WO2003086228A1 - Simulador digital de anomalias dentales para tratamientos de odontología - Google Patents

Simulador digital de anomalias dentales para tratamientos de odontología Download PDF

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WO2003086228A1
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Burgos Enrique Mejia
Jimenez Carlos Varon
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Burgos Enrique Mejia
Jimenez Carlos Varon
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    • A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
    • A61C7/002—Orthodontic computer assisted systems

Definitions

  • the wax In order to achieve the actual position of the teeth that require orthodontic treatment, the wax must be heated using a lamp as a heating system or submerged in a container of hot water.
  • the simulator object of the present application allows a more versatile and complete operation that better mimics the clinical situations and the probable effects of the treatments, as it has the following advantages:
  • the heating system of the individual roots allows the paraffin wax wax to be softened in a homogenous and controlled way, without the occurrence of run-off, achieving the movement of the desired tooth in a soft and controlled manner, at a temperature level and more time reat.
  • Anchoring controls can be generated by being able to handle different temperature levels of the posterior teeth.
  • Control is achieved on the movement of all the teeth of the two jaws.
  • Torsion levels are achieved by varying the temperature levels.
  • the digital control of the temperature and time level makes it easy to handle.
  • Figure 3A Perspective of the separating base.
  • Figure 3B Top view of the printed circuit.
  • Figure 4A Perspective of the tooth with the connection cables.
  • Figure 4C Explosion of the cylindrical bushing assembly - Spindle - Screw.
  • Figure 5A Side view of the simulator.
  • Figure 6. Perspective of the simulator connected to the electrical system.
  • FIG. 7A Top view of the control box.
  • FIG. 2A a horseshoe-shaped hollow channel 2 is shown, inside which go the cable sets 6 of each of the teeth 20.
  • Figure 2C shows the rear view of the base 1, a rectangle is obtained whose upper fado corresponds to the base of the trapezium 3 and a small rectangle that goes in the middle of the lower side of the larger rectangle in whose interior the male connector is placed 7. You can also see the depth of the holes 4, which are threaded.
  • FIG. 3A a horseshoe-shaped aerofoil sheet with fourteen recesses 9, which serves as a separating base 11, of the printing circuit O is shown.
  • FIG 4A a perspective view of the tooth is shown with its connection cables 13, and in Figure 4B the front view of the tooth.
  • Figure 4C shows the cylindrical bushing assembly 14, pin 15, and screw 16.
  • the acrylic teeth 20, are of real anatomy composed of root 17, and crown 18.
  • the crown and the root are separated by the neck 21, for the exchange of crowns.
  • the cylindrical bushing 14 goes in the center of the crown 18, and has a countersink 22, where the fixing screw 16, of the crown 18 is inserted.
  • the bushing 14, is inserted in the pin 15, which protrudes from the root 17, of tooth 20.
  • Spike 15. has grooves 23, which allow its fixation to the root.
  • the root 17 carries a promontory or positive guide 24, and the crown 18. It has a negative groove or guide 25, which allows that when the crown 18 fits into the root 17, it coincides and thus avoids (a rotation of the crown 18 .
  • the crown 18, can be exchanged, it is possible to have sets of crowns 18, with bracketts 19, of different orthodontic techniques. In crown 18, the brackett 19 is stuck.
  • ta root 17 of the tooth 20, separated by an acrylic layer goes the resistance 26, with its connection cables 13, which end in a connector 28.
  • the root 17, externally carries a plate 48, with the number that identifies it .
  • the caloric source is located on tooth 20, which reverses the diffusion of the heat, being now inside out and consequently higher temperature in the wax surrounding the root of tooth 17. This allows to achieve an individual control of the tooth. Movement of each tooth and a simulation of the most real behavior, is dedr, more similar to what happens in the jaw bone.
  • any resistance through which a current circulates is heated proprioonally to the square of the intensity and to the value of the resistance, according to the formula:
  • variable resistor value can be provided from a potentiometer, which will allow a different heat level to be applied to each of the teeth 20.
  • the different temperatures allow the simulation of different movements corresponding to the actual behavior in the patient's oral cavity by the forces exerted.
  • the base 1 is covered with an acrylic sheet 30, of trapezoidal shape with four holes in the vertices to fix it to the base 1, and to the articulator 31, its job is to serve as a separator of the base 1, of the articulator 31.
  • FIG. 5A the side view of the articulator 31 is shown, which consists of two metal bases 32, a lower one on which the lower jaw 33 is placed, and an upper one on which the upper jaw 34, posts 30 is placed. , which give the total height between the upper and lower metal bases 32, to place the lower jaws 33, and upper 34, with its corresponding bite or odus.
  • the maxillae 34, and inferior 33 are fixed with the four toots 36, at the apexes of the maxillary trapezium.
  • the metallic bases 32 have a central screw 37, for its attachment to the upper and lower supports 38, of the articulator 31.
  • the hole of the central thyme 39 which is seen in Figure 5B allows to place jaw cords 33 and 34 in previous positions or later to simulate different anomalies.
  • the metal bases 32 can be rotated 90 ° to visualize all aspects of the treatment and easily exchange the crowns of all the teeth.
  • This system consists of a source 42, a control box 40, two connection cables 41, with female connectors 8, two printed circuits 10, one for each of the jaws 33 and 34, and the resistors 26, with their electric cables 6 PRINTED CIRCUIT
  • the printed circuits 10 are double-sided with welding on both sides, with the fourteen pairs of connection to the fourteen teeth 20, on the front side of the circuit are connected the cables 6, of the resistors 26, of each of teeth 26, as seen in Figure 3B.
  • the fourteen connections go to the male connector 8, of fifteen pins for the connections of the fourteen teeth 20, and the earth ..
  • the control box 29, shown in Figure 6 is formed by two electronic microprocessors, for each of the maxillary cough, with its complementary electrical circuits.
  • the power supply 42 is turned on, the control box 29 is turned on, with the switch 49, and the teeth to be heated are selected by pressing on the tooth number 20, under the corresponding bulb 42, which remains on intermittent, it is pressed one to five times during a maximum time of five seconds, selecting the desired heating level, which is shown in the heating level indicator 44, once all the teeth that you wish to move are programmed, the Inid switch 44, immediately begins to count the time in the indicator 45, and bulbs 42, remain on permanently. When you want to observe or make some adjustment, the pause switch 46 is activated.
  • each of the programmed teeth In order to verify the level of heating in which each of the programmed teeth is located, it is advanced or retracted by pressing the arrows 47, to the position of the desired tooth indicating its number in the indicator 27 and its heating level in the indicator 44

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Abstract

Aparato compuesto por: articulador, et maxilar inferior, el maxilar superior, y un sistema eléctrico digital, que tiene: a) un sistema de calentamiento interno, individual y controlable; b) dientes con coronas intercambiables, y c) un articulador con movimiento de 180° con bases metálicas superior e inferior movibles; que permite simular las anomalías dentales, tanto casos de oclusión normal como de diferentes tipos de mal oclusión que requiren de un tratamiento de ortodoncia y sirve como un auxiliar clinico y didáctico. El sistema de calentamiento esta compuesto por: a) una resistencia colocada internamente en cada uno de los dientes; b) un circuito impreso de doble faz con soldadura por las dos caras, para cada uno de los maxilares; c) una caja de controles digital con dos microprocesadors y d) una fuente. En la raíz y la corona de los dientes se inserta un conjunto compuesto por: a) un buje cilíndrico avellanado; b) un espigo con estrias y c) un tornillo; que al quitar el tornillo permite intercambiar la corona que se fija nuevamente con el tornillo.

Description

SIMULADOR DIGITAL DE ANOMALÍAS DENTALES PARA TRATAMIENTOS
DE ODONTOLOGÍA
DESCRIPCIÓN ANTECEDENTES.-
Actualmente se utiliza un "typodonto" que en su forma clásica esta constituido por los siguientes componentes:
• Una formaleta en acrílico, plástica o metálica, que recibe la cera y los dientes hechos en acrílico.
• Una platina metálica, para su montaje en un articulador. •Dientes en acrílico, para representar los dos arcos dentarios.
• Brackets, para colocarlos en los dientes de acrílico.
• Cera parafina rosada, en la cual se insertan los dientes simulando la encía y el hueso maxilar.
• Acrílico de autopolimerización, rosado, para unir la formaleta a la platina metálica.
Para poder lograr la posición real de los dientes que requieren un tratamiento ortodóncico se debe calentar la cera utilizando una lámpara como sistema de calentamiento o se sumerge en un recipiente con agua caliente.
Para evaluar la fricción que se genera entre ios componentes ortodάncicos, alambres y bracketts, manejando diferentes técnicas de movimiento, diseñaron tres dientes con sus coronas y raices, insertados en un segmento de maxilar, las raíces son metálicas y recubiertas con un alambre enrollado en forma de bobina, conectado a través de su corona, a un sistema regulador de temperatura. DESVENTAJAS DEL ESTADO DE LA TÉCNICA.-
• Los medios empleados actualmente para el calentamiento de la cera, aplicación de calor externo por medio de una lámpara Infrafil o por inmersión en agua caliente, no proveen una temperatura homogénea ni constante, presentándose una mayor temperatura en la parte externa de la cera y una temperatura más baja en la cera que rodea la raíz del diente. El control de la temperatura es difícil y por ello se presentan inconvenientes como el escurrimieπto de cera en la parte externa, cuando se utiliza lámpara infrafil. También se imposibilita calentar un solo diente o grupo de dientes porque el calor se difunde en todas tas direcciones en el "typodonto" o en el área que recibe la irradiación de la lámpara.
La distribución desigual e incontrolada del calor ocasiona los siguientes inconvenientes:
• Escurrimiento de la cera y destape de las raíces de los dientes.
• Movimientos demasiado rápidos dei diente o movimientos no deseados.
• Calentamiento de partes que no se desean calentar.
El otro sistema mecánico calorífico utilizado en forma experimental, que se aprecia en la Figura 1, presenta las siguientes desventajas:
• Es un diseño para un estudio específico que solo representa un segmento de los maxilares con tres dientes y sus alambres y bracketts, donde los cables alimentadores se introducen por la corona impidiendo cualquier otro uso como el simular oclusiones o movimientos oclusales y cambios de coronas. VENTAJAS DE LA INVENCIÓN.-
El simulador objeto de la presente solicitud permite un funcionamiento más versátil y completo que imita mejor las situaciones clínicas y los efectos probables de tos tratamientos, por cuanto presenta las siguientes ventajas:
• El sistema de calentamiento de (as raíces es individual, permite et ablandamiento de la cera parafínica de manera homogénea y controlada, sin que se presenten escurrimientos, logrando el movimiento del diente que se desee de una manera suave y controlada, en nivel de temperatura y tiempo más reat.
El uso de bases acrílicas adaptables a las bases metálicas movibles del articulador permite simular estados de oclusión norma) y de mala oclusión.
La simulación de todo tipo de movimiento dentario, intrusión, extrusión, rotación, inclinación, traslación.
La simulación de todo tipo de tratamientos, incluyendo los que exigen acciones intermaxilares.
Se pueden generar controles de anclaje al poder manejar diferentes niveles de temperatura de los dientes posteriores.
Se logra et control sobre el movimiento de todos tos dientes de los dos maxilares.
Se logran niveles de torsión al variar tos niveles de temperatura.
El diseño de la conexión del sistema eléctrico prevé la seguridad para su uso.
El control digital del nivel de temperatura y el tiempo le da facilidad para su manejo.
Se pueden visualizar todos tos aspectos del tratamiento to que le da uso didáctico.
Se le puede dar uso clínico at poder visualizar cual será el desarrollo det tratamiento correspondiente. RELACIÓN DE FIGURAS UTILIZADAS
Figura 1.- Simulador mecánico calorífico.
Figura 2A.- Perspectiva de la Base
Figura 2B.~ Vista superior de la Base.
Figura 2C - Vista posterior de la Base.
Figura 2D - Vista inferior de la Base.
Figura 3A - Perspectiva de la Base separadora.
Figura 3B - Vista superior del circuito impreso.
Figura 4A.- Perspectiva del diente con los cables de conexión.
Figura 4B - Vista frontal del diente.
Figura 4C.- Explosión del conjunto Buje cilindrico - Espigo - Tornillo.
Figura 5A - Vista lateral del simulador.
Figura 5B.- Vista superior del articulador
Figura 6.- Perspectiva del si ulador conectado al sistema eléctrico.
Figura 7A.- Vista superior de la caja de controles.
Figura 7B - Vista posterior de la caja de controles.
RELACIÓN DE SIGNOS UTILIZADOS.-
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DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.-
BASE
En las Figuras 2A, 2B, 2C y 2D se aprecian la perspectiva y las vistas superior, inferior y posterior de la base 1 , elaborada en lámina acrílica.
En la Figura 2A se apreda un canal hueco en forma de herradura 2, dentro del cual van los juegos de cables 6 de cada uno de los dientes 20.
En la vista superior de la base 1, de la Figura 2B se aprecia un trapecio con un canal hueco en forma de herradura 2, cuya abertura esta orientada hada la base del trapecio 3, también se reflejan los orificios 4, en los vértices del trapecio.
En la vista inferior de la base 1, Figura 2D, se puede apreciar el canal en forma de herradura 2, y cuatro orificios 4, colocados en los vértices del trapedo. En la base del trapecio 3, se refleja la abertura 5, que va en el medio.
La Figura 2C muestra la vista posterior de la base 1 , se apreda un rectángulo cuyo fado superior corresponde con la base del trapecio 3 y un rectángulo pequeño que va en el medio del lado inferior del rectángulo mayor en cuyo espacio interior se coloca el conector macho 7. También se ve la profundidad de los orificios 4, que van roscados.
BASE SEPARADORA
En la Figura 3A se apreda una lámina aerifica en forma de herradura con catorce huecos 9, que sirve como base separadora 11, del circuito impresolO.
Esta base separadora 11, se introduce por la parte inferior de la base 1, se hacen coincidir los pares de cables 6, con tos huecos 9 y posteriormente se coloca el circuito impreso 10, coincidiendo los huecos 9 con los conectores hembra 12, del circuito impreso 10. DIENTES
En la Figura 4A se apreda una perspectiva del diente con sus cables de conexión 13, y en la Figura 4B ia vista frontal de) diente.
En la Figura 4C se muestra el conjunto Buje cilindrico 14, Espigo 15, y Tornillo 16.
Lo dientes acrílicos 20, son de anatomía real compuestos de raíz 17, y corona 18. La corona y la raíz van separadas por el cuello 21, para el intercambio de coronas.
El buje cilindrico 14, va en el centro de la corona 18, y tiene un avellanado 22, donde se introduce el tomillo de fijación 16, de la corona 18. El buje 14, se inserta en el espigo 15, que sobresale de ia raíz 17, del diente 20. El espigo 15. tiene unas estrías 23, que permiten su fijación a la raíz.
La raíz 17, lleva un promontorio o guía positiva 24, y ta corona 18. lleva una ranura o guía negativa 25, que permiten que al encajar la corona 18, en la raíz 17, coincidan y así evitar (a rotadón de la corona 18.
La corona 18, puede ser intercambiada, es posible disponer de juegos de coronas 18, con bracketts 19, de diferentes técnicas ortodóndcas. En la corona 18, se pega el brackett 19.
En ta raíz 17, del diente 20, separada por una capa de acrílico va la resistencia 26, con sus cables de conexión 13, que terminan en un conector 28. La raíz 17, exteriormente lleva una placa 48, con el número que lo identifica.
MAXILAR
Sobre ia base separadora 11, por la cara superior de la base 1, y con los dientes 20, colocados en el orden correspondiente con sus cables 6, entre ios huecos 9, de la base separadora 11, se funde la cera o parafina rosada para bases, representando el hueso maxilar y el tejido gingival de la enda 26, donde se colocan los dientes para su movimiento, quedando como se apreda en la Figura 5A
SISTEMA DE CALENTAMIENTO DE LA CERA
La fuente calórica se encuentra en el diente 20, con lo que se invierte ta difusión del calor, siendo ahora de adentro hada fuera y por consiguiente mayor ia temperatura en la cera que rodea la raíz del diente 17. Esto permite lograr un control individual del movimiento de cada diente y una simulación del comportamiento más real, es dedr, más semejante a lo que ocurre en el hueso maxilar.
La incorporación de la fuente de calor a cada diente 20, se hizo diseñando un sistema eléctrico que proveyera energía a la resistencia 26, en cada diente 20, y se pudiera controtar desde una caja de controles 29, como se aprecia en la Figura 6.
El fundamento de) sistema de calentamiento con resistencias es que toda resistencia por la cual circula una corriente se calienta propordonalmente al cuadrado de la intensidad y al valor de ia resistencia, según la formula:
Q= K*I2*R En donde Q es el calor generado en ia resistencia.
Con la incorporación a la caja de controles 29, de un potenciómetro se puede disponer de un valor de resistencia variable, lo que permitirá aplicar un nivel de calor diferente a cada uno de los dientes 20. Las diferentes temperaturas permiten simular diferentes movimientos que corresponden al comportamiento real en la cavidad oral del paciente por las fuerzas ejercidas. MONTAJE DE CASOS LAMINA ACR1L1CA
La base 1, se tapa con una lámina acrilica 30, de forma trapezoidal con cuatro orificios en tos vértices para fijarla a la base 1, y al articulador 31, su oficio es servir de separadora de la base 1 , del articulador 31.
ARTICULADOR
En la Figura 5A, se apreda la vista lateral del articulador 31, que consta de dos bases metálicas 32, una inferior sobre la que se coloca el maxilar inferior 33, y una superior en la que se coloca el maxilar superior 34, tos postes 35, que dan la altura total entre tas bases metálicas superior e inferior 32, para colocar los maxilares inferior 33, y superior 34, con su correspondiente mordida u odusión.
A las bases metálicas 32, se fijan los maxilares superior 34, e inferior 33, con ios cuatro to illos 36, en los vértices del trapecio de los maxilares.
Las bases metálicas 32, tienen un tornillo central 37, para su fijación a los soportes superior e inferior 38, del articulador 31. Et orificio del tomillo central 39, que se aprecia en la Figura 5B permite colocar tos maxilares 33 y 34 en posiciones anteriores o posteriores para simular diferentes anomalías. Las bases metálicas 32, se pueden girar 90° para visualizar todos los aspectos del tratamiento y poder intercambiar fácilmente las coronas de todos tos dientes.
SISTEMA DE CONEXIÓN ELÉCTRICA
Este sistema consta de una fuente 42, una caja de controles 40, dos cables de conexión 41, con conectores hembra 8, dos circuitos impresos 10, uno para cada uno de los maxilares 33 y 34, y las resistencias 26, con sus cables eléctricos 6. CIRCUITO IMPRESO
Los circuitos impresos 10, son de doble faz con soldadura por las dos caras, con los catorce pares de conexión a los catorce dientes 20, en la cara anterior del circuito se conectan (os cables 6, de las resistencias 26, de cada uno de los dientes 26, como se aprecia en la Figura 3B.
Las catorce conexiones van al conector macho 8, de quince pines para las conexiones de (os catorce dientes 20, y la tierra..
CAJA DE CONTROLES
La caja de controles 29, que se aprecia en la Figura 6, esta formada por dos microprocesadores electrónicos, para cada uno de tos maxilares, con sus circuitos eléctricos complementarios.
A esta caja de controtes 29, por la parte posterior como se aprecia en la Figura 7B, llegan de los maxilares 33 y 34, los cables 40, con sus conectores los cuales se conectan en et conector colocado en la parte superior el que viene det maxilar superior 34, y al colocado en ta parte inferior el que viene del maxilar inferior 33.
En la cara superior de la caja de controles 29, que se apreda en la Figura 7A, se aprecia un tablero digital con veintiocho bombillos 42, uno para cada uno de los dientes 20, de cada uno de tos maxilares 33 y 34, numerados de acuerdo a la formula dental universal y los siguientes indicadores: un indicador del número del diente selecdonado 27, un indicador del nivel de calentamiento 44, un interruptor de inido 43, un indicador de tiempo en minutos y segundos 45, un interruptor de pausa 46, unas flechas para avance y retroceso 47, y un interruptor para el encendido de la caja de controles 49. OPERACIÓN
Se enciende ta fuente de alimentación 42, se enciende la caja de controles 29, con el interruptor 49, y se seleccionan los dientes que se quieren calentar presionando sobre et número det diente 20, bajo el bombillo 42, correspondiente, el cual queda con encendido intermitente, se presiona de una a cinco veces durante un tiempo máximo de cinco segundos setecdonando et nivel de calentamiento deseado, el cual se muestra en el indicador de nivet de calentamiento 44, una vez se programan todos los dientes que se desean mover se acciona et interruptor de inido 44, inmediatamente comienza a contabilizarse et tiempo en et indicador 45, y los bombillos 42, quedan en encendido permanente. Cuando se desea observar o hacer algún ajuste se acciona el interruptor de pausa 46.
Con el fin de verificar el nivel de calentamiento en que se encuentra cada uno de tos dientes programados, se avanza o retrocede oprimiendo las flechas 47, hasta la posición del diente deseado indicando su número en et indicador 27 y su nivet de calentamiento en et indicador 44.
Cuando se va a simular la anomalía que el paciente tiene, se calientan todos tos dientes 20, en nivet cinco, tos cuates se mueven manualmente a la posición de la mal oclusión del paciente mientras están calientes, se apaga para que se enfrié la cera, se empareja ia cera que simula ta encía 28, que ha perdido su estética, y se coloca la mecánica ortodoncica deseada.
Se pueden simular las correcciones que pueden suceder en el paciente en el tiempo, colocando el mayor nivet de calentamiento en ios dientes 20, donde se quiere acelerar el desarrollo del tratamiento, y menor donde se requieren movimientos lentos, se simulan la acción y reacción de los dientes bajo la acción de los diferentes componentes ortodóncicos colocados, para orientar el tratamiento.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Simulador digital de anomalías dentales para tratamientos de odontología compuesto por: un articulador, el maxilar inferior, el maxilar superior y un sistema eléctrico digital CARACTERIZADO POR QUE tiene: a) un sistema de calentamiento interno, individual y controlable; b) dientes con coronas intercambiables y c) un articulador con apertura de 180° con bases metálicas superior e inferior movibles.
2. Simulador digitel de anomalías dentales para tratamientos de odontología de la Reivindicadón 1, CARACTERIZADO POR QUE su sistema de calentamiento esta compuesto por: a) una resistencia colocada internamente en cada uno de los dientes; b) un drcuito impreso de doble faz con soldadura por las dos caras, para cada uno de los maxilares; c) una caja de controles digital con dos microprocesadores y una fuente.
3. Simulador digital de anomalías dentales para tratamientos de odontología de la Reivindicadón 2, CARACTERIZADO POR QUE ia caja de controtes permite calentar individualmente cada uno de los dientes a niveles diferentes.
4. Simulador digital de anomalías dentales para tratamientos de odontología de la Reivindicación 1, CARACTERIZADO POR QUE en la raíz y la corona de los dientes se inserta un conjunto compuesto por: a) un buje cilindrico avellanado; b) un espigo con estrías y c) un tomillo; que al quitar el tomillo permite intercambiar la corona que se fija nuevamente con el tomillo.
5. Simulador digital de anomalías dentales para tratamientos de odontología de la Reivindicadón 1, CARACTERIZADO POR QUE las bases metálicas superior e inferior del articulador se pueden mover hacía delante o atrás.
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