Introducción: La digitalización ha permitido mejorar las falencias inherentes a los métodos análogos de montaje de modelos. En particular, los sistemas CAD-CAM y la inclusión de articuladores virtuales en sus softwares han sido una innovación que ha automatizado procesos y permitido una odontología más eficiente. No obstante, la transferencia del arco maxilar sin el uso de una herramienta análoga como un arco facial aún es un gran desafío. Objetivo: Reunir y describir los métodos digitales disponibles para posicionar el modelo maxilar en los articuladores virtuales para que los odontólogos sean capaces de conocer e implementar paulatinamente estas herramientas virtuales en su flujo de trabajo diario. Métodos: Artículo de revisión bibliográfica en que se realizó una búsqueda de literatura en las bases de datos: Pubmed, LILACS, Scielo, Cochrane Library y revistas del área: The journal of prosthetics dentistry, Elsevier y Quintessence utilizando los descriptores: mounting dental cast, transferring dental cast, virtual facebow, digital facebow, virtual articulator y digital articulator desde 2010 a 2020. También, se amplió la búsqueda manualmente en el listado de referencias por autores. Finalmente, luego de ser filtrados los resultados, se utilizaron un total de 13 publicaciones. Conclusiones: Actualmente existen diversas herramientas para el posicionamiento maxilar en articuladores virtuales, aunque aún faltan estudios que validen con parámetros objetivos cada una de las técnicas. Estas alternativas permiten que los odontólogos puedan escoger, en base a sus recursos disponibles, la opción de mayor utilidad, y, así, implementar paulatinamente y de manera fidedigna las tecnologías digitales en su flujo de trabajo.
Palabras clave: técnica de montaje dental; articuladores dentales; articuladores digitales arco facial virtual; arco facial digital.
Introduction: Digitalization in Dentistry has made it possible to improve the flaws inherent in the analogous methods of model assembly, used for years. In particular, CAD-CAM systems and the implementation of virtual articulators in their software have been an innovation that has automated processes and allowed more efficient dentistry with minimal manual labor. However, the transfer of the maxillary arch without the use of an analogous tool such as a face bow is still a great challenge. Objective: To gather and describe the digital methods available in the literature to position the maxillary model in the virtual articulators so that dentists are able to gradually implement the virtual tools available in their daily workflow. Methods: Bibliographic review article in which a literature search was carried out in the databases: Pubmed, LILACS, Scielo, Cochrane Library and journals of the area: The journal of prosthetics dentistry, Elsevier and Quintessence using the descriptors: mounting dental cast, transferring dental cast, virtual facebow, digital facebow, virtual articulator and digital articulator from 2010 to 2020 Also, the search was expanded manually by searching the list of references by authors. Finally, after the results were filtered, a total of 13 publications were selected. Conclusions: Although there are various tools, there are not many studies that validate them yet. This wide variability allows dentists to choose the most useful alternative based on their available resources and thus gradually implement digital technologies in their workflow.
Key words: dental casting technique; dental articulators; digital articulators, virtual facebow, digital facebow.
La odontología es una ciencia que constantemente actualiza sus procedimientos al margen de las herramientas tecnológicas que rápidamente evolucionan en el tiempo. En concreto, la posibilidad de trabajar en un entorno virtual ha mejorado el diagnóstico y tratamiento de nuestros pacientes. Además de contribuir en la disminución del tiempo requerido para cada procedimiento1. Sin embargo, el montaje de modelos en los articuladores dentales prácticamente no ha sufrido cambios durante décadas2, recordemos que, desde 1860 se describe en la literatura el uso de herramientas capaces de reproducir la naturaleza de los movimientos mandibulares3, y recién en 1999 se desarrolla el primer articulador virtual de Szentpetery’s4,5,6, gracias a los prometedores resultados que se vieron al aplicar las técnicas de diseño y fabricación asistida por computador (CAD-CAM).
La incorporación de los sistemas CAD-CAM ha proporcionado protocolos más eficientes, mediante la automatización de procesos y reducción de labores manuales. En los últimos años, se ha incluido dentro de los softwares un módulo de articulación virtual y que sirve como herramienta para reproducir los movimientos mandibulares de los registros digitales obtenidos. En estos módulos es posible ajustar los valores de la inclinación condilar, ángulo de Bennett, dimensión vertical, etc. El montaje manual y su posterior digitalización es una práctica común en el flujo de trabajo digital; sin embargo, ha sido un gran desafío el transferir la posición del arco maxilar de manera fidedigna sin una herramienta análoga como el arco facial convencional7.
Para el registro de la relación del maxilar, y su posición con respecto al cráneo, desde sus inicios ha utilizado el arco facial como aparato complementario al articulador mecánico, en donde el correcto traspaso de esta relación es fundamental para la realización de rehabilitaciones extensas, cirugías ortognáticas8, usos diagnósticos en el ámbito ortodóncico o por fines interdisciplinarios9. No obstante, con la innovación del flujo digital en odontología se han desarrollado métodos digitales para ubicar el modelo superior en los articuladores virtuales, sin necesariamente hacer uso del arco facial convencional3.
Varias técnicas han sido descritas, siendo las más destacadas el uso de: un arco facial análogo para el montaje y escaneo posterior del articulador con modelos montados3, toma de fotografías extraorales estandarizadas como método de referencia maxilar10, posicionamiento mediante platina7, uso de un escáner facial11, creación de un arco facial virtual2,12 y la integración del CBCT para el montaje de modelos9. Estas múltiples alternativas de posicionamiento maxilar permiten que los odontólogos sean capaces de adaptarse paulatinamente al flujo digital utilizando las herramientas más accesibles, y de esta forma, reducir la brecha de acceso que posee la implementación de la digitalización en la práctica clínica, debido a su alto costo y necesidad de capacitación en utilización de softwares.
El objetivo de esta publicación es compilar las alternativas que se han descrito para posicionar el modelo maxilar en los articuladores virtuales y detallar a grandes rasgos cada paso a seguir para que los odontólogos sean capaces de implementar paulatinamente las herramientas virtuales disponibles en su flujo de trabajo diario y, de esta manera, optimizar su tiempo clínico.
Se realizó una exhaustiva revisión de literatura electrónica en las bases de datos Pubmed, LILACS, Scielo, Cochrane Library y revistas del área: The journal of prosthetics dentistry, Elsevier y Quintessence, utilizando las siguientes palabras claves como términos libres o en términos Mesh en el título de los estudios: mounting dental cast, transferring dental cast, virtual facebow, digital facebow, digital articulator y virtual articulator. Se filtraron los resultados según idioma inglés o español y publicados con antigüedad de hasta 10 años, encontrándose 22 estudios. Luego, se procedió a ampliar la búsqueda manualmente en los listados de referencias por autores destacados del área y se adicionaron 15, posteriormente se eliminaron duplicados y aquellos que no tuviesen relación con el tema de investigación quedando 32 estudios de los cuales 13 fueron utilizados como referencia en esta publicación.
Se encontraron diferentes métodos para transferir la relación del arco maxilar a los articuladores digitales. Estas podemos clasificarlas como métodos digitales directos cuando utilizan netamente herramientas virtuales para transferir las relaciones del arco maxilar al articulador virtual o digitales indirectas cuando incorporan herramientas análogas como el arco facial convencional3. A continuación, se detalla cada una de las técnicas junto con una breve descripción de sus ventajas y desventajas según cada autor.
Esta técnica utiliza modelos montados manualmente en un articulador convencional que luego son escaneados con un scanner de mesa para posteriormente ser transferidos a softwares de diseño CAD/CAM como 3shape y Exocad para generar una articulación virtual. Es un método fácil para realizar una inmersión en el mundo digital, ya que aún es necesario realizar el montaje de modelos de manera análoga. Sin embargo, lamentablemente requiere de un articulador mecánico específico compatible con el scanner de mesa, además de una plantilla genérica articuladora accesoria. Por otra parte, las características del plano oclusal no pueden ser capturadas detalladamente debido a que los modelos se encuentran montados, por lo tanto, para mejorar esto, se debe realizar un registro intraoral para complementar detalles que no fueron registrados por el escáner de mesa o, en su defecto, un escaneo de los modelos por separado con la vista oclusal sin interferencias; y de ésta formas el software realizará un montaje arbitrario, con los datos de la exploración intraoral o el de los modelos por separado, al superponerlas con el registro del articulador ya escaneado3.
Esta técnica propuesta por Petre et al. (2018)10. sólo necesita de modelos escaneados (de forma directa o indirecta) y fotografías estandarizadas con un fondo guía para posicionar al paciente; se debe tomar una fotografía frontal del paciente con la cámara sobre un trípode, con el lente horizontal respecto del plano medio sagital maxilar y centrado en el punto interincisivo maxilar. El paciente debe estar en una posición natural de cabeza, sentado sin apoyo lumbar y con una sonrisa amplia y exagerada en inoclusión que permita ver en amplitud el maxilar. Luego se recorta la imagen, verificando que tenga resolución adecuada y de ⅔ del tamaño de la pantalla del computador, se guarda en formato PNG y se copia el archivo en la aplicación CAD disponible. Posteriormente, se abre la aplicación con la imagen exportada y se importan los modelos intraorales obtenidos de un scanner intraoral, al mismo tiempo que las fotografías estandarizadas. Ambas se agrupan y se hacen coincidir en el plano frontal desde las distintas vistas que permite el software; de esta manera se rearticulan los modelos junto con las fotografías. En el plano sagital, se debe determinar y marcar el eje de bisagra en la piel, y luego tomar una fotografía con los mismos parámetros que la vista frontal para rearticular superponiendo modelos y fotografías.
Este método es una alternativa rápida, de fácil acceso, económica y simple para posicionar el modelo maxilar en el articulador virtual. También permite ubicar el eje de bisagra de manera predecible con pequeños errores, pero no significativos. No obstante, la precisión del método depende de la correcta posición del paciente y la superposición del esquema de rearticulación virtual sobre la fotografía de fondo. La coincidencia dimensional del conjunto digital con el fondo de la imagen puede mostrar cierto grado de incongruencia debido a la función de zoom "escalonado" de la pantalla o las aberraciones fotográficas generadas por el lente de la cámara. Aunque, existe la posibilidad del uso de un posicionador de mordida, el cual puede escanearse mientras el paciente lo está ocluyendo y de esta forma validar la correcta posición del plano de referencia en el sentido frontal y sagital.
Si bien esta técnica es menos precisa que los sistemas con algoritmos de indexación automática, tales como los métodos de posicionamiento cinemáticos, estos últimos son más caros y tampoco sin riesgos de precisión. Finalmente es necesario recalcar que se necesitan estudios para validar esta técnica10.
El posicionador dento-facial de Kois (Kois Dento-Facial System Analyzer) o analizador dento-facial (Dento-facial Analyzer o DFA) consiste básicamente en una platina de Fox, con una varilla ajustable que se posiciona en la línea media del paciente, y posee una superficie oclusal para registrar la posición del maxilar superior mediante la impronta del material de registro.
Se debe realizar un registro oclusal utilizando el DFA, alinear al mismo tiempo la varilla en la línea media del paciente y capturar la orientación del plano oclusal, posteriormente se realiza un registro intraoral con un escáner de las arcadas y registro de mordida digital para luego ser importadas en un archivo STL (stereolitography) en un software de diseño CAD/CAM. En seguida se escanea e importa el registro obtenido en el DFA cuya superficie oclusal corresponde al plano oclusal y además presenta una muesca de referencia en la línea media como guía para posicionar los modelos. Luego de que el maxilar superior esté correctamente posicionado, se procede a importar el registro interarcadas posicionando la mandíbula acorde a él.
Esta técnica es un método simplificado para transferir la información de la posición del maxilar al software CAD/CAM y al módulo del articulador virtual. El autor refiere que puede realizarse con cualquier tipo de platina de Fox (no necesariamente el DFA). Sin embargo, se sugiere la realización de estudios adicionales para validar la fidelidad y reproducción de ella7.
El propósito de esta técnica radica en describir un flujo de trabajo digital para la superposición de diferentes archivos de datos de pacientes en 3D a través de un dispositivo geométrico oclusal (DGB) confeccionado en una impresora 3D para así lograr coincidir archivos provenientes de un escáner intraoral, archivos de tomografías computarizadas de haz cónico (CBCT) y escaneo facial 3D en un software de uso CAD/CAM. El dispositivo DGB se divide en DGB1 y DGB2. DGB1 corresponde a un dispositivo interoclusal con una superficie externa parecida a un lego, mientras que DGB2, corresponde a un dispositivo extraoral que se coloca en la frente del paciente. Para realizar esta técnica, se necesita de un escáner facial (Bellenus Arc) y posicionar al paciente a 40 cm de él. Se deben realizar 2 escaneos con el dispositivo DGB2 en la frente del paciente, uno con máxima sonrisa, y otro con máxima intercuspidación, utilizando retractores de mejillas. Luego registrar un escaneo en máxima intercuspidación utilizando DGB1 y DGB2 al mismo tiempo.
Finalmente, tomar un CBCT del paciente, utilizando el DGB1, y, posterior a eso, el dispositivo debe ser escaneado en un escáner de mesa. De esta forma se podrá hacer coincidir los registros del escáner intraoral, con los registros del CBCT y el escáner facial.
La gran ventaja de esta técnica es que podemos obtener puntos de referencias tanto anatómicos como cutáneos para realizar análisis de manera fidedigna. Pero, el hecho de que la superposición de todos estos archivos se realice de forma manual, hace imposible que no se generen distorsiones clínicamente aceptables, es por ello que se sugieren más estudios que validen el escaneo facial y la superposición con el CBCT11.
Método que consiste en combinar fotografías bidimensionales, que, al ser tomadas sincronizadamente, permiten la generación de una imagen en 3 dimensiones. Lam et col. (2016)13 propuso un método de posicionamiento del maxilar mediante esta técnica y el uso de 2 cubetas como referencias. Las cubetas fueron unidas a través de cubos de Lego, y se colocó material de impresión en la parte superior e inferior de la cubeta oclusal. Se tomó una estereofotogrametría del paciente en reposo, luego se tomó otra, pero con la cubeta posicionada intraoralmente. Posteriormente, se realizó un escaneo intraoral con un escáner digital y se registró la relación interarcadas. Finalmente, se escaneó, con un escáner de mesa, las cubetas utilizadas.
La alineación de los archivos STL se realizó mediante un software Open Source con la herramienta Align Filter. Se logró obtener un posicionamiento de los registros intraorales de acuerdo con la imagen 3D generada por la estereofotogrametría. El autor propone que debido a que algunos equipos de Tomografía Computarizada pueden realizar estereofotogrametría, esta técnica tendría una aplicación interesante. Aunque, más estudios se necesitan para validar la fiabilidad de este método13.
Solaberrieta et al.2,12 propone esta técnica netamente digital basado en tecnología CAD/CAM prescindiendo del arco facial físico, registro de oclusión y montaje de modelos. En lugar de aquello utiliza un dispositivo fijo asegurado a la cabeza del paciente con un puntero que se posiciona en 6 puntos, con referencia en la cabeza y el eje axial (horizontal transversal), para transferir con exactitud la posición del modelo maxilar en el articulador virtual. Luego se escanean las arcadas con un escáner intraoral, y con un scanner de mesa conectado a un software específico, se obtiene la relación tridimensional, en seguida para determinar el plano oclusal se introduce una horquilla con un papel articular y se registran las cúspides más altas2. Finalmente, mediante ingeniería inversa se carga toda la geometría modelada, creando un sistema de coordenadas, para que luego el software integre la totalidad de información.
En el año 2016, se hicieron algunas mejoras en la técnica al adicionar fotografías para obtener la relación espacial tridimensional de la cabeza con los puntos objetivos relacionados con el arco facial ,y reemplazando el uso de papel articular por una impresión con silicona que luego es escaneada con un escáner intraoral12.
Afortunadamente esta técnica funciona con cualquier articulador virtual, generando así un arco facial virtual universal. Por otra parte, debido a que el procedimiento da como resultado una base de datos digital dental, la información del paciente se puede transferir a cualquier centro de mecanizado o sinterización del mundo, dando mayor flexibilidad y autonomía. Además, proporciona una copia digital de la cara del paciente que está disponible durante todas las etapas del tratamiento12.
No obstante, es necesario realizar estudios adicionales para validar la exactitud y la reproducibilidad de estos prometedores sistemas digitales.
Lepidi et al. (2019)9 propone un flujo completamente digital con la integración del CBCT para el montaje de modelos, utilizando además un registro intraoral obtenido mediante digitalización directa con un escáner intraoral compatible con sistemas CAD. Para la realización de esta técnica es necesario en una primera instancia tomar un CBCT cuyo campo de visión (FOV) reproduzca el maxilar, punto infraorbitario y el meato acústico externo. Luego, se debe exportar el archivo en formato DICOM. También realizar un registro intraoral interarcadas, y obtener la relación oclusal existente entre ellas. Después, se exporta el archivo en formato STL. Por otra parte, el registro del CBCT en formato DICOM se debe convertir en un archivo 3D y exportar en formato STL mediante el uso de un programa Open Source como Blue Sky Plan. Luego, el cráneo 3D obtenido se importa en un programa que pueda editar archivos STL como Meshmixer.
Se deben construir 2 cilindros con un diámetro de 2 mm y una longitud de 200 mm. Un cilindro se debe alinear transversalmente en el margen superior de cada meato externo. El otro cilindro se debe colocar según el punto de Bergstrom (10mm anterior del centro del meato externo y 7 mm bajo el plano horizontal de Frankfort) e indicará un eje de bisagra arbitrario mandibular usado para alinear el cráneo 3D con el articulador virtual. El cráneo 3D, después de ser exportado en formato STL con los cilindros, se debe importar en un software dental CAD como ExoCad. Acá se debe superponer el archivo STL del maxilar superior con el del cráneo 3D, y, posteriormente, alinear el cráneo 3D coincidiendo el eje de bisagra arbitrario, con el eje virtual del articular. Finalmente, importar el registro mandibular y el oclusal entre arcadas para finalizar el montaje.
Se requieren estudios adicionales para evaluar la precisión y fiabilidad de esta técnica, sin embargo, resulta en una interesante nueva metodología, de fácil acceso si la virtualización del paciente es requerida para cirugía ortognática o en casos interdisciplinarios en donde el CBCT es requerido como examen diagnóstico9.
Actualmente existen varias metodologías digitales que permiten simplificar y realizar la transferencia de la relación del arco maxilar al articulador virtual. Algunas técnicas combinan métodos análogos y digitales, ya que usan el arco facial análogo para ser escaneado y transferido al articulador digital. Esta alternativa si bien, podría no ser eficiente en tiempo de trabajo, si es útil cuando no se cuenta con la totalidad de recursos digitales en la consulta dental o laboratorio clínico; situación frecuente de encontrar dado los altos costos que estas tecnologías implican. Por otra parte, para usuarios que sí están familiarizados con estas técnicas, también se encontraron métodos que integran varios recursos digitales, aunque igualmente presentan limitaciones ya que no todas las marcas son compatibles entre sí. De hecho, sería ideal a futuro que exista un sistema que permita integrar las herramientas digitales, independiente de marcas y licencias, ya que hoy, es una brecha que impide la aplicación a gran escala de estas tecnologías.
Hasta el momento, ninguna técnica ha demostrado su eficiencia, fiabilidad y practicidad por sobre las otras. Esto se debe a la ausencia de estudios comparativos con parámetros objetivos entre estas distintas metodologías, ya que cada autor ha utilizado sus propios estándares de medición. Se propone la realización de estudios posteriores que evalúen la precisión y fiabilidad, comparando cada técnica con parámetros objetivos para así validar cada una de las técnicas mencionadas anteriormente.
Mientras que faltan estudios que permitan discernir cuál es el mejor método, la gran variabilidad de alternativas presentes otorgan a los odontólogos y laboratoristas opciones diversas que puedan ser implementadas acorde a cada caso, y también en base a los recursos con que se cuenten. De tal manera que la implementación de herramientas digitales para el flujo de trabajo diario no continúe retrasada acorde a sus avances, sino que sea utilizada paulatinamente por los clínicos, porque el mundo digital progresa a gran escala, y es necesario que su implementación vaya de la mano.