los extremos de la fresadora. En el paso 1904, se toma un conjunto inicial de lecturas del sensor, y una lectura de ángulo de campo promedio es calculada. Se reconocerá que las lecturas de los sensores en la parte inferior de la tarjeta de circuitos pueden ser invertidas en signo antes de ser promediado.

En el paso 1905, la lectura de ángulo de campo promedio se utiliza para determinar un estimado de profundidad inicial a partir de la curva de calibración de profundidad. Este estimado asume que la fresadora es perpendicular al plano promedio de los sensores, y está centrado dentro de la constelación de sensores. En el paso 1906, se calcula un valor d emérito, que indica que tan bien concuerda la posición asumida de los sensores con las lecturas de sensor iniciales. Por ejemplo, las lecturas de sensor pronosticadas pueden ser calculadas con base en las posiciones asumidas de los sensores dentro del campo magnético caracterizado y comparadas con las lecturas del sensor inicial real. El valor de mérito podría ser, por ejemplo, la suma de los cuadrados de las diferencias entre las lecturas respectivas pronosticadas y las lecturas de sensor real, aunque pueden contemplarse otros valores de mérito. Por ejemplo, las diferencias de valor absoluto podrían ser sumadas, las diferentes lecturas del sensor podrían ser ponderadas de manera diferente, o se pueden utilizar otras variaciones. Cuando los ocho sensores se utilizan, cada uno produciendo tres lecturas, el cálculo del valor de mérito puede incluir hasta 24 diferencias entre las lecturas pronosticadas y reales. En algunas modalidades, la estimación de la posición de la fresadora puede realizarse utilizando sub-grupos múltiples de los sensores, de manera que si estos estimados no concuerdan, se puede asumir que ha ocurrido un error, y se puede detener la perforación.

En el paso 1907, las posiciones de los sensores se ajustan matemáticamente para reducir al mínimo el valor de mérito. Por ejemplo, la posición asumida de la tarjeta de circuito 1307 y en consecuencia, las posiciones asumidas de los sensores 1310a a 131 Oh, pueden moverse matemáticamente a una ubicación nueva en el espacio. El movimiento puede incluir la traslación en profundidad, dos traslaciones laterales (perpendicular a la fresadora 103) y las rotaciones en por lo menos dos grados de libertad teniendo ejes de rotación en el plano del sensor para un total de hasta cinco grados de libertad. Si se asumió que el campo magnético no es simétrico en forma giratoria, el movimiento también puede incluir la rotación alrededor del eje longitudinal de la fresadora 103 así como también, dando como resultado seis grados de libertad. Se reconocerá que el paso 1907 es simplificado en gran medida en la figura 19, y puede involucrar muchos posicionamientos de ensayos matemáticos de los sensores y los cálculos del valor de mérito en cada ensayo de posición. Se puede utilizar cualquier técnica matemática adecuada, por ejemplo, un algoritmo de gradiente descendente, el algoritmo simple u otro algoritmo de optimización. Una vez que el valor de mérito es reducido al mínimo, la relación de los sensores y el campo magnético es conocida. Es decir, la transformación requerida para las posiciones de sensor asumidas para producir las lecturas de sensor pronosticadas que concuerdan con las lecturas de sensor real es conocida. La inversa de esta transformación es aplicada a la posición de perforación asumida en el paso 1908, y la ubicación de perforación medida resultante se reporta en el paso 1909. La ubicación de perforación medida puede entonces ser utilizada para construir un despliegue, tal como el despliegue mostrado en la figura 1 o la figura 12, que muestra la posición medida de la perforación en relación con la dentadura del paciente, un eje de implante deseado o ambos.

Algunos de los pasos del método 1900 pueden entonces ser repetidos, de manera que el despliegue puede ser actualizado, preferentemente en tiempo real de manera sustancial. Por ejemplo, un conjunto nuevo de lecturas del sensor se toma en el paso 1910 y el control puede pasarse al paso 1906, para un cálculo nuevo del valor de mérito, y una evaluación nueva de la ubicación de perforación.

Son posibles muchas variaciones. Por ejemplo, en otras modalidades numéricas, la ubicación del campo magnético puede ser perturbada matemáticamente en lugar de las ubicaciones de los sensores. En otras modalidades, en donde el campo magnético ha sido caracterizado utilizando una fórmula, puede ser posible resolver a la inversa la fórmula para obtener la ubicación de la perforación. Se deberá comprender que todas las combinaciones que se pueden trabajar de las características y el elemento descrito en la presente descripción también son consideradas para ser descritas.

Las modalidades descritas anteriormente son de ejemplo y no serán interpretadas como limitantes del alcance de la presente invención. Muchas variaciones de los métodos y dispositivos descritos en la presente descripción están disponibles para los expertos en la materia sin alejarse del alcance de la presente invención.

Modalidades Modalidad 1 Un sistema para indicar la ubicación de una fresadora dental, el sistema comprende: una pieza de mano dental que comprende la fresadora dental; y una pluralidad de sensores que detectan un campo magnético y producen un conjunto de salidas de sensor respectivas, las salidas del sensor son útiles por lo menos en parte para indicar la ubicación de la fresadora dental.

Modalidad 2 El sistema de la modalidad 1 , que comprende adicionalmente un elemento magnético que está fijo en relación con la fresadora dental y genera el campo magnético.

Modalidad 3 El sistema de la modalidad 1 , en donde la fresadora dental es magnetizada y genera el campo magnético.

Modalidad 4 El sistema de la modalidad 1 , que comprende adicionalmente un elemento magnético que está fijo en relación con la dentadura de un paciente, y en donde los sensores están fijos en relación con la pieza de mano dental.

Modalidad 5 El sistema de cualquiera de las modalidades 1 a 3, que comprende adicionalmente una guía de pieza de trabajo registrada a la dentadura del paciente, en donde los sensores están fijos en relación con la guía de pieza de trabajo.

Modalidad 6 El sistema de la modalidad 5, en donde los sensores son móviles de una primera posición fija en relación con la guía de pieza de trabajo a una segunda posición fija en relación con la guía de pieza de trabajo.

Modalidad 7 El sistema de cualquiera de las modalidades 1 a 6, que comprende adicionalmente un portador sobre el cual se montan los sensores, por lo menos tres sensores montados a una primera superficie del portador y por lo menos tres de los sensores montados a una segunda superficie del portador.

Modalidad 8 El sistema de la modalidad 7, en donde cuatro de los sensores son montados a una primera superficie del portador, y cuatro de los sensores son montados a una segunda superficie del portador.

Modalidad 9 El sistema de cualquiera de las modalidades 1 a 8, que comprende adicionalmente un controlador que recibe las salidas del sensor y procesa las salidas para producir una indicación de la relación espacial de la fresadora dental con una dentadura del paciente.

Modalidad 10 El sistema de la modalidad 9, en donde el controlador procesa las salidas del sensor de acuerdo con una relación espacial entre los sensores y la dentadura del paciente y de acuerdo con una relación espacial entre el campo magnético y la fresadora dental.

Modalidad 11 El sistema de cualquiera de las modalidades 9 a 10, que comprende adicionalmente un dispositivo intermedio que recibe las salidas del sensor y releva las salidas del sensor al controlador.

Modalidad 12 El sistema de cualquiera de las modalidades 9 a 101 que comprende adicionalmente una interfaz inalámbrica mediante la cual, las salidas del sensor son transmitidas para alcanzar al controlador.

Modalidad 13 El sistema de cualquiera de las modalidades 9 a 12, en donde el controlador actualiza en forma repetida la indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente, sustancialmente en tiempo real.

Modalidad 14 El sistema de cualquiera de las modalidades 1 a 13, que comprende adicionalmente un despliegue electrónico, y en donde la indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente es representada en imágenes en el despliegue electrónico..

Modalidad 15 El sistema de cualquiera de las modalidades 1 a 14, en donde la indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente comprende: una representación pictórica de la dentadura del paciente, y una representación de la ubicación de la ubicación de la fresadora dental superpuesta sobre la representación pictórica de la dentadura del paciente.

Modalidad 16 El sistema de cualquiera de las modalidades 14 a 15, en donde la representación pictórica de la dentadura del paciente se deriva de una imagen radiográfica de la dentadura del paciente.

Modalidad 17 El sistema de cualquiera de las modalidades 14 a 16, en donde la representación pictórica de la dentadura del paciente es una representación de un modelo tridimensional de la dentadura del paciente.

Modalidad 18 El sistema de cualquiera de las modalidades 9 a 17, en donde el controlador produce adicionalmente una indicación de la relación espacial de la fresadora dental con un eje de implante especificado anteriormente dentro de la dentadura del paciente.

Modalidad 19 El sistema de la modalidad 18, en donde el controlador produce adicionalmente una señal de advertencia cuando la fresadora dental se aleja del eje de implante especificado previamente mediante por lo menos una cantidad previamente determinada.

Modalidad 20 El sistema de cualquiera de las modalidades 1 a 19, que comprende adicionalmente una estación de calibración que incluye adicionalmente: un receptáculo para la fresadora dental, y una segunda pluralidad de sensores fijos en relación con el receptáculo, cada uno de la segunda pluralidad de sensores produciendo una salida, y en donde las salidas de la segunda pluralidad de sensores se puede utilizar para caracterizar la relación espacial del campo magnético a la fresadora dental cuando la fresadora dental es colocada en el receptáculo.

Modalidad 21 Un método para indicar la ubicación de una fresadora dental, el método comprendiendo la lectura de las salidas producidas por un grupo de sensores, en donde los sensores detectan un campo magnético, y en donde las salidas del sensor se pueden utilizar para detectar la ubicación de una fresadora dental en relación con los sensores, procesar las salidas del sensor para producir una indicación de la relación espacial de la fresadora dental con una dentadura del paciente, y desplegar la indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente.

Modalidad 22 El método de la modalidad 21 , en donde el procesamiento de las salidas comprende procesar las salidas de acuerdo con una relación espacial entre los sensores y la dentadura del paciente y de acuerdo con una relación espacial entre el campo magnético y la fresadora dental.

Modalidad 23 El método de cualquiera de las modalidades 21 a 22, en donde desplegar una indicación de la relación espacial de la fresadora dental a la dentadura del paciente comprende actualizar en forma repetida el despliegue de la indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente, sustancialmente en tiempo real.

Modalidad 24 El método de cualquiera de las modalidades 21 a 23, en donde la lectura de las salidas de un grupo de sensores comprende leer las salidas de los sensores por medio de una interfaz inalámbrica.

Modalidad 25 El método de cualquiera de las modalidades 21 a 24, que comprende adicionalmente, indicar en el despliegue, la ubicación de la fresadora dental en relación con un eje de implante especificado previamente.

Modalidad 26 El método de cualquiera de las modalidades 21 a 25, que comprende adicionalmente comparar la ubicación de la fresadora dental con el eje de implante especificado previamente, y producir una señal de advertencia cuando la fresadora dental se aleja del eje de implante especificado previamente en por lo menos una cantidad previamente determinada.

Modalidad 27 El método de la modalidad 26, en donde la señal de advertencia comprende una o más señales seleccionadas del grupo que consiste en un indicio visual y un indicio de sonido, solo o en combinación.

Modalidad 28 Una guía de pieza de trabajo, que comprende una porción de arco dental que se conforma a la dentadura de un paciente particular, y un grupo de sensores fijos en relación con la porción del arco dental, cada sensor con la capacidad de producir una salida que indica por lo menos una característica de un campo magnético.

Modalidad 29 La guía de pieza de trabajo de la modalidad 28, en donde la porción del arco dental define un orificio piloto localizado, cuando la guía de pieza de trabajo es acoplada con el arco dental del paciente particular, sustancialmente en la línea central de un eje de implante deseado.

Modalidad 30 La guía de la pieza de trabajo de cualquiera de las modalidades 28 a 28, que comprende adicionalmente por lo menos tres marcadores aceptados como base opacos a la radiación en la guía de la pieza de trabajo.

Modalidad 31 La guía de pieza de trabajo de cualquiera de las modalidades 28 a 30, en donde los sensores son móviles de una primera posición fija en relación con la guía de pieza de trabajo a una segunda posición fija en relación con la guía de pieza de trabajo.

Modalidad 32 Un método, que comprende, fabricar una guía de pieza de trabajo de una configuración para acoplar una dentadura de un paciente particular que tiene un sitio de implante, colocar un grupo de referencias aceptadas como base sobre la guía de pieza de trabajo; y fijar un sensor a la guía de pieza de trabajo, el sensor con la capacidad de, cuando el sensor es expuesto a un campo magnético, producir una salida que indica un aspecto del campo magnético.

Modalidad 33 El método de la modalidad 32, que comprende adicionalmente: acoplar la guía de pieza de trabajo con el arco dental del paciente; obtener una imagen radiográfica de la guía de pieza de trabajo y el arco dental del paciente, la imagen radiográfica representando las referencias aceptadas como base; determinar a partir de la imagen radiográfica la ubicación de un eje de implante deseado para colocar un implante en el sitio del implante; y caracterizar la ubicación del eje de implante deseado con respecto a las ubicaciones de las referencias aceptadas como base.

Modalidad 34 El método de la modalidad 33, que comprende adicionalmente: formar un orificio piloto en la guía de pieza de trabajo radiográfica, en donde la línea central del eje de implante cuando la guía de pieza de trabajo radiográfica es acoplada con el arco dental del paciente.

Modalidad 35 El método de cualquiera de las modalidades 33 a 34, que comprende adicionalmente llevar una pieza de mano dental que comprende una fresadora dental en proximidad con el sensor, en donde un elemento fijo a la pieza de mano produce un campo magnético, de manera que el sensor detecta el campo magnético; obtener una salida desde el sensor; procesando la salida del sensor para determinar la relación espacial entre la fresadora dental y la dentadura del paciente, y desplegar, en un despliegue visual, una indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente.

Modalidad 36 El método de la modalidad 35, que comprende adicionalmente calibrar la relación espacial entre el campo magnético y la fresadora dental.

Modalidad 37 El método de cualquiera de las modalidades 33 a 36, que comprende adicionalmente desplegar en forma simultánea, en el despliegue visual, una indicación de la relación espacial de la fresadora dental al eje de implante deseado.

Modalidad 38 El método de la modalidad 37, que comprende adicionalmente producir una señal de advertencia cuando la fresadora dental se aleja del eje de implante especificado previamente mediante por lo menos una cantidad previamente determinada.

Modalidad 39 Un controlador computarizado, que comprende un procesador de imagen que recibe una imagen radiográfica de una dentadura del paciente; un sistema de ubicación que recibe salidas de uno o más sensores, en donde los sensores detectan por lo menos un aspecto de un campo magnético, y las salidas del sensor cambian a medida que la relación espacial del campo magnético y los sensores cambia debido a los cambios en la ubicación de una pieza de mano dental que incluye una fresadora dental, y en donde el sistema de ubicación procesa las salidas del sensor para determinar la ubicación de la fresadora dental en relación con la dentadura del paciente, y un sistema de visualización que genera una imagen de despliegue en un despliegue de computadora, de manera que la imagen de despliegue generada comprende una imagen de la dentadura del paciente y una representación de la ubicación de la fresadora dental en relación con la dentadura del paciente como es determinado por el sistema de ubicación.

Modalidad 40 El controlador computarizado de la modalidad 39, en donde el sistema de ubicación recibe las salidas de sensor actualizadas y determina, con base por lo menos en parte sobre las salidas de sensor actualizadas una ubicación actualizada de la pieza de mano en relación con la dentadura del paciente y el sistema de visualización ajusta la imagen de despliegue generada para mostrar la ubicación actualizada de la fresadora dental en relación con la dentadura del paciente.

Modalidad 41 El controlador computarizado de cualquiera de las modalidades 39 a 40, en donde la imagen de despliegue generada comprende adicionalmente una representación de la ubicación de la fresadora dental en relación con un eje de implante deseado.

Modalidad 42 El controlador computarizado de cualquiera de las modalidades 39 a 41 , que comprende adicionalmente un procesador computarizado que realiza las operaciones del sistema de ubicación y el procesador de imágenes.

Modalidad 43 Un controlador computarizado, que comprende: una interfaz de entrada de datos; un despliegue; y una memoria legible por computadora, la memoria legible por computadora conteniendo las instrucciones que, cuando son ejecutadas por el procesador, provocan que el controlador computarizado lea las salidas producidas por un grupo de sensores, en donde los sensores detectan un campo magnético y las salidas del sensor se pueden utilizar para caracterizar la relación espacial de una fresadora dental con los sensores; procesador las salidas para producir una indicación de la relación espacial de la fresadora dental con una dentadura del paciente; y produce un despliegue de la indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente.

Modalidad 44 El controlador computarizado de la modalidad 45, en donde las instrucciones, cuando son ejecutadas por el procesador, provoca adicionalmente que el controlador computarizado para actualizar en forma repetida el despliegue de la indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente, sustancialmente en tiempo real.

Modalidad 45 El controlador computarizado de cualquiera de las modalidades 34 a 44, en donde las instrucciones, cuando son ejecutadas por el procesador, provocan adicionalmente que el controlador computarizado indique en el despliegue la ubicación de la fresadora dental en relación con un eje del implante.

Modalidad 46 El controlador computarizado de cualquiera de las modalidades 43 a 45, en donde las instrucciones, cuando son ejecutadas por el procesador, provocan adicionalmente que el controlador computarizado compare la ubicación de la fresadora dental con el eje del implante, y produce una señal de advertencia cuando la fresadora dental se aleja del eje del implante en por lo menos una cantidad previamente determinada.

Modalidad 47 El controlador computarizado de la modalidad 46, en donde la señal de advertencia comprende una o más señales seleccionadas del grupo que consiste en un indicio visual y un indicio de sonido, solo o en combinación.

Modalidad 48 Una estación de calibración, que comprende: un cuerpo que define un receptáculo, en donde el receptáculo es de una forma y tamaño para recibir una fresadora dental, y una pluralidad de sensores que rodean el receptáculo, cada sensor con la capacidad de producir una salida cuando el sensor es expuesto a un campo magnético asociado con una fresadora dental colocada en el receptáculo.

Modalidad 49 La estación de calibración de la modalidad 48, en donde los sensores son posicionados de manera que sus salidas tienen la capacidad de caracteriza la forma y fuerza del campo magnético.

Modalidad 50 Un medio legible por computadora no transitorio que contiene las instrucciones de cómputo adaptadas para ser ejecutadas para implementar un método para indicar la ubicación de una fresadora dental, el método comprendiendo la lectura de las salidas producidas por un grupo de sensores, en donde los sensores detectan un campo magnético, y en donde las salidas del sensor se pueden utilizar para detectar la ubicación de una fresadora dental en relación con los sensores, procesar las salidas del sensor para producir una indicación de la relación espacial de la fresadora dental con una dentadura del paciente, y desplegar la indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente.

Modalidad 51 Un dispositivo de detección, que comprende: un portador que tiene pistas de circuito, el portador definiendo un orificio de paso, y una pluralidad de sensores electrónicos montados al portador alrededor del orificio de paso, cada sensor siendo sensible a un campo magnético y configurado para producir una salida que indica un aspecto del campo magnético, en donde el dispositivo de detección es de un tamaño y forma para que los sensores se ajusten dentro de la boca de un paciente dental.

Modalidad 52 El dispositivo de detección de la modalidad 51 , que comprende adicionalmente conductores eléctricos flexibles configurados para llevar las salidas del sensor fuera de la boca del paciente.

Modalidad 53 El dispositivo de detección de cualquiera de las modalidades 51 a 52, que comprende adicionalmente un transmisor inalámbrico configurado para transmitir las salidas del sensor fuera de la boca del paciente.

Modalidad 54 El dispositivo de detección de la modalidad 53, que comprende adicionalmente una batería que energiza el sensor y el transmisor inalámbrico.

Modalidad 55 El dispositivo de detección de cualquiera de las modalidades 51 a 54, en donde la pluralidad de sensores comprende por lo menos seis sensores, por lo menos tres de los sensores montados a una primera superficie del portador, y por lo menos tres de los sensores montados a una segunda superficie del portador.

Modalidad 56 El dispositivo de detección de cualquiera de las modalidades 51 1 55, en donde la pluralidad de sensores comprende ocho sensores, cuatro de los sensores montados a una primera superficie del portador, y cuatro de los sensores montados a una segunda superficie del portador.

Modalidad 57 Un kit, que comprende: un dispositivo de detección que incluye: un portador que tiene pistas de circuito, el portador definiendo un orificio de paso, y un grupo de sensores electrónicos montados al portador alrededor del orificio de paso, cada sensor siendo sensible a un campo magnético y configurado para producir una salida que indica un aspecto del campo magnético, en donde el dispositivo de detección es de un tamaño y forma para que los sensores se ajusten dentro de la boca de un paciente dental, y un medio legible por computadora no transitorio que contiene las instrucciones de computadora adaptadas para ser ejecutadas para implementar un método que indica la ubicación de una fresadora dental, el método incluyendo: lectura de las salidas producidas por el grupo de sensores, en donde los sensores detectan un campo magnético, y en donde las salidas del sensor se pueden utilizar para detectar la ubicación de una fresadora dental en relación con los sensores, procesar las salidas del sensor para producir una indicación de la relación espacial de la fresadora dental con una dentadura del paciente, y desplegar la indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente.

Modalidad 58 El equipo de la modalidad 57, que comprende adicionalmente una estación de calibración que incluye un cuerpo que define un receptáculo, en donde el receptáculo es de una tamaño y forma para recibir una fresadora dental, y un segundo grupo de sensores que rodean el receptáculo, cada sensor en el segundo grupo tiene la capacidad de producir una salida cuando el sensor es expuesto a un campo magnético asociados con una fresadora dental colocada en el receptáculo.

Modalidad 59 El equipo de cualquiera de las modalidades 57 a 58, que comprende adicionalmente un dispositivo intermedio configurado para recibir las salidas del sensor y relevar las salidas del sensor a un controlador.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1 - Un sistema para indicar la ubicación de una fresadora dental, el sistema comprende: una pieza de mano dental que comprende la fresadora dental; y una pluralidad de sensores que detectan un campo magnético y producen un conjunto de salidas de sensor respectivas, las salidas de sensor se pueden usar por lo menos en parte para indicar la profundidad de la fresadora dental en relación con la pluralidad de sensores.

2 - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las salidas de sensor también se pueden usar por lo menos en parte para indicar la posición de traslación lateral de la fresadora en relación con la pluralidad de sensores, y la orientación angular de la fresadora en relación con la pluralidad de sensores.

3. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la fresadora dental está magnetizada y genera el campo magnético.

4. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente un elemento magnético que está fijo en relación con la dentadura de un paciente, y en donde la pluralidad de sensores está fija en relación con la pieza de mano dental.

5.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente una guía de pieza de trabajo registrada a la dentadura del paciente, en donde la pluralidad de sensores está fija en relación con la guía de pieza de trabajo.

6.- El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque la pluralidad de sensores es móvil de una primera posición fija en relación con la guía de pieza de trabajo a una segunda posición fija en relación con la guía de pieza de trabajo.

7 - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente un portador sobre el cual se monta la pluralidad de sensores, por lo menos tres de la pluralidad de sensores montados a una primera superficie del portador.

8 - El sistema de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque la pluralidad de sensores comprende ocho sensores, cuatro de la pluralidad de sensores montados a una primera superficie del portador, y cuatro de la pluralidad de sensores montados a una segunda superficie del portador, opuesta a la primera superficie.

9.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente un controlador que recibe las salidas de sensor y procesa las salidas para producir una indicación visual de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura de un paciente, y actualiza repetidamente la indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente, sustancialmente en tiempo real.

10. - El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque comprende adicionalmente un dispositivo intermedio que recibe las salidas de sensor y releva las salidas de sensor al controlador.

11 . - El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque la indicación de la relación espacial de la fresadora dental con la dentadura del paciente, comprende: una representación pictórica de la dentadura del paciente, y una representación de la ubicación de la ubicación de la fresadora dental superpuesta sobre la representación pictórica de la dentadura del paciente.

12. - El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque el controlador produce adicionalmente una indicación de la relación espacial de la fresadora dental con un eje de implante especificado previamente dentro de la dentadura del paciente.

13. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente una estación de calibración que incluye adicionalmente: un receptáculo para la fresadora dental, y una segunda pluralidad de sensores fijos en relación con el receptáculo, cada uno de la segunda pluralidad de sensores produce una salida, y en donde las salidas de la segunda pluralidad de sensores se puede utilizar para caracterizar la relación espacial del campo magnético a la fresadora dental cuando la fresadora dental es colocada en el receptáculo.

14.- Un método para indicar la ubicación de una fresadora dental, el método comprende: leer las salidas producidas por un conjunto de sensores, en donde los sensores detectan un campo magnético, y en donde las salidas de sensor se pueden usar para detectar la profundidad de una fresadora dental en relación con los sensores; procesar las salidas de sensor para determinar la profundidad de la fresadora dental en relación con los sensores; producir, con base en las salidas de sensor, una indicación visual de la relación espacial de la fresadora dental a la dentadura de un paciente; desplegar la indicación visual de la relación espacial de la fresadora dental a la dentadura del paciente; y actualizar repetidamente el despliegue de la indicación visual de la relación espacial de la fresadora dental a la dentadura del paciente, sustancialmente en tiempo real.

15 - El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque comprende adicionalmente procesar las salidas de sensor para determinar la posición de traslación y la orientación angular de la fresadora dental en relación con los sensores.

16.- El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque comprende adicionalmente indicar visualmente en el despliegue, la ubicación de la fresadora dental en relación con un eje de implante especificado previamente.

17. - Un método, que comprende: fabricar una guía de pieza de trabajo de una configuración para acoplar un arco dental de un paciente particular que tiene un sitio de implante; acoplar la guía de pieza de trabajo con el arco dental del paciente particular; fijar una pluralidad de sensores a la guía de pieza de trabajo, la pluralidad de sensores es capaz de, cuando los sensores son expuestos a un campo magnético, producir un conjunto de salidas de sensor que indican cada una por lo menos un aspecto del campo magnético; llevar una pieza de mano dental que comprende una fresadora dental en proximidad con la pluralidad de sensores, en donde un elemento fijo a la pieza de mano produce un campo magnético, de manera que la pluralidad de sensores detecta el campo magnético y produce las salidas de sensor; procesar las salidas de sensor para determinar la profundidad de la fresadora dental a la dentadura del paciente; y desplegar, en un despliegue visual, una indicación de la profundidad de la fresadora dental a la dentadura del paciente.

18. - El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque comprende adicionalmente desplegar en forma simultánea, en el despliegue visual, una indicación visual de la relación espacial de la fresadora dental a un eje de implante deseado.

19.- Un dispositivo de detección, que comprende: un portador que tiene pistas de circuito, el portador define un orificio de paso; y una pluralidad de sensores electrónicos montados al portador alrededor del orificio de paso, cada sensor es sensible a un campo magnético y configurado para producir una salida que indica un aspecto del campo magnético, en donde el dispositivo de detección es de un tamaño y forma para que los sensores se ajusten dentro de la boca de un paciente dental.

20. - El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque comprende adicionalmente conductores eléctricos flexibles configurados para llevar las salidas de sensor fuera de la boca del paciente.

21. - El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque comprende adicionalmente un transmisor inalámbrico configurado para transmitir las salidas de sensor fuera de la boca del paciente.

22. - El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque comprende adicionalmente una batería que energiza los sensores y el transmisor inalámbrico.

23.- El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la pluralidad de sensores comprende por lo menos tres de los sensores montados a una primera superficie del portador.

24.- El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la pluralidad de sensores comprende ocho sensores, cuatro de los sensores montados a una primera superficie del portador, y cuatro de los sensores montados a una segunda superficie del portador.