BRPI0906272A2

BRPI0906272A2 - método e dispositivo para determinar quantitativamente as caracterìsticas óticas superficiais de um objeto de referência composto por uma pluralidade de camadas oticamente diferenciáveis

Info

Publication number: BRPI0906272A2
Application number: BRPI0906272-6A
Authority: BR
Inventors: Mancilla Jaime Ramirez; Aguilar Rodrigo Rubio; Carriquiry Daniel Serpell; Fernandez Nicolas Slusarenko; Quevedo Guillermo Vidal
Original assignee: Aplik S A
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2011-03-29
Also published as: US20100141931A1; MX2009013274A; US8203713B2; CL2008003661A1

Abstract

MéTODO E DISPOSITIVO PARA DETERMINAR QUANTITATIVAMENTE AS CARACTERìSTICAS õTICAS SUPERFICIAIS DE UM OBJETO DE REFERêNCIA COMPOSTO POR UMA PLURALIDADE DE CAMADAS OTICAMENTE DIFERENCIáVEIS. Apresenta-se um método e um dispositivo para a determinação quantitativamente das características áticas superficiais de um objeto de referência composto por uma pluralidade de camadas oticamente diferenciáveis. O dispositivo compreende meios de iluminação e de coleta de imagens, conectados a meios analisadores que executam o método para obter os parâmetros dos componentesdo material de restauração mais ajustados às características áticas da região oral do sujeito em tratamento, O resultado da análise do método da invenção consiste principalmente na individualização de cada um dos diversos materiais que deveriam constituir as diferentes camadas, assim como as suas respectivas espessuras, e que vão conduzir à restauração dentária com características áticas ideais. A combinação de materiais de restauração proposta pelo presente método é a mais próxima da cor, a respeito dos seus componentes vermelho, verde e azul (RGB), sob diferentes tipos de iluminação. Dessa forma, consegue-se que a restauração seja visualmente imperceptível, tanto sob a luz natura quanto sob a luz ultravioleta.

Description

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA DETERMINAR QUANTITATIVAMENTE ASCARACTERÍSTICAS ÓTICAS SUPERFICIAIS DE UM OBJETO DE REFERÊNCIACOMPOSTO POR UMA PLURALIDADE DE CAMADAS OTICAMENTE

DIFERENCIÁVEIS

CONTEXTUALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

Esta invenção se refere a um método e a um dispositivo que determinamquantitativamente as características óticas superficiais de um objeto de referênciacomposto por uma pluralidade de camadas oticamente diferenciáveis. Adicional ecomplementarmente é oferecido um método para a determinação de umacombinação de camadas de materiais de restauração ou de constitutivos, tais comomateriais de restauração dentária (geralmente resinas sintéticas, embora possamser de outra natureza), que apresentem as características óticas superficiaissemelhantes às do objeto de referência.

Uma aplicação preferencial da invenção consiste na determinação de umacombinação de materiais de restauração dentária, de tal maneira que ascaracterísticas óticas superficiais da peça reconstruída se assemelhem às dosdentes reais próximos à área restaurada, em comparação com as característicasóticas superficiais determinadas pela arte prévia.

DESCRIÇÃO DA ARTE PRÉVIA

Normalmente, a dentição do ser humano adulto está constituída por 32 peças. Aregião visível de cada dente é constituída principalmente por três camadas: esmalte,dentina e polpa.

O esmalte é uma camada resistente encontrada principalmente na coroa dentária, asua cor varia entre o branco amarelado e o branco cinzento, dependendo do graude transparência que apresente.A dentina é um tecido duro e de certa flexibilidade, avascular, de cor brancaamarelada, que se encontra logo abaixo do esmalte e é a parte do dente que maiscontribui para a sua cor.

A polpa é a camada mais interna do dente, é mole e de cor rosa, nessa parte seencontram os vasos sangüíneos e as terminações nervosas.

O esmalte e a dentina são as camadas que mais contribuem para a aparência visualdo dente.

Vários estudos foram realizados para determinar o intervalo de cores que melhorrepresenta a dentição humana. Um desses estudos determina, por meio da mediçãoda cor nos incisivos superiores, que a cor dos dentes se encontra entre os valoresdo sistema CIELAB:

L* = 70 ± 4; a* = -0,22 ± 1 e b* = 18 ± 3.

Um Intervalo de Cor CIELAB está baseado na Teoria das Colores Opostas, comcoordenadas cartesianas de luminância ou claridade L* (0 a[ L* [100) e dimensõesde cores opostas (cromaticidade), ou coordenadas colorimétricas (a*) e (£>*). Acoordenada a* define o desvio do ponto acromático correspondente à luminância,com tendência ao vermelho se a* > 0 ou ao verde se a* < 0. Analogicamente, acoordenada b* define o desvio com tendência ao amarelo se b* > 0 ou ao azul, se b*< 0.

Outras pesquisas classificam os dentes por meio do sistema de cores Munsell,delimitando a cor do dente entre as coordenadas de tonalidade 7,5YR a 5Y, comuma faixa de claridade variando entre 4 e 8,5 e uma faixa de pureza de 0 a 7.

O Sistema de Cores Munsell descreve um conjunto de cores com relação a trêscoordenadas: tonalidade ou nuança (Hue, em inglês) que mede a composiçãocromática da luz que o olho alcança; claridade ou valor (Value, em inglês), quedetermina a luminosidade ou escuridade de uma cor com relação a uma escala decinza neutro; e pureza (Chroma, em inglês), que determina o grau de saturação docinza neutro pela cor do reflexo. A tonalidade é representada em uma escalaangular com uma variação de 3,6° para cada folha ou carteia padrão, está baseadaem cinco tonalidades básicas: vermelha (R)1 amarela (Y)1 verde (G)1 azul (B) epúrpura (P); assim como as cinco tonalidades combinadas das anteriores (YR, GY1BG1 PB e RP), cada uma das tonalidades tem diferentes graus que são detalhadosmediante números entre zero (0) e dez (10), colocados antes da letracorrespondente. A claridade e a pureza são representadas em uma escala linearcom uma relação de 2,5:1 entre si.

Não há consenso a respeito das faixas de cores e ainda não foi estabelecida umaúnica definição para o intervalo da cor dentária. Uma das principais dificuldadesconsiste em que há uma ampla variedade de tonalidades (ou de cromaticidade),mesmo dentro de um mesmo dente.

Para atender satisfatoriamente à demanda estética (ou visualmente perceptível) dossujeitos ou dos pacientes, especialmente na restauração dos dentes da regiãoanterior, foram desenvolvidos materiais restauradores substancialmente livres demetal, os quais tentam imitar as características mecânicas e óticas das camadas dodente natural. Assim, existem materiais que imitam as características óticas dadentina e outros que se assemelham às do esmalte.

Os fornecedores de materiais de restauração dentária que obtiveram melhoresresultados, do ponto de vista do comportamento óticos desses materiais, são os quefornecem três tipos de compostos para a restauração, imitando a constituição dodente:

- Dentina Corpo, que determina a cor da restauração.Dentina Opaca, que contribui para a opacidade do dente.

Esmalte Sintético, que confere brilho e transparência principalmente na regiãoincisai (o extremo mais afastado da base do dente).

Em geral, a camada mais profunda de uma restauração é a dentina opaca, depoisvem a dentina do corpo e, finalmente, o esmalte sintético (cada camada é unida àanterior mediante adesivos especiais incolores). Dependendo da opacidade,transparência e cor requeridas, pode-se prescindir de qualquer uma das camadas.

A medição das características óticas de um cliente, como a cor, a transparência e aopalescência, são de fundamental importância para a odontologia restauradora. Adeterminação da combinação de materiais de restauração dentária é realizada, namaioria dos casos, mediante a comparação visual por parte do profissionalrestaurador (odontologista ou ajudante), utilizando uma escala de coresestabelecida pelo fabricante dos materiais de restauração dentária, na qual cada corestá identificada por etiquetas junto aos materiais solicitados para a sua elaboração.

No entanto, muitas tonalidades dos dentes naturais não encontram representaçãonos intervalos de cores das escalas, o que faz com que o ajuste encontrado poresse procedimento esteja, muitas vezes, longe da solicitação estética do paciente.

Por outro lado, o procedimento realizado é notadamente influenciado por umconjunto de fatores externos que não são levados em consideração, como ascondições de iluminação ambiental e a opinião subjetiva do profissional que faz acomparação. Tais condições afetam a escolha da cor, fazendo com que o ajusteseja, na maioria dos casos, insatisfatório.

Na arte prévia, a fim de superar esse tipo de problemas, foram propostos váriosesquemas para a medição e para a obtenção dos parâmetros óticos apropriadospara a restauração dentária, problema que se torna especialmente difícil seconsiderarmos que os dentes apresentam grande variedade de tonalidades ediferentes graus de transparência, inclusive dentro de uma mesma peça. Umacomplicação adicional na medição da cor deste tipo de objetos é a alta capacidadede reflexão da sua superfície. Por isso, é preciso utilizar sistemas de iluminação eaquisição projetados para evitar esse tipo de dificuldades.

Os métodos e aparelhos da arte prévia, projetados para a aquisição e determinaçãode informações sobre a cor dos dentes, podem ser classificados - para a presenteexposição - em dois grandes grupos: (a) o primeiro grupo de métodos ou aparelhosprojetados apenas para obter imagens dentais de alta qualidade, passíveis de serempregados em algum processo de elaboração de uma restauração dentáriamediante resinas sintéticas ou peças de porcelana; e (b) um segundo grupo demétodos ou aparelhos nos quais, além de utilizar um sistema ótico para determinaras características do dente, realizam algum método sobre os dados coletados paraprojetar as restaurações dentárias.

No primeiro grupo, a patente US 6,956,601, de Squilla et ai, apresenta um sistemaportável para a coleta e exibição da região intraoral, baseado numa câmarafotográfica digital unida a uma peça extensível que obtém imagens do interior daboca, sendo que este dispositivo apresenta alta capacidade de conexão comelementos periféricos externos.

Nesse primeiro grupo também se encontra a patente US 7,006,126, deKerschbaumer et ai, a qual apresenta um aparelho analisador que empregabasicamente duas fontes luminosas independentes para determinar a estrutura e acor do dente analisado, sendo que uma dessas fontes é a luz polarizada.No segundo grupo de métodos e aparelhos, os esquemas propostos pela arte préviadiferenciam-se entre si principalmente por:1. O tipo de iluminação utilizada. Seja porque empregam fontes pontuais de luz,com base em fibra ótica ou outros tipos de iluminação que abrangem uma áreamaior. Além disso, este segundo grupo pode considerar outros aspectos, como apolarização da luz incidente e os dispositivos óticos e/ou mecânicos empregadospara garantir condições de medição livres de interferências externas, entre outrosaspectos.

2. A tecnologia empregada para obter as medições. A estratégia preferida é aanálise espectro-fotométrica da luz refletida, as diferenças fundamentais consistemna variedade e magnitude dos comprimentos de onda considerados e na largura dabanda do espectro analisado.

3. O conjunto de características óticas quantificadas. No qual se incluem asmedições de cor, de transparência, de fluorescência, de textura e de forma.

4. Os procedimentos para obter a restauração. Particularmente, os métodos ouprocedimentos que permitem aplicar modelos matemáticos ou físicos paradeterminar o tipo e a quantidade necessária de material de restauração parareproduzir melhor as características visíveis do dente real.

Um desses dispositivos do segundo grupo é o descrito na patente US 7,030,986, deOverbeck et al., o qual consiste em um dispositivo e um procedimento paramedições óticas, comercializado com o nome de ShadeVision®. Esse dispositivopermite medir a cor, o brilho e a transparência de um dente e realiza a análisemediante a coleta de várias imagens de um ou dois dentes, adquiridas mediante umsistema composto por um sensor CCD (siglas em inglês de Charge-Coupled Device)ou CMOS (siglas em inglês de Complementary Metal-Oxide Semiconducίοή. Adisposição de lentes e de filtros proporciona iluminação altamente localizada e dediferentes comprimentos de onda dentro do espectro visível. Conforme asmedições feitas, o dispositivo e o procedimento de Overbeck geram um mapa decores do dente, separando as regiões de diferentes características cromáticas. Essainformação é utilizada para elaborar uma prótese dentária.

A patente US 7,018,204 de Jung et ai, procura objetivos semelhantes aos deOverbeck, apresentando um método para determinar as características óticas deobjetos dentais empregando um elemento de imagem e um aparelho deespectrometria, comercializado com o nome de Vita EasyShade®. Assim como atécnica de Overbeck, o método de Jung permite a medição da cor e datransparência de um dente real. O principal obstáculo da invenção de Jung está nosistema de iluminação e coleta baseado em fibra ótica, o qual permite apenasrealizar medições espectro-fotométricas a pequenas partes do dente, sendo que oprocedimento de coleta deve ser repetido várias vezes para obter medições de todaa superfície do dente. Por outro lado, a presente invenção permite coletar ainformação da cor não apenas de um dente completo em uma única operação - oqual já apresenta uma vantagem a respeito da arte prévia mas também coleta ainformação de cor de vários dentes de uma única vez.

Outra limitação da arte prévia, mostrada nas patentes US 7,030,986 e US 7,018,204e superada pela presente invenção, refere-se aos dispositivos da arte prévia -limitados na analisar porções da arcada dentária - que não permitem realizar umaestimativa prévia do resultado da restauração sem ter que fabricar, previamente,uma amostra da prótese, impedindo que o profissional-tratante e o paciente possamfazer uma apreciação geral do resultado estético da restauração, antes que estaseja realmente feita.

Há invenções que apresentam soluções para o problema da "comparação prévia",como na patente US 6,561,800, de Lehmann e na patente US 6,007,332, de0'Brien, nas quais é divulgado o armazenamento em memória das imagens dasdiferentes tonalidades de uma escala de cor de materiais padrão de restauraçãodentária, as quais são comparadas com a cor do dente real.

Ainda nesse segundo grupo, a limitação na "região da arcada dentária coletada" éabordada na patente US 5,428,450 de Vieillefosse et ai., e na patente US 6,008,905de Breton et ai.

No entanto, a invenção descrita na patente US 6,038,024, de Berner, que apresentaum método e um aparelho para determinar a especificação do estímulo de cor deum objeto, conhecido comercialmente pelos nomes SpectroShade® e ShadePiloi®,é a que propõe uma solução que inclui uma grande área de coleta de imagem e quepermite a comparação prévia dos resultados. Para isso, Berner dispõe de umapeça ergonômica que se ajusta às gengivas e lábios do paciente e que permite obteruma iluminação homogênea em grande parte da arcada dentária anterior. Alémdisso, a partir da informação armazenada sobre os materiais de restauraçãodentária é possível determinar a distância entre a cor do dente real e a cor atingidapela restauração, expressado na diferença em unidades de um intervalo de corespreestabelecido. Essa diferença é exibida em uma tela na qual são apresentadasambas as cores para comparar visualmente o resultado.

Apesar do que foi descrito, a patente US 6,038,024 não apresenta um modelo físicoque descreva o comportamento ótico dos materiais de restauração dentária e nãoinclui nos seus procedimentos a seleção do fenômeno de fluorescência próprio dosdentes naturais. A presente invenção, pelo contrário, supera essa limitação ao incluirum modelo físico que permite prever o comportamento ótico - incluída afluorescência - dos materiais que constituirão a restauração proposta.

Em suma, o estado da técnica atual evidencia a carência de um dispositivo e de ummétodo de seleção de materiais para a restauração dentária que responda de formaconfiável aos aspectos relevantes da aquisição da cor dentária e que permita aobtenção de uma restauração ajustada às características óticas dos dentes dopaciente.

É desejável dispor de meios de uso simples e naturais, que sejam capazes depermitir que o usuário tenha uma visão geral do procedimento que está sendodesenvolvido, e que colete e examine a maior quantidade de informação relevantepossível.

SÍNTESE DA INVENÇÃO

A presente invenção oferece um método e um dispositivo que constituem umsistema de colaboração com o dentista que se encontra perante a restauração totalou parcial de um dente da região anterior, permitindo-lhe encontrar a combinação demateriais de reconstrução com características óticas externas as mais próximaspossíveis dos dentes reais da região restaurada.

Para chegar a uma descrição completa de tais características óticas, coleta-seinformação da superfície do dente iluminado seqüencialmente com luz naturalvermelha de 630 nm, verde de 520 nm e azul de 470 nm. Depois, a região éiluminada com luz ultravioleta de 365 nm para incluir na análise das propriedades defluorescência dos dentes naturais e dos materiais de restauração dentária.

O dispositivo e o método da presente invenção agem como um sistema, uma vezque a sua interdependência é o que permite alcançar os objetivos almejados.Assim, uma das categorias da presente invenção consiste em um dispositivo deiluminação e coleta de imagens que se conecta a meios que analisam e executamum método; outra das categorias da presente invenção permite obter os parâmetrosdos componentes do material de restauração mais ajustados às característicasóticas da região dental do sujeito em tratamento.

O resultado da análise do método da invenção consiste principalmente naindividualização de cada um dos diversos materiais que deveriam constituir cadauma das diferentes camadas, assim como as suas respectivas espessuras, e quelevarão à restauração dentária com ótimas características óticas. A combinaçãoproposta, mediante o presente método, de materiais de restauração, é a que maisse aproxima da cor, no que se refere aos seus componentes vermelho, verde e azul(doravante RGB, pela sua sigla em inglês), com diferentes tipos de iluminação.

Desse modo, consegue-se que a restauração seja visualmente imperceptível, tantocom luz natural quanto com luz ultravioleta.

A fim de determinar uma combinação apropriada de materiais para uma restauraçãoespecífica, o presente método inclui operações que procuram, entre os materiais derestauração disponíveis, a combinação que apresente valores do espectro dereflexão mais próximos aos valores obtidos nas amostras dos dentes.

Preferencialmente, embora não se limite a isso, o método da presente invençãoaplica uma função de conservação da intensidade luminosa baseado na teoria deKubelka-Munk que, de modo geral, permite relacionar as propriedades do espectrode reflexão de uma substância com a sua constituição.

Alternativamente, o presente método também pode oferecer uma variedade deopções e combinações de materiais de restauração que permitem ao profissionalrealizar a restauração apreciando o grau de coincidência das cores da(s)combinação(ção) proposta(s) antes de realizar a restauração. Para tal, os resultadosobtidos com o presente método poderão ser desdobrados em meios de visualizaçãode imagens, exibindo mapas de cores, contraste da cor objetiva com a conseguida,simulação da restauração sobre a imagem do dente real e informação alfanumérica,entre outros.

Outra alternativa adicional do método da presente invenção permite armazenar, porexemplo no prontuário médico do sujeito, as imagens coletadas e os parâmetrosdas combinações de materiais de restauração propostos.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Para ter maior clareza durante a descrição e do dispositivo proposto, descreve-se amodalidade preferida da invenção com o auxílio das seguintes figuras:

A FIG. 1 é um diagrama esquemático que apresenta uma modalidade preferencialdo dispositivo de coleta e de uma amostra;

A FIG. 2 é um gráfico esquemático que apresenta a seqüência de iluminação que odispositivo de coleta da FIG. 1;

A FIG. 3 é um diagrama dos blocos que constituem o funcionamento geral daInvenção;

A FIG. 4 apresenta o diagrama de blocos da etapa de Aquisição da Cor Dental;

As FIG. de 5a a FIG. 5c consistem na representação esquemática de uma amostrafina do material de restauração com diferentes espessuras, vistas do ângulosuperior, elevação e em perspectiva, respectivamente;

As FIG. de 6a a FIG. 6c consistem na representação esquemática de uma amostragrossa do material de restauração com diferentes espessuras, vistas do ângulosuperior, elevação e em perspectiva, respectivamente;

A FIG. 7 corresponde a um diagrama dos blocos da fase de Modelagem eCatalogação dos Materiais;

A FIG. 8 apresenta um diagrama de blocos da fase de Processo de Restauração; e

A FIG. 9 corresponde a um diagrama de blocos interno da subfase de Ajuste deCamada do diagrama da FIG. 8.DESCRIÇÃO MINUCISOSA DA INVENÇÃO

A FIG. 1 mostra a disposição esquemática do dispositivo de coleta [11], para obteruma imagem dental. O dispositivo de coleta [11] conta com meios de Iluminaçãoanulares [7] cujo eixo de simetria Z [9] corresponde à normal que une o plano dasamostras [1] com a lente dos meios de coleta digital de imagem [8]. A disposiçãodos meios de iluminação [7], com relação aos meios de coleta digital de imagem [8],está projetada para que a luz emitida não incida diretamente das suas fontes emdireção aos elementos óticos desses meios de coleta digital de imagem [8],O plano das amostras [1] é o local onde se colocará a arcada dentária do pacienteou uma amostra do material de restauração (geralmente uma placa), para avaliar assuas características óticas.

Os meios de iluminação [7] são compostos por dois tipos de meios iluminadores.Um meio iluminador RGB [5], constituído preferencialmente pelo anel limitadorinterno, e um meio iluminador UV [6], constituído preferencialmente por um aneliluminador externo. Estes anéis iluminadores não são necessariamente coplanares,e estão constituídos por uma pluralidade de fontes de luz, preferencialmentepontuais, e mais preferencialmente ainda, estão constituídos por diodos emissoresde luz (LEDs). Deveria ser óbvio esclarecer, que não é relevante se os meiosiluminadores RGB [5] são "internos" com relação aos meios iluminadores UV [6], ouvice-versa.

O anel iluminador interno [5] proporciona luz natural RGB e está localizado fora delinha de incidência direta com a amostra, como está revestido por um cone refletor[4] que impede a passagem direta dos raios luminosos originários deste aneliluminador interno [5] para fora da amostra localizada no plano das amostras [1]. Nocontexto da presente descrição, "cone refletor" deve ser entendido em um sentidoamplo, ou seja, deverá ser considerada como incluída, qualquer superfície refletoraque permita uma apropriada concentração de iluminação na área a ser iluminada,tais como mantas de parabolóides de revolução, mantas piramidais (únicas ouempilhadas e com inclinações variáveis sucessivas), etc., sejam lapidadas ou não, euma combinação de duas ou mais superfícies "cônicas" refletoras.

O anel iluminador externo [6] proporciona luz ultravioleta e, preferencialmente, massem limitação, será disposto de tal forma que não fique muito encoberto pelo conerefletor [4].

Entre o plano das amostras [1] e os anéis iluminadores [5, 6] estão dispostos meiostranslúcidos dissipadores [3] que refletem aleatoriamente os raios luminososoriginados de ambos os anéis iluminadores [5, 6] para produzir uma iluminaçãoespecialmente homogênea e evitar o efeito contraproducente do brilho dos dentes,provocado pela polidez e umidade da sua superfície.

No interior do dispositivo de coleta [11] encontram-se meios sequenciadores deiluminação [13]. Como ilustrado na FIG. 2, a seqüência de iluminação estáconstituída por cinco pulsos de luz, separados por intervalos de tempo nos quaisnão há qualquer luz acesa. O primeiro pulso, branco (RGB), inicia a seqüência decoleta da imagem, depois se ativam seqüencialmente, mediante quatro pulsos, asiluminações de cada um dos quatro tipos de "cores" (R, G, B e UV) e são colhidasas imagens correspondentes. A ordem em que são ativadas as iluminações de cadauma das quatro cores não é relevante, mas a ordem deve ser mantida durante oprocesso.

Os meios sequenciadores de iluminação incluem meios temporizadores e decontrole (não ilustrados) que permitem configurar a quantidade de tempo e aintensidade luminosa com a qual os meios iluminadores RGB [5] são acesos, assimcomo os meios iluminadores UV [6]; além de comandar qual cor será ativada emdeterminado momento.

Quando os LEDs são empregados como iluminadores, a iluminação na região doespectro visível, ou a luz natural, é obtida mediante 8 LEDs do tipo RGB.

As características óticas preferenciais de cada tipo de iluminação natural (ou noespectro visível) são resumidas na tabela que segue, considerando um intervalo decor CIE-xyY:

<table>table see original document page 15</column></row><table>

Por outro lado, a luz ultravioleta, quandose utilizam os LEDs, é obtida de 6 LEDs dotipo UV com as seguintes características preferenciais de emissão:

<table>table see original document page 15</column></row><table>

O dispositivo de coleta [11] inclui uma tela perimetral externa [2] disposta ao redor ecom uma relação substancialmente exinscrita com relação ao anel externo [6],sendo projetado em direção ao plano da amostra [1], permitindo isolar a amostra dainfluência indesejável da iluminação ambiental quando esta se encontra no plano deamostra [1],

O dispositivo e o método estão projetados de tal forma que permitam realizar umarápida e simples restauração por meio de três passos básicos:Posicionamento do dispositivo [11] de frente para a arcada dentária dopaciente, posicionada no plano das amostras [1], certificando-se de que a imagemcontenha uma área dental com a cor a ser utilizada na restauração.

Coleta de informação, procedimento que se inicia quando acionado odispositivo [11]; e

Seleção de uma área da imagem que tenha a cor que se deseja reproduzir narestauração.

Assim como ilustrado na FIG. 3, método que permite obter o conjunto de materiaispara uma restauração, composto de duas grandes etapas que realizam o estudo dedois tipos correspondentes de resultados:

"Aquisição da Cor Dental Objetiva" [100], realizado para cada sujeito e paracada restauração; e

"Modelagem e Catalogação de Materiais" [200], realizado esporadicamente,para cada fornecimento de novos materiais de restauração.

Uma vez realizado o "Processo de Restauração" [300], o método produz resultados[400] e, opcionalmente, os armazena em uma base de dados [500] que pode estarrelacionada com os prontuários médicos de cada paciente.

O sinal de entrada [50] para a fase de aquisição da cor dental objetiva [100]corresponde a um conjunto de imagens digitais [50] que representam a regiãoanterior da arcada dentária do sujeito paciente. Este conjunto de imagens digitais[50] está formado por dois grupos: um primeiro grupo que apresenta informação arespeito da resposta de iluminação do objetivo perante a luz branca (ou aos seuscomponentes RGB); e um segundo grupo que apresenta informação a respeito daresposta de iluminação do objetivo perante a luz UV. Assim, o conjunto de imagens[50] apresenta informação a respeito de três canais RGB com os quais o objetivoresponde à iluminação branca (ou aos seus componentes RGB) e tambéminformação sobre os três canais RGB com os quais o objetivo responde àiluminação UV. (Nota: aos efeitos da presente descrição, emprega-se a mesmareferência [50], tanto para o sinal de entrada quanto para as imagens queconstituem esse sinal, uma vez que se trata da mesma entidade).

Preferencialmente, o primeiro grupo de imagens digitais [50], que corresponde àresposta do objetivo perante a luz branca, consiste em três imagensmonocromáticas, coletadas independente e sucessivamente quando o objetivo éiluminado com iluminações correspondentes monocromáticas R, G e B, mesmo quea ordem da iluminação monocromática possa ser diferente (v. gr.: GRB, etc.).Inversa e preferencialmente, o segundo grupo de imagens digitais [50], quecorresponde à resposta do objetivo perante a luz UV1 consiste em uma imagemcolorida, coletada quando o objetivo é iluminado com a luz UV.Outras alternativas da presente invenção, com relação à iluminação e coleta deinformação de resposta à iluminação do objetivo, consistem em realizar uma únicacoleta colorida, seja iluminando o objetivo com luz branca ou mediante umairradiação simultânea de luzes monocromáticas R, G e B, ou mediante umairradiação seqüencial de luzes monocromáticas R, G e B. Neste contexto, outrasalternativas para a presente invenção consistem em realizar três coletas,monocromáticas sucessivas, de resposta perante a iluminação UV, para o qual seaplicam sucessivas filtragens R, G e B, obtendo-se as correspondentes coletas derespostas R, G e B.

Em cada uma das imagens do conjunto de imagens digitais [50] deve existir umaregião preferencialmente não inferior a 10x10 pixeis que tenha a cor alvo a serempregada na restauração. Como resultado do processamento do conjunto deimagens digitais [50] mediante a fase de aquisição da cor dentária alvo [100], égerado um sinal de saída [190] que contém informação sobre os componentes RGBque representam a cor alvo que se quer aplicar no material da restauração dentária.Por outro lado, a fase de modelagem e catalogação dos materiais [200] alimenta-secom outro sinal de entrada [60], que consiste em um conjunto de imagens digitais[60] obtidas a partir de uma amostra de material de restauração dentária com umadeterminada procedência (ou marca comercial) e tipo. A partir dela, faz-se aextração da cor por espessura [210] e, com essa informação, aplica-se um métodode ajuste [220] (preferencialmente, embora não limitado, emprega-se o método dequadrados mínimos), do modelo de obtenção da cor, preferencialmente, o modelode Kubelka-Munk de caracterizar o material.

As mesmas considerações de iluminação e coleta de imagens explicadas comrelação ao conjunto de imagens digitais [50] aplicam-se aqui para a iluminação ecoleta do conjunto de imagens digitais [60]. (Nota: aos efeitos da presentedescrição, emprega-se a mesma referência [60] tanto para o sinal de entrada quantopara as imagens que constituem tal sinal, uma vez que se trata de uma mesmaunidade).

As propriedades de todos os materiais de restauração analisados são registradasem um catálogo [230] que enviará, quando solicitado, sinais de saída [290] com ascaracterísticas de cor para cada material catalogado. A informação do sinal desaída [290] do catálogo [230] participa na previsão da cor que a superposição dasdiferentes camadas de material atingirá na restauração.

Na operação de restauração [300] emprega-se o modelo Kubelka-Munk para prevera cor da superposição de materiais de restauração dentária, para, mediante umaexaustiva pesquisa, determinar a melhor combinação, usando como critério aminimização da distância métrica entre os componentes RGB da cor alvo [190] e acor atingida na restauração.

O profissional que vai realizar a restauração tem à sua disposição os resultados daanálise na fase de desdobramento dos resultados [400]; eles determinam quais osmateriais a ser utilizados na restauração e com qual espessura devem seraplicados. Além disso, o método dá a possibilidade de substituir a cor atingida pelacombinação na imagem do dente real para apreciar o grau de coincidência da corantes de realizar a restauração no paciente.

Opcionalmente, guardam-se as imagens coletadas do paciente na base de dados[500], assim como os diagnósticos de combinações de materiais de restauraçãosugeridos pelo método.

Modelo de Kubelka-Munk

A fim de proporcionar um marco teórico para a descrição das propriedades óticas dasuperposição de materiais de restauração, o método e dispositivo propostosempregam um modelo físico de conservação da intensidade luminosa que atravessaas camadas com diferentes propriedades óticas. Tais propriedades são modeladaspor dois parâmetros: o parâmetro da dispersão e o da absorção.O objetivo da modelagem é encontrar a reflexão de uma camada de material (atritoentre a intensidade luminosa refletida e a intensidade luminosa incidente), emfunção dos dois parâmetros que o caracterizam:

Coeficiente de absorção Κ{λ): corresponde ao atrito da intensidade luminosaabsorvida por meio da unidade de distância, quando esta é muito pequena.

Coeficiente de dispersão S(λ): corresponde à fração de intensidade luminosadispersada pelo meio por unidade de distância, quando esta é muito pequena.Note-se que estes coeficientes dependem da natureza do material e para a maioriados casos, do comprimento de onda da luz incidente λ.

Este modelo entrega a reflexão de um material em função dos seus coeficientes de

absorção K(X) e dispersão S(À), da sua espessura « eda reflexão do fundo Rf(X)sobre o qual se encontra o material:

<formula>formula see original document page 20</formula>

onde R(S(Á), K(X), Rf(X),e) é a reflexão da superfície para um comprimento deonda preestabelecido. Além disso:

<formula>formula see original document page 20</formula>

e onde coth(a) é a cotangente hiperbólica do argumento a, ou seja:

<formula>formula see original document page 20</formula>

Este procedimento pode ser aplicado à superposição da quantidade de camadasque se considerar conveniente, no qual a reflexão da enésima camada estádeterminada por:

<formula>formula see original document page 20</formula>

onde Rn.,(A) é a reflexão da camada anterior, sendo R^(X) = Rf(X).

O modelo aplicado para descrever o fenômeno da fluorescência dos materiais ésemelhante ao utilizado com a luz natural. Supondo que a luz incidente é de umcomprimento de onda que pertence à classificação dos ultravioletas, denominada ^^^.

Para poder empregar a mesma formulação proposta para o modelo com a luznatural, é preciso supor que, no caso de iluminar com a luz ultravioleta, aintensidade luminosa refletida e dispersada no espectro visível, em uma secção deespessura infinitesimal, é proporcional à intensidade luminosa refletida e dispersadade comprimento de onda Auv. Ou seja, assume-se que o fenômeno da fluorescênciaestabelece que a razão entre a intensidade luminosa refletida no espectro visível e aincidente no ultravioleta é constante. Logo, se tal razão é denotada como Kt oscoeficientes de absorção e dispersão alteram-se como:

Suv(λ) = κχS(X); Kuv(A) = KxK(A)

Aquisição da Cor Dental Alvo

Este procedimento é iniciado quando o usuário ativa o dispositivo de coleta [11], oqual gera uma seqüência de iluminação.

O dispositivo de coleta [11] deve estar localizado de frente para o paciente, de talforma que a sua arcada esteja no plano das amostras [1] e certificando-se de que acor do dente que se quer atingir na restauração será coletada na imagem.A informação obtida e que constitui o conjunto de imagens digitais dentais [50]corresponde, preferencialmente, a 3 imagens monocromáticas: uma iluminada coma luz vermelha, outra com a verde e a outra com a azul. Uma quarta imagem é feitacolorida (RGB) e é obtida com iluminação ultravioleta. Isso significa que, conforme amodalidade preferencial, conta-se com 6 matrizes com dados de luminosidade querepresentam a mesma região da amostra do dente: três matrizes com cada uma dascomponentes RGB obtidas com as luzes monocromáticas (R, G, B) e três matrizesobtidas ao separar as componentes RGB da imagem colorida obtida com iluminaçãoUV.

A partir dessas seis matrizes com dados de luminosidade geradas em quatro coletasR, G1 B e UV, que correspondem também ao sinal de entrada [50], inicia-se a faseda aquisição da cor dentária alva [100], ilustrada na FIG. 4. Numa primeira subfase,que consiste na escolha da região [110], o usuário seleciona a região poligonal nasimagens dentárias que constituem o conjunto das imagens digitais [50], nas quais seencontra a cor desejada para a restauração. Essa região é representada por P econtém todos os pixéis O0^o) contidos na região interna do polígono da seleção.

Uma vez que a cor da dentição humana varia entre o branco cinzento ao amarelo,esta apresenta alto contraste com a cor da gengiva, a qual é predominantementevermelha, e com a cor do fundo da boca, que se aproxima ao preto. Considerandoestas propriedades preferenciais, aplica-se o seguinte critério na subfase dediscernimento [120], para determinar si o pixel analisado pertence à arcada:

Kr > R(x0,y0) > ErKg > G(x0,y0) < EgKb > B(x0,y0) < Eb

As constantes Krgb e Ergb dependem, em grande medida, da potência e da corda iluminação empregada, devendo ser determinadas com um procedimento decalibragem do equipamento. Nesse procedimento deve ajustar-se a iluminação paraobter o maior contraste possível entre a cor do dente, a cor da gengiva e a cor dofundo da boca. Uma boa calibragem não deve permitir a saturação dascoordenadas RGB dos dentes e evitar que as coordenadas RGB do fundo da bocasuperem o valor de 15, de um máximo de 255. Na prática, para a modalidadepreferencial, o valor para os Krgb foram fixados em: Kr = Kg = Kb =60. No casodas constantes Er, E0 e Eb foram fixados em 70.

O pixel da posição (x0>^o) é descartado se cumpre com algumas das condiçõesanteriores e é considerado como não pertencente à arcada. Ou seja, se o seuelemento vermelho é significativamente maior que os demais ou se os trêselementos de cor não superam certo parâmetro preestabelecido.Os valores dos pixéis que superam a fase anterior são "suavizados" numa fase defiltragem média por componente [130], para obter um único valor para ascomponentes da cor alvo.

Preferencialmente, esta fase de filtragem de média por componente [130] aplica-senas proximidades h do ponto (X0,Y0). para cada componente RGB das 6 matrizesque constituem o sinal de entrada [50], sendo gerado um sinal [190], composto porRobj, Gobj, Bobj e Robjuv, Gobjuv, Bobjuv, correspondentes às componentes RGBde resposta visível da amostra perante a luz branca (iluminação R, G e B) e à luzultravioleta, respectivamente.

Modelagem e Catalogação

O modelo de Kubelka-Munk permite determinar a cor de uma camada de materialde restauração de espessura conhecido, posta sobre um material de suportepreestabelecido. Para conseguir esta determinação é preciso conhecer trêsaspectos:

O espectro do sinal luminoso incidente Z0(A); ou seja, a intensidade da luz de cadatipo de comprimento de onda que incide sobre o material. Se os fenômenos defluorescência não são considerados, basta com os comprimentos de onda da faixavisível (400-700 nm).

A reflexão do fundo RfW para cada comprimento de onda na faixa do espectronecessária.

Os parâmetros de absorção K(X) e dispersão 5(1) do objeto em observação, paraa faixa do espectro necessária.

Com essa informação, é possível determinar a cor da amostra do material derestauração, expressado como uma combinação entre as suas propriedades dedispersão e absorção da Iuz1 da cor de luz incidente e da cor do material de fundo.No entanto, a descrição digital da uma cor, geralmente, é constituída por trêscomponentes espectrais. No caso do método e do dispositivo aqui descritos, utiliza-se o intervalo de cores RGB, que registra a cor vermelha, a verde e a azul, podendorepresentar uma ampla variedade de cores mediante combinações destes trêscomponentes (RGB). Assim, a questão reduz-se em conhecer I0 (λ), Rf (λ), K(λ)e S(A) para três comprimentos de onda primários, representadas como λR = 630 nmλg = 520 nm e λB = 470 nm.

Uma vez que as condições de iluminação encontram-se estáveis, ou seja, todas asimagens são coletadas com uma luz incidente de igual intensidade e as relaçõesgeométricas entre a amostra e a fonte de luz são mantidas, é possível considerarque:

<formula>formula see original document page 24</formula>

Dessa forma, a intensidade luminosa refletida (correspondente à cor medida) éproporcional à reflexão do material.

A reflexão do fundo RfW, é fixada utilizando um material de fundo de corconhecida. Note-se que, neste caso, a cor preta apresenta uma vantagem, uma vezque produz um grande contraste com a cor dos materiais de restauração e, alémdisso, simplifica as expressões do cálculo. Na prática, deve-se medir a reflexão domaterial de fundo para realizar os cálculos com precisão.

Então, os fatores que devem ser determinados são os valores dos parâmetros K(λ)e S(λ) característicos do material em estudo, para os três comprimentos de ondade interesse. Para isso, coleta-se um conjunto de medições da cor da amostra paravárias espessuras e essas informações são usadas para determinar os parâmetrosque melhor ajustam a curva de reflexão do modelo às medidas realizadas.

Na prática, graças à fragilidade dos materiais, não e possível fazer amostras comespessuras inferiores aos 0,3 mm. Por outro lado, a espessura máxima édeterminada considerando que todos os materiais de restauração dentária,baseados em resinas sintéticas, perdem grande parte da sua transparência quandosuperam os 3 mm de espessura. Outra questão a ser resolvida é o formato daspeças do material de restauração, porque é necessário utilizar a menor quantidadede materiais possíveis, procurando que a peça seja o suficientemente resistente àmanipulação ao mesmo tempo em que deve permitir que a coleta da cor sejarelativamente simples para as etapas do presente método.

Devido à disposição dos LEDs no dispositivo de iluminação, a luz incidente naamostra tem simetria circular em torno do eixo Z [9], o que estabelece um critériopara o desenho do formato das peças de amostra do material de restauração para omodelo sobre o qual trabalha o presente método. Esse formato geométrico deveser retirado das imagens coletadas.

Conforme as considerações práticas anteriores, e segundo a modalidadepreferencial do método, as peças de amostras empregadas na fase de modelageme catalogação dos materiais [200] têm formato circular com raio de 15 mm, e estãoformadas por uma seqüência de discos substancialmente concêntricos, cujos raiossão decrescentes conforme os correspondentes discos se afastam da base doconjunto formado por eles, assim como é representado nos esquemas das FIGs.5a a 5c (amostra fina) e FIGs. 6a a 6c (amostra grossa). O método, na suamodalidade preferencial, considera a coleta de seis medições de espessura,obtendo a cor dos discos concêntricos de uma amostra fina [61], com três discos:0,3 - 0,8 -1,3 mm e as espessuras dos três discos de uma amostra grossa [62]: 2,2-2,8-3,6 mm.

A fase de modelagem e catalogação de materiais [200] é representadaminuciosamente na FIG. 7, na qual se mostra que a sua entrada corresponde aoconjunto de imagens [60] de uma amostra de material de restauração dentária. Asoperações aplicadas são representadas considerando apenas uma cor (imagensmonocromáticas, para uma luz incidente de comprimento de onda conhecido Λ).

As demais imagens recebem tratamento semelhante.

A modelagem e catalogação dos materiais [200] incluem uma primeira subfase decoleta de cor por espessura [210] que permite obter o valor dos componentes da corpercebido no material quando este possui espessuras preestabelecidas. Para tal, acoleta da cor por espessura [210] consiste na obtenção da média de valores dascomponentes da cor dos pixéis que pertencem ao setor exposto de cada discoconcêntrico da amostra [61, 62]. Considerou-se que as imagens das amostras [61,62] estão previamente normalizadas, mediante a correção de possíveis defeitosproduzidos pela geometria da iluminação. Os primeiros três valores exibidos nodiagrama: η, r2 e ^3 são obtidos dos setores expostos dos discos da amostra fina[61], os três valores seguintes: r4i r5 e r6 são obtidos dos setores expostos dosdiscos da amostra grossa [62]. Para evitar a interferência não desejada das bordasde cada disco, as regiões de onde a cor é obtida são escolhidas de tal forma quefique fora da análise a fronteira entre dois discos de espessuras sucessivas.

A segunda subfase consiste no ajuste de valores [220], para obter valoresrepresentativos do coeficiente de absorção Κ{λ) e do coeficiente de dispersão S(A)Na modalidade preferencial do método, o ajuste é realizado mediante o modelo deajuste não linear por quadrados mínimos. A otimização para encontrar asestimativas Κ(λ) e S(λ), pode ser expressa como a minimização do valor:

<formula>formula see original document page 27</formula>

A operação aqui realizada consiste na determinação de quais são os parâmetrosK(λ) e S(λ) ideais que melhor ajustam a curva de reflexão às medições extraídasna subfase de coleta da cor por espessura [210]. O ajuste é feito mediante umprocedimento interativo descrito por:

<formula>formula see original document page 27</formula>

O valor de α > 0 controla a convergência do procedimento. Um valor muito elevadode α acelera a convergência, mas perde em precisão. Na prática foi determinadoque é possível utilizar qualquer a <5. Na modalidade preferencial do presentemétodo, utiliza-se preferencialmente a = 2. As condições iniciais são determinadasconforme o conhecimento que se tem a respeito dos materiais de restauraçãodentais estudados. Os valores de S0(λ) e K0(λ) podem ser determinados mediantea análise estatística dos materiais modelados; usando uma base de dados de 288resinas, foram obtidos valores Sr0(A) = I,02±0,50 e ü:0 (A) = 0,43 ±0,3 7. Namodalidade preferencial são utilizados os valores: S0(λ) = 1,0 e K0(λ) = 0,4.A terceira subfase, de armazenamento da informação em um catálogo [230],consiste em armazenar as variáveis rv..r6 obtidas na subfase [210] e os parâmetrosK(λ) e S(λ) obtidos na subfase [220], para cada uma das amostras materiais derestauração analisadas e associando-as aos dados da sua origem, tais como, porexemplo: marca, tipo, código interno, etc.Processo de Restauração

A fase de restauração [300] está representada no diagrama de blocos apresentadona FIG. 8. Essa fase utiliza como entradas as componentes da cor alvo [190],originadas na fase de aquisição da cor dentária [100] e as componentes do sinal[290], que é extraída em conformidade com o catálogo [230] e contém acaracterização de cada material de restauração, sendo possível antever a cor dequalquer combinação de materiais que estiverem no catálogo.

A base de dados [230], na qual se encontram catalogadas todas as marcas e tiposde materiais de restauração dentários modelados, pode ser utilizada por partes.Assim1 é possível utilizar as marcas de preferência do profissional, dependendo dadisponibilidade dos materiais.

O método permite realizar reparações empregando diferentes combinações demateriais de restauração dentária, dependendo da região do dente na qual será feitaa reparação. Conforme as diferentes combinações de presença das camadas deesmalte, da dentina de corpo e da dentina opaca, é possível considerar seis tipos derestaurações:

<table>table see original document page 28</column></row><table><table>table see original document page 29</column></row><table>

Como pode ser deduzido da tabela anterior, é possível escolher os materiais queserão utilizados na procura pela restauração ideal. No entanto, todas elas sãocasos específicos do tipo geral de restauração que inclui as três camadas: dentinaopaca e dentina corpo, e esmalte. Por isso, será descrito o procedimento para aobtenção deste último tipo, geral, de restauração [300].A primeira fase da restauração [300] é iniciada com a obtenção, a partir do catálogo[230], de todos os parâmetros [290] de dentina opaca. Depois, na subfase [320],determina-se o material e a espessura da primeira camada. Para tal, sãoempregados os parâmetros [290] e a cor de fundo [310] com o modelo deKubelka-Munk, para elaborar tabelas de reflexão para cada possível material. Osreflexos recém obtidos são comparados com a cor alvo [190], registrando o materiale a espessura que têm a cor mais próxima da cor desejada para a restauração.O processo continua com a determinação da dentina corpo mediante o ajuste dasegunda camada [321], na qual é realizado um procedimento igual ao da camadaprévia, mas desta vez considerando como cor de fundo a cor obtida na camadaanterior [311]. Com as camadas de esmalte [322], procede-se da mesma forma,obtendo a cor final para a restauração [334].

O ajuste em cada uma das subfases [320], [321] e [322] é ilustrado na FIG. 9, o qualé obtido pesquisando o material que minimiza o erro apontado por:

<formula>formula see original document page 30</formula>

onde

<formula>formula see original document page 30</formula>

e

<formula>formula see original document page 30</formula>

Ou seja, o erro é medido como uma soma ponderada pela discordância entre ascomponentes RGB da cor objetiva e a cor escolhida. O subíndice j abrange todosos materiais candidatos para a camada em estudo, até encontrar o material queminimiza a quantidade AC.

A ponderação é utilizada para privilegiar o ajuste da cor sob uma iluminaçãopreestabelecida. Dá-se relevância ao ajuste sob luz natural (branca), para o qual éfixado αrgb = 0,9 e αuv = 0,1. Estes valores em alfa, geralmente, dependem daimportância que se quer dar à luz natural sobre a luz ultravioleta; por consideraçõesde normalização, é escolhido αRGB + αuy =1.

As constantes WR1 WG e Independem da camada que está sendo aplicada, umavez que, no caso das dentinas, a cor predominante é o amarelo (vermelho + verde),sobre o azul; no entanto, no esmalte predomina o azul, depois vem o verde e, porúltimo, o vermelho.

A restauração proposta [330] corresponde à sugestão dos materiais que constituirãocada uma das camadas, assim como a sua espessura ideal, determinada por cadauma das fases de ajuste [320], [321] e [322] no processo de pesquisa. Arestauração proposta [330] é mostrada ao usuário por meio do sinal de saída [390] einclui as componentes da cor global alcançadas por ela e que podem serempregadas para a comparação prévia.

Expôs-se uma descrição minuciosa da invenção, sobre a base de um objeto dereferência que consiste em peças dentais e sobre a base de materiais reparadoresdentais. No entanto, aplicar o presente método e dispositivo a diversas aplicações -diferentes das dentais adaptando os valores das constantes aos materiais eiluminações típicas dessas outras aplicações, deveria ser totalmente óbvio pára umespecialista de diferentes áreas técnicas.

A variedade de aplicações possíveis pode ser encontrada também emespecialidades muito diversas, tais como restaurações artísticas, arqueológicas,indústrias de fabricação de materiais de construção ou de revestimentospigmentados, impressões gráficas de qualidade, fabricação de próteses dediferentes partes do corpo que ficarão expostas, fabricação de filtros óticos parafotografia técnica, artística ou recreativa, entre muitas outras aplicações.

Claims

1. "MÉTODO PARA DETERMINAR QUANTITATIVAMENTE ASCARACTERÍSTICAS ÓTICAS SUPERFICIAIS DE UM OBJETO DE REFERÊNCIACOMPOSTO POR UMA PLURALIDADE DE CAMADAS OTICAMENTEDIFERENCIÁVEIS", tal como uma peça dentária, e as características de materiaisrestauradores ou constitutivos, tais como restauradores dentais, ou semelhantescom comparação com o objeto de referência; o método permite a determinação deuma combinação de camadas de materiais restauradores ou constitutivos queapresentem, no seu conjunto, características óticas superficiais semelhantes às doobjeto de referência, CARACTERIZADO por incluir as fases de:(a) iluminar o objeto de referência, ou o material restaurador ou constitutivo, comuma ou mais fontes de luz que incluem, conjunta ou separadamente, os canaisvermelho (R), verde (G), azul (B) e ultravioleta (UV);(b) obter imagens do objeto de referência, ou do material restaurador ouconstitutivo, susceptíveis a conter informação para gerar seis matrizes com dadosde luminosidade; sendo que três das matrizes mencionadas contém os respectivoscomponentes R, G e B obtidas quando o objeto de referência é iluminado com asfontes de luz R, G e B; e as outras três matrizes contendo as respectivascomponentes R, G e B obtidas quando o objeto de referência é iluminado com afonte de luz UV;(c) gerar um catálogo de materiais restauradores ou constitutivos, empregandouma ou mais amostras Iaminares de um material a ser catalogado, sendo que essasamostras Iaminares devem ter áreas preestabelecidas; cada uma dessas áreaspreestabelecidas tem diferentes espessuras preestabelecidas; obtendo-se umacatalogação dos materiais restauradores ou constitutivos a partir da quantificaçãodas seis matrizes correspondentes com dados de luminosidade obtidos a partir daamostra descrita; a quantificação referida consiste na extração dos valores da cor,fornecidos pelas iluminações R1 G, B e UV) de cada uma das áreas das seismatrizes das amostras Iaminares mencionadas; aplicando-se a tais valores de corum ajuste para obter uma função de cor versus espessura que é armazenada numcatálogo de materiais restauradores ou constitutivos;(d) obter ou adquirir a cor (R, G, B e UV) do objeto de referência;(e) determinar uma combinação de camadas de materiais restauradores ouconstitutivos, previamente catalogados na fase (c) precedente, que se comporte deforma oticamente equivalente às cores (R, G, B e UV) do objeto de referência,adquiridos na fase (d) precedente; onde tal determinação de camadas se realiza:e1. determinar o mínimo aritmético das diferenças aritméticas, ponderadas, entreas cores do objeto de referência - considerando a cor de fundo em que foramobtidas as cores do objeto de referência - e as cores de cada um dos materiaiscatalogados, selecionados entre aqueles cuja natureza ótica seja típica da primeiracamada do objeto de referência; tornando-se a nova cor de fundo obtida para omaterial catalogado que aponte o valor mínimo de tais diferenças aritméticas;e2. repetir a subfase prévia de minimizar as diferenças aritméticas, ponderadas,entre as mesmas cores do objeto de referência, considerando a nova cor de fundoobtida na subfase prévia e as cores de cada um dos materiais catalogados eselecionados nesta instância entre aqueles cuja natureza ótica não seja típica daseguinte camada do objeto de referência; determinando como nova cor de fundo aobtida para o material catalogado que aponte ao valor mínimo de tais diferençasaritméticas desta fase;e3. aplicar iterativamente a fase prévia, com as correspondentes substituições dacor de fundo e inspecionando os correspondentes subconjuntos de materiaiscatalogados, correspondentes à natureza ótica da camada que está sendodeterminada, até completar todas as camadas que comporão a combinação decamadas de materiais restauradores ou constitutivos;(f) armazenar e desdobrar os valores dos materiais e espessuras das camadasdeterminadas ao finalizar a fase (e) precedente.

2. "MÉTODO PARA DETERMINAR QUANTITATIVAMENTE ASCARACTERÍSTICAS ÓTICAS SUPERFICIAIS DE UM OBJETO DE REFERÊNCIACOMPOSTO POR UMA PLURALIDADE DE CAMADAS OTICAMENTEDIFERENCIÁVEIS", de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por talajuste de valores da cor da fase c) ser um ajuste mediante mínimos quadrados.

3. "MÉTODO PARA DETERMINAR QUANTITATIVAMENTE ASCARACTERÍSTICAS ÓTICAS SUPERFICIAIS DE UM OBJETO DE REFERÊNCIACOMPOSTO POR UMA PLURALIDADE DE CAMADAS OTICAMENTEDIFERENCIÁVEIS", de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelafase e) para a determinação de uma combinação de camadas de materiaisrestauradores ou constitutivos ser realizada pelo modelo de Kubelka-Munk1aplicando o critério da conservação da intensidade luminosa que atravessa taiscamadas de materiais restauradores ou constitutivos e considerando os parâmetrosde dispersão e de absorção de luminosidade de tais materiais restauradores ouconstitutivos.

4. "MÉTODO PARA DETERMINAR QUANTITATIVAMENTE ASCARACTERÍSTICAS ÓTICAS SUPERFICIAIS DE UM OBJETO DE REFERÊNCIACOMPOSTO POR UMA PLURALIDADE DE CAMADAS OTICAMENTEDIFERENCIÁVEIS", de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3,CARACTERIZADO pelo objeto de referência ser um dente e porque tais camadassão três, apresentando características óticas semelhantes à da dentina opaca, à dadentina corpo e ao esmalte, respectivamente, geralmente empregados comomateriais restauradores dentais.

5. "MÉTODO PARA DETERMINAR QUANTITATIVAMENTE ASCARACTERÍSTICAS ÓTICAS SUPERFICIAIS DE UM OBJETO DE REFERÊNCIACOMPOSTO POR UMA PLURALIDADE DE CAMADAS OTICAMENTEDIFERENCIÁVEIS", de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4,CARACTERIZADO pela iluminação da fase (a) ser realizada por dois tipos defontes; um primeiro tipo de fonte ilumina com os comprimentos de onda de luz RGB,e um segundo tipo de fonte ilumina com comprimentos de onda de luz UV; sendoque o primeiro tipo de fonte é passível de ativar as suas cores R, G e B, simultâneaou seletivamente.

6. "MÉTODO PARA DETERMINAR QUANTITATIVAMENTE ASCARACTERÍSTICAS ÓTICAS SUPERFICIAIS DE UM OBJETO DE REFERÊNCIACOMPOSTO POR UMA PLURALIDADE DE CAMADAS OTICAMENTEDIFERENCIÁVEIS", de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5,CARACTERIZADO pelo desdobramento de tais valores obtidos na fase f) seremrealizados com meios de visualização de imagens, mostrando mapas de cores,contraste da cor alvo com a atingida, simulação da restauração sobre a imagem dodente real, informação alfanumérica, ou uma combinação dos anteriores.

7. "MÉTODO PARA DETERMINAR QUANTITATIVAMENTE ASCARACTERÍSTICAS ÓTICAS SUPERFICIAIS DE UM OBJETO DE REFERÊNCIACOMPOSTO POR UMA PLURALIDADE DE CAMADAS OTICAMENTEDIFERENCIÁVEIS", de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6,CARACTERIZADO pelas imagens do objeto de referência, ou do materialrestaurador ou constitutivo, passíveis de conter informação para gerar seis matrizescom dados de luminosidade, consistirem em quatro imagens; das quais três sãomonocromáticas e correspondem a cada um dos canais RGB quando o mencionadoobjeto de referência é iluminado com as respectivas R, G e B; e sendo uma quartaimagem, das quatro imagens, a cores e corresponde á resposta do objeto dereferência perante a iluminação ultravioleta (UV), sendo que esta colorida écomposta por três canais das respectivas respostas R1GeB.

8. "DISPOSITIVO DE ILUMINAÇÃO E COLETA DE IMAGENS DEAMOSTRAS", passível de ser conectado a meios analisadores que executam ométodo de qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, CARACTERIZADO porcompreender meios de coleta digital de imagens, associados a meios de iluminaçãoanulares dispostos de tal forma que a sua luz não incida diretamente em tais meiosde coleta digital de imagens; sendo que os meios de iluminação anulares têm o seueixo de simetria coincidente com a normal de um plano de amostras no qual serãodispostas as amostras e coincidirão com o eixo ótico dos meios de coleta digital deimagens; os meios de iluminação anulares são constituídos por fontes de luz queincluem os canais vermelho (R)1 verde (G) e azul (B) e ultravioleta (UV); tais meiosiluminadores estão circundados internamente por uma superfície refratária queimpede que a emissão de luz incida sobre a amostra localizada no plano deamostras mencionado; entre o plano de amostras e os meios de iluminaçãoanulares estão interpostos meios transparentes dissipadores; os referidos meiosiluminadores anulares e os meios de coleta digital de imagens estão associadoscom meios sequenciadores que comandam a ação de ascender ou desligar osdiferentes emissores R, G, B e UV, assim como a correspondente coleta de quatrotipos de imagens.

9. "DISPOSITIVO DE ILUMINAÇÃO E COLETA DE IMAGENS DEAMOSTRAS", de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelos meiosiluminadores anulares estarem compostos por meios iluminadores concêntricosentre si: um primeiro meio iluminador RGB e um segundo meio iluminador UV.

10. "DISPOSITIVO DE ILUMINAÇÃO E COLETA DE IMAGENS DEAMOSTRAS", de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelos meiosiluminadores anulares estarem constituídos por uma pluralidade de fontes de luzpontuais.

11. "DISPOSITIVO DE ILUMINAÇÃO E COLETA DE IMAGENS DEAMOSTRAS", de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelapluralidade de fontes de luz pontuais consistirem em diodos emissores de luz(LEDs).

12. "DISPOSITIVO DE ILUMINAÇÃO E COLETA DE IMAGENS DEAMOSTRAS", de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 11,CARACTERIZADO pelos meios sequenciadores, quando ativados por um operadorou usuário, gerarem um primeiro pulso de luz branca (RGB) que inicia umaseqüência de coleta de imagens integrada por:uma sucessão de três impulsos que ativam sucessivamente a iluminação R,G, e B - indiferente da ordem, com a condição de que este, qualquer que seja, sejamantido - y ativam a correspondente coleta de imagem monocromática; eum impulso que ativa a iluminação UV e a correspondente coleta de imagempolicromática.

13. "DISPOSITIVO DE ILUMINAÇÃO E COLETA DE IMAGENS DEAMOSTRAS", de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelos meiossequenciadores incluírem meios temporizadores e de controle que permitemconfigurar a quantidade de tempo e a intensidade luminosa com que os meiosiluminadores RGB e os meios iluminadores UV são acesos, assim como comandar acor que corresponde ser ativada na seqüência.