BRPI0613627A2 - registro de formação de imagem tridimensional de objetos tridimensionais - Google Patents

Abstract

REGISTRO DE FORMAçãO DE IMAGEM TRIDIMENSIONAL DE OBJETOS TRIDIMENSIONAIS. A presente invenção refere-se a um método e a um sistema de modelagem de base tridimensional, elaborados para aplicações de odonto- logia e médicas relacionadas (e não médicas adequadas). O meio de captura de dados produz uma nuvem de pontos, representando a superfície tridimensional de um objeto (por exemplo, um arco dentário). Objetos de reconhecimento tridimensionais são proporcionados, particularmente dentro daquelas áreas no campo de imagem que têm baixa definição de imagem, e particularmente naquelas áreas que aparecem nas partes sobrepostas de pelo menos duas imagens, para proporcionar ao software de processamento de imagens tridimensionais as informações de posição, angulação e orientação, suficientes para propiciar a combinação (ou costura) altamente precisa das imagens adjacentes e sobrepostas. O alinhamento e a criação dos seus objetos ou modelos relacionados alinhados, tais como os arcos maxilar emandibular, são facilitados.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "REGISTRODE FORMAÇÃO DE IMAGEM TRIDIMENSIONAL DE OBJETOS TRIDI-MENSIONAIS".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um método e a um sistema paradeterminar a localização relativa de objetos e características em uma plurali-dade de imagens escaneadas, particularmente, aplicações médicas e dentá-rias, incluindo aquelas que requerem dispositivos cirúrgicos e protéticos quevão ser projetados e fabricados para as dimensões precisas ditadas pelaanatomia de pacientes individuais. Ainda mais particularmente, é dirigida aoproblema de registro, o mais preciso possível, de varreduras tridimensionaisdigitalizadas da mandíbula e da maxila de um paciente ou, equivalentemen-te, moldes ou impressões dos mesmos.

Muitos procedimentos cirúrgicos buscam a inserção temporáriaou permanente em tecido macio ou ósseo de um paciente de dispositivosprotéticos e outros artificiais, que são necessários para ajuste à anatomia dopaciente em um grau muito alto de precisão e exatidão. Uma dessas aplica-ções refere-se à odontologia de implante, durante a qual uma ou mais ânco-ras de implante (usualmente metálicas) são colocadas cirurgicamente dentroda maxila de um paciente, para receber e suportar os componentes protéti-cos projetados para simular e substituir um ou mais dentes naturais perdidospelo paciente. É bem-conhecido que, para ser inteiramente bem-sucedido,os procedimentos de implante devem aderir aos requisitos muito estritos decolocação, orientação e tamanho, determinados pela estrutura óssea e den-tição existentes, com o que os componentes protéticos a serem ajustadosem âncoras de implante colocadas cirurgicamente devem ser preferivelmen-te projetadas, moldadas e dimensionadas especificamente para conforma-rem-se à geometria anatômica precisa do paciente, incluindo a localização, aforma e o tamanho dos dentes adjacentes, e devem passar para a orienta-ção precisa do eixo principal da âncora de implante de suporte com alto graude exatidão.Além disso, o desenvolvimento de muitos produtos e serviçosproporcionados nos campos da odontologia ortodôntica e restauradora bus-ca fazer uso de projeto auxiliador por computador (CAD) e produção auxilia-da por computador (CAM). Por exemplo, moldes de pedra ou de gesso o-dontológicos feitos de impressões da boca do paciente são comumente usa-dos para prover os produtos ou serviços necessários, e uma varredura tridi-mensional (3-D) da dentição do paciente ou de moldes representativos dadentição do paciente é usada para proporcionar o sistema CAD dentário,com dados representativos da geometria pertinente. Para essas aplicações,no entanto, o alinhamento muito preciso das imagens da maxila (ou da répli-ca do molde superior) e da mandíbula (ou da réplica do molde inferior) é ne-cessário para modelagem CAD dentário.

Os métodos convencionais para satisfazer esses requisitos rigo-rosos proporcionam a criação de um modelo do maxilar e da dentição dopaciente, a produção do dito modelo compreendendo tirar a denominada"impressão" da dentição do paciente, usando uma substância maleável colo-cada sobre e em torno do dente na boca do paciente, compreendendo todoo arco dentário. Quando a colocação de implantes e de componentes restau-radores é um fator, tipicamente essa impressão é tirada seguinte à inserçãocirúrgica das âncoras de implante. Tipicamente, as cópias de impressão ba-seadas em componentes de referência são fixadas na extremidade externadas âncoras de implante inseridas e servem para referência da localização eda orientação angular das âncoras. Subseqüentemente, um modelo feito demolde baseado na dita impressão vai incorporar as denominadas âncoras"análogas", para modelar as âncoras no maxilar do paciente, e os dispositi-vos protéticos para as ditas âncoras vão ser projetados e fabricados combase na geometria do modelo criado como descrito.

Na prática efetiva, o procedimento convencional descrito acimaestá envolvido com várias dificuldades e deficiências. Foi provado ser im-possível que os profissionais de odontologia façam impressões dentárias, e,desse modo, nos modelos, que são consistentemente livres de erros dimen-sionais e posicionais, de modo que são rigorosos nos requisitos geométricosenvolvidos nessas aplicações, mesmo um erro de dimensionamento submi-limétrico, ou um erro de orientação de 1 ou 2 graus, vai resultar em coloca-ções protéticas que vão originar tensões e condições inaceitáveis.

Recentemente, esforços foram feitos para empregar técnicas demodelagem baseadas em imagens para abordar esses problemas bem-conhecidos de procedimentos odontológicos de implantes convencionais.

Nesses esforços, as imagens são tiradas da boca do paciente e um modelotridimensional das regiões pertinentes é recriado usando as pretensas técni-cas e o software de processamento de imagens tridimensionais. O campo defotogrametria, que remonta as suas origens à década seguinte à invençãoda fotografia na década de 1830, é "a ciência da técnica e a tecnologia deobtenção de informações confiáveis sobre objetos físicos e do meio físicopelos processos de registrar, medir e interpretar as imagens fotográficas emodelos de energia radiante eletromagnética e de outros fenômenos". (Ma-nual of Photogrammetry1 American Society of Photogrammetry and RemoteSensing1 4- ed., 1980). Particularmente com o advento de computadorestendo velocidades de processamento elevadas e grandes memórias, e como advento de câmeras digitais de baixo custo e outros dispositivos de captu-ra de imagem, software de processamento de imagens tridimensionais es-peciais tem ficado cada vez mais facilmente disponível a uma ampla gamade aplicações de modelagem virtual. Usando-se esse software, ficou possí-vel reconstruir modelos tridimensionais precisos de um campo objeto forma-do em imagem, usando produtos comerciais disponíveis. No entanto, as de-mandas particulares para maior exatidão e as estruturas físicas de formaçãode imagem do corpo humano resultaram, desse modo, até aqui na ausência,no campo da odontologia, de técnicas de formação de imagem tridimensio-nais aceitáveis. Um problema particular é a necessidade, para a reconstru-ção precisa, na forma de um modelo virtual, de uma cena transformada emimagem. Tipicamente, um objeto é transformado em imagem de mais deuma posição, proporcionando, desse modo, um modelo tridimensional maiscompleto.

A patente U.S. 5.851.115, emitida em 22 de dezembro de 1998para Carlsson et al., descreve um método e um sistema fotogramétrico paraformação de imagem da boca, com a finalidade de criar um modelo virtual daboca do paciente, do qual as partes dentárias podem ser projetadas e pro-duzidas. No sistema de acordo com Carlsson et al., uma câmera especiali-zada é empregada, compreendendo um conjunto de espelhos que permitemque uma única exposição represente as imagens estereográficas de doisângulos diferentes. O sistema de Carlsson requer ainda que a geometriarelativa das "lentes" virtuais, criada pelo sistema de espelho, seja conhecidoprecisamente. Para auxiliar o software em localizar e orientar característicastransformadas em imagem, Carlsson descreve o uso de marcações de refe-rência, tais como círculos, aplicadas nas superfícies planas dentro do campotransformado em imagem.

A patente U.S. 5.857.853, emitida em 12 de janeiro de 1999 paravan Nifteric et al., também descreve um método baseado em fotogrametriapara captura dos dados dimensionais e de orientação requeridos para a fa-bricação de partes protéticas dentárias usadas em odontologia de implante.Para obter as, pelo menos duas, vistas requeridas pelo mecanismo de trian-gulação do software de fotogrametria, o método de van Nifteric et al. empre-ga uma pluralidade de câmeras tendo posições relativas conhecidas comexatidão, ou uma única câmera montada em um carrinho giratório, que émóvel entre posições separadas, mas definidas com exatidão, van Nifteric etal. descrevem ainda o uso de objetos e pontos de reconhecimento, para ser-vir como pontos de referência usados pelo software de fotogrametria no po-sicionamento das características da cena formada em imagem dentro de umquadro de coordenadas, van Nifteric et al descrevem assim o uso de umabarra compreendendo marcações de escala de medida, e duas esferas mon-tadas em um pino, como objetos de reconhecimento.

Ainda que os métodos descritos nas patentes de Carlsson et al.e van Nifteric et al. constituam vantagens significativas, esses métodos aindaapresentam várias desvantagens e deficiências importantes, que os tornamimpraticáveis para a maior parte dos profissionais de odontologia de implan-te. Ambos requerem o uso de equipamento de câmera altamente especiali-zado e conseqüentemente oneroso, e ambos requerem que esse equipa-mento de câmera seja alinhado precisamente, para capturar uma pluralidadede imagens de posições de lente relativas conhecidas com exatidão. Fun-cionalmente, os métodos são inadequados para formar precisamente ima-gem de um campo de visão amplo, particularmente, um campo de visão am-plo compreendendo áreas caracterizadas por definição de característicasmuito baixa, uma condição típica de maxilar desdentado (sem dentes) e,desse modo, muito comum na indústria de odontologia de implante. A pre-sente invenção aborda essas deficiências da técnica anterior e proporcionaum método de modelagem virtual de base tridimensional, dirigido especifi-camente a aplicações médicas e dentárias, que é significativamente de baixocusto e que proporciona uma exatidão de reconstrução de características,particularmente, em aplicações que requerem o uso de imagens tridimensio-nais combinadas.

Especificamente com relação ao problema de proporcionar sis-temas CAD dentários com a posição relativa da maxila e da mandíbula, osmétodos da técnica anterior dependiam de dois métodos que partilhassemuma característica comum: o primeiro método se baseia na captura da ima-gem 3-D da superfície facial de ambos em uma única imagem. Varredurasindividuais, separadas da maxila e da mandíbula são depois comparadascom o modelo comum proporcionado pela imagem da superfície facial damaxila e a mandíbula. O segundo método da técnica anterior se baseia nacaptura do "registro de mordida", ou impressão, de superfícies oclusais oude mordida dos dentes superiores e inferiores. Após a geometria da mandí-bula ter sido capturada, o registro de mordida é colocado na superfície damandíbula e é também varrido. A varredura do maxilar é então comparadacom a imagem da superfície comparativa do registro de mordida.

Os métodos da técnica anterior descritos no parágrafo preceden-te sofrem de dois problemas fundamentais. Um problema é a complexidadecomputacional, e a necessidade de minimizar uma complexidade computa-cional ainda maior por meio de uma boa suposição inicial por um operadorhumano com relação à posição relativa das imagens sendo comparadas.Uma segunda e ainda maior dificuldade surge quando o paciente é parcialou completamente desdentado, e há falta das informações 3-D necessáriaspara comparar as varreduras da maxila e da mandíbula. Também, é difícilobter a geometria dos dentes anteriores de um registro de mordida.

Em alguma técnica anterior, o objeto é varrido, usando-se qual-quer meio de varredura adequado capaz de capturar uma nuvem de pontosde dados, representando as características tridimensionais do campo varri-do. Essa varredura requer tipicamente a tomada de uma pluralidade de ima-gens sobrepostas que varrem coletivamente o campo da imagem, para co-brir o necessário. Vários métodos são tipicamente empregados para recriartodo o modelo tridimensional dessas varreduras separadas. Um desses mé-todos da técnica anterior usa informações precisas sobre a localização domodelo com relação à câmera, para posicionar e orientar as imagens múlti-plas. Além disso, os produtos de software de processamento de imagenstridimensionais disponíveis comercialmente também proporcionam ferramen-tas para combinar as varreduras distintas em um único modelo por compa-ração das regiões sobrepostas das imagens. Os exemplos bem-conhecidosde software de processamento de imagens adequado incluem o softwareStudio, comercializado pela Raindrop Geomagic, Inc.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Descreve-se aqui um método e um sistema projetados para apli-cações odontológicas e médicas relacionadas (e não médicas adequadas).Um aspecto do método e do sistema elimina a necessidade para uma câme-ra específica e em vez disso possibilita o uso de qualquer meio de capturade dados que produza uma nuvem de pontos, representando a superfícietridimensional. Esse meio de captura de dados pode ser, por exemplo, umescâner a laser tridimensional de quadro fixo ou portátil, uma câmera digitalcomum ou qualquer outro meio de formação de imagem que é adequado naprática para a aplicação médica particular.

Outro aspecto da descrição é o uso de objetos de reconheci-mento tridimensionais, para permitir que o software de processamento deimagens tridimensionais localize automaticamente e determine com exatidãoa posição e a orientação de objetos dentro do campo de imagem.

Mais um outro aspecto da descrição é o posicionamento de obje-tos de reconhecimento tendo uma topografia bem-definida dentro daquelasáreas no campo de imagem que tenham baixa definição de imagem, e parti-cularmente nessas tais áreas que aparecem nas partes sobrepostas de pelomenos duas imagens, para proporcionar ao software de processamento deimagens tridimensionais informações de posição, angulação e orientação,para propiciar uma combinação (ou "costura") altamente precisa das ima-gens adjacentes e sobrepostas.

Mais outros aspectos da descrição incluem os métodos para acaptura precisa da relação espacial da maxila e da mandíbula, os ditos mé-todos não sendo dependentes na presença de dentição e, portanto, inteira-mente úteis para obtenção de dados de modelagem CAD precisos, mesmode pacientes que são parcial ou inteiramente desdentados. Nos métodosdescritos, objetos ou geometria de reconhecimento não fisiológicos são adi-cionados à maxila e à mandíbula, ou a moldes representativos da maxila eda mandíbula do paciente, para proporcionar referências geométricas bemexatas.

Em outro aspecto da invenção, um método alternativo para cap-turar a posição relativa dos componentes superiores e inferiores de um mo-delo dentário faz uso da geometria 3D plana não dentária desses componen-tes do modelo. Nesse método alternativo, o software registra a posição de-terminando as características geométricas do modelo, dos dados de varre-dura 3D, e emprega as características conhecidas dos ditos aspectos geo-métricos, para localizar com precisão e exatidão todos os aspectos topográ-ficos associados com os modelos, incluindo todos os aspectos dentários eanatômicos. Esses aspectos geométricos determinantes da posição podemser um mínimo de três planos interceptantes em cada componente do mode-lo; esses aspectos podem compreender, em vez disso, combinações de pla-nos, e/ou aspectos, tais como discos colocados ou pintados nos planos doscomponentes do modelo, esferas ou quaisquer outros objetos não dentários,tais como os que vão proporcionar dados de posição não ambíguos (6 grausde liberdade para cada objeto).

Nesses métodos, os objetos de reconhecimento tendo uma ge-ometria conhecida, que compreende aspectos bem-definidos dispostos emposições relativas conhecidas ou determináveis com exatidão, são posicio-nados firmemente dentro do campo de imagem, e particularmente em áreasdentro do campo de imagem que tenham baixa definição de aspecto. Osexemplos dos objetos de reconhecimento incluem uma ou mais esferas ten-do raios conhecidos, bem como um ou mais objetos planos de geometria edimensões conhecidas, tais como pirâmides. O campo de imagem é entãovarrido, essa varredura "garimpando" efetivamente o campo de imagem, pa-ra cobrir o dito campo de imagem para proporcionar a geometria necessária.O software de processamento de imagens tridimensionais, compreendendo,de preferência, algoritmos apresentados nesse relatório descritivo, é entãoempregado para combinar os dados de imagem tridimensionais adquiridospelo meio de varredura e determinar um modelo tridimensional virtual quereconstruí, a um alto grau de exatidão, a geometria do campo de imagemvarrido.

Por uso de aspectos geométricos conhecidos, conectados comoobjetos de reconhecimento em imagens individuais, sobrepostas e não so-brepostas, que cobrem coletivamente o campo de vista de interesse, a posi-ção e a orientação relativas dessas imagens pode ser assim determinadas.Esse aspecto da invenção serve para eliminar as fontes de imprecisão resul-tantes dos métodos de "costura" conhecidos, que resultam em impulsos, de-formação e/ou outras distorções, na medida em que as varreduras são ali-nhadas.

Mais um outro aspecto da invenção é um método para a cons-trução de modelo 3-D incorporando e alinhando dados de imagem de varre-dura 3-D de um arco dentário maxilar e de um arco dentário mandibular o-posto. O dito método compreende: dispor vários aspectos de reconhecimen-to adjacentes às superfícies dos arcos dentários maxilar e mandibular, sufi-cientes para permitir a determinação das respectivas posições e orientaçõesdesses arcos dentários; varrer tridimensional e individualmente os ditos ar-cos para obter dados de imagem 3-D abrangendo e representando os as-pectos topográficos dos ditos arcos dentários e capturar os aspectos de re-conhecimento associados com cada um dos ditos arcos dentários; colocar odito arco dentário maxilar e o dito arco dentário mandibular em uma relaçãode oclusão e varrer tridimensionalmente os ditos arcos dentários para obterdados de imagem 3-D abrangendo, para cada um dos ditos arcos, os aspec-tos de reconhecimento também capturados nas ditas varreduras individuais;e processar os ditos dados de imagem 3-D e construir um modelo 3-D, emuma representação de arco dentário maxilar correspondente é alinhada pre-cisamente com uma representação de arco dentário mandibular correspon-dente. Os arcos dentários podem ser formados em impressões ou moldes dearcos maxilar e mandibular do paciente. Pelo menos um dos aspectos dereconhecimento pode ser colocado externamente a pelo menos um dos ditosarcos. Também, pelo menos um aspecto de reconhecimento é colocado in-ternamente em pelo menos um dos ditos arcos. A disposição de vários as-pectos de reconhecimento adjacentes às superfícies dos arcos dentáriosmaxilar e mandibular, suficientes para permitir a determinação das respecti-vas posições e orientações desses arcos dentários podem incluir a disposi-ção de vários aspectos de reconhecimento suficientes, quando consideradosconjuntamente com um ou mais aspectos dentários dos ditos arcos, parapermitir a dita determinação de posição e orientação de pelo menos um ar-co. Pelo menos um dos ditos arcos dentários pode ser desdentado ou ne-nhum dos arcos pode ser desdentado ou pelo menos um dos ditos arcospode ter uma região desdentada.

Outro aspecto é um método para a construção de um modelo deimagem 3-D incorporando e alinhando dados de imagem 3-D de um compo-nente de modelo dentário superior e de um componente de modelo dentárioinferior oposto. O dito método compreende o uso de um escâner 3-D, var-rendo tridimensionalmente cada um dos componentes de modelos dentáriossuperiores e inferiores, em que pelo menos um dos ditos componentes temum aspecto plano e, durante a dita varredura, fazer com que o aspecto planodo componente fique apontado a uma superfície plana do dito escâner 3-D,os ditos componentes tendo também aspectos de reconhecimento adicionaissuficientes, quando combinados com o aspecto de fundo plano, para deter-minar as posição e orientação de cada componente; colocar o dito compo-nente de modelo dentário superior e o dito componente de modelo dentárioinferior contra o dito escâner em uma relação de oclusão; varrer tridimensio-nalmente os ditos componentes de modelos dentários superior e inferior,para obter dados de imagem 3-D abrangendo um número suficiente dos di-tos aspectos de reconhecimento do componente do modelo dentário superi-or e do componente de modelo dentário inferior varridos no ato (a), parapermitir o alinhamento das imagens dos ditos componentes; e processar osditos dados de imagem 3-D e construir deles um modelo de imagem 3-D, emque uma representação do dito componente de modelo dentário superior éalinhado precisamente com uma representação do dito componente de mo-delo dentário inferior. Pelo menos um dos ditos aspectos de reconhecimentoadicionais pode ser um aspecto plano, e, na varredura, o dito aspecto podeser forçado a apontar em uma marcação de registro do dito escâner. Emalguns casos, a marcação de registro é perpendicular a uma área superficialplana de um dito escâner. Pelo menos um dos ditos arcos dentários podeser desdentado, ou nenhum dos arcos pode ser desdentado, ou pelo menosum dos ditos arcos pode ter uma região desdentada.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista em perspectiva de um primeiro objeto dereconhecimento útil, de acordo com os métodos e sistema descritos.

A figura 2 é uma vista em perspectiva de um segundo objeto dereconhecimento útil, de acordo com os métodos e sistema descritos.

A figura 3 é uma vista em perspectiva de um terceiro objeto dereconhecimento útil, de acordo com os métodos e sistema descritos.

A figura 4 é uma vista em perspectiva de um arco dentário, com-preendendo um terceiro objeto de reconhecimento.

A figura 5 é uma vista em perspectiva de um arco dentário, com-preendendo um quarto objeto de reconhecimento.

A figura 6 é uma vista em perspectiva de objetos de reconheci-mento colocados externamente aos moldes, representando uma maxila euma mandíbula do paciente.

A figura 7 é uma vista de um molde de mandíbula compreen-dendo três objetos de reconhecimento internos.

A figura 8 é uma vista de um molde de maxila, mostrando as im-pressões feitas pelos três objetos de reconhecimento do molde da figura 7.

A figura 9 é uma vista do molde mostrado na figura 8, entãocompreendendo esferas colocadas nas impressões visíveis na figura 8.

A figura 10 é uma vista em perspectiva de um modelo dentáriomontado, mostrando as superfícies planas características.

A figura 11 é uma vista em perspectiva do componente inferiordo modelo dentário da figura 10.

A figura 12 é uma vista em perspectiva do componente superiordo modelo dentário da figura 10.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Vários aspectos dos métodos e sistemas referidos acima vão serapresentados a seguir. Na apresentação desses aspectos, as concretiza-ções vão ser usadas para ilustrar os aspectos desses métodos e sistemas.Deve-se entender que essas concretizações são apresentadas apenas pormeio de exemplos e não são intencionadas para serem de algum modo Iimi-tantes. A invenção pode ser representada tanto nessas quanto em váriasoutras formas. Ainda que essas concretizações ilustrem várias combinaçõesde elementos e atos, deve-se considerar que alguns ou todos desses ele-mentos ou atos podem ser reunidos ou praticados de outros modos, com ousem mais outros elementos ou atos, enquanto ainda praticando a invenção.

Como aqui usado, certos termos ou expressões devem ser en-tendidos como tendo os seguintes significados, a menos que o uso contex-tual indique claramente de outro modo. "Adjacente" à superfície de um arcoinclui a colocação diretamente no arco ou ligeiramente espaçado dele. "Inte-riormente" e "exteriormente" refere-sem a aspectos no sentido das partesinterna ou externa, respectivamente, de uma boca; interior ou exteriormentecom relação a um arco refere-se à região dentro da forma de U de um arcoou ao longo da parte externa de um arco de forma em U1 respectivamente.

Um arco desdentado é um desprovido de dentes. Um arco tendo uma regiãodesdentada tem um ou mais dentes e uma parte desprovida de um ou maisdentes.

Um aspecto da presente invenção é um método e um sistemapara a criação de modelos tridimensionais virtuais de um campo de visãovarrido, usando objetos não fisiológicos como pontos de referência na "cos-tura" de imagens capturadas sobrepostas e, adicionalmente, posicionamentodesses objetos de reconhecimento nas áreas do campo de visão que sãocaracterizadas por baixa definição de características, para melhorar a preci-são da modelagem tridimensional dessas áreas.

Um outro aspecto da presente invenção é um método e um sis-tema para obter dados 3-D, úteis em aplicações de CAD e CAM, referentesà posição relativa dos componentes individuais, tais como a mandíbula e amaxila de um paciente dentário, especialmente quando os dados 3-D de ca-da componente podem ser varridos separadamente.

Os sistemas e métodos descritos são particularmente adequa-dos e intencionados para aplicações médicas e dentários, e são particular-mente adequados para uso no campo de odontologia de implante e aplica-ções relacionadas. Os implantes dentários são usados para suportar a res-tauração de dentes faltantes. Peças de implantes são implantadas cirurgi-camente por um dentista. Esses implantes dentários vão ser tipicamente"restaurados" com pivôs e coroas; isto é, após a implantação bem-sucedidade suportes de implantes na mandíbula do paciente, componentes comple-mentares, incluindo pivôs e coroas, vão ser fixados nos suportes implanta-dos, para proporcionar ao paciente uma restauração dos dentes naturais dopaciente.

Em um aspecto, um método e um sistema, de acordo com algu-mas concretizações da presente invenção, permitem que um fabricante decomponentes de restaurações dentárias meça precisamente a localização ea orientação dos implantes em relação aos meios físicos orais circundantes,e, desse modo, projetem e trabalhem os componentes de restauração, quesão, a um alto grau de precisão e exatidão, particularizados à anatomia e àdentição existente do paciente.

Nas aplicações dirigidas à densidade, e aplicações médicas re-lacionadas, esses métodos e sistemas dispensam a necessidade para câ-mera(s) especializadas e montagens delas. Em vez disso, permitem o usode qualquer meio de captura de dados, que produza uma nuvem de pontosrepresentando a superfície tridimensional. Esse meio de captura pode ser,por exemplo, um escâner a laser tridimensional de quadro fixo ou portátil,uma câmera digital usual ou qualquer outro meio de formação de imagemque é na prática adequado à aplicação médica particular. Os meios de cap-tura de dados de imagens úteis com a invenção são facilmente disponíveisde fontes comerciais, e incluem, por exemplo, escâneres a laser tridimensio-nais, tal como o escâner modelo VIVID 900, comercializado pela MinoltaCorporation.

Outro aspecto da invenção é o uso dos objetos de reconheci-mento 12-26, tais como os ilustrados nas figuras 1 - 7, para auxiliar o soft-ware de processamento de imagens tridimensionais, para localizar automati-camente e determinar precisamente a posição e a orientação de objetosdentro do campo de imagem.

Ainda um outro aspecto da invenção é o posicionamento de ob-jetos de reconhecimento tendo topografia bem-definida dentro daquelas á-reas no campo de imagem que tenham uma boa definição de imagem, e par-ticularmente naquelas áreas que aparecem em partes sobrepostas de pelomenos duas imagens, para proporcionar o software de formação de imagemcom as informações de posição e orientação suficientes para permitir umacombinação altamente precisa (ou "costura") das imagens adjacentes e so-brepostas. A presença dessas áreas de baixa definição de aspectos é típicade condições dentárias desdentadas, e apresenta, desse modo, um proble-ma crônico para a formação de imagem de mandíbulas desdentadas, que apresente invenção é a primeira a abordar com sucesso.

Na prática da abordagem aqui descrita, os objetos de reconhe-cimento têm uma geometria conhecida, que compreende aspectos definidosdispostos em posições relativas conhecidas ou determináveis com precisão,são firmemente incorporados dentro do campo de imagem, e particularmenteem áreas dentro do campo de imagem que tenham uma boa definição deaspectos. Algumas concretizações de objetos de reconhecimento, para usocom essa tecnologia, incluem um objeto, tal como o objeto 12 ilustrado nafigura 1, que compreende três esferas ligadas 12-A, 12-B, 12-C, tendo raiosconhecidos precisamente, fixos em posições precisamente conhecidas emespigas anguladas 13-A, 13-B e 13-C, respectivamente. Outra forma útil deobjeto de reconhecimento é o uso de planos múltiplos, como mostrado pelosplanos 16-A e 16-B no objeto 16 da figura 3, mostrando um exemplo de umpolígono piramidal de dimensões conhecidas. Ainda outras formas úteis deobjetos de reconhecimento são uma barra com objetos retangulares sólidosnas extremidades, como em 18 na figura 4, um fio arqueado precisamentecom aspectos identificadores espaçados, como em 22 na figura 5, e umaesfera simples de raio conhecido, como ilustrado, por exemplo, nas figuras 5(nos quais os aspectos são esferas) - 7 e 9. A figura 8 mostra uma impres-são feita após os objetos de esferas terem sido presos em uma maxila euma impressão é feita. As figuras 4 e 5 mostram os objetos de reconheci-mento deslocados adjacentes a um molde 40 de um arco maxilar ou mandi-bular. Na figura 6, os objetos de reconhecimento são esferas colocadas naparte externa das impressões de uma maxila 42 e de uma mandíbula 44.

Na prática do método aqui descrito, os objetos de reconhecimen-to, como os mostrados nas figuras 1 - 7 e 9 são incorporados dentro docampo de imagem. No caso de odontologia de implante, um ou mais objetosde reconhecimento podem ser fixados em implantes dentários, que tenhamsido implantados cirurgicamente na mandíbula do paciente. De preferência,cada um desses objetos de reconhecimento compreende um aspecto defixação, que é complementar aos aspectos de interface do implante dentário.Os objetos de reconhecimento podem ser fixados com um dispositivo de fi-xação tendo um eixo rosqueado inserível dentro de um furo do objeto de re-conhecimento, que pode ser orientado ao longo do eixo principal do pivô deimplante. Onde o campo de visão compreende moldes articulados da maxilae da mandíbula de um paciente, os objetos de reconhecimento podem serfixados em espigas rosqueadas ou presos de outro modo nos moldes.

De acordo com outro aspecto, a invenção compreende um mé-todo e um sistema para desenvolver um modelo tridimensional virtual de umcampo de restauração dentário. Em um aspecto, a invenção proporciona ummeio para determinar a localização relativa dos objetos de reconhecimento,e dos aspectos dos objetos de reconhecimento, em uma de uma pluralidadede imagens varridas obtidas com um meio de varredura tridimensional, epara detectar a localização e a orientação de um aspecto conhecido em umobjeto varrido tridimensional.

Em outro aspecto, a invenção compreende um sistema e méto-dos para capturar precisamente a relação espacial entre dois corpos sepa-rados, tais como a maxila e a mandíbula de um paciente dentário, utilizandoos objetos de reconhecimento posicionados ou fixos nos corpos (isto é, nasmaxilas e mandíbulas ou nos moldes ou impressões representativos da ma-xila e da mandíbula).

O objeto de reconhecimento pode ser um aspecto intrínseco,mas não anatômico de um objeto original (ou um conjunto de objetos), bemcomo ser um artefato que é adicionado ao campo do objeto original. Emqualquer um dos casos, o objeto de reconhecimento tem geometria conheci-da. Usando as informações sobre a geometria conhecida do objeto de reco-nhecimento, o software permite a determinação das posições e orientaçõesprecisas do objeto de reconhecimento a ser identificado com relação aosdados varridos. Além do mais, varreduras múltiplas de um dado campo devisão podem ser "registradas" e as suas posições e/ou orientações relativasalinhadas precisamente, sem qualquer intervenção humana. De modo simi-lar, as posições e orientações relativas de dois ou mais objetos, incluindo,notavelmente, os campos de visão consistindo em dois componentes varri-dos separadamente, tais como maxila e mandíbula, ou seus moldes repre-sentativos, podem ser alinhadas precisamente e com um alto grau de exati-dão dimensional, usando varreduras múltiplas de cada campo de visão, epelo menos uma varredura abrangendo os objetos de reconhecimento dosditos campos de visão.

Um campo de visão a ser varrido deve compreender pelo menosum objeto tendo um ou mais aspectos de reconhecimento de geometria edimensão conhecidas, os ditos aspectos sendo suficientes para definir com-pletamente a localização e/ou a orientação. Os exemplos não Iimitantes des-ses tipos de objetos são apresentados nas figuras 1 - 7. O objeto de reco-nhecimento (localização) é varrido usando um escâner tridimensional, e osdados varridos são freqüentemente coletados como formato de texto ASCIIdesordenado, embora, qualquer coleta de dados de pontos tridimensionaisseja aplicável.

Dos dados de varredura, o(s) objeto(s) de reconhecimentoé(são) detectado(s) pelo software de formação de imagem, e a determinaçãoda posição e/ou orientação de cada (usando a sua geometria conhecida)permite também a determinação das posições e orientações de todos osoutros objetos e aspectos capturados nos dados varridos.

Esse processo pode ser facilmente executado em um processointeiramente automatizado, empregando um código de computador eficiente.Por exemplo, no exemplo de três esferas usado para definir as posição eorientação (consultar a figura 1), os centros das três esferas (de diâmetroconhecido e de distância conhecida entre si) são detectados pelo software.Uma origem é então calculada usando a relação geométrica, e a localizaçãoda origem é tipicamente transmitida como um ponto de dados triplo (x, y, z).O software também pode calcular a orientação do objeto de reconhecimentocomo dois vetores unitários, também expressos como pontos de dados tri-pios. Métodos similares são empregados para determinar as posições e ori-entações definidas por outros objetos de geometria conhecida dentro docampo objeto, tal como esférico, plano, poligonal, cilíndrico e outras formasmostradas nas figuras 1 - 7. Desse modo, um conjunto de dados é obtidoque define inteiramente as posições e orientações de cada objeto de reco-nhecimento.

A detecção de um objeto de geometria reconhecida em uma var-redura tridimensional tem muitas aplicações potenciais. As aplicações médi-cas e dentárias, para as quais a presente invenção é principalmente dirigida,envolvem uma combinação de superfícies orgânicas e objetos fabricados, e,nessas aplicações, a capacidade de detectar, a um alto grau de precisão,das posições e orientações de um objeto de geometria conhecida, que é po-sicionado dentro de um campo de visão anatômico, ocasiona a capacidadede projetar partes componentes, que são ajustadas à topografia desse cam-po de visão anatômico.

Especificamente, no caso de implantes dentários, por exemplo,por montagem de um dos objetos de reconhecimento, mostrados nas figuras1 - 3, na parte fabricada existente (isto é, o próprio implante), as localizaçõese orientações exatas dessa parte dentro do arco dentário do paciente podemser determinadas relativas aos outros objetos de reconhecimento. Por suavez, essa determinação permite que seja feita uma montagem virtual, quecombina a imagem varrida e a parte de substituição e suplementar proposta(isto é, um dente substituto), para selecionar, e depois fabricar, as partessuplementares e de substituição que complementam com exatidão os requi-sitos geométricos das condições anatômicas dos pacientes. Além do mais, acolocação de objeto de reconhecimento dentro de uma região desdentada,ou em outra região sem aspectos anatômicos significativos, propicia um re-gistro preciso de varreduras que contêm o objeto de reconhecimento.

Quando imagens tridimensionais múltiplas de um objeto são fei-tas (por exemplo, devido ao tamanho ou vistas obscurecidas), é necessáriodefinir as localizações e orientações de cada uma das imagens, para reali-nhar os dados de imagem capturados a uma representação precisa e com-pleta do campo de visão original. Para fazer isso, deve-se capturar, em cadaimagem no conjunto de imagens, um objeto de reconhecimento de geome-tria conhecida (tal como aquela mostrada nas figuras 1 - 7), que tambémaparece em uma segunda imagem no conjunto. A localização e/ou a orienta-ção do objeto conhecido em cada imagem pode ser então usada para posi-cionar as imagens relativamente entre si, para recriar o campo de visão ori-ginal.

Esse método pode ser também empregado em conjunto com esuplementar(a) os métodos de "costura" ou "registro" atualmente praticados.Esses métodos alinham varreduras múltiplas, sem o uso de geometria co-nhecida, mas são insuficientemente precisos para muitas aplicações. A adi-ção ao campo de visão de um ou mais objetos de reconhecimento de acordocom a invenção, como ilustrado para o exemplo nas figuras 1 a 6, melhorabastante a precisão da costura de imagens adjacentes. Além do mais, o po-sicionamento desses objetos de reconhecimento dentro de quaisquer áreasdo campo de visão, que são caracterizados por baixa definição de aspectos,vai melhorar bastante a modelagem tridimensional dessas áreas, além deservir como pontos de referência relativos entre as imagens adjacentes, ca-da uma delas compreendendo um determinado objeto de reconhecimento.

Em particular, a metodologia descrita permite a correlação e oregistro precisos de varreduras digitalizadas separadas da maxila e da man-díbula de um paciente dentário (ou de varreduras de custos representando,respectivamente, a maxila e a mandíbula de um paciente). Modelos tridi-mensionais desenvolvidos desses métodos propiciam uma definição precisadas posições e orientações do maxilar e da mandíbula, incluindo uma de-terminação precisa dos aspectos topográficos, que determinam as caracte-rísticas oclusivas. Esses modelos 3-D podem ser então usados para desen-volver restaurações dentárias, que consideram, adequadamente, as locali-zações/orientações ótimas de contatos e superfícies ocluídas.

Um primeiro método para fazer um registro preciso da posiçãorelativa da maxila e da mandíbula utiliza componentes de reconhecimentoilustrados na figura 6. Como mostrado na figura 6, um conjunto de três esfe-ras de 24 raios conhecidos é fixado externamente em, respectivamente, ummolde da maxila do paciente e um molde da mandíbula do paciente. Após asvarreduras digitalizadas feitas separadamente de maxila e mandíbula, umavarredura ou um conjunto de varreduras, que capture todas as esferas assimposicionadas na maxila e na mandíbula, como mostrado na figura 6, podeser usado para construir um modelo tridimensional, que representa precisa-mente as respectivas posições, orientações e dimensões da mandíbula e damaxila e dos seus respectivos aspectos.Em um segundo método de acordo com a invenção, para o de-senvolvimento de um modelo 3-D da relação articulada entre a maxila e amandíbula de um paciente, apenas um único conjunto de (de preferência)três esferas é usado. Como mostrado na figura 7, o conjunto de esferas 26 éposicionado dentro do arco maxilar ou mandibular 44 de um paciente, ou,como na figura 7, de um molde representando esse arco, e uma "impressão"é tomada do impacto desse conjunto de objetos por um material elástico co-locado dentro do elemento de mandíbula oposto. As varreduras são depoistomadas das respectivas mandíbulas, ou com a superfície "submetida a im-pacto" deixada como está (como mostrado na figura 8), para formação deimagem dos entalhes 46 criadas pelos objetos de reconhecimento, ou, paramelhor iluminação, seguinte à colocação de esferas reflexivas de mesmotamanho, adicionais 48 dentro dos entalhes, como na figura 9.

Por uso de aspectos geométricos conhecidos, ligados fisicamen-te como objetos de reconhecimento em imagens sobrepostas ou não sobre-postas, individuais, que cobrem, coletivamente o campo de visão de interes-se, as posições e orientações relativas dessas imagens podem ser assimdeterminadas. Esse aspecto da invenção serve para eliminar as fontes deimprecisão resultantes dos métodos de "costura" conhecidos, que resultamem desvios, deformações e/ou outras distorções, na medida em que as var-reduras são alinhadas. A figura 4 ilustra um exemplo dessa solução; nessecaso, um arco dentário vai ser varrido. A geometria conhecida introduzida navarredura, na forma de dois polígonos de dimensões conhecidas, ligados poruma barra tendo também uma dimensão conhecida, propicia a detecção dalocalização e/ou orientação de varreduras de partes dos dentes. A varreduraintra-oral necessita do uso de pequenos escâneres, de modo que cada var-redura propicie a captura de apenas uma parte do arco.

Na prática da invenção, as informações espaciais podem serobtidas diretamente usando varredura intra-oral e depois processamentocomo descrito acima. Como descrito acima, no entanto, a presente invençãopode ser usada em conjunto com a prática convencional, com que impres-sões são tiradas da dentição do paciente, e a dita dentição é reproduzida naforma de um molde-mestre feito das ditas impressões. Em um caso de im-plante, o molde-mestre vai conter análogos dos implantes dentários. A exati-dão com a qual as localizações e orientações desses análogos de implantespode ser determinada, com a finalidade de projetar partes de componentesde restaurações, a serem suportadas pelos implantes, é melhorada por usode um objeto de reconhecimento de acordo com a presente invenção.

Em outro aspecto da invenção, um método alternativo para cap-turar a posição relativa dos componentes superior e inferior de um modelodentário, e, desse modo, para "alinhar" os ditos componentes do modelo, fazuso de uma geometria 3-D plana não dentária desses componentes do mo-delo. Nesse método alternativo, o software registra os aspectos geométricosdeterminantes da posição do modelo, a partir de dados de varredura, e em-prega características conhecidas dos ditos aspectos geométricos, para loca-lizar com precisão e com exatidão todos os aspectos topográficos associa-dos com os modelos, incluindo todos os aspectos anatômicos e dentários.Esses aspectos geométricos determinantes da posição podem ser um míni-mo de três planos interceptantes em cada componente de modelo; essesaspectos podem compreender em vez disso combinações de planos, e/ouaspectos, tais como discos, colocados ou pintados em planos dos compo-nentes do modelo, esferas, ou quaisquer outros objetos não dentários, demodo a proporcionar dados de posição precisos (6 graus de liberdade paracada objeto).

Com referência às figuras 10, 11 e 12, um modelo dentário típico50 é ilustrado, compreendendo um componente inferior 52 (mostrado sepa-radamente na figura 11) e um componente superior 62 (mostrado separa-damente na figura 12). Como mostrado nas figuras 10 a 12, os modelos den-tários têm geralmente superfícies de planos múltiplos, em conseqüência dapreparação deles (ou esses planos podem ser facilmente adicionados), eesses planos proporcionam uma rica fonte de dados determinantes de posi-ção, que podem ser extraídos de varreduras do modelo para servir comobase para localização das posições de todos os aspectos topográficos asso-ciados com o modelo.Com referência à figura 11, ilustra-se um componente inferior 52do modelo 50. O componente inferior 52 compreende uma pluralidade desuperfícies planas, como artefatos para a preparação do modelo, ou criadassubseqüentemente para a preparação do modelo e especificamente paraservir como os aspectos de referência de determinação de posição. As ditassuperfícies planas incluem um plano de fundo 54 (não visível na figura 11,mas oposto ao arco dentário inferior 55), um plano posterior 56, um primeiroplano lateral (por exemplo, direito) 58 e um segundo plano lateral (por exem-plo, esquerdo) (não mostrados). De modo similar, o componente do modelosuperior 62, mostrado separadamente na figura 12, compreende um planode fundo 64 (não visível na figura 12, mas oposto ao arco dentário superior65), um plano posterior 66, um primeiro plano lateral 68A, e um segundoplano 68B. Em particular, a superfície plana formando o "fundo" de cadacomponente de modelo pode ser usada como um aspecto de referência (o"fundo" de um componente de modelo sendo a superfície plana oposta àsuperfície do arco dentário do componente). No exemplo a seguir, o planode fundo 54 do componente do modelo inferior 52 (mostrado separadamentena figura 11) é usado como um plano de referência; embora, outra superfícieplana de qualquer componente de modelo possa ser usada como uma refe-rência. De modo similar, três planos foram selecionados para esse exemplo,mas três ou mais planos, ou uma combinação de planos e outros aspectosnão dentários podem ser também selecionados. (Em alguns casos, um oumais aspectos dentários podem ser ainda usados como aspectos de reco-nhecimento, aumentados por aspectos dentários planos e/ou outros.)

O alinhamento do componente de modelo inferior com o compo-nente de modelo superior é implementado nesse exemplo pelo uso de trêsplanos de cada componente de modelo. Deve-se notar que, nas imagensparticulares desses respectivos componentes de modelos empregados parafazer o alinhamento, os planos selecionados dos modelos inferior e superiornão precisam ser alinhados de qualquer maneira particular, para desenvol-ver um alinhamento preciso dos componentes de modelo superior e inferior.(Se existem aspectos não planos nos ou próximos dos planos de interesse,esses podem e geralmente devem ser removidos usando as técnicas deprocessamento conhecidas na técnica.)

O modelo montado (figura 10) proporciona a localização relativados planos necessários para a montagem das imagens 3-D individuais res-pectivamente do componente de modelo inferior (figura 11) e do componentede modelo superior (figura 12). Três planos de cada modelo são seleciona-dos. Como o modelo montado é ilustrado na figura 10, e como o componen-te de modelo inferior 52 é ilustrado na figura 11, o plano de fundo 54 de mo-delo inferior 52 não é visível; igualmente, nas figuras 12, o plano de fundo 64do componente de modelo superior 62 não é visível. No entanto, o plano defundo de cada componente de modelo se apoia no plano de referência doescâner 3-D, quando da varredura, de preferência, alinhado com uma oumais marcações de referência, e, portanto, a orientação geométrica dessesplanos de fundo nas varreduras é conhecida.

Uma vez que o plano de fundo em cada uma das três imagens(montada, inferior e superior) é conhecido, então, para cada um dos compo-nentes inferior e superior, apenas dois planos adicionais, cada um deles vi-sível em ambas a imagem do componente e a imagem da montagem sepa-radas, precisam ser determinadas pelo software para determinar com preci-são a geometria desse componente. De modo similar, para determinar a ge-ometria e, desse modo, o alinhamento dos componentes inferior e superior,do modelo inteiramente montado, deve-se determinar da sua imagem, comorepresentado na figura 10, os dois planos selecionados de cada um doscomponentes de modelo, mais apenas o plano de fundo 64 previamente in-visível, mas "conhecido" do componente de modelo superior 62.

Por exemplo, a geometria do componente de modelo inferior 52pode ser determinada do conhecimento do plano do seu fundo 54 (invisívelna figura 11) e da determinação do plano posterior do componente inferior56 e do plano lateral do componente inferior 58. De modo similar, a geome-tria do componente de modelo superior 62 pode ser determinada do conhe-cimento do plano do seu fundo 64 (invisível na figura 12) e da determinaçãodo plano posterior do componente superior 66 e do plano lateral do compo-nente superior 68A ou 68B. Supondo os locais dos planos mencionados a-cima, as imagens individuais podem ser montadas para casarem com oslocais dos planos na montagem.

Desse modo, para implementar o alinhamento dos componentesde modelo inferior e superior do modelo 50, a partir da imagem do modelomontado mostrado na figura 10, é necessário apenas determinar a orienta-ção, nessa imagem, dos quatro planos (dois de cada componente de mode-lo) descrito acima (isto é, o plano posterior do componente superior 56 e oplano lateral 58, e o plano posterior do componente inferior 66 e o plano Iate-ral 68), e, adicionalmente, determinar a orientação, como mostrado na figura10, do plano de fundo do componente superior 64.

Mais de três planos também podem ser usados, bem como ou-tros objetos que reprimem em demasia a solução para a posição dos com-ponentes de modelo (ainda que uma repressão em demasia de mínimosquadrados, ou uma solução similar, possa ser tipicamente preferida). Opcio-nalmente, aspectos de referência adicionais podem ser presos nas superfí-cies planas das superfícies dos componentes de modelos, também para ser-vir como aspectos de referência determinantes da posição. Por exemplo,pequenos discos circulares de uma cor contrastando com aquela das super-fícies do modelo podem ser pintados ou de outro modo aderidos a qualquersuperfície. Dois ou mais desses discos podem ser também dispostos namesma superfície plana, nas posições espaçadas entre si medidas com pre-cisão, proporcionando, desse modo, uma medida escalar.

Claims (14)

1. Método para construção de um modelo 3-D, para incorporar ealinhar dados de imagem de varredura 3-D de um arco dentário maxilar e deum arco dentário mandibular oposto, o dito método compreendendo:(a) dispor vários aspectos de reconhecimento adjacentes às su-perfícies dos arcos dentários maxilar e mandibular, suficientes para permitir adeterminação das respectivas posições e orientações desses arcos dentários;(b) varrer, tridimensionalmente, individualmente os ditos arcospara obter dados de imagem 3-D, abrangendo e representando os aspectostopográficos dos ditos arcos dentários, e capturar os aspectos de reconhe-cimento associados com cada um dos ditos arcos dentários;(c) colocar o dito arco dentário maxilar e arco dentário mandibu-lar em uma relação de oclusão, e varrer tridimensionalmente os ditos arcosdentários para obter dados de imagem 3-D para cada um dos ditos arcos, osaspectos de reconhecimento também capturados nas ditas varreduras indi-viduais; e(d) processar os ditos dados de imagem 3-D e construir um mo-delo 3-D, em que uma representação de arco dentário maxilar correspon-dente é alinhada precisamente com uma representação de arco dentáriomandibular correspondente.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que os ditos ar-cos dentários são formados em impressões ou moldes de arcos maxilar emandibular de um paciente.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que pelomenos um aspecto de reconhecimento é colocado externamente a pelo me-nos um dos ditos arcos.

4. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que pelomenos um aspecto de reconhecimento é colocado internamente a pelo me-nos um dos ditos arcos.

5. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que disporvários aspectos de reconhecimento adjacentes às superfícies dos arcos den-tários maxilar e mandibular, suficientes para permitir a determinação dasrespectivas posições e orientações desses arcos dentários, inclui dispor vá-rios aspectos de reconhecimento suficientes, quando considerados em con-junto com um ou mais aspectos dentários dos ditos arcos, para permitir adita determinação de posição e orientação de pelo menos um arco.

6. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que pelomenos um dos ditos arcos dentários é desdentado.

7. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que ne-nhum dos arcos é desdentado.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, em que pelo menosum dos ditos arcos tem uma região desdentada.

9. Método para construir um modelo de imagem 3-D, para incor-porar e alinhar dados de imagem de varredura 3-D de um componente dearco dentário superior e de um componente de arco dentário inferior oposto,o dito método compreendendo:(a) usar um escâner 3-D, para varrer tridimensionalmente cadaum dos componentes de modelos dentários inferior e superior, em que pelomenos um dos ditos componentes tem um aspecto plano, e, durante a ditavarredura, fazer com que o dito aspecto plano de componente fique aponta-do para uma superfície plana do dito escâner 3-D, os ditos componentestendo também aspectos de reconhecimento adicionais suficientes, quandocombinados com o aspecto de fundo plano, para determinar as posições eorientações de cada componente;(b) colocar o dito componente de modelo dentário superior e odito componente de modelo dentário inferior contra o dito escâner, em umarelação de oclusão;(c) varrer tridimensionalmente os ditos componentes de modelodentário superior e inferior, para obter dados de imagem 3-D abrangendo umnúmero suficiente dos ditos aspectos de reconhecimento dos ditos compo-nente de modelo dentário superior e componente de modelo dentário inferiorvarridos no ato (a), para permitir alinhamento das imagens dos ditos compo-nentes; e(d) processar os ditos dados de imagem 3-D e construir a partirdeles um modelo de imagem 3-D, no qual uma representação do dito com-ponente de modelo dentário superior é alinhado precisamente com uma re-presentação do dito componente de modelo dentário inferior.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, em que pelo me-nos um dos ditos aspectos de reconhecimento adicionais é um aspecto pla-no, e no ato (a) o dito aspecto é feito ter uma marcação de registro do ditoescâner.

11. Método de acordo com a reivindicação 9, em que a dita mar-cação de registro é perpendicular a uma área superficial plana de um ditoescâner.

12. Método de acordo com a reivindicação 9 ou 10, em que pelomenos um dos ditos arcos dentários é desdentado.

13. Método de acordo com a reivindicação 9 ou 10, em que ne-nhum dos arcos é desdentado.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, em que pelo me-nos um dos ditos arcos tem uma região desdentada.