tesis jorge mario pachon - uniandes
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Sistema de Ayuda en Estudios Maxilofaciales 2d y 3d
“SAM”
JORGE MARIO PACHON GARCIA
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMNETO DE SISTEMÁS Y COMPUTACIÓN
COMPUTACION GRÁFICA
BOGOTA D.C
JULIO DE 2004
2
APLICACION PARA ESTUDIOS DE ORTODONCIA
JORGE MARIO PACHON GARCIA
Tesis para optar al titulo de
Ingeniero de Sistemas y Computación
Profesor Asesor
JOSE TIBERIO HERNANDEZ
Ingeniero de Sistemas y Computación PhD
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMNETO DE SISTEMÁS Y COMPUTACIÓN
COMPUTACION GRAFICA
BOGOTA D.C
2004
3
“Gracias Dios, papás, hermanos y amigos. Que bueno es saber que cuento con todos como familia”
4
1. INTRODUCCION.......................................................................................................5
2. MARCO TEORICO ....................................................................................................9
2.1 Mercado de software en ortodoncia................................................................11 2.2 Tendencia en sistemas apoyados en tecnología ....................................................17 2.3 Bases de la Cefalometría Actual..........................................................................18
2.3.1 Ángulos de uso común en cefalometría .........................................................19 2.3.2 Líneas de referencia de uso común en cefalometría .......................................25 2.3.3 Ángulos de uso común en cefalometría .........................................................29 2.3.4 Distancias de uso común en cefalometría ......................................................31
3 PROBLEMÁTICA Y PROPUESTA DE SOLUCIÓN................................................33
3.1 La Ingeniería como solución ................................................................................35 3.1.1 Tiempos y movimientos................................................................................35 3.1.2 Base de Conocimiento...................................................................................36
3.2 Abstracción del Problema ....................................................................................36 3.2.1 Apoyo Matemático........................................................................................37
4. DISEÑO DE LA APLICACIÓN ...............................................................................38
4.1 Descripción de la operación de la aplicación: .......................................................38 4.2 Flujograma: .........................................................................................................39 4.3 Requerimientos:...................................................................................................40 4.4 Diagrama/ Diseño Entidad Relación ....................................................................52 4.5 Estado comparativo tiempo faltante vs. empleado ................................................53 4.6 Pruebas y Resultado.............................................................................................53
4.6.1 Estado inicial ................................................................................................53 4.6.2 Trabajo Actual ..............................................................................................54 4.6.3 Observaciones...............................................................................................67
5. CONCLUSIONES:....................................................................................................72
6. GLOSARIO ..............................................................................................................75
7. BIBLIOGRAFIA.......................................................................................................76
8.ANEXOS ...................................................................................................................78
5
1. INTRODUCCION
Desde que tengo uso de razón recuerdo mi infancia aferrado a una cobija
de seda y llevándome el pulgar de la otra mano a la boca. Este vicio infantil se
constituye en la fuente de trabajo de mucha gente. No necesariamente de
fabricantes de cobijas sino de ortodoncistas que intentan corregir las anomalías
que este mal uso del dedo ocasiona en la cavidad bucal.
Años después, habiendo abandonado este vicio los daños ya estaban
hechos: mal oclusión por mordida abierta, desplazamiento de los incisivos
inferiores y hendidura del paladar.
Aunque las anomalías eran grandes las soluciones no necesariamente lo
tenían que ser. Fui llevado a una ortodoncista que sin dudarlo pensó que era
necesaria una operación de maxilar, con extracción de piezas dentarias y
desmonte de paladar. Semejante diagnostico no puede ser sino aterrador para
un niño así como para sus padres. Horrorizado acudí a otro medico para tener
un segundo concepto. Él, aconsejó soluciones menos drásticas como
ortodoncia tradicional y extracción de premolares superiores. A la larga, inicié
ese tratamiento con consecuencias mucho menos drásticas y con resultados
que a la postre acepte psicológicamente.
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Sin embargo siempre tuve la inquietud acerca del rostro que podría tener
hoy en día si me hubiera sometido a la operación extrema. Aquella sensación
de incertidumbre a veces me da rabia y a veces curiosidad. Será posible que
por una diferencia de conceptos uno pueda ponerse brackets o preferir que le
desmonten el paladar con un martillo y un cincel? Semejante diferencia nacida a
partir de una subjetividad da para pensar que un médico quería lucrase a costa
de mi cara. Sin embargo si ese medico en su tiempo me hubiera demostrado
con algún método formal de la necesidad de la operación, hasta hubiera
aceptado.
Esos métodos formales son los que plantea la cefalometría.
Tiempo después cuando conocí a un amigo y compañero mío que se
realizaría un operación tan grande como la que describí y que además estaba
considerando este como tema para una tesis, sentí gran interés por participar y
unirme a la investigación.
De esta manera el siguiente trabajo de grado se presenta como
continuación a la investigación llevada a cabo por Daniel Flórez y yo en el
semestre 2003-1. Tras conseguir suficiente respaldo teórico y con algunas
ideas en mente para llevar a la practica, inicie la continuación. Esta vez,
buscando darle un enfoque mucho más científico al trabajo y empleando al
máximo los conocimientos adquiridos durante la vida universitaria, en pos de
conseguir un producto terminado y aprovechable por quien lo necesite.
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Para lograr que fuera aprovechable era necesario encontrar los puntos
que lo hicieran útil como software para usuarios finales. Tras revisar el diseño
era necesario que este tuviera los siguiente aspectos: En primera instancia
flexibilidad; el programa no seria vulnerable a un cambio en la técnica o medio
de trabajo. Es decir, debería dar la posibilidad de crear sus propias métricas.
Así su funcionamiento podría evolucionar o adecuarse a las necesidades de
cada quien.
En segundo plano debería ser capaz de retroalimentar la labor del
cirujano o médico. El aprovechamiento y fácil acceso a los datos capturados de
distintos casos clínicos, enriquece la labor del cirujano. Un trabajo basado en
mediciones estadísticas, sean cual fueran su naturaleza, resulta un
complemento ideal para una ciencia que sobre todo en razones estéticas podría
tornarse subjetiva.
Por último, debería aprovechar las facilidades tecnológicas para agilizar
una labor, en muchos casos engorrosa. No solo aprovechando mejor el tiempo
del cirujano y el paciente sino que les perdiéndoles a los dos ocuparse de otros
aspecto del tratamiento o concernientes a la cirugía, que quizás en otras
circunstancias podrían haber sido pasados por alto.
Bajo estos aspectos, se diseñó una aplicación que permite al usuario
especificar sus propios sistemas de medidas y referencias. Luego puede llevar a
8
cabo un examen preestablecido por el mismo de manera guiada sobre archivos
gráficos (bien sean de naturaleza 3d o 2d). Estos exámenes posteriormente
arrojan resultados en términos de su propio sistema de medidas mientras que
sobre la imagen tratada se encarga de hacer los trazos propios de un examen
tradicional. Durante este proceso cuenta además con ayudas graficas que le
facilitan la labor de recordar puntos anatómicos, referencias o mediciones. A su
vez estos resultados pueden ser consultados de distintas maneras a criterio del
usuario final. Junto con estas facilidades el sistema le permite al usuario llevar
una base de datos clásica con manejo de información de pacientes, historia
clínica, historial de material grafico, etc.
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2. MARCO TEORICO
La cefalometría ha avanzado por distintas ramas de la técnica y la
práctica desde sus inicios; con los simples bosquejos a escala de DaVinci hasta
los más avanzados sistemas tridimensionales de hoy en día.
La cefalometría se dio inicio en 1700 con el estudio de cráneos secos.
Como la ortodoncia hasta entonces era un sueño, estas mediciones eran más
utilizadas para saciar la curiosidad científica y sobre todo en el estudio del
cerebro, órgano que llamaba la atención mayoritariamente. En este mismo siglo
se descubrieron las utilidades de establecer patrones comparativos. Hacia 1884
se aceptó como estándar una medición que hoy en día es base de estudios: el
Plano de Frankfort. En 1995 se descubren los rayos X, lo cual ocasiona un
cambio radical en la cefalometría y así mismo se descubre el potencial para
estudios que otorga una radiografía de perfil.
Posteriormente, vinieron los estudios de Durier en los que dividiendo en
una cuadricula los rostros humanos planteaba la teoría que afirma, que a pesar
de haber diferencias de un rostro a otro, (como el tamaño), se conservaban las
proporciones.
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Hacia 1920 se dieron a la luz múltiples trabajos, unos resaltando nuevos
puntos de referencia y otros encontrando cambio de variables con el crecimiento
del paciente.
Luego en 1938 se presentó un aparato de gran acogida: el cefalómetro.
Este aparato de uso externo era posicionado sobre el cráneo y a manera de
pantógrafo (funcionamiento escalado) indicaban las anormalidades de manera
más visible.
El estudio detallado de la morfología de tejidos, dientes y huesos en el
cráneo humano y de las relaciones proporcionales y funcionales entre sus
partes, se da a conocer en 1950 con los estudios de Steiner y posteriormente
Krogman (l957), Sassouni (l958), Salzman (l960), Ricketts (l960) y Thurow
(1962).
Los años ochenta marcaron el inicio de una nueva era. Con la llegada de
la PC y el uso por parte de algunos ortodoncistas de California de las Apple
como apoyo en sus labores diarias, se vislumbraba una posible llegada
impetuosa de los computadores al campo de la ortodoncia y la odontología. Al
mismo tiempo distintas técnicas se desarrollaban y era posible hacer uso de
ellas. Un ejemplo de ello son las Radiografías panorámicas, posteriormente
Tomografías, Tomografías Computarizadas y Resonancia Magnética. De estas
lo principales avances se dieron a principios de los años 90 para evaluar la
posibilidad de implantes permanentes, estudiando las dimensiones de la cavidad
alveolar antes de diseñar la prótesis.
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2.1 Mercado de software en ortodoncia
Si bien los avances más grandes en desarrollo de programas de realidad
virtual para interpretar resultados de exámenes 3d, están concentrados en los
mismos fabricantes de Tomógrafos y Resonadores (Siemens, General Electric),
existe software comercial que intenta obtener información digital de origen o
análoga digitalizada. Estos son ejemplos de programas disponibles en el
mercado mundial:
Softlander:
Producto realizado para clínica de ortodoncia del Doctor Luis Carriere en
Barcelona, España.
Permite realizar modelos 3d de la morfología dental y sobre estos
plantear soluciones ortodónticas, tales como, aparatos y tratamientos.
Visualmente estos se pueden ver interactuando sobre las piezas dentales.
Bajo ciertos algoritmos, divulgados por el Dr. Carriere, propone el
resultado a futuro del tratamiento escogido. El software cuenta con una
biblioteca en la que se registran 7 mal oclusiones dentales. A partir del caso que
se este tratando se escoge una y se define si ya fueron realizadas extracciones
dentales, esto, con el animo de lograr una aproximación más cercana a la
situación del paciente tratado. Sin embargo al basarse en un modelo predefinido
puede carecer de exactitud.
Es útil en enseñanza de procedimientos.
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Bonacord Orthodontics
Este software facilita al ortodocista de una detallada herramienta para
predecir complicaciones durante el tratamiento dependiendo de la patología.
Sugiere soluciones de tratamientos y presenta una interfaz gráfica que permite
llevar un registro del paciente en caso de querer presentar su caso, así como
reportes individuales por historia clínica que facilitan la labor de intercambiar
datos.
Además contiene una librería con los datos de artefactos y utensilios
ortodónticos y una guía sobre como utilizar ese material.
No se conoce el material que utiliza para elaborar los estudios.
Ofrece una versión de prueba para ser enviada al parecer por correo tradicional.
Su versión normal vale US$ 2495
La versión que incluye el trazado cefálico cuesta US$ 2895
(no parece que el trazado se realice de manera automática)
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Easy Ceph Trace:
Hecho en Italia por LIBRA Ortodonzia, ofrece una interfaz simple para el
usuario. Es bastante flexible en su uso; además de los estudios laterales Steiner,
Downs ,Ricketts y Tweed puede realizar el estudio frontal Ricketts y cualquier
otra medición de un punto a otro ó de una línea a un punto, y obtención de
ángulos, entre trazados alternativos hecho sobre la imagen. El trazado del perfil
y la estructura ósea visible en el perfil se realiza en pantalla pero de manera
manual. Los resultados pueden ser exportados en formato txt o Access.
Trabaja sobre material radiológico 2D. Este es digitalizado por un scanner
directamente desde el software Easy Ceph Trace.
Plataforma: Windows
Precio: € 767 + VAT (Impuesto Europeo por país de la EC)
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Trazado y marcado de puntos con Easy Ceph Trace. www.libra-ortho.it
Compu-Ceph y Ceph X:
Este programa ofrece 12 estudios cefalométricos y puede realizar otras
mediciones al gusto del cirujano (esto es lo que ofrece Ceph X). Adicionalmente
puede modificar tanto imágenes como radiografías para que el paciente pueda
ver los futuros resultados del tratamiento (Compu Ceph).
No hay demostración de que tan real es esta transformación sobre las
imágenes. Al parecer se trata de un morph sobre imágenes.
Trabaja con Radiografías.
Trazado con Comp-Ceph. aonet.americanortho.com
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Otros Programas:
My Orthodontics
Este programa está diseñado para que el ortodoncista elija entre una
serie de patologías, y posteriormente elija un tratamiento de manera que pueda
crear fácilmente un Cd con ayudas gráficas para el paciente mostrándole
detalladamente como va a ser su tratamiento. De esta manera se realiza una
labor educativa con el paciente facilitando la labor del cirujano indirectamente.
Photo-Eze y Photo-Eze Plus
Programa para capturar imágenes (fotografías intrabucales) de pacientes
para crear expedientes clínicos. Tiene la ventaja de interactuar con word lo que
facilita la labor de escritura de reportes. Contiene herramientas para edición de
fotos digitales. Funciona con cámara digitales evitando revelado y otras
complicaciones de la fotografía tradicional. Facilita el intercambio de información
entre médicos.
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Visión de historias clínicas con Photo-Eze aonet.americanortho.com
2.2 Tendencia en sistemas apoyados en tecnología La disminución en los costos de tecnología cada vez más potente y su
facilidad de uso ha permitido que las programas cada vez más especializados
penetren en la ortodoncia y la odontología. Estas ramas de la medicina que por
muchos anos fueron reacias a utilizar apoyos tecnológicos, paso a paso han
cambiado de postura.
Desde los computadores para solo llevar contabilidad en consultorios,
pasando por archivadores en disco de historias clínicas, hasta herramientas de
diagnóstico y seguimiento.
En otros casos la tecnología ha llegado para eliminar la participación de
terceros y agilizar el proceso. Un ejemplo son los estudios especializados en
realizar las fotografías panorámicas para iniciar tratamientos. Hoy en día son
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reemplazados en muchos consultorios por sencillas cámaras digitales que
guardan en distintos formatos en los discos duros de los computadores de
dotación de los doctores. Estos nuevos medios no solo han facilitado la labor
hacia el interior del consultorio, sino también han facilitado la difusión de casos
clínicos entre expertos del tema y estudiantes.
De otro lado la tecnología no se ha conformado con hacer el mismo
trabajo de manera más fácil. En otros casos los avances nos llevan a proponer
soluciones alternativas que antes no podríamos haber imaginado. Tal es el caso
de las nuevas técnicas no intrusivas. Estas retomando conceptos de la época
cuando no se contaba con rayos X, planean evitarle al paciente la molestia de
ser irradiado, marcando unos cuantos puntos en contorno a la cara y cavidad
bucal con resultados bastante prometedores (incluso por encima de los
estándares de la radiología tradicional). Estos métodos se apoyan en un brazo
móvil con tres grados de libertad los cuales de acuerdo a su posición angular
permiten calcular una coordenada exacta en el espacio para un punto.
2.3 Bases de la Cefalometría Actual
La cefalometría actual, independiente de los medios de adquisición de los
datos, se reconfirma día a día con los teoremas postulados en los primeros 60
años del siglo XX. La idea general de estos estudios ha sido encontrar puntos o
referencias que a lo largo del crecimiento normal de las personas guarden una
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proporción y que al establecer unos limites estándares nos permitan identificar
anomalías.
Más de doscientos años de estudios han dado como resultado la
identificación de casi cincuenta puntos clave para establecer mediciones y
comparaciones. Algunas de estas mediciones se dan por la asociación de los
puntos en segmentos de recta. Esto nos permite reconocer planos (normales a
nuestra perspectiva del perfil radiológico) que en sus intersecciones generan
ángulos que podemos estudiar.
2.3.1 Ángulos de uso común en cefalometría
Nasion
Se encuentra ubicado en la
unión del lóbulo frontal con los
huesos de la nariz.
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Espina nasal posterior
Localizado en la parte
posterior y central del paladar.
Espina nasal anterior
Es la parte más superior y
anterior del paladar. Puede
coincidir con la membrana que une
al labio superior.
Subespinal
También llamado punto A, es
el punto más deprimido de la zona
entre los incisivos superiores y la
base de la nariz
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Incisal Superior
Borde incisal del diente incisal
superior más prominente.
Incisal Inferior
Borde incisal del diente incisal
inferior más prominente.
Raíz incisal Inferior
Este punto no es mencionado
en los estudios a menudo; pero se
obtiene implícitamente al trazar el eje
del diente incisivo superior. Coincide
con la base de la raíz.
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Raíz incisal Superior
Igual que el punto anterior pero
esta vez para el incisivo superior.
Supramental
Punto más deprimido de la zona
entre el incisivo inferior y el mentón.
Pogonion
Punto más anterior del mentón
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Mentoniano
Punto más inferior del mentón
Gnation
Punto intermedio entre el
pogonion y el mentoniano
Centro de Silla Turca
Centro de la cavidad que aloja
la glándula hipófisis
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Orbitario
Punto más inferior de la orbita
ósea.
Porion
Punto más alto del conducto
auditivo. También llamado Tragus
Gonion
Punto de inflexión del ángulo de
maxilar inferior.
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Fisura pterigomaxilar
Esta situada entre el borde
posterior del maxilar superior y el
bode anterior de la apófisis pterigoides
2.3.2 Líneas de referencia de uso común en cefalometría
Plano de Frankfort
Línea delimitada por el porion y
el orbitario considerada como normal
al eje corporal
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Nasion - silla turca
Su nombre indica como se
traza
Plano maxilar superior
Esta línea se traza del punto
más posterior al punto más anterior del
paladar
Plano de oclusal
Esta línea o plano se traza
desde la superficie mesial del primer
molar definitivo hasta un punto
intangible, equidistante e intermedio a
los bordes incisales superior e inferior.
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Plano de mandibular
Trazo siguiendo el eje de la
mandíbula o del mentoniano al gonion
Plano N- A
Del punto nasión al subespinal
o A.
Plano N-B
Del punto nasión al supramental
o B.
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Plano incisivo superior
Eje del incisivo superior
Plano incisivo inferior
Eje del incisivo superior
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2.3.3 Ángulos de uso común en cefalometría Angulo SNA
Angulo silla turca – nasion –
subespinal. Su valor puede aumentar
en relación al ángulo SNB
Su valor promedio esta entre
80 y 84 grados
Angulo SNB
Angulo silla turca – nasion –
supramental. Su valor puede
aumentar en relación al ángulo SNA.
Su valor promedio esta entre
78 y 82 grados
Angulo ANB
También considerado
lógicamente como la resta de los
ángulos SNA y SNB.
Su valor promedio es de 1 a 4
grados,
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Angulo Interincisivo
Plano entre los ejes de los
incisivos superior e inferior. Los
autores varían mucho al dar su valor
promedio, se cree que podría ser de
130 a 144 grados aproximadamente.
Angulo Incisivo Inferior –
Mandibular
Entre el eje del diente incisivo
inferior y el eje de la mandíbula.
Su valor promedio esta entre
85 y 93 grados.
Angulo Incisivo Superior –
NA
Entre el eje del diente incisivo
superior y el plano NA
Se cree que debería ser de 22
grados
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Angulo Incisivo Inferior - NB
Entre el eje del diente incisivo
inferior y el plano NB
Se cree que deberia ser de 25
grados
2.3.4 Distancias de uso común en cefalometría
Distancia NB-Pogonion
Debería ser de de 4mm
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Distancia Incisivo Superior a
NA
La menor distancia del borde
incisal superior a la línea NA.
Debería ser de de 4mm
Distancia Incisivo Inferior a
NB
La menor distancia del borde
incisal superior a la línea NB.
Debería ser de de 4mm
33
3 PROBLEMÁTICA Y PROPUESTA DE SOLUCIÓN
Encontrar problemas en un proceso manual como la medición
cefalométrica puede ser muy fácil. Bien se podría tratar de clasificar los
problemas por categorías.
Una categoría puede ser las fuentes de datos. La técnica que utilizan hoy
en día la mayoría de los odontólogos se basa, como se puede ver, casi que
únicamente en el perfil radiológico. Sin embargo el perfil radiológico sigue
siendo una proyección que muchas veces puede estar distorsionada por el otro
hemisferio del cráneo. Igualmente, desigualdades en la simetría frontal como
desviaciones del plano oclusal pueden dar cabida a mediciones incorrectas, ya
que se hace énfasis sobre un lado del cráneo.
Otra fuente de errores puede estar ubicada en la adquisición de los datos.
Si la medición se realiza de manera completamente manual, por cada vez que
un punto sea tomado en cuenta para trazar una línea por el, el error se puede
estar multiplicando. Sumado a esto, no siempre la mano humana es tan precisa
como se quisiera. Es factible que un trazo nunca sea tan ancho como otro o que
nunca se logre pasar exactamente por encima del punto deseado.
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Adicionalmente mediciones que pueden ser útiles -sobre todo de tipo
angular – se tornan difíciles de realizar porque el punto de intersección entre los
planos no suele estar ubicado sobre el papel calcante. En tal caso es necesario
trazar paralelas para forzar la intersección sobre los límites del papel.
Con estos precedentes, la solución igualmente debe revisar las mismas
categorías que generan problemas en el proceso manual y prever las nuevas
que puedan aparecer.
En cuanto a las fuentes de datos estas no se deben limitar a los métodos
convencionales. Debe existir la posibilidad de adquirir datos de otras fuentes
tanto 2d como 3d indistintamente, sin necesidad de desechar las estructuras ya
creadas para el programa ni modificar su operación normal.
Debe ser un sistema flexible, que además, permita la creación de
métricas que no limiten el aprovechamiento de los datos. Para evitar el trazo
equivocado de planos y referencias sobre la imagen en estudio, esta parte tiene
que ser controlada mientras sea posible por el programa. Así se tendrá la
certeza que una vez marcados ciertos datos por el usuario, estos no serán
pedidos nuevamente, sino que tendrán una referencia única.
De la anterior forma, se esquematiza el proceso de realización de un
estudio, limitando y mecanizando la labor que se muestra más compleja.
35
Como complemento a lo anterior se deben aprovechar métodos
matemáticos como algebra lineal para resolver incógnitas que en otras
ocasiones se dejan a cargo del médico, una regla y un transportador.
3.1 La Ingeniería como solución
Intentar abordar un tema como lo es el diagnostico médico a veces puede
ser complejo, ya que es un tema que quienes dominan se resisten dejarlo
especificar en términos casi mecanicistas. La respuesta a esta inquietud, sin
duda debe aparecer desde el punto de vista del ingeniero, identificando con
cautela los puntos del proceso de elaboración del examen donde la matemática
o los sistemas pueden servir de apoyo y al mismo tiempo, elaborar una rutina
que pueda ser optimizada.
3.1.1 Tiempos y movimientos
La teoría de tiempos y movimientos de Taylor demostró como el estudio
detallado de las actividades que resultaban problemáticas en los procesos,
arrojaban las debilidades y cuellos de botella de la misma. Al ver a un cirujano
trazando y calcando sobre papel mantequilla no queda duda que allí es donde
se están presentando los problemas. La labor manual tiende a ser la más
demorada, y sumado a esto en ocasiones se complica ya que el calco se debe
hacer dos veces en la mayoría de estudios, perdiendo tiempo hiendo y volviendo
de una copia a la otra para poder garantizar que queden iguales.
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3.1.2 Base de Conocimiento
La creación de una base de datos de fácil referencia donde se pueda
buscar aleatoriamente un punto o un plano e incluso la información de un
paciente, parece ser un objetivo primordial de la solución a ofrecer.
La experiencia con los médicos nos muestra que la memoria a veces no
es tan exacta como se cree y ante dudas es necesario recurrir a los libros de
consulta. En otras ocasiones la consulta se puede complicar ya que ciertos
textos dejan por fuera las teorías de otros autores y no permiten una unidad de
conceptos.
3.2 Abstracción del Problema
La definición de un sistema, que pueda ser representado como tablas de
una base de datos y que a la vez soporte los requerimientos de la aplicación,
exige que analicemos los tipos de datos a manipular.
De esta manera se puede observar que aunque los médicos trabajen
intuitivamente con planos y/o ejes, la base primordial que nos permite una
conexión entre los valores de datos y su representación en un mundo de hasta
R3, es el punto. El punto es por si la unidad atómica de nuestra aplicación y a
partir de él podemos empezar a construir rectas y planos. Es por eso que el
siguiente objeto de asociación de puntos debe poder generar referencias de
medición tanto para R2 como para R3.
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Luego se debe poder enmarcar las mediciones dentro de otro tipo de
objeto que permita relacionar dos tipos de referencias. De esta manera
podemos crear combinaciones para medir distancias:
• plano – plano,
• Plano – punto,
• punto – punto,
• recta – punto
o ángulos:
• plano – plano,
• plano – recta,
• recta – recta,
3.2.1 Apoyo Matemático
Mediante el uso de matemáticas, plasmadas en los algoritmos de las
funciones, se da solución a distintos problemas comunes en la cefalometría. La
unión entre las graficas y los algoritmos se da por medio de coordenadas. Estas
son introducidas (de forma transparente para el usuario) como valores a las
funciones creadas para que el sistema pueda retornar en sus informes
respuestas coherentes. Los siguientes algoritmos (ver anexo) proveen las
soluciones a las incógnitas de medición. De esta manera se evita al usuario
realizar trazos extra como proyecciones y mediciones, que resultan en trabajo
adicional al marcado de puntos.
38
4. DISEÑO DE LA APLICACIÓN
4.1 Descripción de la operación de la aplicación:
1. Manejo de información de pacientes: Historia clínica, citas,
material fotográfico y radiológico.
2. Manejo de conceptos médicos: diagnósticos, observaciones
3. Cefalometría sobre material grafico: Medición de ángulos y
distancias entre planos.
4. Análisis: comparación de mediciones contra estándares y
sugerencia de tratamiento.
5. Reportes: reporte para ortodoncista y/o paciente. Evolución
tratamiento. Recomendaciones para facilitar el tratamiento.
39
4.2 Flujograma:
40
4.3 Requerimientos:
Actividad: 1
Nombre: Agregar Paciente
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: 1. El médico ingresa al sistema
2. El sistema solicita datos del nuevo paciente
3. El administrador incluye información en el
sistema sobre el nuevo paciente.
4. El sistema actualiza la información.
Actividad: 2
Nombre: Abrir información del paciente
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: 1. El médico busca un paciente por su nombre
o documento de identidad
2. El sistema muestra la información completa
de ese paciente en pantalla.
41
Actividad: 3
Nombre: Agregar material gráfico
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la información de un
paciente
1. El médico elige el archivo en una unidad el
archivo en formato gráfico.
2. El sistema asocia esa imagen a la historia
clínica del paciente
Actividad: 4
Nombre: Abrir material gráfico
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la información de un
paciente
1. El médico elige el archivo grafico dentro de
los que ofrece la historia médica.
2. El sistema despliega esa imagen.
42
Actividad: 5
Nombre: Realizar Estudio
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente
1. El sistema le pide al médico que marque los
puntos obligatorios para realizar un tipo de examen.
2. El Médico marca sobre la imagen los
puntos deseados.
3. El Sistema realiza los cálculos para cada
medición de la que constaba el tipo de examen.
4. El sistema crea un reporte de resultados
por examen
Actividad: 5.2
Nombre: Trazado libre
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente
1. El médico elige la opción de pintar como
43
con un lápiz sobre la imagen, en un color y grosor
predeterminado
2. El médico desplaza el ratón sobre la
imagen y en ella van creando trazos.
Actividad: 5.3
Nombre: Escritura de texto sobre la imagen
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente
1. El médico elige la opción de escribir sobre
la imagen en un color y tamaño predeterminado
2. El médico posiciona el ratón sobre la
imagen.
3. Un cuadro de dialogo le pide que digite el
texto que desea poner.
Actividad: 5.4
Nombre: Trazado de líneas
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
44
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente
1. El médico elige la opción de pintar una línea
sobre la imagen en un color y grosor predeterminado.
2. El médico posiciona el ratón y hace clic
sobre la imagen y en ella se traza un punto.
3. El médico vuelve y posiciona el ratón y
hace clic, trazándose una línea del punto 1 al 2.
Actividad: 5.5
Nombre: Trazado de poli líneas
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente
1. El médico elige la opción de pintar una poli
línea sobre la imagen en un color y grosor
predeterminado.
2. El médico posiciona el Mouse y hace clic
sobre la imagen y en ella se traza un punto.
3. Interactivamente el médico vuelve y
45
posiciona el ratón hace clic y una línea se traza del punto
1 al 2.
Actividad: 5.6
Nombre: Borrado de trazos
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente
1. El médico elige la opción de borrar trazos
sobre la imagen en un color y grosor predeterminado.
2. El médico posiciona el ratón, hace clic
sobre la imagen y borra los trazos de ese color
reemplazándolos por el color que tenía la imagen original
en esa zona
Actividad: 5.7
Nombre: Cambio del color de dibujo
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente
1. El médico elige un color de la paleta de
46
colores que se encuentra ubica en la arte inferior del
formulario de elaboración de examen.
2. El sistema actualiza el color por defecto
para pintar.
Actividad: 5.8
Nombre: Cambio del ancho de trazo de dibujo
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente
3. El médico desplaza la barra aumentando o
disminuyendo el ancho del trazo.
4. El sistema actualiza el ancho del trazo por
defecto para pintar.
Actividad: 5.9
Nombre: Tomar medida angular sobre la imagen
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente
1. El médico utiliza la herramienta de trazado
47
de ángulos y marca tres puntos secuencialmente.
2. El sistema informa el valor del ángulo entre
el segmento de los puntos 1 y 2 y el de 2 y 3.
3. El usuario elige si lo guarda como una
medida estándar.
Actividad: 5.10
Nombre: Medir distancia proyectada sobre la imagen
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente
1. El médico utiliza la herramienta de medición
de distancias y marca dos puntos secuencialmente.
2. El sistema informa el valor de la distancia
3. El usuario elige si lo guarda como una
medida estándar.
Actividad: 5.11
Nombre: Establecer nueva medida estándar.
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
48
historia clínica del paciente
1. El médico la da un nombre a la medida.
2. El médico define si es angular o de
distancia.
3. El médico establece el rango normal.
4. Establecer tratamiento para rango inferior a
la normal.
5. Establecer tratamiento para rango superior
a la normal.
6. El sistema guarda los cambios.
Actividad: 5.12
Nombre: Establecer Punto
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente
1. El médico le da un nombre al punto, junto
con una observación que indica donde se debe trazar
este.
2. El sistema crea un registro para ese punto
en la tabla referencia que permita utilizarlo.
49
Actividad: 5.12
Nombre: Establecer Referencia
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: 1. El médico le da un nombre al punto, junto
con una observación que indica donde se debe trazar
este.
2. El sistema crea un registro para ese punto
en la tabla referencia que permita utilizarlo.
Actividad: 6
Nombre: Guardar estudio
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: 1. El médico llena los datos de la referencia.
Le da un tipo dependiendo si es un punto, una línea o un
plano.
2. Luego dependiendo del tipo que pidió
tendrá que elegir uno, dos o tres puntos.
50
Actividad: 7.1
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente, los datos del estudio ya
fueron cotejados por el sistema.
1. El médico selecciona obtener un reporte
médico
2. El sistema despliega el reporte con un
diagnostico
51
Actividad: 7.2
Nombre: Obtener reporte de tratamiento para paciente
Resumen Esta actividad es realizada por el médico usuario
del sistema.
Curso básico de eventos: El médico debe tener abierta la imagen de la
historia clínica del paciente, los datos del estudio ya
fueron cotejados por el sistema. El médico ya eligió que
tratamiento llevar a cabo en ese paciente.
1. El médico selecciona obtener un reporte
para paciente
2. El sistema despliega el reporte con
sugerencia para un tratamiento para el paciente
dependiendo el tratamiento seleccionado.
52
4.4 Diagrama/ Diseño Entidad Relación
53
4.5 Estado comparativo tiempo faltante vs. empleado Actividad: Utilizado Faltante
Diseño base de
datos
37 horas
Diseño formularios
de datos
108 horas Ajustes facilidad
de uso o funcionalidad:
20 horas
Diseño formularios
dibujo
275 -300 horas 50 horas
Formulación
Calculo de mediciones
20 horas
Pruebas
Desarrollo
15 horas 15 horas
Pruebas
Ortodoncista
2 horas 5 horas
TOTAL 457- 482 90
Porcentaje 83.54% – 84.26% 15.73% -16.45%
4.6 Pruebas y Resultado
4.6.1 Estado inicial
El proyecto ya se había iniciado un año atrás con la construcción de un
programa en C++ que de manera secuencial permitía trazar tres puntos sobre
una imagen y así obtener el ángulo existente entre ellos. Las limitaciones era
54
grandes debido a que cada examen constituía una aplicación diferente. La
información de estos exámenes se guardaba en una base de datos Access 97 y
esta se alimentaba manualmente e independiente de la otras aplicaciones.
El proyecto además sentó las bases de lo que podían ser futuras aplicaciones.
Estas eran las fases que planteaba:
1. Fase Realización de cualquier tipo de métricas, incluso no necesariamente
cefálicas ni humanas.
2. Realización sistema de información que sirviera como fuente de consulta para
médicos y pacientes, con información estadística acerca de tratamientos.
3. Posibilidad de interactuar con ese modelo con el fin de prever operaciones y
resultados de las mismas.
4. Creación de un sistema tridimensional que permita visualizar la posición
actual de la estructura a medir.
4.6.2 Trabajo Actual
Este semestre se inició con el objetivo de aprender más sobre técnicas de
tratamiento y manipulación de imágenes que permitieran hacer algo más
novedoso y atractivo para pacientes y ortodoncistas. Paralelamente se inicio
con el refinamiento de la base de datos que serviría de sostén a la aplicación.
Así, se asistió voluntariamente a la clase “Tratamiento y Manejo de Imágenes”,
de la Doctora Marcela Hernández con el fin de tener su asesoría y conocer de
cerca el tema. Con los conocimientos adquiridos allí se realizaron avances en el
55
lenguaje C++ y Tcl/tk. Con el se conocieron técnicas de manejo de imágenes de
series DICOM, y creación de Proyecciones de Máxima Intensidad a partir de
estas imágenes. También se hicieron estudios en la investigación de filtros para
el mejoramiento de imágenes y trazado de ejes automáticos sobre imágenes
médicas.
Estos avances aunque enriquecían la parte teórica, comprometían la parte de
desarrollo ya que el aprendizaje era bastante lento y eran muchos los aspectos
que aun tocaba tratar. Por esa razón se cambio el lenguaje de programación a
Visual Basic 6.0 ya que ofrecía ventajas como la creación rápida de interfaces
amigables y una gran compatibilidad con la base de datos existente.
De esta manera se desarrollaron las herramientas que permitían complementar
el examen e interactuar con las imágenes que son la base de los estudios. Se
crearon funciones de trazado, y medición básicas para realizar el examen de
manera manual. Los iconos que describen cada función se encuentran
relacionados a continuación:
56
Tipo de Herramienta Función
Dibujo libre o mano alzada
Esta herramienta funciona al desplazar el puntero del
Mouse mientras se oprime el botón izquierdo del
mismo. Inmediatamente se inicia un trazo continuo
sobre la imagen en el color principal y ancho
especificado (selecciones que se eligen como se
enuncia más adelante).
Borrador
Esta herramienta funciona al desplazar el puntero del
Mouse mientras se oprime el botón izquierdo del
mismo. Inmediatamente se remplazan los trazos que
fueron hechos en sobre la imagen en el color principal
por trazos hechos en el color secundario (selección que
se elige como se enuncia más adelante).
Línea Recta
Es herramienta funciona al ser oprimido una vez el
botón izquierdo del Mouse en el punto donde se desee
iniciar una recta, moverlo y soltarlo donde quiera se
desee terminarla. Igualmente traza de acuerdo al color
principal y al grosor de trazo establecido.
57
Poli línea
Al oprimir una vez el botón izquierdo del Mouse, el
punto donde se encontraba ubicado se convierte en el
punto inicial de una poli línea. Al volver a oprimir se
traza una línea que une los últimos dos y así se puede
continuar recursivamente.
Círculo
Al oprimir el botón izquierdo del Mouse se crea un
círculo con las condiciones de trazo establecidas. Al
mover el Mouse con el botón todavía oprimido en
cualquier dirección el circulo crece o se encoge.
Calibración de medidas
Una dialogo aparecerá por pantalla indicando que se
deben marcar dos puntos sobre la imagen, de los
cuales se sepa su distancia con exactitud. De esta
manera tomando esta distancia como referencia se
establece una relación de aspecto entre la imagen y la
realidad.
58
Distancia entre puntos
Un diálogo indica marcar dos puntos, secuencialmente.
Una vez se marcan se toma como referencia la relación
de aspecto obtenida en la calibración para poder
entregar una medición exacta.
Angulo entre tres puntos
Un diálogo indica marcar tres puntos, secuencialmente,
entendiéndose el segundo de ellos (2) como el ángulo
entre los segmentos 12 y 23. Una vez se marcan se
devuelve el valor exacto del ángulo entre que forman
Escala de grises
Inicia una conversión del sistema actual de colores a
escala de grises.
Posteriormente se integró la base de datos a estas herramientas con el fin de
realizar los exámenes de una forma estructurada y según estos fueron
almacenados.
Las opciones que nos ofrece finalmente la aplicación en cuanto a manejo de
datos son las siguientes
59
Información general del paciente
El programa tiene la capacidad de llevar información general de pacientes como
su historial de consultas, hospitalizaciones, alergias. De esta forma se puede
tener información instantánea de datos importantes referente al paciente que
pueden en algunos casos ser referentes a la hora de iniciar un tratamiento.
60
Delimitación general de puntos para examen. Estos van acompañados de
una descripción y una fotografía de ayuda para reverenciarlos en los exámenes.
61
Asociación de puntos Referencias (puntos, líneas, planos). Al igual que con los
puntos se puede mostrar una ayuda grafica que permita identificar esta medición
fácilmente. Como se puede apreciar se puede crear una referencia nueva o sui
generis de acuerdo a los puntos creados por el mismo usuario.
Creación de Mediciones a partir de referencias
Las mediciones se constituyen el elemento principal de los exámenes. Los
resultados de los exámenes se miden con el procesamiento de los puntos
marcados sobre la imagen mediante las formulas matemáticas correspondientes
al tipo de medición seleccionado (angular o distancia)
62
Creación de examen guiado punto a punto
Durante este proceso se puede además de marca uno a uno los punto que el
sistema me va preguntando.
63
Complemento de trazos
Además de realizar automáticamente los trazos correspondientes a las
mediciones del examen, se ofrecen herramientas como la mano alzada o el uso
de poli líneas de distintos colores para terminar de realizar los trazos
característicos de este tipo de examen. Estas son útiles a la hora de pintar y
reforzar los contornos de partes como: perfil craneal, incisivos y primeros
molares que siempre son utilizados en el estudio.
64
Informe de resultados por cada medición.
Tras realizar el examen cefalometrito el sistema presenta y almacena los
resultados de estas mediciones, así como una copia de los trazos sobre la
imagen. De esta forma se registran tanto los cálculos de las mediciones para
futuras consultas así como el trabajo de trazado manual y el automático sobre la
fotografía.
65
Informe de resultado por historia medica
Luego se puede llevar a cabo por paciente una consulta en la cual se pueden
comparar todas las medidas que se han calculado sobre exámenes
cefalométricos. De esta manera ordenada además se pueden agrupar por el
criterio que mas le atañe al medico o al paciente. Para cambiar el orden basta
con desplazar el encabezado de una columna hacia otra posición.
Paralelamente se investigaron técnicas de visualización 3d a partir de
tomografías. Se intentó desarrollar un sistema agregado que creara un modelo
tridimensional compatible con la aplicación existente. Por eso se recurrió a
utilizar Direct3D en su versión 7 para crear un modelo a partir de polígonos
66
triangulares. Con esta tecnología se logro crear una matriz tridimensional para
luego ser desplegada en pantalla mediante algún algoritmo conocido de
volumetrización. Aunque la funcionalidad de este modelo 3D aun no puede ser
apreciada, ya se pueden utilizar las herramientas para examen y los estudios
guardados en la base de datos sobre la serie de imágenes de la tomografía. Así
navegando por cada corte radiológico se puede ir seleccionando los mismos
puntos conocidos universalmente por los demás estudios (incluso los 2d) y luego
dar inicio a un examen.
67
4.6.3 Observaciones Con el fin de constatar la funcionalidad de la aplicación y enseñar su utilidad, se
realizaron pruebas de uso con los principales médicos promotores de esta: Juan
Eugenio Varela y Ernesto Noguera. En ellas, se aprovecho la presencia de los
especialistas en ortodoncia para llenar la base de datos con información médica
precisa y para probar las herramientas ofrecidas. Se realizaron comparaciones
contra estudios de historias clínicas antiguas. Los resultados arrojados por las
pruebas señalan a simple vista diferencias. Las mediciones manuales angulares
son expresadas claramente en términos unidades de grados. El software por el
contrario iniciando con un resultado de 9 dígitos decimales puede redondear el
resultado final a la décima o a la centésima de grado. De esta forma la medición
es por naturaleza entre un 10% y 100% más exactas. Sin embargo los
especialistas consideran despreciable esa diferencia ya que todas las
mediciones ameritan tan solo 1 decimal de exactitud. Los médicos consideran
que los valores no son tan disímiles como para escaparse de los rangos
normales de error (1.5 milímetros en distancias y 2 grado en ángulo). Ya que
estos resultados fueron apreciados al observar algunas historias médicas es
justo analizar el historial completo de cada ortodoncista y así bajo una muestra
de tamaño considerable poder identificar cuales son las mediciones que arrojan
los resultados mas desiguales para cada doctor y brindar así la posibilidad de
corregir la técnica propia.
El caso clínico analizado evaluando las medidas pre y post fue el siguiente:
68
Paciente de estudio: perfil convexo no muy severo, Clasificación de Angle o
Clase III. Mordida Cruzada. Promentonismo.
Los primeros resultados al principio de cada medida muestran los resultados tras
medir al paciente al inicio del tratamiento. Los siguientes hacen referencia a los
resultados después de la operación.
69
Según la observación médica efectivamente las medidas expresadas en este
informe corresponden al caso expuesto donde se nota una notoria anomalía en
el maxilar inferior en el estado inicial. El paciente fue sometido a cirugía tras
iniciar tratamiento, desplazando la articulación maxilar. De esta forma se
corrigieron las aberraciones en las medidas correspondientes al mentón (SNB y
distancia de incisivo inferior a NB) que permitieron corregir la mordida. Aunque
otras mediciones abandonaron los limites normales, el resultado tanto funcional
como estético fue aceptable por el medico y el paciente.
Las mayores diferencias se observan en la forma de medición de ángulos como
el SNA y SNB, ya que en pacientes con anomalías, se presentan muy contiguos
y no son diferenciables una vez se han hecho todos los trazados sobre el
70
examen, en parte por la notoria interferencia del papel calcante. Igualmente los
puntos incisales superiores, inferiores y el punto de Downs (punto medio entre
los dos primeros) que suelen estar sumamente cerca, no ocasionan problemas
con el método asistido por computador a la hora de cruzar rectas por encima de
ellos. Adicionalmente y más como consecuencia de la formalización realizada
a los estudios; fue valorada la creación e identificación de los puntos “inicio de
raíz de incisivo superior” e “inicio de raíz de incisivo inferior” ya que estos
puntos no son mencionados en los libros de referencia y a la hora de practicar
un examen son indispensables para trazar los ejes incisivos superior e inferior.
Estos ejes si son mal entendidos pueden ser trazados entre la superficie incisal y
el extremo final de la raíz dando como resultado un eje erróneo.
En cuanto a los resultados aunque el ortodoncista si destacó y valoró el tiempo
(mucho más corto) en que se logró llevar a cabo el examen. Durante una visita
de casi dos horas, se le comentaron los principales aspectos del programa, se
digitalizaron (mediante fotos digitales a la lámpara de observación) las
radiografías de 2 historias clínicas, se enseñaron los principales puntos del
programa, se ingresaron los datos de los pacientes en la base de datos y se
realizaron dos exámenes Steiner para cada uno. Si bien para ser el primer caso
y el primer acercamiento con el programa se podría pensar que fue dispendioso,
se debe considerar que la información suministrada al programa y ya
almacenada solo debe registrarse una vez y el proceso de cefalometría y
seguimiento a los paciente se puede volver mucho mas veloz con la práctica y el
dominio del programa. Estimados hechos por el ortodoncista para sólo la parte
71
del examen hablan de cerca de una utilización del 15% del tiempo de uno hecho
de forma manual. La mayor diferencia de tiempo se acusa al pintar el contorno
craneal donde en el caso manual es imposible trazar directamente sobre la
radiografía dañando el original y en otras ocasiones perdiendo la línea sobre el
papel mantequilla.
Adicionalmente se recibieron consejos acerca de posibles mejoras, como
facilidad de acceso de usuario (eliminar multitud de pantallazos y formas) y
eliminación de botones (automatización de otras funciones como actualización
de campos).
72
5. CONCLUSIONES:
El trabajo efectuado atacó todas las metas planteadas como fases para
trabajos futuros, planteadas en el trabajo inicial de Daniel Flórez. Retomando,
estas fases, consistían en desarrollar el espacio para generar cualquier tipo de
mediciones y poderlas consultar de manera sencilla, incursionar en el manejo de
información tridimensional y buscar soluciones que brindaran una especie de
pronostico de los resultados de un tratamiento hacia el futuro. De estos temas
tan solo el último no fue abordado, técnicamente pero se podría mirar como un
paso no muy lejano al poseer hoy en día registros de posiciones de puntos clave
en pacientes que pueden ser consultados para visualización. Así mismo se
cumplió con la tercera fase en su parte primaria al permitir la manipulación de las
imágenes de acuerdo al gusto del médico en función de mejorar el examen y
sustituir las herramientas de dibujo tradicional. Incluso se realizaron adelantos
en la cuarta fase que se mostraba más lejana. En ella se quería construir un
modelo tridimensional, construido a partir de datos reales del paciente, que
luego pudiera ser modificado de acuerdo con el desarrollo de este tratamiento.
En cuanto a esto se estudiaron las posibilidades de modelaje tridimensional,
optando por el uso de Direct3d debido a su compatibilidad con el resto de la
aplicación. En esta tecnología se desarrollo un espacio compatible de dibujo y
exploración.
73
En cuanto a las actividades distintas al desarrollo del software se lograron
contactos importantes con centro radiológicos como el de Marly, donde el Dr.
Carlos Alberto Reina escuchó los planteamientos principales del proyecto,
especialmente los concernientes a la sustitución de la radiología tradicional por
tomografía computarizada.
Ante este tema y debido a que ocasionalmente esto conllevaría a una
clara demanda de este tipo de exámenes (tomografías de maxilar superior e
inferior), se acordaron tarifas más económicas para los pacientes que acudieran
en busca de esta tomografía específicamente remitidos por los ortodoncistas
que yo recomendara.
De otro lado se despertó el interés de especialistas como Juan Eugenio
Varela y Ernesto Noguera que siempre se mostraron gustosos a colaborar ya
que conocen el valor generalizado que ha adquirido en el mundo este tipo de
software. Ellos tras su colaboración emitiendo conceptos, ideas y facilitando
bibliografía esperan al ver el resultado obtenido que el proyecto vea pronto una
luz comercial y se pueda difundir. Adicionalmente y de manera casi casual, se
conocieron nuevas formas de difusión del programa en usos variados. Uno de
ellos, la veterinaria, donde el uso de radiología y métricas puede usarse para
diagnosticar enfermedades en las extremidades de equinos. Así y al conservar
el carácter genérico que tiene hoy en día la aplicación se pueden buscar
mercados en otras áreas de la medicina o industria.
74
Como cierre final a este trabajo quisiera agregar que siempre estuve
motivado a realizar una investigación y un desarrollo que pusiera salir y ser
explotado por terceros y no fuera una simple razón de satisfacción personal. El
hecho de haber trabajado por casi dos años al momento de graduarme sin duda
influencia mi manera de pensar y me obliga a no subestimar mi esfuerzo.
Diferente a otros trabajos o investigaciones, considero que este merece ser
reconocido como uno que antes de ser iniciado, buscó su propia utilidad y
viabilidad, para de la misma forma, no ser olvidado o archivado rápidamente.
75
6. GLOSARIO
Mediciones: Asociaciones entre referencias con el fin de parametrizar la
morfología craneana, encerrando el valor de las mediciones entre limites
normales que permitan registrar patologías de forma o función.
Punto: Coordenada tridimensional.
Referencia: Asociación de uno o tres puntos con el fin generar de
representar otros espacios Vectoriales (R1, R2, R3)
Tipos de Mediciones: Pueden ser distancias o ángulos principalmente. Lo
único que varía son las referencias desde donde se toman las mediciones. Por
ejemplo: línea-línea, punto-línea, plano-plano.
Tipo de Referencia: Puntos (basados en sí mismos), Rectas (mediante la
representación con un segmento de una recta completa), Planos (mediante la
representación con un polígono triangular – tres punto- de un plano completo).
76
7. BIBLIOGRAFIA
Diagnóstico Cefalométrico Simplificado, ortodoncia - ortopedia - cirugía
ortognática, autoaprendizaje; Ricardo Aristiguieta; Actualidades Médico
Odontológicas Latinoamérica; 1994
Seminars in ULTRASOUND CT and MRI, Contemporary Imaging of the Jaw and
Oral Cavity; WB SAUNDERS COMPANY; December 1995
CEFALOMETRIA CLÍNICA - EDITORIAL MUNDI; Dr. Elias Baszlkin
Marcos Lipszyc , Leonardo Voronovi, Luiz Zielinsky BUENOS AIRES - 1966.
STEINER,C.C. CEFALOMETRICS FOR YOU AND ME. Am.
J.Orthod.,39(10):729-55, Oct 1953.
Automated Processing of Cephalograms, Facial Photographs and Dental Casts
G. W. THOMPSON AND F. POPOVICH. AMERICAN JOURNAL OF
PHYSICAL ANTHROPOLOGY Vol. 40, No. 1, January 1974 © The Wistar
Institute Press 1974 TECHNICAL REPORT
Visual Basic Explorer: http://www.vbexplorer.com
The Visualization Toolkit: http://www.vtk.org
77
http://astronomy.swin.edu.au/~pbourke/ Paul Bourke personal pages - Geometry
http://www.psychology.nottingham.ac.uk/staff/cr1/dicomcom.html ActiveX and
CLX DICOM components
http://msdn.microsoft.com/library/ Microsoft Developers Network
http://www.cleber.com.br/historia.html UM POUCO DE HISTÓRIA DA
CEFALOMETRIA RADIOGRÁFICA
http://dicom.online.fr Free DICOM utility.
78
8. ANEXOS
Código Visual Basic correspondiente a las funciones matemáticas utilizadas en
la tesis
Distancia de una recta a un punto. Esta es la menor distancia posible.
Esto equivale a la magnitud de la tangente a la proyección de línea del
segmento que pasa por el punto (XPunto, YPunto, ZPunto)
•
Public Function DistanciaPP_P(xInicial As Double, yInicial As Double, zInicial As Double, xFinal As Double, yFinal As Double, zFinal As Double, xPunto As Double, yPunto As Double, zPunto As Double) As Double
Dim LineMag, IntersectionX, IntersectionY, IntersectionZ, U As Double LineMag = MagnitudPP(xInicial, yInicial, zInicial, xFinal, yFinal, zFinal) U = (((xPunto - xInicial) * (xFinal - xInicial)) + ((yPunto - yInicial) *
(yFinal - yInicial)) + ((zPunto - zInicial) * (zFinal - zInicial))) / (LineMag * LineMag) 'If (U < 0# Or U > 1#) Then ' DistanciaPP_P = -1 ' Exit Function 'Else 'closest point does not fall within the line segment IntersectionX = xInicial + (U * (xFinal - xInicial)) IntersectionY = yInicial + (U * (yFinal - yInicial)) IntersectionZ = zInicial + (U * (zFinal - zInicial)) DistanciaPP_P = MagnitudPP(xPunto, yPunto, zPunto, IntersectionX,
IntersectionY, IntersectionZ) 'End If End Function
79
• Función auxiliar para determinar la normal de un vector; aplicación
raíz de la suma de los cuadrados de las coordenadas
Public Function MagnitudPP(xInicial As Double, yInicial As Double, zInicial As Double, ByVal xFinal As Double, ByVal yFinal As Double, ByVal zFinal As Double) As Double
Dim vector(0 To 2) As Double vector(0) = xInicial - xFinal vector(1) = yInicial - yFinal vector(2) = zInicial - zFinal MagnitudPP = Sqr(CDbl(vector(0) ^ 2 + vector(1) ^ 2 + vector(2) ^ 2)) End Function Angulo en la proyección de dos segmentos; Este algoritmo resta los dos
vectores para obtener los vectores propios. Luego despeja la ecuación del
producto punto según Cos Φ = V1•V2/|V1|*|V2|
Public Function AnguloPP_PP(x1 As Double, y1 As Double, z1 As Double, x2 As Double, y2 As Double, z2 As Double, x3 As Double, y3 As Double, z3 As Double, x4 As Double, y4 As Double, z4 As Double) As Double
Dim vector1(0 To 2) As Long Dim vector2(0 To 2) As Long Dim productoPunto, productoCruz As Long Dim norma1, norma2, raiz, angulo, razon As Double vector1(0) = x1 - x2 vector1(1) = y1 - y2 vector1(2) = z1 - z2 vector2(0) = x3 - x4 vector2(1) = y3 - y4 vector2(2) = z3 - z4 productoPunto = (vector1(0) * vector2(0)) + (vector1(1) * vector2(1) +
(vector1(2) * vector2(2))) norma1 = Sqr(CDbl(vector1(0) ^ 2 + vector1(1) ^ 2 + vector1(2) ^ 2)) norma2 = Sqr(CDbl(vector2(0) ^ 2 + vector2(1) ^ 2 + vector2(2) ^ 2)) razon = productoPunto / (norma1 * norma2)
80
AnguloPP_PP = (Atn(-razon / Sqr(-razon * razon + 1)) + 2 * Atn(1)) * 180 / 3.14
End Function
Función que busca encontrar la distancia más corta de un punto a un plano
delimitado por tres puntos. Utilización de determinantes para la obtención de la
ecuación de la normal del plano. Sustitución del punto indicado en es formula
sobre la magnitud del mismo.
• Retorna distancia más corta del punto al plano.
Public Function DistanciaPl_P(x1 As Double, y1 As Double, z1 As Double, x2 As Double, y2 As Double, z2 As Double, x3 As Double, y3 As Double, z3 As Double, XPunto As Double, YPunto As Double, ZPunto As Double)
A = y1 * (z2 - z3) + y2 * (z3 - z1) + y3 * (z1 - z2) B = z1 * (x2 - x3) + z2 * (x3 - x1) + z3 * (x1 - x2) C = x1 * (y2 - y3) + x2 * (y3 - y1) + x3 * (y1 - y2) D = -1 * (x1 * (y2 * z3 - y3 * z2) + x2 * (y3 * z1 - y1 * z3) + x3 * (y1 * z2 - y2
* z1)) DistanciaPl_P = (A * XPunto + B * YPunto + C * ZPunto + D) / Sqr(A ^ 2 +
B ^ 2 + C ^ 2) End Function
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