[go: up one dir, main page]

BR102024004817A2 - METHOD AND SYSTEM FOR GENERATING A MODEL FOR USE IN A VIRTUAL EXTRACTION PROCEDURE OF A TARGETED EXTRACTION OBJECT IN A PATIENT - Google Patents

METHOD AND SYSTEM FOR GENERATING A MODEL FOR USE IN A VIRTUAL EXTRACTION PROCEDURE OF A TARGETED EXTRACTION OBJECT IN A PATIENT Download PDF

Info

Publication number
BR102024004817A2
BR102024004817A2 BR102024004817-2A BR102024004817A BR102024004817A2 BR 102024004817 A2 BR102024004817 A2 BR 102024004817A2 BR 102024004817 A BR102024004817 A BR 102024004817A BR 102024004817 A2 BR102024004817 A2 BR 102024004817A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
model
volumetric density
scan
identified
patient
Prior art date
Application number
BR102024004817-2A
Other languages
Portuguese (pt)
Other versions
BR102024004817B1 (en
Inventor
Albrecht Schnappauf
Benjamin Jaehn
Theo Uwimana Perrod
Original Assignee
Institut Straumann Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut Straumann Ag filed Critical Institut Straumann Ag
Publication of BR102024004817A2 publication Critical patent/BR102024004817A2/en
Publication of BR102024004817B1 publication Critical patent/BR102024004817B1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C13/00Dental prostheses; Making same
    • A61C13/0003Making bridge-work, inlays, implants or the like
    • A61C13/0006Production methods
    • A61C13/0019Production methods using three dimensional printing

Abstract

Um método implementado por computador para gerarautomaticamente um modelo tridimensional para uso em umaextração virtual de um objeto de extração alvejado de umpaciente, o objeto de extração compreendendo um objeto naanatomia de um paciente, o método com base em umadigitalização de superfície de uma região anatômica dacavidade oral do paciente e uma digitalização de densidadevolumétrica da região anatômica, tendo as etapas de receberum primeiro conjunto de dados de segmentos de digitalizaçãode superfície rotulados, receber um segundo conjunto de dadosde segmentos de digitalização de densidade volumétricarotulados, montar de forma cruzada em um sistema 3D decoordenadas comum, receber identificação do objeto deextração alvejado, identificar o modelo 3D de densidadevolumétrica e o modelo 3D de superfície associado ao rótulode segmento de digitalização de densidade volumétrica quecorresponde ao objeto de extração alvejado identificado egerar um terceiro conjunto de dados compreendendo um modelo3D de um alvéolo, um modelo 3D de porções de uma coroadentária, um modelo 3D de porções de um dente de extraçãoalvo, e/ou um modelo 3D do contorno de extração.A computer-implemented method for automatically generating a three-dimensional model for use in a virtual extraction of a targeted extraction object from a patient, the extraction object comprising an object in the anatomy of a patient, the method being based on a surface scan of an anatomical region of the patient's oral cavity and a volumetric density scan of the anatomical region, having the steps of receiving a first data set of labeled surface scan segments, receiving a second data set of labeled volumetric density scan segments, cross-assembling them into a common 3D coordinate system, receiving identification of the targeted extraction object, identifying the volumetric density 3D model and the surface 3D model associated with the volumetric density scan segment label that corresponds to the identified targeted extraction object, and generating a third data set comprising a 3D model of a socket, a 3D model of portions of a dental crown, a 3D model of portions of a targeted extraction tooth, and/or a 3D model of the extraction contour.

Description

[001] As ferramentas de software digital para planejamento de tratamento anatômico e/ou projeto de restauração protética se debruçam em dados de digitalização exatos de objetos anatômicos de interesse, juntamente com estruturas anatômicas vizinhas, tais como ossos, tecidos, tratos nervosos, órgãos e outras estruturas /objetos /características anatômicas, bem como estruturas artificiais, tais como implantes cirúrgicos, pilares protéticos, outros sistemas de ancoragem, análogos artificiais de estruturas naturais, entre outras estruturas anatômicas naturais e colocadas artificialmente.[001] Digital software tools for anatomical treatment planning and/or prosthetic restoration design rely on accurate scan data of anatomical objects of interest, along with neighboring anatomical structures such as bones, tissues, nerve tracts, organs, and other anatomical structures/objects/features, as well as artificial structures such as surgical implants, prosthetic abutments, other anchorage systems, artificial analogues of natural structures, among other natural and artificially placed anatomical structures.

[002] No campo da tecnologia odontológica digital, os dados de digitalização de estruturas anatômicas são de um modo geral determinados opticamente ou radiologicamente. Os digitalizadores ópticos para medição tridimensional diretamente a partir de estruturas superficiais intraorais ou a partir de impressões extraorais de estruturas superficiais orais são difundidos e econômicos. Normalmente, os dados de superfície são representados por meio de uma malha de superfície compreendendo elementos triangulares, que são rotineiramente salvos e trocados entre sistemas em STL ou formatos similares de definição de superfície.[002] In the field of digital dental technology, the scan data of anatomical structures are generally determined optically or radiologically. Optical digitizers for three-dimensional measurement directly from intraoral surface structures or from extraoral impressions of oral surface structures are widespread and cost-effective. Typically, the surface data are represented by means of a surface mesh comprising triangular elements, which are routinely saved and exchanged between systems in STL or similar surface definition formats.

[003] Os digitalizadores radiológicos, tais como tomógrafos digitais de volume (TDV) ou tomógrafos computadorizados (TC), usam raios X para gerar conjuntos de dados de volume de estruturas anatômicas. As representações de superfície também podem ser determinadas a partir desses conjuntos de dados por meio do aplicativo de métodos de limiarização nos quais os valores de intensidade (medidos em unidades Hounsfield) dos elementos de digitalização individuais (voxels) são analisados para determinar se eles excedem ou ficam abaixo de certos limiares. As estruturas radiologicamente densas (doravante no presente documento estruturas ou objetos de “densidade volumétrica”), tais como dentes, podem ser identificadas desta forma e a superfície de fronteira das estruturas de digitalização de densidade volumétrica identificadas pode ser modelada como dados de superfície triangulada (por exemplo, uma malha de superfície triangular) e novamente ser salva e trocada entre sistemas em STL ou formatos de definição de superfície similares.[003] Radiological scanners, such as digital volume tomographs (DVTs) or computed tomography (CT) scanners, use X-rays to generate volume data sets of anatomical structures. Surface representations can also be determined from these data sets by applying thresholding methods in which the intensity values (measured in Hounsfield units) of individual scan elements (voxels) are analyzed to determine whether they exceed or fall below certain thresholds. Radiologically dense structures (hereinafter referred to as “volumetric density” structures or objects), such as teeth, can be identified in this way and the boundary surface of the identified volumetric density scan structures can be modeled as triangulated surface data (e.g., a triangular surface mesh) and again saved and exchanged between systems in STL or similar surface definition formats.

[004] As computações com dados de digitalização de RM são mais complexos, nos quais de um modo preferido são aplicados métodos de análise de contorno, que funcionam com base nos gradientes de elementos de digitalização adjacentes. No entanto, também nestes casos, estruturas ou objetos volumétricos, tais como mucosa mastigatória, gengiva e outros tecidos predominantemente tecidos moles podem ser identificados e a sua superfície de fronteira modelada como dados de superfície triangulada para processamento adicional.[004] Computations with MRI scan data are more complex, in which contour analysis methods are preferably applied, which work on the basis of the gradients of adjacent scan elements. However, also in these cases, volumetric structures or objects such as masticatory mucosa, gingiva and other predominantly soft tissue tissues can be identified and their boundary surface modeled as triangulated surface data for further processing.

[005] Com os métodos de análise descritos, os dados de superfície triangulados de superfícies desejadas, tais como, por exemplo, superfícies visíveis, ou superfícies de fronteira, tais como, por exemplo, superfícies entre objetos ou outras superfícies invisíveis entre objetos e/ou estruturas anatômicos nos dados de digitalização podem ser obtidos para todas as modalidades (dispositivos de criação de imagem). No contexto da presente invenção, os dados de digitalização de densidade volumétrica podem, por exemplo, compreender todos os tipos de dados acima mencionados, independentemente de como eles tenham sido obtidos, mas também outras estruturas algorítmicas e/ou determinadas interativamente, tais como linhas de preparação, linhas de segmentação e pontos de referência anatômicos, bem como pontos de contato desejados para nós em procedimentos de extração virtual, procedimentos de restauração dentária virtual, projeto de próteses virtuais e procedimentos de colocação, etc.[005] With the described analysis methods, triangulated surface data of desired surfaces, such as, for example, visible surfaces, or boundary surfaces, such as, for example, surfaces between objects or other invisible surfaces between anatomical objects and/or structures in the scan data can be obtained for all modalities (imaging devices). In the context of the present invention, the volumetric density scan data can, for example, comprise all of the above-mentioned data types, regardless of how they were obtained, but also other algorithmically and/or interactively determined structures, such as preparation lines, segmentation lines and anatomical landmarks, as well as desired contact points for nodes in virtual extraction procedures, virtual dental restoration procedures, virtual prosthesis design and placement procedures, etc.

[006] Os dados de digitalização de superfície óptica são normalmente preferidos para a avaliação ou computação de restaurações dentárias virtuais devido à capacidade de alcançar alta precisão sem expor o paciente a altas doses de radiação.[006] Optical surface scan data is typically preferred for the evaluation or computation of virtual dental restorations due to the ability to achieve high accuracy without exposing the patient to high doses of radiation.

[007] No contexto da presente descrição, o termo partes de restauração dentária inclui todo tipo de objeto que pode ser confeccionado para o tratamento de estética e/ou defeitos odontológicos. São exemplos restaurações intracoronárias, restaurações extracoronárias, coroas parciais, coroas, coroas telescópicas, pontes, facetas, pilares protéticos de implantes, próteses parciais e próteses. Além disso, no contexto da presente descrição, por uma questão de simplicidade, as partes de substituição dentária também são abrangidas pelo termo partes de restauração dentária. O termo restauração dentária virtual (denominado mais brevemente como restauração dentária a seguir) deve ser entendido como incluindo representações eletrônicas apropriadas de restaurações dentárias, ou seja, representações tridimensionais digitais, de um modo preferido representações de superfície, de tais partes de restauração dentária com exatidão suficiente. Por exemplo, para manufaturar uma parte de restauração dentária, um conjunto de dados de CAD/CAM da restauração dentária virtual correspondente pode ser encaminhado para uma máquina de manufatura.[007] In the context of the present description, the term dental restoration parts includes any type of object that can be manufactured for the treatment of esthetics and/or dental defects. Examples include intracoronal restorations, extracoronal restorations, partial crowns, crowns, telescopic crowns, bridges, veneers, implant prosthetic abutments, partial dentures and prostheses. Furthermore, in the context of the present description, for the sake of simplicity, dental replacement parts are also covered by the term dental restoration parts. The term virtual dental restoration (hereinafter more briefly referred to as dental restoration) is to be understood as including appropriate electronic representations of dental restorations, i.e. digital three-dimensional representations, preferably surface representations, of such dental restoration parts with sufficient accuracy. For example, in order to manufacture a dental restoration part, a CAD/CAM data set of the corresponding virtual dental restoration can be forwarded to a manufacturing machine.

[008] Ao tratar um defeito odontológico, normalmente acontece uma preparação dos dentes, ou seja, são removidos cáries, material de obturação antigo ou partes dentárias defeituosas. O que resta para cada dente é a estrutura dentária remanescente, cuja superfície é dividida em uma parte preparada (cavidade) e uma parte não preparada. A linha de fronteira entre a superfície dentária não preparada e a superfície dentária preparada é chamada de linha de preparação. Além das linhas de preparação, presentes apenas no caso de dentes preparados, cada dente também tem pelo menos uma linha de segmentação que separa um dente de estruturas extraodontológicas, tais como mucosa mastigatória e/ou osso e/ou dentes adjacentes. É seguido a partir destas definições que linhas de segmentação e/ou linhas de preparação delimitam superfícies dentárias não preparadas. No contexto da presente descrição, essas linhas de fronteira poderiam ser colocadas nos dados de digitalização, predominantemente de um modo interativo, por meio do uso de uma interface gráfica de usuário, através da qual a assistência algorítmica, com base na análise das curvaturas de superfície dos dados de digitalização, é normalmente usada em sua determinação.[008] When treating a dental defect, the teeth are usually prepared, i.e. cavities, old filling material or defective tooth parts are removed. What remains for each tooth is the remaining tooth structure, the surface of which is divided into a prepared part (cavity) and an unprepared part. The boundary line between the unprepared tooth surface and the prepared tooth surface is called the preparation line. In addition to the preparation lines, which are present only in the case of prepared teeth, each tooth also has at least one segmentation line that separates a tooth from extra-odontological structures such as masticatory mucosa and/or bone and/or adjacent teeth. It follows from these definitions that segmentation lines and/or preparation lines delimit unprepared tooth surfaces. In the context of the present description, such boundary lines could be placed on the scan data, predominantly in an interactive manner, through the use of a graphical user interface, through which algorithmic assistance, based on the analysis of the surface curvatures of the scan data, is typically used in their determination.

[009] Por conta da estrutura complexa dos dados de digitalização e da multiplicidade de critérios estéticos funcionais que devem ser cumpridos - ajuste à dentição oposta, possivelmente levando em consideração o movimento do maxilar, ajuste aos dentes adjacentes levando em consideração os pontos de contato, ajuste às linhas de preparação com a finalidade de obter um encaixe de margem ideal, conformidade com as resistências mínimas do material com a finalidade de obter uma estabilidade mecânica satisfatória, consideração dos formatos dentários desejados na região anterior do dente, etc. —, o processo de projetar uma restauração dentária personalizada, mesmo com a assistência de uma ferramenta interativa de projeto auxiliado por computador, requer um ser humano com o conhecimento e a experiência em projeto de restauração dentária, bem como treinamento no uso de tais ferramentas.[009] Because of the complex structure of the scan data and the multitude of functional aesthetic criteria that must be met—fit to opposing dentition, possibly taking into account jaw movement, fit to adjacent teeth taking into account contact points, fit to preparation lines for the purpose of achieving an ideal margin fit, compliance with minimum material strengths for the purpose of achieving satisfactory mechanical stability, consideration of desired tooth shapes in the anterior region of the tooth, etc.—the process of designing a custom dental restoration, even with the assistance of an interactive computer-aided design tool, requires a human with knowledge and experience in dental restoration design, as well as training in the use of such tools.

[0010] Para aumentar a complexidade de projetar próteses para clientes, as próteses são muitas vezes projetadas para substituir um objeto anatômico que foi removido da situação oral existente. Por exemplo, o projetista pode ser encarregado com a tarefa de projetar uma prótese temporária ou permanente para ser colocada em um pilar protético fixado a um implante que é colocado no alvéolo de um objeto extraído. Um projetista pode alcançar melhor exatidão por meio de basear o projeto da prótese nos contornos anatômicos reais do paciente no alvéolo deixado onde o objeto extraído foi previamente assentado. Deste modo, muitas vezes, depois da extração do objeto anatômico, a área teve que ser redigitalizada opticamente antes de enviar o modelo de superfície ao projetista.[0010] Adding to the complexity of designing prostheses for clients, prostheses are often designed to replace an anatomical object that has been removed from the existing oral situation. For example, the designer may be tasked with designing a temporary or permanent prosthesis to be placed on a prosthetic abutment attached to an implant that is placed in the socket of an extracted object. A designer can achieve better accuracy by basing the design of the prosthesis on the patient's actual anatomical contours in the socket left where the extracted object was previously seated. Thus, often after the extraction of the anatomical object, the area had to be optically rescanned before sending the surface model to the designer.

[0011] Há uma demanda crescente por mais urgência nos tratamentos odontológicos. Em particular, para procedimentos que podem ser concluídos em uma ou menos visitas ao consultório do que seria possível no passado, estão sendo procuradas formas inovadoras de encurtar o pré-planejamento do tratamento odontológico.[0011] There is a growing demand for more immediacy in dental treatments. In particular, for procedures that can be completed in one or fewer office visits than would have been possible in the past, innovative ways to shorten the pre-planning of dental treatment are being sought.

[0012] Na situação em que um objeto anatômico é alvejado para extração, são buscadas metodologias para pré- planejar o projeto de próteses, de tal modo que elas possam estar prontas para serem instaladas em posição imediata no lugar dos objetos anatômicos extraídos na cavidade oral do paciente. Por exemplo, pode ser desejável pré-planejar a colocação de um implante e pré-planejar o projeto de um pilar protético temporário de tal modo que imediatamente após a extração do dente (ou seja, durante a mesma visita ao consultório), um implante possa ser colocado e um pilar protético instalado. Seria também desejável que o pilar protético fosse projetado e manufaturado, por exemplo, por meio de manufatura aditiva ou subtrativa, por exemplo, impressão 3D ou fresagem, respectivamente, e instalado na boca do paciente durante a mesma visita ao consultório para acomodar situações de urgência, tanto quanto possível.[0012] In the situation where an anatomical object is targeted for extraction, methodologies are sought to pre-plan the design of prostheses such that they can be ready to be installed in immediate position in place of the extracted anatomical objects in the patient's oral cavity. For example, it may be desirable to pre-plan the placement of an implant and pre-plan the design of a temporary prosthetic abutment such that immediately after tooth extraction (i.e., during the same office visit), an implant can be placed and a prosthetic abutment installed. It would also be desirable for the prosthetic abutment to be designed and manufactured, e.g., by additive or subtractive manufacturing, e.g., 3D printing or milling, respectively, and installed in the patient's mouth during the same office visit to accommodate urgent situations as much as possible.

[0013] De um modo ideal, uma prótese deve ser projetada para se encaixar e se adaptar aos contornos do alvéolo criado após a extração do objeto anatômico. No entanto, as ferramentas modernas de projeto de próteses, como os sistemas de CAD/CAM, recebem apenas dados de superfície (representados como uma malha triangular 3D, normalmente em formato STL) e, portanto, perdem informações de quaisquer estruturas escondidas, tais como osso ou outras estruturas e contornos internos. Consequentemente, não há informações disponíveis nas ferramentas de projeto de prótese em relação ao perfil do alvéolo do objeto anatômico extraído (ou objetos anatômicos extraídos), mas os projetistas normalmente estimam o perfil do alvéolo do objeto anatômico extraído ao projetar a prótese para se encaixar em seu lugar. Isto pode levar a um mau encaixe ou desalinhamento das próteses assim projetadas quando colocadas na cavidade oral do paciente e pode, por sua vez, levar ao desconforto do paciente ou a outros problemas relacionados ao tratamento.[0013] Ideally, a prosthesis should be designed to fit and conform to the contours of the socket created after the extraction of the anatomical object. However, modern prosthesis design tools, such as CAD/CAM systems, only receive surface data (represented as a 3D triangular mesh, typically in STL format) and therefore lose information about any hidden structures, such as bone or other internal structures and contours. Consequently, there is no information available in prosthesis design tools regarding the socket profile of the extracted anatomical object (or objects), but designers typically estimate the socket profile of the extracted anatomical object when designing the prosthesis to fit in its place. This can lead to poor fit or misalignment of the so-designed prostheses when placed in the patient's oral cavity and can, in turn, lead to patient discomfort or other treatment-related problems.

[0014] É um objetivo da presente invenção aliviar pelo menos algumas das desvantagens dos procedimentos conhecidos de projeto e colocação de restaurações ou próteses odontológicas. Em particular, é um objetivo da presente invenção prover métodos e sistemas que ajudem a aprimorar o pré-planejamento de procedimentos de restauração ou próteses odontológicas usando ferramentas de CAD/CAM.[0014] It is an object of the present invention to alleviate at least some of the disadvantages of known procedures for designing and placing dental restorations or prostheses. In particular, it is an object of the present invention to provide methods and systems that help improve the pre-planning of dental restoration or prosthesis procedures using CAD/CAM tools.

[0015] O objeto é resolvido por meio de um método implementado por computador para gerar automaticamente um modelo tridimensional para uso em uma extração virtual de um objeto de extração alvejado de um paciente de acordo com a reivindicação independente 1, bem como um sistema para gerar automaticamente um modelo tridimensional para uso em uma extração virtual de um objeto de extração alvejado de um paciente, de acordo com a reivindicação independente 14.[0015] The object is solved by means of a computer-implemented method for automatically generating a three-dimensional model for use in a virtual extraction of a targeted extraction object from a patient according to independent claim 1, as well as a system for automatically generating a three-dimensional model for use in a virtual extraction of a targeted extraction object from a patient according to independent claim 14.

[0016] As reivindicações dependentes 2 a 13 representam modalidades da invenção.[0016] Dependent claims 2 to 13 represent embodiments of the invention.

[0017] De acordo com a invenção, um método implementado por computador gera automaticamente, por meio de um ou mais processadores de computador, um modelo tridimensional para uso em uma extração virtual de um objeto de extração alvejado de um paciente, o objeto de extração alvejado compreendendo um objeto na anatomia de um paciente. O método é baseado em uma digitalização de superfície de uma região anatômica da cavidade oral do paciente, bem como uma digitalização de densidade volumétrica da mesma região anatômica ou similar, em que a região anatômica inclui pelo menos o objeto de extração alvejado. O método compreende:receber um primeiro conjunto de dados de segmentos de digitalização de superfície rotulados, cada segmento de digitalização de superfície compreendendo um modelo tridimensional (3D) de superfície de um objeto correspondente reconhecido e segmentado a partir de dados de digitalização de superfície da digitalização de superfície, e cada segmento de digitalização de superfície tendo um rótulo associado identificando o segmento de digitalização de superfície ereceber um segundo conjunto de dados de segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados, cada segmento de digitalização de densidade volumétrica compreendendo um modelo tridimensional (3D)de densidade volumétrica de uma superfície de fronteira de um objeto correspondente reconhecido e segmentado a partir de dados de digitalização de densidade volumétrica da digitalização de densidade volumétrica, e cada segmento de digitalização de densidade volumétrica tendo um rótulo associado identificando o segmento de digitalização de densidade volumétrica.[0017] According to the invention, a computer-implemented method automatically generates, by means of one or more computer processors, a three-dimensional model for use in a virtual extraction of a targeted extraction object from a patient, the targeted extraction object comprising an object in the anatomy of a patient. The method is based on a surface scan of an anatomical region of the patient's oral cavity, as well as a volumetric density scan of the same or similar anatomical region, wherein the anatomical region includes at least the targeted extraction object. The method comprises: receiving a first set of labeled surface scan segment data, each surface scan segment comprising a three-dimensional (3D) surface model of a corresponding object recognized and segmented from surface scan data of the surface scan, and each surface scan segment having an associated label identifying the surface scan segment, and receiving a second set of labeled volumetric density scan segment data, each volumetric density scan segment comprising a three-dimensional (3D) volumetric density model of a boundary surface of a corresponding object recognized and segmented from volumetric density scan data of the volumetric density scan, and each volumetric density scan segment having an associated label identifying the volumetric density scan segment.

[0018] O reconhecimento e a segmentação de objetos nos dados de digitalização de superfície da digitalização de superfície e/ou nos dados de digitalização de densidade volumétrica da digitalização de densidade volumétrica podem ser baseados ou auxiliados por meio de análise automática de dados, tal como, por exemplo, análise por meio de uma rede neural adequadamente treinada capaz de distinguir objetos e estruturas anatômicas uns dos outros nos dados de digitalização de superfície e/ou nos dados de digitalização de densidade volumétrica.[0018] Recognition and segmentation of objects in the surface scan data of the surface scan and/or in the volumetric density scan data of the volumetric density scan may be based on or assisted by means of automatic data analysis, such as, for example, analysis by means of a suitably trained neural network capable of distinguishing objects and anatomical structures from one another in the surface scan data and/or in the volumetric density scan data.

[0019] Em uma modalidade, os rótulos associados de cada segmento de digitalização de superfície e/ou de cada segmento de digitalização de densidade volumétrica identificam os respectivos segmentos de digitalização de superfície e os respectivos segmentos de digitalização de densidade volumétrica como correspondendo a um dente, uma porção de um dente, um dente protético, uma porção de tecido da mucosa mastigatória, uma porção de osso, um implante ou um outro objeto ou estrutura presente na cavidade oral e/ou região anatômica do paciente.[0019] In one embodiment, the associated labels of each surface scan segment and/or each volumetric density scan segment identify the respective surface scan segments and the respective volumetric density scan segments as corresponding to a tooth, a portion of a tooth, a prosthetic tooth, a portion of masticatory mucosa tissue, a portion of bone, an implant, or another object or structure present in the oral cavity and/or anatomical region of the patient.

[0020] Na invenção, os segmentos de digitalização de superfície rotulados do primeiro conjunto de dados são montados de forma cruzada em um sistema 3D de coordenadas comum para segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados a partir do segundo conjunto de dados. Em uma modalidade, a montagem de forma cruzada pode ser implementada por meio do uso de segmentos de digitalização de superfície e segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados correspondentemente. De um modo alternativo, ou além disso, a montagem de forma cruzada pode ser implementada por meio da determinação de segmentos de digitalização de superfície e segmentos de digitalização de densidade volumétrica de formato e volume similares.[0020] In the invention, labeled surface scan segments from the first data set are cross-assembled in a common 3D coordinate system to labeled volumetric density scan segments from the second data set. In one embodiment, cross-assembly may be implemented by using correspondingly labeled surface scan segments and volumetric density scan segments. Alternatively, or in addition, cross-assembly may be implemented by determining surface scan segments and volumetric density scan segments of similar shape and volume.

[0021] Em uma modalidade, a montagem de forma cruzada pode incluir transformações de escalonamento, translativas e rotativas aplicadas aos segmentos de digitalização de superfície e/ou segmentos de digitalização de densidade volumétrica, com a finalidade de alcançar o melhor registro possível dos segmentos de digitalização de superfície e segmentos de digitalização de densidade volumétrica no sistema 3D de coordenadas comum. Em uma modalidade, os parâmetros de montagem de forma cruzada, tais como fatores de escalonamento, parâmetros de transformação translativa e/ou rotacional para até 3 dimensões espaciais podem ser armazenados e usados para fins de "sobreposição" de segmentos de digitalização de superfície rotulados e segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados mantidos separadamente ou porções dos mesmos, quando necessário, no procedimento a seguir.[0021] In one embodiment, cross-shape assembly may include scaling, translational, and rotational transformations applied to the surface scan segments and/or volumetric density scan segments, for the purpose of achieving the best possible registration of the surface scan segments and volumetric density scan segments in the common 3D coordinate system. In one embodiment, cross-shape assembly parameters, such as scaling factors, translational and/or rotational transformation parameters for up to 3 spatial dimensions may be stored and used for the purpose of "overlaying" separately maintained labeled surface scan segments and labeled volumetric density scan segments, or portions thereof, when necessary, in the following procedure.

[0022] Em uma modalidade, a montagem de forma cruzada inclui a geração de um quinto conjunto de dados de segmentos rotulados, cada segmento compreendendo um modelo tridimensional (3D) combinado representando um objeto anatômico, em que o modelo tridimensional (3D) combinado inclui segmentos rotulados de ambos os de segmentos de digitalização de superfície rotulados e segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados. Em algumas aplicações, porções dos segmentos de digitalização de superfície rotulados e/ou dos segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados podem, no entanto, ser removidos do modelo tridimensional (3D) combinado representando um objeto anatômico.[0022] In one embodiment, cross-assembling includes generating a fifth dataset of labeled segments, each segment comprising a combined three-dimensional (3D) model representing an anatomical object, wherein the combined three-dimensional (3D) model includes labeled segments from both the labeled surface scan segments and the labeled volumetric density scan segments. In some applications, portions of the labeled surface scan segments and/or the labeled volumetric density scan segments may, however, be removed from the combined three-dimensional (3D) model representing an anatomical object.

[0023] Para os fins da seguinte descrição, em que porções correpresentadas no modelo 3D de densidade volumétrica identificado e no modelo 3D de superfície identificado estão sendo determinadas, esta determinação pode ser baseada na operação de montagem de forma cruzada de segmentos de digitalização de superfície rotulados provenientes do primeiro conjunto de dados e segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados provenientes do segundo conjunto de dados, através dos quais uma associação dos segmentos de digitalização de superfície rotulados provenientes do primeiro conjunto de dados e segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados provenientes do segundo conjunto de dados pode ser estabelecida e as informações de associação armazenadas em um componente de armazenamento transitório ou não transitório. De um modo alternativo, a determinação de porções correpresentadas no modelo 3D de densidade volumétrica identificado e no modelo 3D de superfície identificado também pode ser determinada em uma operação separada, em que a associação de segmentos de digitalização de superfície rotulados de um modo correspondente provenientes do primeiro conjunto de dados e segmentos de digitalização de densidade volumétrica provenientes do segundo conjunto de dados uns com os outros é estabelecida e, de um modo opcional, as informações de associação são armazenadas em um componente de armazenamento transitório ou não transitório.[0023] For purposes of the following description, where co-represented portions of the identified volumetric density 3D model and the identified surface 3D model are being determined, this determination may be based on the operation of cross-assembling labeled surface scan segments from the first data set and labeled volumetric density scan segments from the second data set, whereby an association of the labeled surface scan segments from the first data set and labeled volumetric density scan segments from the second data set may be established and the association information stored in a transient or non-transient storage component. Alternatively, determination of co-represented portions in the identified volumetric density 3D model and the identified surface 3D model may also be determined in a separate operation, wherein the association of correspondingly labeled surface scan segments from the first data set and volumetric density scan segments from the second data set with each other is established, and optionally the association information is stored in a transient or non-transient storage component.

[0024] Na invenção, um ou mais processadores de computador recebem o objeto de extração alvejado. Isto inclui receber uma seleção de um objeto de extração alvejado que pode ser selecionado manualmente, ou a seleção assistida por uma rede neural adequadamente treinada, capaz de identificar objetos provavelmente alvejados para extração, tais como, por exemplo, objetos danificados ou modificados, localização anatômica ou orientação de objetos, ou objetos não saudáveis, nos dados de digitalização de superfície e/ou nos dados de digitalização de densidade volumétrica.[0024] In the invention, one or more computer processors receive the targeted extraction object. This includes receiving a selection of a targeted extraction object that may be manually selected, or selection assisted by a suitably trained neural network capable of identifying objects likely to be targeted for extraction, such as, for example, damaged or modified objects, anatomical location or orientation of objects, or unhealthy objects, in the surface scan data and/or in the volumetric density scan data.

[0025] Em uma modalidade, o objeto de extração alvejado é um dente ou uma porção de um dente, tal como, por exemplo, a raiz do dente.[0025] In one embodiment, the targeted extraction object is a tooth or a portion of a tooth, such as, for example, the root of the tooth.

[0026] Na invenção, tanto o modelo 3D de densidade volumétrica associado ao rótulo do segmento de digitalização de densidade volumétrica bem como o modelo 3D de superfície associado ao rótulo do segmento de digitalização de superfície que correspondem ao objeto de extração alvejado são identificados.[0026] In the invention, both the 3D volumetric density model associated with the volumetric density scan segment label as well as the 3D surface model associated with the surface scan segment label that correspond to the targeted extraction object are identified.

[0027] O método da invenção pode incluir gerar um terceiro conjunto de dados compreendendo um modelo compreendendo um modelo 3D de um alvéolo sendo um equivalente do modelo 3D de densidade volumétrica identificado menos porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado correpresentado no modelo 3D de superfície identificado. Em uma modalidade, o modelo 3D de um alvéolo (modelo de alvéolo) compreende um modelo tridimensional do alvéolo dentário de um paciente que assenta o objeto de extração alvo.[0027] The method of the invention may include generating a third data set comprising a model comprising a 3D model of a socket being an equivalent of the identified volumetric density 3D model minus portions of the identified volumetric density 3D model co-represented in the identified surface 3D model. In one embodiment, the 3D model of a socket (socket model) comprises a three-dimensional model of the dental socket of a patient seating the target extraction object.

[0028] Para os fins da presente descrição, é assumido que o modelo 3D de um alvéolo corresponde substancialmente a porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado.[0028] For the purposes of this description, it is assumed that the 3D model of an alveolus substantially corresponds to portions of the identified volumetric density 3D model.

[0029] Em uma modalidade, o modelo 3D de um alvéolo é gerado por meio da determinação de porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado não correpresentado no modelo 3D de superfície identificado. Isto significa que, em um caso em que o objeto de extração alvejado é um dente, o modelo de alvéolo é derivado por meio da determinação daquelas partes do modelo 3D de densidade volumétrica identificado que não têm qualquer modelo 3D de superfície identificado correpresentado, o que de um modo geral incluiria pelo menos um parte da raiz do dente.[0029] In one embodiment, the 3D model of a socket is generated by determining portions of the identified volumetric density 3D model not co-represented in the identified surface 3D model. This means that in a case where the targeted extraction object is a tooth, the socket model is derived by determining those portions of the identified volumetric density 3D model that do not have any identified surface 3D model co-represented, which would generally include at least a portion of the root of the tooth.

[0030] Em uma modalidade alternativa, o modelo 3D de um alvéolo é gerado por meio da determinação de porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado correpresentado no modelo 3D de superfície identificado, e por meio da determinação de uma diferença entre as porções correpresentadas determinadas e o modelo 3D de densidade volumétrica por meio da remoção das porções correpresentadas determinadas do modelo 3D de densidade volumétrica.[0030] In an alternative embodiment, the 3D model of a socket is generated by determining portions of the identified volumetric density 3D model co-represented in the identified surface 3D model, and determining a difference between the determined co-represented portions and the volumetric density 3D model by removing the determined co-represented portions from the volumetric density 3D model.

[0031] Em uma modalidade, as porções determinadas do modelo 3D de densidade volumétrica identificado são armazenadas em um componente de armazenamento de dados legível por computador, que pode ser um componente de armazenamento transitório ou não transitório, incluindo componentes de armazenamento de rede.[0031] In one embodiment, the determined portions of the identified volumetric density 3D model are stored in a computer-readable data storage component, which may be a transient or non-transient storage component, including network storage components.

[0032] O método da invenção pode incluir adicionalmente gerar um terceiro conjunto de dados compreendendo um modelo compreendendo pelo menos uma porção do modelo 3D de densidade volumétrica identificado correpresentado no modelo 3D de superfície identificado e/ou pelo menos uma porção do modelo 3D de superfície identificado correpresentado no modelo 3D de densidade volumétrica identificado. O terceiro conjunto de dados incluirá, deste modo, uma representação de pelo menos partes das porções visíveis do objeto de extração alvejado, tal como, por exemplo, uma coroa de dente ou uma prótese.[0032] The method of the invention may further include generating a third data set comprising a model comprising at least a portion of the identified volumetric density 3D model co-represented in the identified surface 3D model and/or at least a portion of the identified surface 3D model co-represented in the identified volumetric density 3D model. The third data set will thus include a representation of at least parts of the visible portions of the targeted extraction object, such as, for example, a tooth crown or a prosthesis.

[0033] O método da invenção pode incluir adicionalmente gerar um terceiro conjunto de dados compreendendo um modelo compreendendo pelo menos uma porção do modelo 3D de densidade volumétrica identificado menos porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado correpresentado no modelo 3D de superfície identificado. O terceiro conjunto de dados incluirá, deste modo, uma representação de pelo menos partes das porções invisíveis do objeto de extração alvejado, tal como, por exemplo, uma raiz de dente, um implante e/ou um pilar protético.[0033] The method of the invention may further include generating a third data set comprising a model comprising at least a portion of the identified volumetric density 3D model minus portions of the identified volumetric density 3D model co-represented in the identified surface 3D model. The third data set will thus include a representation of at least parts of the invisible portions of the targeted extraction object, such as, for example, a tooth root, an implant and/or a prosthetic abutment.

[0034] O método da invenção pode incluir adicionalmente gerar um terceiro conjunto de dados compreendendo um modelo compreendendo pelo menos um subconjunto do primeiro conjunto de dados menos porções do modelo 3D de superfície identificado correpresentado no modelo 3D de densidade volumétrica identificado.[0034] The method of the invention may further include generating a third data set comprising a model comprising at least a subset of the first data set minus portions of the identified 3D surface model co-represented in the identified volumetric density 3D model.

[0035] Em uma modalidade, o método pode incluir a geração de um quarto conjunto de dados por meio da remoção de porções do modelo 3D de superfície identificado correpresentado no modelo 3D de densidade volumétrica identificado proveniente de uma cópia de pelo menos um subconjunto do primeiro conjunto de dados. O terceiro conjunto de dados incluirá, deste modo, uma representação das porções visíveis de pelo menos uma parte da cavidade oral do paciente sem as porções visíveis do objeto de extração alvejado, conforme definido por meio do modelo 3D de superfície identificado.[0035] In one embodiment, the method may include generating a fourth data set by removing portions of the identified 3D surface model co-represented in the identified 3D volumetric density model from a copy of at least a subset of the first data set. The third data set will thus include a representation of the visible portions of at least a portion of the patient's oral cavity without the visible portions of the targeted extraction object as defined by the identified 3D surface model.

[0036] O terceiro conjunto de dados gerado por meio da invenção inclui, deste modo, uma representação de pelo menos partes da região anatômica do paciente, incluindo ou excluindo uma representação do objeto de extração alvejado. Isto ajuda a aprimorar o pré-planejamento de procedimentos protéticos ou de restauração odontológica usando ferramentas de CAD/CAM conforme usadas pelo projetista da prótese e pode resultar em um encaixe e um alinhamento aprimorados da prótese dentro da cavidade oral do paciente. De um modo adicional, as informações providas no terceiro conjunto de dados são adequadas para aprimorar o projeto da prótese, de tal modo que ela possa estar pronta para ser instalada imediatamente no lugar dos objetos anatômicos extraídos na cavidade oral do paciente, por meio de ter potencialmente um implante colocado, um procedimento personalizado temporário ou pilar protético permanente instalado e uma prótese encaixada durante uma e a mesma visita ao consultório.[0036] The third data set generated by the invention thus includes a representation of at least parts of the patient's anatomical region, including or excluding a representation of the targeted extraction object. This helps to improve pre-planning of dental prosthetic or restorative procedures using CAD/CAM tools as used by the prosthesis designer and can result in improved fit and alignment of the prosthesis within the patient's oral cavity. Additionally, the information provided in the third data set is suitable for improving the design of the prosthesis such that it can be ready to be immediately installed in place of the extracted anatomical objects in the patient's oral cavity, by potentially having an implant placed, a temporary custom procedure or permanent prosthetic abutment installed, and a prosthesis fitted during one and the same office visit.

[0037] Em uma modalidade, o método compreende determinar uma fronteira do modelo 3D de superfície identificado e gerar uma linha de corte a partir da fronteira determinada. Isto pode incluir suavização, endireitamento ou uniformização da fronteira do modelo 3D de superfície identificado. Também pode incluir determinar uma curva de interseção entre a definição de superfície do modelo 3D de superfície identificado e a superfície de fronteira do modelo 3D de densidade volumétrica. A linha de corte assim definida é, em seguida, projetada para cima do modelo 3D de densidade volumétrica identificado e pode ser usada para gerar o sexto conjunto de dados compreendendo o modelo 3D de superfície identificado e/ou o modelo 3D de densidade volumétrica identificado no lado da linha de corte que inclui substancialmente todas as porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado que são correpresentadas no modelo 3D de superfície identificado. O sexto conjunto de dados pode, deste modo, incluir uma representação de pelo menos partes das porções visíveis do objeto de extração alvejado tendo uma fronteira aprimorada representando essencialmente a linha de demarcação entre a porção visível do objeto de extração alvejado no paciente e as porções invisíveis do mesmo.[0037] In one embodiment, the method comprises determining a boundary of the identified 3D surface model and generating a cut line from the determined boundary. This may include smoothing, straightening, or smoothing the boundary of the identified 3D surface model. It may also include determining an intersection curve between the surface definition of the identified 3D surface model and the boundary surface of the 3D volumetric density model. The cut line thus defined is then projected onto the identified 3D volumetric density model and may be used to generate the sixth data set comprising the identified 3D surface model and/or the identified 3D volumetric density model on the side of the cut line that includes substantially all portions of the identified 3D volumetric density model that are co-represented in the identified 3D surface model. The sixth data set may thus include a representation of at least parts of the visible portions of the targeted extraction object having an enhanced boundary representing essentially the line of demarcation between the visible portion of the targeted extraction object in the patient and the invisible portions thereof.

[0038] Em uma modalidade, o método compreende adicionalmente aumentar qualquer um dos primeiro, segundo, terceiro, quarto, quinto e/ou sexto conjuntos de dados, ou o modelo 3D de superfície identificado e/ou o modelo 3D de densidade volumétrica identificado quando tiver um vazio em uma superfície definido por meio do conjunto de dados ou modelo, respectivamente e, deste modo, preencher tal vazio com informações de superfície geradas. A informação de superfície gerada pode ser gerada por meio de interpolação das fronteiras do vazio e/ou com base, pelo menos em parte, na modelagem anatômica padrão, que pode ser determinada por meio de uma rede neural adequadamente treinada capaz de gerar seções correspondentes de objetos e estruturas anatômicas. As informações de superfície geradas podem, deste modo, prover uma progressão constante e contínua das informações de superfície existentes no conjunto (ou conjuntos) de dados ou modelo (ou modelos), respectivamente, e, na melhor das hipóteses, representam uma representação autêntica das superfícies ou superfícies de fronteira dos objetos anatômicos ou estruturas do paciente nas posições em que o conjunto (ou conjuntos) de dados ou modelo (ou modelos) estão incompletos.[0038] In one embodiment, the method further comprises augmenting any of the first, second, third, fourth, fifth, and/or sixth datasets, or the identified 3D surface model and/or the identified 3D volumetric density model when there is a void in a surface defined by the dataset or model, respectively, and thereby filling such void with generated surface information. The generated surface information may be generated by interpolating the boundaries of the void and/or based at least in part on standard anatomical modeling, which may be determined by means of a suitably trained neural network capable of generating corresponding sections of anatomical objects and structures. The generated surface information can thus provide a constant and continuous progression of the surface information existing in the data set (or sets) or model (or models), respectively, and, at best, represent an authentic representation of the surfaces or boundary surfaces of the patient's anatomical objects or structures at positions where the data set (or sets) or model (or models) are incomplete.

[0039] Em uma modalidade, o método compreende armazenar qualquer um dos terceiro, quarto, quinto, sexto e/ou sétimo conjuntos de dados e/ou versões mescladas ou montadas de forma cruzada dos mesmos, em um componente de armazenamento de dados legível por computador, que pode ser um componente de armazenamento transitório ou não transitório, incluindo um componente de armazenamento interligado em rede. As informações podem ser armazenadas em formatos de troca de dados ou formatos de definição de superfície como STL para importação e uso por meio do sistema de CAD/CAM no processo de projetar uma prótese.[0039] In one embodiment, the method comprises storing any of the third, fourth, fifth, sixth, and/or seventh data sets, and/or merged or cross-assembled versions thereof, in a computer-readable data storage component, which may be a transient or non-transient storage component, including a networked storage component. The information may be stored in data exchange formats or surface definition formats such as STL for import and use by the CAD/CAM system in the process of designing a prosthesis.

[0040] A invenção também se refere a um sistema para gerar automaticamente um modelo tridimensional para uso em uma extração virtual de um objeto de extração alvejado de um paciente, em que o sistema compreende uma ou mais unidades de processamento de computador configuradas para carregar e executar instruções legíveis por computador que, quando executadas, configurem uma ou mais unidades de processamento de computador para implementar o método da invenção e suas modalidades conforme descrito até então.[0040] The invention also relates to a system for automatically generating a three-dimensional model for use in a virtual extraction of a targeted extraction object from a patient, wherein the system comprises one or more computer processing units configured to load and execute computer-readable instructions that, when executed, configure one or more computer processing units to implement the method of the invention and its embodiments as described hereinbefore.

[0041] Em uma modalidade do sistema da invenção, o sistema inclui um aplicativo de criação de imagem e um aparelho de exibição eletrônico para exibir representações gráficas de pelo menos qualquer um ou mais dos primeiro, segundo, terceiro, quarto, quinto, sexto e/ou sétimo conjuntos de dados e/ou versões mescladas ou montadas de forma cruzada, ou o modelo 3D de superfície identificado e/ou o modelo 3D de densidade volumétrica identificado ao usuário para visualidade e modificação.[0041] In one embodiment of the system of the invention, the system includes an image creation application and an electronic display apparatus for displaying graphical representations of at least any one or more of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, and/or seventh datasets and/or merged or cross-assembled versions, or the identified 3D surface model and/or the identified 3D volumetric density model to the user for visualization and modification.

[0042] O aplicativo de criação de imagem, em combinação com o aparelho de exibição eletrônico, é configurado para atualizar automaticamente a exibição das representações gráficas dos primeiro, segundo, terceiro, quarto, quinto, sexto e/ou sétimo conjuntos de dados e/ou versões mescladas ou montadas de forma cruzada dos mesmos, ou o modelo 3D de superfície identificado e/ou o modelo 3D de densidade volumétrica identificado sempre que esses conjuntos de dados e/ou modelos forem atualizados e informações adicionadas ou removidas deles.[0042] The imaging application, in combination with the electronic display apparatus, is configured to automatically update the display of the graphical representations of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, and/or seventh data sets and/or merged or cross-assembled versions thereof, or the identified 3D surface model and/or the identified 3D volumetric density model whenever such data sets and/or models are updated and information is added to or removed from them.

[0043] Além da exibição das representações gráficas dos primeiro, segundo, terceiro, quarto, quinto, sexto e/ou sétimo conjuntos de dados e/ou versões mescladas ou montadas de forma cruzada dos mesmos, ou o modelo 3D de superfície identificado e/ou o modelo 3D de densidade volumétrica identificado, o aplicativo de criação de imagem também provê controles de exibição responsivos à entrada do usuário para modificar a exibição da representação gráfica das representações gráficas dos primeiro, segundo, terceiro, quarto, quinto, sexto e/ou sétimo conjuntos de dados e/ou versões mescladas ou montadas de forma cruzada dos mesmos, ou o modelo 3D de superfície identificado e/ou o modelo 3D de densidade volumétrica identificado, tal como, por exemplo, para permitir a modificação do ângulo de visualidade, rotação ou inclinação da informação exibida.[0043] In addition to displaying the graphical representations of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, and/or seventh data sets and/or merged or cross-assembled versions thereof, or the identified 3D surface model and/or the identified 3D volumetric density model, the imaging application also provides display controls responsive to user input for modifying the display of the graphical representation of the graphical representations of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, and/or seventh data sets and/or merged or cross-assembled versions thereof, or the identified 3D surface model and/or the identified 3D volumetric density model, such as, for example, to allow modification of the viewing angle, rotation, or tilt of the displayed information.

[0044] Adicionalmente aos controles de exibição, o aplicativo de criação de imagem também provê controles de seleção que, após ativação, permitem ao usuário a seleção de pelo menos um dos objetos representados graficamente na exibição. O aplicativo de criação de imagem é habilitado, após receber uma operação de seleção usando os controles de seleção pelo usuário do aplicativo de criação de imagem, para destacar segmentos de imagem de digitalização de superfície rotulados e/ou segmentos de imagem de digitalização de densidade volumétrica na representação gráfica dos primeiro, segundo, terceiro, quarto, quinto, sexto e/ou sétimo conjuntos de dados e/ou versões mescladas ou montadas de forma cruzada dos mesmos, ou o modelo 3D de superfície identificado e/ou o modelo 3D de densidade volumétrica identificado, correspondente à seleção do usuário no aparelho de exibição eletrônico.[0044] In addition to the display controls, the imaging application also provides selection controls that, upon activation, allow the user to select at least one of the objects graphically represented in the display. The imaging application is enabled, upon receiving a selection operation using the selection controls by the user of the imaging application, to highlight labeled surface scan image segments and/or volumetric density scan image segments in the graphical representation of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, and/or seventh data sets and/or merged or cross-assembled versions thereof, or the identified surface 3D model and/or the identified volumetric density 3D model, corresponding to the user's selection on the electronic display apparatus.

[0045] O aplicativo de criação de imagem provê adicionalmente um controle de extração virtual que, após a ativação, performando para cada objeto representado graficamente selecionado pelo usuário usando a seleção, controla a possibilidade de remover a representação gráfica do objeto de extração alvejado da representação gráfica exibida no aparelho de exibição eletrônico e o complementa com a representação gráfica do modelo de alvéolo.[0045] The image creation application additionally provides a virtual extraction control which, upon activation, performing for each graphically represented object selected by the user using the selection, controls the possibility of removing the graphical representation of the targeted extraction object from the graphical representation displayed on the electronic display device and supplements it with the graphical representation of the alveolus model.

[0046] A invenção também se refere a um meio legível por computador incluindo instruções legíveis por computador que, quando executadas por meio de uma ou mais unidades de processamento de computador configuram a uma ou mais unidades de processamento de computador para implementar pelo menos um componente de um sistema para gerar automaticamente um modelo tridimensional para uso em uma extração virtual de um objeto de extração alvejado de um paciente.[0046] The invention also relates to a computer-readable medium including computer-readable instructions that, when executed by means of one or more computer processing units, configure the one or more computer processing units to implement at least one component of a system for automatically generating a three-dimensional model for use in a virtual extraction of a targeted extraction object from a patient.

[0047] A invenção também se refere a um programa de computador, o referido programa de computador incorporando instruções legíveis por computador que, quando executadas por meio de uma ou mais unidades de processamento de computador configuram uma ou mais unidades de processamento de computador para implementar pelo menos um componente de um sistema para gerar automaticamente um modelo tridimensional para uso em uma extração virtual de um objeto de extração alvejado de um paciente.[0047] The invention also relates to a computer program, said computer program embodying computer-readable instructions which, when executed by means of one or more computer processing units, configure the one or more computer processing units to implement at least one component of a system for automatically generating a three-dimensional model for use in a virtual extraction of a targeted extraction object from a patient.

[0048] A invenção também se refere ao uso dos terceiro, quarto, quinto, sexto e/ou sétimo conjuntos de dados e/ou versões mescladas ou montadas de forma cruzada dos mesmos, em um procedimento de extração virtual de um objeto de extração alvejado de um paciente.[0048] The invention also relates to the use of the third, fourth, fifth, sixth and/or seventh data sets and/or merged or cross-assembled versions thereof, in a virtual extraction procedure of a targeted extraction object from a patient.

[0049] A invenção também se refere aos terceiro, quarto, quinto, sexto e/ou sétimo conjuntos de dados e/ou versões mescladas ou montadas de forma cruzada dos mesmos, em uma ferramenta de software de CAD/CAM de projeto protético para gerar um projeto protético que representa anatomicamente o objeto de extração alvejado de um paciente. Tal uso pode ser antes e/ou durante uma visita ao consultório, de um modo preferido uma única visita ao consultório, de um paciente em quem é efetuado um procedimento de extração real do objeto de extração alvejado.[0049] The invention also relates to third, fourth, fifth, sixth and/or seventh data sets, and/or merged or cross-assembled versions thereof, in a prosthetic design CAD/CAM software tool for generating a prosthetic design that anatomically represents a patient's targeted extraction object. Such use may be prior to and/or during an office visit, preferably a single office visit, of a patient on whom an actual extraction procedure of the targeted extraction object is performed.

[0050] Esses usos permitem reduzir o número de visitas de pacientes, potencialmente, de muitas para apenas uma única visita por meio da provisão da capacidade de conduzir um pré-planejamento exato do procedimento de extração, bem como projetar e manufaturar próteses anatomicamente corretas e, conforme o caso, podem ser pilares protéticos seja antes ou durante o procedimento. No momento da extração do objeto de extração alvejado da anatomia do paciente, a instalação do pilar protético/prótese pode ser conduzida in situ e imediatamente após a extração do objeto de extração alvejado.[0050] These uses allow for the reduction of the number of patient visits from potentially many to just a single visit by providing the ability to conduct accurate pre-planning of the extraction procedure, as well as design and manufacture anatomically correct prostheses and, as appropriate, prosthetic abutments either prior to or during the procedure. At the time of extraction of the targeted extraction object from the patient's anatomy, installation of the prosthetic abutment/prosthesis can be conducted in situ and immediately following extraction of the targeted extraction object.

[0051] A descrição provê dispositivos, sistemas, interfaces gráficas de usuário, ferramentas habilitadas por computador, métodos e processos para gerar, exibir, exportar/salvar e usar modelos 3D virtuais anatomicamente exatos de uma cavidade ou alvéolo anatômico (doravante no presente documento, "alvéolo") configurado para assentar em conformidade um objeto (tal como um dente ou implante) em uma cavidade oral de um mamífero (ser humano ou outro, doravante no presente documento denominado como "paciente").[0051] The disclosure provides devices, systems, graphical user interfaces, computer-enabled tools, methods and processes for generating, displaying, exporting/saving and using anatomically accurate virtual 3D models of an anatomical cavity or alveolus (hereinafter referred to as "alveolus") configured to conformably seat an object (such as a tooth or implant) in an oral cavity of a mammal (human or other, hereinafter referred to as "patient").

[0052] Um modelo 3D virtual, conforme usado no contexto da descrição, é uma representação digital tridimensional de um objeto físico (ou alvéolo). Os modelos 3D virtuais são muitas vezes representados como nuvens de pontos ou malhas triangulares (ou outras poligonais), como comumente conhecidos e usados no campo da computação gráfica. Um modelo 3D virtual de um alvéolo (ou simplesmente "modelo de alvéolo") implementado de acordo com as modalidades descritas é um modelo 3D virtual que representa de um modo suficientemente exato a anatomia de um alvéolo real de um paciente que assenta um objeto associado, e é determinado e gerado com base em uma digitalização de superfície de uma região anatômica da anatomia do paciente (tal como a cavidade oral) e uma digitalização de densidade volumétrica da região anatômica.[0052] A virtual 3D model, as used in the context of the description, is a three-dimensional digital representation of a physical object (or socket). Virtual 3D models are often represented as point clouds or triangular (or other polygonal) meshes, as commonly known and used in the field of computer graphics. A virtual 3D model of a socket (or simply "socket model") implemented in accordance with the described embodiments is a virtual 3D model that represents in a sufficiently accurate manner the anatomy of a real socket of a patient that seats an associated object, and is determined and generated based on a surface scan of an anatomical region of the patient's anatomy (such as the oral cavity) and a volumetric density scan of the anatomical region.

[0053] Tanto na digitalização de superfície quanto na digitalização de densidade volumétrica, a região anatômica digitalizada inclui pelo menos o objeto assentado no alvéolo real. Em alguns casos de uso, um propósito por trás da geração do modelo de alvéolo é que o objeto real assentado no alvéolo real do paciente seja alvejado para extração (no presente documento, “objeto de extração alvejado”). Por exemplo, o objeto pode compreender um dente (no presente documento, “dente de extração alvejado”) ou um implante (no presente documento, “implante de extração alvejado”) alvejado para extração.[0053] In both surface scanning and volumetric density scanning, the scanned anatomical region includes at least the object seated in the actual socket. In some use cases, one purpose behind generating the socket model is that the actual object seated in the patient's actual socket is targeted for extraction (hereinafter, “targeted extraction object”). For example, the object may comprise a tooth (hereinafter, “targeted extraction tooth”) or an implant (hereinafter, “targeted extraction implant”) targeted for extraction.

[0054] Ter acesso a, e entendimento correspondente de, um modelo de alvéolo virtual específico para a situação do paciente pode aprimorar o planejamento do tratamento do paciente e, em particular, o diagnóstico e o planejamento do tratamento relacionado à anatomia do paciente. Pode aprimorar, por exemplo, o planejamento do tratamento odontológico, incluindo o planejamento do tratamento que envolve a extração de um dente, a colocação de um implante, um pilar protético e/ou uma prótese, tal como uma coroa artificial. Pode adicionalmente aprimorar o fluxo de trabalho do tratamento, reduzindo o número de etapas e visitas de pacientes necessárias para projetar uma prótese anatomicamente exata, tal como, por exemplo, um pilar protético de cicatrização temporário ou um pilar protético permanente.[0054] Having access to, and corresponding understanding of, a virtual socket model specific to the patient's situation may enhance patient treatment planning, and in particular diagnosis and treatment planning related to the patient's anatomy. It may enhance, for example, dental treatment planning, including treatment planning involving the extraction of a tooth, placement of an implant, a prosthetic abutment, and/or a prosthesis such as an artificial crown. It may further enhance treatment workflow by reducing the number of steps and patient visits required to design an anatomically accurate prosthesis, such as, for example, a temporary healing prosthetic abutment or a permanent prosthetic abutment.

[0055] Cada modelo de alvéolo gerado conforme descrito no presente documento entra substancialmente em conformidade com os contornos da superfície extrínseca do objeto real que ele assenta na anatomia do paciente. Por exemplo, um modelo de alvéolo dentário de acordo com modalidades da invenção é gerado para entrar em conformidade com os contornos dos dados de digitalização de densidade volumétrica com base na raiz do dente real de um paciente (via digitalização CBCT, por exemplo) da região anatômica (incluindo o dente de interesse) de interesse.[0055] Each socket model generated as described herein substantially conforms to the contours of the extrinsic surface of the actual object it sits upon in the patient's anatomy. For example, a tooth socket model according to embodiments of the invention is generated to conform to the contours of a patient's actual tooth root-based volumetric density scan data (via CBCT scanning, for example) of the anatomical region (including the tooth of interest) of interest.

[0056] A invenção é adicionalmente descrita a título da descrição detalhada a seguir em combinação com o desenho. Na descrição detalhada a seguir, numerais de referência semelhantes denotam elementos semelhantes, exceto quando indicado de outra forma.[0056] The invention is further described by way of the following detailed description in combination with the drawing. In the following detailed description, like reference numerals denote like elements, unless otherwise indicated.

[0057] Embora a descrição detalhada a seguir descreva certas modalidades da invenção em maior detalhe, é notado que as características descritas no contexto de apenas uma das modalidades se destinam, no entanto, a estar disponíveis também no contexto de ou em combinação com qualquer outra modalidade da invenção, descrita ou não na descrição detalhada, exceto quando tal combinação de características levaria a resultados não significativos. De forma alguma a descrição detalhada a seguir pretende limitar a invenção às modalidades específicas e combinações de características da mesma; em vez disso, a invenção é exclusivamente limitada e definida pelas reivindicações anexas.[0057] Although the following detailed description describes certain embodiments of the invention in greater detail, it is noted that features described in the context of only one of the embodiments are nevertheless intended to be available also in the context of or in combination with any other embodiment of the invention, whether or not described in the detailed description, except where such a combination of features would lead to non-significant results. In no way is the following detailed description intended to limit the invention to the specific embodiments and combinations of features thereof; rather, the invention is exclusively limited and defined by the appended claims.

[0058] No desenho,A figura 1 representa um diagrama de fluxo delineando um primeiro aspecto do método de acordo com uma modalidade da presente descrição;A figura 2 representa um diagrama arquitetônico do sistema de acordo com uma modalidade da presente descrição;As figuras 3A a 3N ilustram uma modalidade exemplificativa de acordo com a presente descrição do método de geração de um modelo de alvéolo de acordo com a invenção;A figura 4 representa um diagrama de fluxo delineando um segundo aspecto do método de acordo com uma modalidade da presente descrição;As figuras 5A a 5D retratam uma primeira implementação de interface gráfica de usuário exemplificativa de vários aspectos da presente descrição;A figura 6 representa um diagrama de fluxo delineando um terceiro aspecto do método de acordo com uma modalidade da presente descrição;As figuras 7A a 7J retratam uma segunda implementação de interface gráfica de usuário exemplificativa de vários aspectos da presente descrição; A figura 8 representa um diagrama de fluxo delineando um quarto aspecto do método de acordo com uma modalidade da presente descrição;As figuras 9A a 9T retratam uma segunda implementação de interface gráfica de usuário exemplificativa de vários aspectos da presente descrição.[0058] In the drawing, Figure 1 is a flow diagram outlining a first aspect of the method according to an embodiment of the present disclosure; Figure 2 is an architectural diagram of the system according to an embodiment of the present disclosure; Figures 3A to 3N illustrate an exemplary embodiment according to the present disclosure of the method of generating a socket model according to the invention; Figure 4 is a flow diagram outlining a second aspect of the method according to an embodiment of the present disclosure; Figures 5A to 5D depict a first exemplary graphical user interface implementation of various aspects of the present disclosure; Figure 6 is a flow diagram outlining a third aspect of the method according to an embodiment of the present disclosure; Figures 7A to 7J depict a second exemplary graphical user interface implementation of various aspects of the present disclosure; Figure 8 is a flowchart outlining a fourth aspect of the method according to an embodiment of the present disclosure; Figures 9A through 9T depict a second exemplary graphical user interface implementation of various aspects of the present disclosure.

[0059] Um aspecto da invenção é a geração de um modelo tridimensional de alvéolo virtual que modela de um modo suficientemente exato um alvéolo anatômico assentando um objeto em uma região anatômica na região da cavidade oral do paciente. Uma modalidade compreende um método para gerar tal modelo de alvéolo.[0059] One aspect of the invention is the generation of a three-dimensional virtual socket model that sufficiently accurately models an anatomical socket by seating an object in an anatomical region within the patient's oral cavity region. One embodiment comprises a method for generating such a socket model.

[0060] A figura 1 é um fluxograma de um método 100, sendo executado em um dispositivo habilitado por computador, tal como o sistema 200 da figura 2, para gerar um modelo 3D de alvéolo que representa de um modo exato a anatomia de um alvéolo real na anatomia do paciente que assenta um objeto associado, tal como um dente. O método 100 inclui uma etapa 101 de receber cada uma de uma digitalização de superfície e de uma digitalização de densidade volumétrica (ambas armazenadas nos dados de digitalização 220 do sistema 200) de uma área anatômica da cavidade oral do paciente, em que a região anatômica digitalizada inclui pelo menos o alvejado objeto, neste exemplo na forma de pelo menos uma porção do objeto real assentado no alvéolo real do paciente.[0060] Figure 1 is a flowchart of a method 100, being executed on a computer-enabled device, such as the system 200 of Figure 2, for generating a 3D socket model that accurately represents the anatomy of an actual socket in the patient's anatomy that seats an associated object, such as a tooth. The method 100 includes a step 101 of receiving each of a surface scan and a volumetric density scan (both stored in scan data 220 of the system 200) of an anatomical area of the patient's oral cavity, wherein the scanned anatomical region includes at least the targeted object, in this example in the form of at least a portion of the actual object sitting in the patient's actual socket.

[0061] O método 100 inclui adicionalmente uma etapa 102 de receber um primeiro conjunto de dados de segmento (ou segmentos) de digitalização de superfície rotulados e um segundo conjunto de dados de segmento (ou segmentos) de digitalização de densidade volumétrica rotulados (ambos armazenados em dados de segmento 222), compreendendo segmentos individuais correspondentes a objetos e/ou características reconhecidas, via reconhecimento de imagem e processamento de segmentação na digitalização de superfície e na digitalização de densidade volumétrica da região anatômica de interesse. As etapas 101 e 102 podem ocorrer do lado de fora da execução do aplicativo 215a, por exemplo, por meio de um serviço remoto 212.[0061] The method 100 further includes a step 102 of receiving a first set of labeled surface scan segment data (or segments) and a second set of labeled volumetric density scan segment data (or segments) (both stored in segment data 222), comprising individual segments corresponding to recognized objects and/or features, via image recognition and segmentation processing on the surface scan and the volumetric density scan of the anatomical region of interest. Steps 101 and 102 may occur outside of the execution of the application 215a, for example, via a remote service 212.

[0062] Por exemplo, os dados de digitalização de superfície 220 podem ser gerados por meio de um serviço de digitalização de superfície remoto 240. Um serviço de digitalização de superfície 240 pode fazer qualquer um ou qualquer combinação dos seguintes: coleta de dados de digitalização de superfície coletados a partir de um digitalizador de superfície (tal como um digitalizador óptico ou câmera), convertendo os dados de digitalização de superfície em um modelo tridimensional que pode ser acessado e lido pelo processador (ou processadores) 201 do sistema 200, manipulado ou convertido em um outro formato, se necessário, para prepará-lo para exibição em um exibidor eletrônico 209 e salvo em um arquivo legível por computador que pode ser recebido pelo sistema 200 e armazenado na memória local 220 reservada para dados de digitalização.[0062] For example, surface scan data 220 may be generated via a remote surface scan service 240. A surface scan service 240 may do any or any combination of the following: collecting surface scan data collected from a surface digitizer (such as an optical digitizer or camera), converting the surface scan data into a three-dimensional model that can be accessed and read by the processor(s) 201 of the system 200, manipulated or converted into another format if necessary to prepare it for display on an electronic display 209, and saving it to a computer-readable file that can be received by the system 200 and stored in local memory 220 reserved for scan data.

[0063] Como um outro exemplo de um serviço remoto, os dados de digitalização de densidade volumétrica 220 podem ser gerados por meio de um serviço remoto de digitalização de densidade volumétrica 240. Um serviço de digitalização de densidade volumétrica 240 pode fazer qualquer um ou qualquer combinação dos seguintes: coleta de dados de digitalização de densidade volumétrica coletados a partir de um digitalizador de densidade volumétrica (usando equipamento de digitalização volumétrica, tal como digitalizador de tomografia computadorizada de feixe cônico (CBCT - do inglês “Cone-Beam Computer Tomography”)), convertendo os dados de digitalização de densidade volumétrica em um modelo tridimensional que pode ser acessado e lido pelo processador (ou processadores) 201 do sistema 200, manipulado ou convertido em outro formato, se necessário, para prepará-lo para exibição em um exibidor eletrônico 209 e salvo em um arquivo legível por computador que pode ser recebido pelo sistema 200 e armazenado na memória local 220 reservada para dados de digitalização.[0063] As another example of a remote service, volumetric density scan data 220 may be generated via a remote volumetric density scanning service 240. A volumetric density scanning service 240 may do any or any combination of the following: collecting volumetric density scan data collected from a volumetric density scanner (using volumetric scanning equipment, such as a cone-beam computer tomography (CBCT) scanner), converting the volumetric density scan data into a three-dimensional model that can be accessed and read by the processor(s) 201 of the system 200, manipulated or converted to another format if necessary to prepare it for display on an electronic display 209, and saving it to a computer-readable file that can be received by the system 200 and stored in local memory 220 reserved for scan data.

[0064] Um outro serviço remoto 212 pode incluir um serviço de segmentação 244. O serviço de segmentação recebe dados de digitalização (dados de digitalização de superfície (IOS) ou de densidade volumétrica (CBCT ou CT)) e usa processamento, extração e classificação de imagem para segmentar imagens de digitalização recebidas contendo a área anatômica de interesse em vários objetos identificados e associando um marcador de classificação a cada segmento. O serviço de segmentação 244 pode prover os segmentos na forma de modelos 3D de segmento virtuais individuais, em que cada modelo 3D de segmento virtual individual (no presente documento também denominado simplesmente como "modelo de segmento") é uma representação 3D digital da parte ou característica anatômica real da anatomia do paciente. Em uma modalidade, o serviço de segmentação 244 provê cada segmento como um modelo 3D digital individual, de um modo preferido (mas não limitado a) em formato STL como uma malha triangular ou uma nuvem de pontos.[0064] Another remote service 212 may include a segmentation service 244. The segmentation service receives scan data (surface scan (IOS) or volumetric density scan (CBCT or CT) data) and uses image processing, extraction, and classification to segment received scan images containing the anatomical area of interest into multiple identified objects and associating a classification marker with each segment. The segmentation service 244 may provide the segments in the form of individual virtual segment 3D models, wherein each individual virtual segment 3D model (hereinafter also referred to simply as a "segment model") is a digital 3D representation of the actual anatomical part or feature of the patient's anatomy. In one embodiment, the segmentation service 244 provides each segment as an individual digital 3D model, preferably (but not limited to) in STL format as a triangular mesh or a point cloud.

[0065] Cada um dos serviços remotos 212 retorna dados ao sistema 200 via o adaptador (ou adaptadores) de rede, no qual são armazenados na memória de massa apropriada 206 (dados de digitalização 200 ou dados de segmento 222).[0065] Each of the remote services 212 returns data to the system 200 via the network adapter(s), where it is stored in the appropriate mass storage 206 (scan data 200 or segment data 222).

[0066] Uma ou ambas as etapas 101 e 102 podem ser efetuadas do lado de fora da execução do aplicativo 215a, por exemplo, por meio de um outro processo ou aplicativo armazenado na memória local 204 e executado pelo processador local (ou processadores locais) 201 do sistema 200. Em outras modalidades, uma ou ambas as etapas 101 e 102 podem de um modo alternativo, ou também, ser executadas como um processo de execução integral dentro do aplicativo 215a.[0066] One or both of steps 101 and 102 may be performed outside of the execution of application 215a, for example, by another process or application stored in local memory 204 and executed by local processor (or local processors) 201 of system 200. In other embodiments, one or both of steps 101 and 102 may alternatively, or also, be performed as an integral execution process within application 215a.

[0067] Por conta de os segmentos de digitalização de superfície recebidos e os segmentos de digitalização de densidade volumétrica serem de um modo geral obtidos usando diferentes modalidades (e, portanto, diferentes (e normalmente independentes) máquinas/equipamentos de digitalização), os dados de digitalização produzidos por meio de cada modalidade de digitalização são coletados e salvos de acordo com um sistema 3D de coordenadas nativo da máquina/equipamento de digitalização específico que coletou os dados. Nessas situações, se torna importante alinhar os dados de digitalização resultantes provenientes de cada digitalizador em um sistema 3D de coordenadas comum, de tal modo que objetos semelhantes de cada digitalização sejam combinados e sejam exibidos como ocupando o mesmo espaço (o que eles deveriam, uma vez que cada um representa o mesmo objeto).[0067] Because the received surface scan segments and the volumetric density scan segments are generally obtained using different modalities (and therefore different (and typically independent) scanning machines/equipment), the scan data produced by each scanning modality is collected and saved according to a 3D coordinate system native to the particular scanning machine/equipment that collected the data. In these situations, it becomes important to align the resulting scan data from each scanner into a common 3D coordinate system such that similar objects from each scan are combined and displayed as occupying the same space (which they should, since each represents the same object).

[0068] Os segmentos de digitalização de superfície (rotulados) e os segmentos de digitalização de densidade volumétrica (rotulados) são montados de forma cruzada em um sistema 3D de coordenadas comum (etapa 103). O resultado da montagem de forma cruzada em um sistema 3D de coordenadas comum é que para cada par de segmentos de digitalização de superfície e de densidade volumétrica que corresponde ao mesmo objeto paciente da área anatômica de interesse digitalizada, deve existir um ou uma pluralidade de respectivos pontos que “combinam” (ou seja, os pontos provenientes de cada segmento no par de segmentos devem coincidir substancialmente ou exatamente) no espaço 3D do sistema 3D de coordenadas comum. Esses pontos combinantes correspondem a um ponto correspondente no objeto/característica real da anatomia real do paciente. Os pontos combinantes estarão presentes apenas para áreas da anatomia do paciente que a modalidade de digitalização específica foi capaz de capturar.[0068] The surface scan segments (labeled) and the volumetric density scan segments (labeled) are cross-assembled into a common 3D coordinate system (step 103). The result of cross-assembling into a common 3D coordinate system is that for each pair of surface scan and volumetric density scan segments that correspond to the same patient object of the scanned anatomical area of interest, there must exist one or a plurality of respective points that “match” (i.e., the points originating from each segment in the segment pair must substantially or exactly match) in the 3D space of the common 3D coordinate system. These matching points correspond to a corresponding point on the actual object/feature of the patient's actual anatomy. The matching points will only be present for areas of the patient's anatomy that the particular scanning modality was able to capture.

[0069] Consequentemente, uma vez que os dados de digitalização de superfície 220 incluem apenas dados de imagem visível de superfície e os dados de digitalização volumétrica 220 incluem ambos dados de imagem de superfície e de subsuperfície, a combinação de pontos apenas pode ocorrer para pontos do segmento (ou segmentos) de digitalização de densidade volumétrica que correspondem a pontos visíveis na superfície do objeto digitalizado (uma vez que o segmento (ou segmentos) de digitalização de superfície não contém pontos de dados de subsuperfície). Será notado que, embora de um modo ideal os pontos de cada par correspondente (ou correpresentado) de segmento de digitalização de superfície e segmento de digitalização de densidade volumétrica associado devam combinar exatamente no sistema 3D de coordenadas comum, os pontos podem apenas “combinar substancialmente”, o que coincide dentro de uma margem de erro, devido a diferenças na exatidão entre as modalidades de digitalização, bem como diferenças na resolução e na exatidão de geração dos modelos 3D de segmento de digitalização gerados para cada modalidade de digitalização.[0069] Accordingly, since the surface scan data 220 includes only visible surface image data and the volumetric scan data 220 includes both surface and subsurface image data, point matching can only occur for points of the volumetric density scan segment (or segments) that correspond to visible points on the surface of the scanned object (since the surface scan segment (or segments) does not contain subsurface data points). It will be appreciated that, although ideally the points of each corresponding (or co-represented) pair of surface scan segment and associated volumetric density scan segment should match exactly in the common 3D coordinate system, the points may only “substantially match,” meaning match within a margin of error, due to differences in accuracy between the scanning embodiments, as well as differences in the resolution and generation accuracy of the scan segment 3D models generated for each scanning embodiment.

[0070] No entanto, a montagem de forma cruzada deve resultar nos segmentos de digitalização de superfície correspondentes a (ou correpresentados em) objetos digitalizados ocupando espaço quase idêntico no sistema 3D de coordenadas como regiões semelhantes do objeto associado, conforme representado por meio dos segmentos de digitalização de densidade volumétrica correspondentes.[0070] However, cross-assembly should result in the surface scan segments corresponding to (or co-represented in) scanned objects occupying nearly identical space in the 3D coordinate system as similar regions of the associated object as represented via the corresponding volumetric density scan segments.

[0071] Em uma etapa 104, é recebida uma seleção indicando um ou mais objetos de extração alvejados.[0071] At a step 104, a selection indicating one or more targeted extraction objects is received.

[0072] O método inclui adicionalmente uma etapa 106 de geração, para cada objeto de extração alvejado, de um modelo 3D de um alvéolo que entra em conformidade com a fronteira de superfície extrínseca da porção do objeto de extração alvejado que está assentado dentro do alvéolo real do paciente. Isso envolve identificar o modelo 3D de densidade volumétrica associado ao rótulo do segmento de digitalização de densidade volumétrica correspondente ao objeto de extração alvejado identificado e identificar o modelo 3D de superfície associado ao rótulo do segmento de digitalização de superfície correspondente ao objeto de extração alvejado identificado e, em seguida, gerar — para cada respectivo objeto de extração alvejado — um modelo 3D do alvéolo com base no modelo de segmento de digitalização de superfície identificado correspondente (ou correpresentado) e no modelo de segmento de digitalização de densidade volumétrica identificado.[0072] The method further includes a step 106 of generating, for each targeted extraction object, a 3D model of a socket that conforms to the extrinsic surface boundary of the portion of the targeted extraction object that is seated within the patient's actual socket. This involves identifying the 3D volumetric density model associated with the label of the volumetric density scan segment corresponding to the identified targeted extraction object and identifying the 3D surface model associated with the label of the surface scan segment corresponding to the identified targeted extraction object, and then generating—for each respective targeted extraction object—a 3D model of the socket based on the corresponding (or co-represented) identified surface scan segment model and the identified volumetric density scan segment model.

[0073] Em uma modalidade, a etapa 106 é implementada por meio de uma etapa 106a de determinar porções correpresentadas do modelo de densidade volumétrica identificado que não ocupam substancialmente o mesmo espaço 3D que o modelo de superfície identificado, e uma etapa 106b de configuração das porções determinadas na etapa 106a como o modelo 3D do alvéolo. Em uma etapa 107, o modelo (ou modelos) de alvéolo gerado pode, em seguida, ser salvo em um arquivo e/ou exportado para um arquivo salvo para uso ou distribuição posterior.[0073] In one embodiment, step 106 is implemented via a step 106a of determining co-represented portions of the identified volumetric density model that do not occupy substantially the same 3D space as the identified surface model, and a step 106b of configuring the portions determined in step 106a as the 3D model of the socket. In a step 107, the generated socket model(s) may then be saved to a file and/or exported to a saved file for later use or distribution.

[0074] Com referência à figura 2, o método 100 é executado em um sistema habilitado por computador 200 e compreende instruções legíveis por computador armazenadas na memória legível por computador 202 que, quando executadas por meio de um processador de computador 201, efetuam as etapas do método. Em modalidades, o método é implementado dentro de um aplicativo implementado por computador 215a (ou “ferramenta”) como instruções executáveis por computador armazenadas na memória 202 do sistema 200, ou é acessível via um serviço remoto, através de um adaptador de rede habilitado por dispositivo 211 do sistema 200.[0074] Referring to Figure 2, method 100 is executed on a computer-enabled system 200 and comprises computer-readable instructions stored in computer-readable memory 202 that, when executed by a computer processor 201, perform the steps of the method. In embodiments, the method is implemented within a computer-implemented application 215a (or “tool”) as computer-executable instructions stored in memory 202 of system 200, or is accessible via a remote service, through a device-enabled network adapter 211 of system 200.

[0075] O aplicativo 215a inclui instruções legíveis por computador que, quando executadas por meio de um processador de computador local ou remoto (não mostrado, mas executando serviços 112), efetuam as etapas do método 100. O aplicativo 215a pode operar em conexão com um exibidor eletrônico 209. Em uma modalidade, o aplicativo 215a inclui uma interface gráfica de usuário (GUI - do inglês “Graphical User Interface”) que é exibida e apresentada no exibidor eletrônico 209.[0075] Application 215a includes computer-readable instructions that, when executed by means of a local or remote computer processor (not shown, but executing services 112), perform the steps of method 100. Application 215a may operate in connection with an electronic display 209. In one embodiment, application 215a includes a graphical user interface (GUI) that is displayed and presented on electronic display 209.

[0076] A GUI pode incluir um painel de visualização de modelo 3D para exibir um modelo tridimensional da área anatômica de interesse do paciente. O modelo mostrado no painel de visualização é baseado em uma digitalização de superfície e em uma digitalização de densidade volumétrica da área de interesse do paciente. A GUI inclui vários controles de usuário para permitir que o usuário direcione o aplicativo para efetuar várias operações, tal como, mas não limitadas a: selecionar e carregar registros de digitalização de um paciente, selecionar e manipular visualizações de exibição, selecionar conteúdo para exibição na GUI, selecionar objetos de interesse e/ou identificadores de objetos de interesse que podem ser incluídos nos dados de digitalização de um paciente, selecionar e visualizar identificadores, descrições e imagens de implantes, próteses, materiais, etc. em conexão com o planejamento do tratamento odontológico para um paciente, e assim por diante.[0076] The GUI may include a 3D model viewing pane for displaying a three-dimensional model of the patient's anatomical area of interest. The model displayed in the viewing pane is based on a surface scan and a volumetric density scan of the patient's area of interest. The GUI includes various user controls to allow the user to direct the application to perform various operations, such as, but not limited to: selecting and loading scan records of a patient, selecting and manipulating display views, selecting content for display in the GUI, selecting objects of interest and/or identifiers of objects of interest that may be included in a patient's scan data, selecting and viewing identifiers, descriptions, and images of implants, prostheses, materials, etc. in connection with planning dental treatment for a patient, and so forth.

[0077] Um ou mais de tais controles compreendem uma ferramenta de seleção de objeto que permite que o usuário selecione um objeto que está presente nos dados de digitalização do paciente como um objeto de extração alvejado. Um ou mais de tais controles compreendem uma ferramenta de geração de modelo de alvéolo que gera um modelo 3D independente do alvéolo no qual o objeto de extração alvejado está assentado. De um modo alternativo, ou além disso, um ou mais de tais controles compreendem uma ferramenta virtual de extração dentária que, quando ativada por um usuário, opera para extrair o objeto selecionado da área de interesse.[0077] One or more such controls comprise an object selection tool that allows the user to select an object that is present in the patient's scan data as a targeted extraction object. One or more such controls comprise a socket model generation tool that generates an independent 3D model of the socket in which the targeted extraction object is seated. Alternatively, or in addition, one or more such controls comprise a virtual tooth extraction tool that, when activated by a user, operates to extract the selected object from the area of interest.

[0078] De um modo alternativo, ou além disso, um ou mais de tais controles compreendem uma ferramenta de extração que gera um conjunto de dados compreendendo um modelo de pelo menos uma porção de um objeto exposto (tal como a coroa de um dente) com base em pelo menos uma porção de um modelo 3D de densidade volumétrica identificadoModelo 3D de densidade volumétrica correpresentado em um modelo 3D de superfície identificado e/ou pelo menos uma porção de um modelo 3D de superfície identificado correpresentado em um modelo 3D de densidade volumétrica identificado.[0078] Alternatively, or in addition, one or more such controls comprise an extraction tool that generates a data set comprising a model of at least a portion of an exposed object (such as the crown of a tooth) based on at least a portion of an identified volumetric density 3D model, volumetric density 3D model co-represented in an identified surface 3D model, and/or at least a portion of an identified surface 3D model co-represented in an identified volumetric density 3D model.

[0079] De um modo alternativo, ou além disso, um ou mais desses controles compreendem uma outra ferramenta de extração que gera um conjunto de dados compreendendo um modelo de pelo menos uma porção de um objeto oculto (tal como a raiz de um dente) com base em pelo menos uma porção de um modelo 3D de densidade volumétrica identificadoModelo 3D de densidade volumétrica menos porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado correpresentado em um modelo 3D de superfície identificado.[0079] Alternatively, or in addition, one or more of these controls comprises a further extraction tool that generates a data set comprising a model of at least a portion of a hidden object (such as the root of a tooth) based on at least a portion of an identified 3D volumetric density model minus portions of the identified 3D volumetric density model co-represented in an identified 3D surface model.

[0080] De um modo alternativo, ou além disso, um ou mais de tais controles compreendem uma ferramenta que gera um conjunto de dados compreendendo um modelo de pelo menos um subconjunto da digitalização de superfície menos porções de um modelo 3D de superfície identificado correpresentado em um modelo 3D de densidade volumétrica identificado.[0080] Alternatively, or in addition, one or more such controls comprise a tool that generates a data set comprising a model of at least a subset of the surface scan minus portions of an identified surface 3D model co-represented in an identified volumetric density 3D model.

[0081] As figuras 3A a 3N ilustram uma modalidade exemplificativa de um aspecto da presente invenção de acordo com o qual um modelo tridimensional de alvéolo é gerado a partir dos segmentos tridimensionais de digitalização de superfície (o modelo 3D de superfície de um objeto correspondente reconhecido e segmentado a partir de dados de digitalização de superfície da digitalização de superfície) e segmentos de digitalização de densidade volumétrica (o modo de densidade volumétrica 3D de uma superfície de fronteira de um objeto correspondente reconhecido e segmentado a partir de dados de digitalização de densidade volumétrica da digitalização de densidade volumétrica) associados a um objeto. Na modalidade ilustrada, o objeto é um dente e o modelo de alvéolo gerado é um alvéolo dentário que é equivalente à porção do formato extrínseco da porção do dente que fica abaixo da linha da mucosa mastigatória, ou seja, a raiz do dente.[0081] Figures 3A-3N illustrate an exemplary embodiment of an aspect of the present invention in which a three-dimensional socket model is generated from three-dimensional surface scan segments (the 3D surface model of a corresponding object recognized and segmented from surface scan data of the surface scan) and volumetric density scan segments (the 3D volumetric density mode of a boundary surface of a corresponding object recognized and segmented from volumetric density scan data of the volumetric density scan) associated with an object. In the illustrated embodiment, the object is a tooth and the generated socket model is a dental socket that is equivalent to the portion of the extrinsic shape of the portion of the tooth that lies below the masticatory mucosa line, i.e., the root of the tooth.

[0082] A figura 3A mostra um exemplo de um modelo 3D de fronteira de superfície 1a gerado com base em uma digitalização de densidade volumétrica. As estruturas individuais no modelo 1a correspondem às estruturas reais da situação oral do paciente. Conforme mostrado, o modelo 3D de fronteira de superfície 1a incorpora representações de estrutura anatômica do tecido de mucosa mastigatória 2, osso 3 e dentes reais de um paciente (mostrados rotulados como 11, 12, 13, 14, 15, 16 e 17, de acordo com notação da Federação Dentária Internacional (FDI) (um sistema de numeração de dentes comumente usado na indústria odontológica), entre outros dentes individuais (não rotulados). Em uma modalidade, o modelo de fronteira de superfície 1a é gerado a partir das estruturas 3D volumétricas representadas na digitalização de densidade volumétrica e extraído através de técnicas de reconhecimento e segmentação de imagem, tais como, limiarização dos valores de intensidade (medidos em unidades Hounsfield) de elementos de digitalização individuais no montante de radiografias. Em uma modalidade, o modelo de fronteira de superfície 1a compreende uma nuvem de pontos, uma malha triangular ou outra malha poligonal ou outro modelo 3D digital.[0082] Figure 3A shows an example of a 3D surface boundary model 1a generated based on a volumetric density scan. The individual structures in model 1a correspond to the actual structures of the patient's oral situation. As shown, the 3D surface boundary model 1a incorporates anatomical structure representations of the masticatory mucosa tissue 2, bone 3, and actual teeth of a patient (shown labeled as 11, 12, 13, 14, 15, 16, and 17, according to the International Dental Federation (FDI) notation (a tooth numbering system commonly used in the dental industry), among other individual teeth (not labeled). In one embodiment, the surface boundary model 1a is generated from the volumetric 3D structures represented in the volumetric density scan and extracted through image recognition and segmentation techniques, such as thresholding the intensity values (measured in Hounsfield units) of individual scan elements in the upstream radiographs. In one embodiment, the surface boundary model 1a comprises a point cloud, a triangular or other polygonal mesh, or other digital 3D model.

[0083] A figura 3B mostra um exemplo de modelo 3D de superfície 1b gerado com base em uma digitalização de superfície da mesma área anatômica da figura 3A. As estruturas individuais no modelo 1b correspondem às estruturas reais da situação oral do paciente. Conforme mostrado, o modelo 3D de superfície 1b incorpora representações de estrutura anatômica dos tecido de mucosa mastigatória 2 e dentes reais de um paciente (mostrados rotulados como 11, 12, 13, 14, 15, 16 e 17, de acordo com a notação da FDI). Uma vez que o osso na cavidade oral paciente fica abaixo das superfícies da mucosa mastigatória e dos dentes, tipicamente nenhuma informação óssea estaria presente no modelo de digitalização de superfície 1b.[0083] Figure 3B shows an example of a 3D surface model 1b generated based on a surface scan of the same anatomical area as in Figure 3A. The individual structures in model 1b correspond to actual structures in the patient's oral situation. As shown, 3D surface model 1b incorporates anatomical structure representations of a patient's actual masticatory mucosal tissue 2 and teeth (shown labeled 11, 12, 13, 14, 15, 16, and 17, according to FDI notation). Since the bone in the patient's oral cavity lies beneath the masticatory mucosal surfaces and teeth, typically no bony information would be present in surface scan model 1b.

[0084] Por conta de a digitalização de superfície e a digitalização de densidade volumétrica serem obtidas a partir da digitalização das mesmas áreas orais de interesse, ambos os modelos 1a e 1b incluem respectivos modelos de estruturas anatômicas que representam certa mesma estrutura anatômica (ou mesmas estruturas anatômicas) (por exemplo, dentes 11, 12, 13, 14, 14, 15, 16 e 17, e mucosas mastigatórias 2) do paciente. O modelo 1b compreende uma nuvem de pontos, uma malha triangular ou outra malha poligonal, ou outro modelo 3D digital, gerado a partir das estruturas 3D de superfície representadas na digitalização de superfície.[0084] Because the surface scan and the volumetric density scan are obtained from the scan of the same oral areas of interest, both models 1a and 1b include respective models of anatomical structures that represent certain same anatomical structure (or same anatomical structures) (e.g., teeth 11, 12, 13, 14, 14, 15, 16, and 17, and masticatory mucosa 2) of the patient. Model 1b comprises a point cloud, a triangular or other polygonal mesh, or other digital 3D model, generated from the 3D surface structures represented in the surface scan.

[0085] Conforme notado nas As figuras 3A e 3B, ambos o modelo de digitalização de densidade volumétrica 1a e o modelo de digitalização de superfície 1b são modelos de superfície da (de um modo geral, a mesma) área anatômica. Os modelos 3D de superfície 1a e 1b não incluem representações da anatomia interna. Isso significa que nenhum modelo contém informações sobre os alvéolos ou outra estrutura embaixo das superfícies exteriores visíveis dos objetos no modelo. No exemplo ilustrativo, em que o objeto é um dente, isso significa que não é possível determinar a anatomia do alvéolo dentário que assenta o dente, porque o alvéolo não é visível nem no modelo de digitalização de densidade volumétrica 3D (figura 3A) nem no modelo 3D de digitalização de superfície (figura 3B).[0085] As noted in Figures 3A and 3B, both the volumetric density scan model 1a and the surface scan model 1b are surface models of (broadly the same) anatomical area. The 3D surface models 1a and 1b do not include representations of the internal anatomy. This means that neither model contains information about the alveoli or other structure beneath the visible exterior surfaces of the objects in the model. In the illustrative example, where the object is a tooth, this means that it is not possible to determine the anatomy of the dental alveolus that seats the tooth, because the alveolus is not visible in either the 3D volumetric density scan model (Figure 3A) or the 3D surface scan model (Figure 3B).

[0086] Em ambos os modelos 1a na figura 3A e 1b na figura 3B, apenas as porções da coroa dos dentes são modeladas; nenhum dos modelos de digitalização inclui a anatomia da raiz ou do alvéolo que assenta o dente. Embora o detalhe da superfície seja útil ao planejar o tratamento odontológico para um paciente, para planejar o tratamento cirúrgico e projetar próteses para o paciente, a falta de informações de subsuperfície disponíveis nos modelos 1a, 1b pertencentes à anatomia do paciente abaixo das superfícies visíveis da cavidade oral do paciente pode impedir o planejamento e o projeto exatos.[0086] In both models 1a in Figure 3A and 1b in Figure 3B, only the crown portions of the teeth are modeled; neither scan model includes the anatomy of the root or socket that seats the tooth. While surface detail is useful when planning dental treatment for a patient, for planning surgical treatment, and for designing prosthetics for the patient, the lack of subsurface information available in models 1a, 1b pertaining to the patient's anatomy below the visible surfaces of the patient's oral cavity may impede accurate planning and design.

[0087] Para facilitar uma geração exata de modelo 3D de alvéolo, em uma modalidade, cada um dos respectivos dados de digitalização de densidade volumétrica e os dados de digitalização de superfície a partir dos quais os respectivos modelos 3D de superfície 1a e 1b são gerados são submetidos a um aplicativo de segmentação. O aplicativo de segmentação pode ser um serviço remoto 244 ou pode ser um aplicativo local (armazenada na memória local 204 e executada por meio de um ou mais processadores 201). Um processador de segmentação processa cada um dos dados de digitalização de superfície recebidos e dados de digitalização de densidade volumétrica para automaticamente reconhecer (via uma função de reconhecimento de imagem), extrair e categorizar objetos individuais reconhecidos em categorias ou classes rotuladas (via uma função de segmentação).[0087] To facilitate an accurate 3D alveolus model generation, in one embodiment, each of the respective volumetric density scan data and the surface scan data from which the respective 3D surface models 1a and 1b are generated are submitted to a segmentation application. The segmentation application may be a remote service 244 or may be a local application (stored in local memory 204 and executed via one or more processors 201). A segmentation processor processes each of the received surface scan data and volumetric density scan data to automatically recognize (via an image recognition function), extract, and categorize individual recognized objects into labeled categories or classes (via a segmentation function).

[0088] Por exemplo, em uma modalidade em que o objeto é um dente na cavidade oral de um paciente, o processador de segmentação recebe cada um dos dados de digitalização de superfície intraoral e a CBCT ou outros dados de digitalização de densidade volumétrica e processa cada um dos conjuntos de dados de digitalização para reconhecer e rotular objetos reconhecidos como dentes, mucosas mastigatórias, ossos identificados individualmente e, potencialmente, outros objetos, tais como obturações, implantes, etc., que são reconhecidos nos dados de digitalização recebidos. O processador de segmentação marca objetos reconhecidos com rótulos de tipo de objeto correspondentes associados ao tipo (ou classificação) de objeto do objeto reconhecido.[0088] For example, in an embodiment where the object is a tooth in a patient's oral cavity, the segmentation processor receives each of the intraoral surface scan data and the CBCT or other volumetric density scan data and processes each of the scan data sets to recognize and label recognized objects such as teeth, masticatory mucosa, individually identified bones, and potentially other objects such as fillings, implants, etc. that are recognized in the received scan data. The segmentation processor tags recognized objects with corresponding object type labels associated with the object type (or classification) of the recognized object.

[0089] Por exemplo, o processador de segmentação pode reconhecer um objeto no modelo 3D ou digitalizar dados que correspondam a um tipo de dente 16 e atribuir ao objeto reconhecido um rótulo de tipo de objeto “16” (ou qualquer rótulo exclusivo que classifique o objeto reconhecido como sendo do tipo de objeto exclusivo correspondente ao dente real 16 daquele paciente). O processador de segmentação reconhece e classifica (ou seja, “rotula”) segmentos de dados reconhecidos nos dados de digitalização em uma pluralidade de segmentos individuais e correspondentes a vários tipos de objetos reconhecidos.[0089] For example, the segmentation processor may recognize an object in the 3D model or scan data that corresponds to a type of tooth 16 and assign the recognized object an object type label of “16” (or any unique label that classifies the recognized object as being of the unique object type corresponding to that patient's actual tooth 16). The segmentation processor recognizes and classifies (i.e., “labels”) recognized data segments in the scan data into a plurality of individual segments corresponding to various recognized object types.

[0090] De um modo preferido, os segmentos individuais compreendem um modelo 3D de superfície representando o objeto digitalizado real (por exemplo, um dente digitalizado, porção de mucosas mastigatórias, osso, implante, etc.). Em uma modalidade, cada segmento corresponde a um objeto individual na cavidade oral do paciente e é rotulado como tal com um rótulo associado. Cada segmento compreende um modelo 3D independente, representado como uma malha triangular tridimensional (ou outra poligonal).[0090] Preferably, the individual segments comprise a 3D surface model representing the actual scanned object (e.g., a scanned tooth, portion of masticatory mucosa, bone, implant, etc.). In one embodiment, each segment corresponds to an individual object in the patient's oral cavity and is labeled as such with an associated label. Each segment comprises an independent 3D model, represented as a three-dimensional triangular (or other polygonal) mesh.

[0091] Com referência à figura 3C, um processador de segmentação pode reconhecer representações de dentes individuais 11, 12, 13, 14, 15, 16 e 17 na digitalização de densidade volumétrica do paciente e pode segmentar cada representação reconhecida de qualquer um dos dentes 11, 12, 13, 14, 15, 16 e 17, mucosas mastigatórias 2 e osso 3, em segmentos independentes correspondentes 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 2a e 3a, formando coletivamente um modelo de superfície de digitalização de densidade volumétrica segmentada 10a. Cada segmento é convertido em uma malha de superfície independente, por exemplo, uma malha triangular 3D, e cada segmento pode ser selecionado independentemente (por exemplo, ao apresentar o modelo segmentado em uma interface gráfica de usuário (GUI), conforme discutido doravante no presente documento.[0091] Referring to Figure 3C, a segmentation processor may recognize representations of individual teeth 11, 12, 13, 14, 15, 16, and 17 in the patient's volumetric density scan, and may segment each recognized representation of any of the teeth 11, 12, 13, 14, 15, 16, and 17, masticatory mucosae 2, and bone 3, into corresponding independent segments 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 2a, and 3a, collectively forming a segmented volumetric density scan surface model 10a. Each segment is converted to an independent surface mesh, e.g., a 3D triangular mesh, and each segment may be independently selected (e.g., when presenting the segmented model in a graphical user interface (GUI) as discussed hereinafter.

[0092] De um modo notável, por conta de os segmentos 11a a 17a, 2a, 3a terem sido extraídos dos dados de digitalização volumétrica, cada segmento inclui as informações completas disponíveis provenientes da digitalização de densidade volumétrica. Isso significa que objetos (tais como canais nervosos) e porções de objetos (tais como raízes dentárias) que não podem ser representados visualmente em uma digitalização de superfície devido a estarem abaixo das superfícies visíveis do lado de dentro e do lado de fora da boca do paciente, ainda são modelados nos segmentos de digitalização de densidade volumétrica. Cada segmento de digitalização de densidade volumétrica inclui informações completas do objeto (com base no que é representado visualmente nos dados de digitalização volumétrica), mesmo debaixo das superfícies da área anatômica digitalizada do paciente. Deste modo, cada um dos dentes 11a a 17a inclui a informação da raiz, que é claramente visível no modelo segmentado.[0092] Notably, because segments 11a-17a, 2a, 3a were extracted from the volumetric scan data, each segment includes the full information available from the volumetric density scan. This means that objects (such as nerve canals) and portions of objects (such as tooth roots) that cannot be visually represented in a surface scan because they are below the visible surfaces of the inside and outside of the patient's mouth are still modeled in the volumetric density scan segments. Each volumetric density scan segment includes full object information (based on what is visually represented in the volumetric scan data) even below the surfaces of the scanned anatomical area of the patient. Thus, each of the teeth 11a-17a includes root information, which is clearly visible in the segmented model.

[0093] De um modo similar, com referência à figura 3D, um processador de segmentação pode reconhecer representações de dentes individuais 11, 12, 13, 14, 15, 16 e 17 na digitalização de superfície do paciente e pode segmentar cada representação reconhecida de qualquer um dos dentes 11, 12, 13, 14, 15, 16 e 17 e mucosas mastigatórias 2 em um segmento independentemente selecionável correspondente 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 16b e 17b e 2b, formando coletivamente um modelo de superfície de digitalização de superfície segmentada 10b. Cada segmento é convertido em uma malha de superfície independente, por exemplo, uma malha triangular 3D.[0093] In a similar manner, with reference to Figure 3D, a segmentation processor may recognize representations of individual teeth 11, 12, 13, 14, 15, 16, and 17 in the patient surface scan and may segment each recognized representation of any of the teeth 11, 12, 13, 14, 15, 16, and 17 and masticatory mucosae 2 into a corresponding independently selectable segment 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 16b, and 17b and 2b, collectively forming a segmented surface scan surface model 10b. Each segment is converted into an independent surface mesh, e.g., a 3D triangular mesh.

[0094] Embora o modelo segmentado 10a inclua todos os segmentos da área anatômica digitalizada do paciente, cada segmento é um modelo 3d independentemente selecionável do objeto digitalizado correspondente. Consequentemente, cada segmento 11b a 17b e 2b pode ser visualizado sozinho, por exemplo, conforme mostrado na figura 3H (que mostra o segmento dentário 16b sozinho correspondendo ao dente 16 do paciente). O segmento dentário 16b inclui apenas a porção do dente 16 que está presente na digitalização de superfície. Deste modo, o segmento dentário 16b representa apenas a coroa do dente 16, uma vez que apenas a coroa (a porção do dente 16 que está acima da linha da mucosa mastigatória) é visível durante a digitalização da superfície.[0094] Although the segmented model 10a includes all segments of the scanned anatomical area of the patient, each segment is an independently selectable 3D model of the corresponding scanned object. Accordingly, each segment 11b through 17b and 2b may be viewed alone, for example, as shown in Figure 3H (which shows tooth segment 16b alone corresponding to tooth 16 of the patient). Tooth segment 16b includes only the portion of tooth 16 that is present in the surface scan. Thus, tooth segment 16b represents only the crown of tooth 16, since only the crown (the portion of tooth 16 that is above the masticatory mucosa line) is visible during the surface scan.

[0095] A figura 3E mostra o modelo de superfície de digitalização de densidade volumétrica segmentada 10a e o modelo de superfície de digitalização de superfície segmentada 10b montados de forma cruzada em um sistema tridimensional de coordenadas comum. Os sistemas de criação de imagem independentes são tipicamente usados para capturar cada um dos dados de digitalização de superfície e dados de digitalização de densidade volumétrica. Por exemplo, um digitalizador intraoral (IOS - do inglês “Intra-Oral Scanner”) pode ser usado para capturar a digitalização de superfície da área oral de interesse do paciente, enquanto um digitalizador CBCT pode ser usado para capturar a digitalização de densidade volumétrica do paciente. Ambas as digitalizações são valiosas em prover informações importantes e, juntas, complementam uma à outra para prover uma imagem mais completa da situação oral real do paciente. Os digitalizadores de superfície (tais como os digitalizadores ópticos) podem capturar detalhes de altíssima resolução da topografia visual da dentição do paciente, mas só podem capturar detalhes de superfície e não detalhes internos.[0095] Figure 3E shows the segmented volumetric density scan surface model 10a and the segmented surface scan surface model 10b cross-mounted in a common three-dimensional coordinate system. Independent imaging systems are typically used to capture each of the surface scan data and volumetric density scan data. For example, an intra-oral scanner (IOS) may be used to capture the surface scan of the patient's oral area of interest, while a CBCT scanner may be used to capture the volumetric density scan of the patient. Both scans are valuable in providing important information and together complement each other to provide a more complete picture of the patient's actual oral situation. Surface scanners (such as optical scanners) can capture very high resolution details of the visual topography of the patient's dentition, but they can only capture surface details and not internal details.

[0096] Em contraste, as digitalizações de densidade volumétrica (tais como digitalizações de CT ou CBCT) podem capturar detalhes volumétricos e de densidade internos da dentição do paciente, tais como dimensões e densidade do maxilar, dentes completos (incluindo raízes) e vias nervosas. Juntas, a digitalização de superfície e a digitalização de densidade volumétrica podem formar a fundação de um planejamento de tratamento odontológico e processo de manufatura de próteses.[0096] In contrast, volumetric density scans (such as CT or CBCT scans) can capture internal volumetric and density details of the patient's dentition, such as jawbone dimensions and density, complete teeth (including roots), and nerve pathways. Together, surface scanning and volumetric density scanning can form the foundation of a dental treatment planning and prosthesis manufacturing process.

[0097] Por conta de os sistemas de imagem independentes capturarem dados de imagem relativos ao sistema 3D de coordenadas específico do sistema de criação de imagem capturando a digitalização, para montar de forma cruzada as digitalizações dentro de um único painel de visualização tendo seu próprio sistema 3D de coordenadas, ambas as digitalizações devem estar alinhadas uma com a outra. Esse processo muitas vezes é denominado como combinação ou registro de digitalização. Existem métodos para alinhar malhas 3D em um único sistema 3D de coordenadas.[0097] Because independent imaging systems capture image data relative to the specific 3D coordinate system of the imaging system capturing the scan, in order to cross-assemble the scans into a single viewing pane having its own 3D coordinate system, both scans must be aligned with each other. This process is often referred to as scan combination or registration. Methods exist for aligning 3D meshes into a single 3D coordinate system.

[0098] Em uma modalidade, cada um dos dados de digitalização de superfície e dos dados de digitalização de densidade volumétrica é segmentado em segmentos de malha triangular 3D correspondentes a dentes e maxilares individuais, seguido pela determinação do ponto-chave dos segmentos dentários correspondentes provenientes de cada digitalização de superfície e digitalização de densidade volumétrica para cada dente, seguido pelo alinhamento dos pontos-chave em um sistema 3D de coordenadas comum. Este processo pode ser efetuado, por exemplo, usando o software de planejamento de implantes odontológicos CoDiagnostix™, oferecido pela Dental Wings, Inc. (uma empresa do Grupo Straumann).[0098] In one embodiment, each of the surface scan data and the volumetric density scan data is segmented into 3D triangular mesh segments corresponding to individual teeth and jaws, followed by determining the keypoint of the corresponding tooth segments from each surface scan and volumetric density scan for each tooth, followed by aligning the keypoints in a common 3D coordinate system. This process can be performed, for example, using CoDiagnostix™ dental implant planning software offered by Dental Wings, Inc. (a Straumann Group company).

[0099] De um modo notável na figura 3E, as posições dos respectivos segmentos (11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 2a e 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 16b e 17b e 2b) dos respectivos modelos segmentados 10a e 10b correspondem às mesmas respectivas estruturas anatômicas reais (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 e 2) na boca do paciente. Conforme pode ser visto, é muito importante que os segmentos correspondentes a porções da mesma estrutura anatômica real proveniente de cada tipo de digitalização (por exemplo, interna ou de superfície) sejam montados no mesmo sistema tridimensional de coordenadas. Quando eles são adequadamente montados de forma cruzada, os segmentos representando a mesma estrutura anatômica real coincidem substancialmente, conforme mostrado.[0099] Notably in Figure 3E, the positions of the respective segments (11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 2a and 11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 16b and 17b and 2b) of the respective segmented models 10a and 10b correspond to the same respective real anatomical structures (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 and 2) in the patient's mouth. As can be seen, it is very important that the segments corresponding to portions of the same real anatomical structure from each type of scan (e.g., internal or surface) be assembled in the same three-dimensional coordinate system. When they are properly cross-assembled, the segments representing the same real anatomical structure substantially coincide, as shown.

[00100] Em uma modalidade, um processador de segmentação processa os dados de digitalização para identificar e classificar porções dos dados de digitalização em segmentos individuais classificados em tipos de estrutura anatômica com base em um conjunto de dados de treinamento rotulados que inclui múltiplas situações de cada um dos tipos de estrutura anatômica. Em uma modalidade, o processador de segmentação é uma rede neural convolucional (CNN - do inglês “Convolutional Neural Network”) treinada que foi treinada em um grande conjunto de dados de imagens digitalizadas obtidas a partir de um grande número de pessoas diferentes com diferentes situações de estrutura anatômica que incluem, ou têm dentes, mucosas mastigatórias, ossos e outras estruturas anatômicas naturais e artificiais (por exemplo, implantes, próteses, etc.) diferentes faltantes.[00100] In one embodiment, a segmentation processor processes the scan data to identify and classify portions of the scan data into individual segments classified into anatomical structure types based on a labeled training data set that includes multiple situations of each of the anatomical structure types. In one embodiment, the segmentation processor is a trained convolutional neural network (CNN) that was trained on a large dataset of scanned images obtained from a large number of different people with different anatomical structure situations that include, or are missing, different teeth, masticatory mucosa, bones, and other natural and artificial anatomical structures (e.g., implants, prostheses, etc.).

[00101] A figura 3F ilustra o problema encontrado quando um segmento de digitalização dentária 16b (ver figura 3D) é removido da superfície digitalizada. Conforme ilustrado, a remoção do segmento de coroa dentária 16b resulta em um orifício 16c no modelo 10b em que a coroa 16b costumava estar. Isto é esperado, uma vez que o modelo 3D de digitalização de superfície segmentada 10b é gerado com base apenas nos dados de digitalização de superfície, que não contém osso ou outras informações abaixo da superfície, tais como as informações de raiz dos dentes. Deste modo, quando o segmento dentário 16b é selecionado a partir do modelo de digitalização de superfície segmentada 10b (vide figura 3D) e removido, não há informações de alvéolo disponíveis, e o modelo de digitalização de superfície 10b tem apenas um orifício 16c em que o segmento dentário 16b estava antes da remoção.[00101] Figure 3F illustrates the problem encountered when a dental scan segment 16b (see Figure 3D) is removed from the scanned surface. As illustrated, the removal of the dental crown segment 16b results in a hole 16c in the model 10b where the crown 16b used to be. This is expected since the 3D segmented surface scan model 10b is generated based only on the surface scan data, which does not contain bone or other subsurface information, such as tooth root information. Thus, when the dental segment 16b is selected from the segmented surface scan model 10b (see Figure 3D) and removed, there is no socket information available, and the surface scan model 10b has only a hole 16c where the dental segment 16b was prior to removal.

[00102] A figura 3G mostra o modelo 3D de digitalização de superfície segmentada depois de o segmento dentário 16b ter sido removido e o segmento dentário 16a proveniente do modelo 3D de digitalização de densidade volumétrica segmentada (proveniente da figura 3C) ser comontado no mesmo sistema 3D de coordenadas. A figura 3H mostra o segmento dentário 16a, separado e à parte dos outros segmentos do modelo de digitalização de densidade volumétrica 10b. O segmento dentário 16a inclui uma porção de coroa 16ac e uma porção de raiz 16ar. De um modo notável, a porção de raiz 16ar do dente 16 inclui um tronco 16at e três raízes individuais (uma raiz lingual 16ar_l, uma raiz mésio- vestibular 16ar_mbs (não visível na figura 3H) e uma raiz vestibular distal 16ar_dbr. Embora o dente 16 possa ter 3 raízes individuais, outros dentes podem ter apenas uma raiz, ou podem ter duas ou raízes adicionais. Para simplificação, o tronco e as raízes individuais de qualquer dente determinado podem ser coletivamente denominados no presente documento como “a raiz” do dente. Apenas a coroa 16ac é visível acima da linha da mucosa mastigatória em uma digitalização de superfície. A porção de raiz 16ar não é visível acima da linha da mucosa mastigatória a olho nu ou pelas câmeras em um digitalizador intraoral.[00102] Figure 3G shows the 3D segmented surface scan model after tooth segment 16b has been removed and tooth segment 16a from the 3D segmented volumetric density scan model (from Figure 3C) has been comonted into the same 3D coordinate system. Figure 3H shows tooth segment 16a separated and apart from the other segments of volumetric density scan model 10b. Tooth segment 16a includes a crown portion 16ac and a root portion 16ar. Notably, the root portion 16ar of tooth 16 includes a trunk 16at and three individual roots (a lingual root 16ar_l, a mesiobuccal root 16ar_mbs (not visible in Figure 3H), and a distal buccal root 16ar_dbr). Although tooth 16 may have 3 individual roots, other teeth may have only one root, or may have two or more roots. For simplicity, the trunk and individual roots of any given tooth may be collectively referred to herein as “the root” of the tooth. Only the crown 16ac is visible above the masticatory mucosa line on a surface scan. The root portion 16ar is not visible above the masticatory mucosa line to the naked eye or to the cameras on an intraoral scanner.

[00103] A figura 3I mostra o segmento dentário individual 16b (proveniente do modelo 3D de digitalização de superfície segmentada 10b da figura 3G). Conforme observado, o segmento dentário 16B representa apenas a coroa do dente 16, uma vez que apenas as coroas dos dentes são visíveis para as câmeras de digitalização de superfície (porque elas estão acima da linha da mucosa mastigatória e podem ser vistas tanto a olho nu quanto também pela lente (ou lentes) das câmeras).[00103] Figure 3I shows individual tooth segment 16b (from the 3D segmented surface scan model 10b of Figure 3G). As noted, tooth segment 16B represents only the crown of tooth 16, since only the crowns of the teeth are visible to the surface scanning cameras (because they are above the masticatory mucosa line and can be seen both with the naked eye and also through the camera lens (or lenses).

[00104] De um modo notável, uma vez que ambas a digitalização de superfície e a digitalização de densidade volumétrica representam visualmente a mesma área de interesse, ambas as digitalizações incluem informações de superfície pertencentes às mesmas estruturas anatômicas correspondentes reais (assumindo que cada digitalização digitalizou as mesmas áreas). Isto significa que para as superfícies visíveis, tais como as coroas dos dentes, ambas a digitalização de superfície e a digitalização de densidade volumétrica incluirão, cada uma, informações de superfície ou informações de fronteira de superfície, respectivamente, pertencentes às coroas dos dentes.[00104] Notably, since both the surface scan and the volumetric density scan visually represent the same area of interest, both scans include surface information pertaining to the same actual corresponding anatomical structures (assuming each scan scanned the same areas). This means that for visible surfaces, such as the crowns of teeth, both the surface scan and the volumetric density scan will each include surface information or surface boundary information, respectively, pertaining to the crowns of the teeth.

[00105] As digitalizações de superfície usando sensores ópticos tendem a produzir imagens de resolução muito mais alta, resultando em modelos 3D de superfície com alto detalhamento. As digitalizações de densidade volumétrica tipicamente usam modalidades que não podem ser tão exatas ou que seriam medicamente inseguras para serem tão exatas quanto uma digitalização óptica. Por exemplo, as digitalizações de densidade volumétrica geradas usando tecnologias de raios X, incluindo modalidades de TC ou CBCT, são baseadas em radiação de raios X e, embora imagens altamente exatas possam ser obtidas usando uma alta dose de raios X, fazer isso seria medicamente inseguro para o paciente. Consequentemente, as modalidades de CT e CBCT usadas em pacientes devem ser configuradas em níveis muito baixos de radiação de raios X para fazer com que elas sejam mais seguras para os seres humanos. A desvantagem é que a exatidão das imagens é mais baixa. Consequentemente, os dados de superfície da coroa provenientes da digitalização de superfície de um modo geral incluirão detalhamento mais alto do que os dados de superfície da coroa provenientes da digitalização de densidade volumétrica.[00105] Surface scans using optical sensors tend to produce much higher resolution images, resulting in highly detailed 3D surface models. Volumetric density scans typically use modalities that cannot be as accurate or would be medically unsafe to be as accurate as an optical scan. For example, volumetric density scans generated using X-ray technologies, including CT or CBCT modalities, are based on X-ray radiation, and although highly accurate images can be obtained using a high dose of X-rays, doing so would be medically unsafe for the patient. Consequently, CT and CBCT modalities used on patients must be set to very low levels of X-ray radiation to make them safe for humans. The disadvantage is that the accuracy of the images is lower. Consequently, crown surface data from surface scanning will generally include higher detail than crown surface data from volumetric density scanning.

[00106] Com a finalidade de gerar um modelo 3D da situação bucal do paciente depois da remoção de um dente, o aplicativo retém a porção de raiz 16ar do segmento dentário de digitalização de densidade volumétrica 16a e remove a porção de coroa 16ac. Para fazer isso, o aplicativo determina a linha da mucosa mastigatória em torno do segmento dentário de digitalização de densidade volumétrica 16B com base nos pontos ao longo da borda inferior do segmento dentário de digitalização de superfície 16B.[00106] In order to generate a 3D model of the patient's oral situation after a tooth has been removed, the application retains the root portion 16ar of the volumetric density scan tooth segment 16a and removes the crown portion 16ac. To do so, the application determines the masticatory mucosa line around the volumetric density scan tooth segment 16B based on points along the lower edge of the surface scan tooth segment 16B.

[00107] A figura 3J mostra o segmento dentário de digitalização de superfície 16a e o segmento dentário de digitalização de densidade volumétrica 16b montados de forma cruzada (ambos exibidos dentro do mesmo sistema 3D de coordenadas). Conforme mostrado, a linha da mucosa mastigatória 16Bgl é o conjunto de pontos correspondentes à borda inferior do segmento dentário de digitalização de superfície 16b. Uma vez que o aplicativo conhece a posição da linha da mucosa mastigatória 16bgl, ele calcula a porção de coroa 16ac como todos os pontos no mesmo lado da linha da mucosa mastigatória (também chamada de uma linha de corte) em que o segmento dentário de digitalização de superfície 16b fica dentro do sistema 3D de coordenadas específico do aplicativo.[00107] Figure 3J shows the surface scan tooth segment 16a and the volumetric density scan tooth segment 16b mounted in a cross-mounted fashion (both displayed within the same 3D coordinate system). As shown, the masticatory mucosa line 16Bgl is the set of points corresponding to the lower edge of the surface scan tooth segment 16b. Since the application knows the position of the masticatory mucosa line 16bgl, it calculates the crown portion 16ac as all points on the same side of the masticatory mucosa line (also called a cut line) that the surface scan tooth segment 16b lies within the application-specific 3D coordinate system.

[00108] Posto de um modo simples, o aplicativo remove todos os pontos do segmento dentário de digitalização de densidade volumétrica 16a que coincidem ou substancialmente ficam dentro do mesmo volume da área do sistema 3D de coordenadas em que o segmento dentário de digitalização de superfície 16b (ou seja, a coroa) fica, ou seja, as porções correspondentes do segmento dentário de digitalização de densidade volumétrica e do segmento dentário de digitalização de superfície são correpresentadas. Posto de um modo ainda mais simples, a porção de raiz 16ar é obtida por meio da subtração de 16b de 16a (e da remoção de quaisquer pontos discrepantes, se necessário).[00108] Simply put, the application removes all points from the volumetric density scan tooth segment 16a that coincide with or substantially lie within the same volume of the area of the 3D coordinate system in which the surface scan tooth segment 16b (i.e., the crown) lies, i.e., the corresponding portions of the volumetric density scan tooth segment and the surface scan tooth segment are co-represented. Even more simply put, the root portion 16ar is obtained by subtracting 16b from 16a (and removing any outliers if necessary).

[00109] A figura3K ilustra a raiz 16ar após a remoção da porção de coroa 16ac do segmento dentário de digitalização de densidade volumétrica 16a. Por se tratar de um modelo de superfície, apenas os pontos exteriores do segmento estão presentes no modelo 3D; portanto, quando a porção de coroa 16ac é removida do segmento 16a, o lado de dentro 16ar_interior está vazio. O formato e a forma da porção de raiz 16ar são definidos apenas por meio de pontos na superfície extrínseca da raiz dentária 16ar, conforme definido a partir do modelo de superfície dos segmentos individuais obtidos a partir da digitalização de densidade volumétrica.[00109] Figure 3K illustrates the root 16ar after removal of the crown portion 16ac from the volumetric density scan tooth segment 16a. Because this is a surface model, only the exterior points of the segment are present in the 3D model; therefore, when the crown portion 16ac is removed from the segment 16a, the interior 16ar_interior is empty. The shape and form of the root portion 16ar is defined only by points on the extrinsic surface of the tooth root 16ar, as defined from the surface model of the individual segments obtained from the volumetric density scan.

[00110] Consequentemente, os contornos do interior da raiz seguem os contornos da superfície exterior da própria raiz dentária. A raiz 16ar restante pode deste modo ser exibida juntamente com o modelo de superfície 10a (com o segmento de coroa 16a removido) da figura3F para gerar um modelo 3D de superfície 10d representando a situação oral do paciente com o dente 16 extraído. Isto é mostrado nas As figuras 3L, 3M e 3N. A figura 3L apresenta o modelo 3D 10d substancialmente ao longo do plano horizontal com uma vista do lado lingual para mostrar o orifício 16c e o contorno do alvéolo 16s (representado por 16br conforme extraído de 16b). A figura 3M mostra o modelo 10d a partir de uma outra orientação, ao longo do mesmo plano horizontal da figura 3l, visualizado a partir do lado posterior do modelo. O contorno do alvéolo é mais visível a partir deste ponto de vista. A figura 3N mostra ainda uma outra vista do modelo 10d olhando para o alvéolo em que o dente 16 foi virtualmente extraído. Os contornos do alvéolo 16s são visíveis, mostrando onde duas das três pontas de raiz individual foram assentadas antes da extração virtual do dente 16.[00110] Accordingly, the contours of the interior of the root follow the contours of the exterior surface of the tooth root itself. The remaining root 16ar may thus be displayed together with the surface model 10a (with the crown segment 16a removed) of Figure 3F to generate a 3D surface model 10d representing the oral situation of the patient with the tooth 16 extracted. This is shown in Figures 3L, 3M and 3N. Figure 3L presents the 3D model 10d substantially along the horizontal plane with a view from the lingual side to show the orifice 16c and the contour of the alveolus 16s (represented by 16br as extracted from 16b). Figure 3M shows the model 10d from another orientation, along the same horizontal plane as Figure 3l, viewed from the posterior side of the model. The contour of the alveolus is more visible from this viewpoint. Figure 3N shows yet another view of the 10d model looking into the socket in which tooth 16 was virtually extracted. The contours of socket 16s are visible, showing where two of the three individual root tips were seated prior to the virtual extraction of tooth 16.

[00111] O alvéolo 10S inclui os contornos em que o tronco 16Bt e cada uma das raízes individuais foram assentados antes da extração dentária virtual. Conforme ilustrado, o alvéolo 16s segue os contornos da raiz do dente extraído, incluindo uma porção de alvéolo de tronco 16at e três alvéolos de raiz individual incluindo alvéolo de raiz lingual 16sr_l, alvéolo de raiz mésio-vestibular 16sr_mbs e alvéolo radicular vestibular distal 16sr_dbr, correspondendo à raiz lingual 16ar_l, raiz mésio-vestibular 16ar_mbs e raiz vestibular distal 16ar_dbr, respectivamente.[00111] The socket 10S includes the contours in which the trunk 16Bt and each of the individual roots were seated prior to the virtual tooth extraction. As illustrated, the socket 16s follows the contours of the root of the extracted tooth, including a portion of trunk socket 16at and three individual root sockets including lingual root socket 16sr_l, mesiobuccal root socket 16sr_mbs, and distal buccal root socket 16sr_dbr, corresponding to lingual root 16ar_l, mesiobuccal root 16ar_mbs, and distal buccal root 16ar_dbr, respectively.

[00112] Por conta de o modelo de segmento de digitalização de densidade volumétrica do dente incluir apenas as superfícies (de fronteira) extrínsecas do objeto dente, ele não contém informações sobre o interior do dente em si. Isto é, para segmentação, o processador de segmentação produz uma malha 3D das superfícies extrínsecas do dente sem incluir qualquer modelagem do lado de dentro do dente. Para objetos fechados, tais como um dente, o modelo 3D de malha também é uma malha triangular fechada (o número de bordas e facetas de formato triangular associadas a qualquer determinado vértice é igual). Deste modo, por conta de o lado de dentro do segmento de raiz cortado 16ar (ou seja, o segmento 16 com a porção de coroa 16ac removida) estar vazio, as superfícies do lado de dentro do segmento de raiz 16ar seguem os mesmos contornos que as superfícies do lado de fora do segmento de raiz 16ar. Isto é, as superfícies do lado de dentro são meramente as mesmas paredes exteriores do segmento de raiz 16ar, mas visualizadas a partir do lado de dentro das paredes.[00112] Because the volumetric density scan segment model of the tooth includes only the extrinsic (boundary) surfaces of the tooth object, it contains no information about the interior of the tooth itself. That is, for segmentation, the segmentation processor produces a 3D mesh of the extrinsic surfaces of the tooth without including any modeling of the inside of the tooth. For closed objects, such as a tooth, the 3D mesh model is also a closed triangular mesh (the number of triangular-shaped edges and facets associated with any given vertex is equal). Thus, because the inside of the cut root segment 16ar (i.e., the segment 16 with the crown portion 16ac removed) is empty, the surfaces on the inside of the root segment 16ar follow the same contours as the surfaces on the outside of the root segment 16ar. That is, the inside surfaces are merely the same exterior walls of root segment 16ar, but viewed from the inside of the walls.

[00113] A remoção da porção de coroa 16ac do segmento de digitalização de densidade volumétrica 16a produz uma malha aberta (ou seja, existe pelo menos um vértice na malha m que o número de bordas associadas ao vértice excede o número de facetas de formato triangular associadas a esse vértice). Uma faceta de borda, conforme usada no presente documento, é uma faceta cujo número de facetas adjacentes (que compartilham uma borda) não se iguala ao número de bordas da faceta. No contexto da remoção da porção de coroa 16ac do segmento de digitalização de densidade volumétrica 16a, a porção restante do segmento de digitalização de densidade volumétrica 16a, ou seja, o segmento de raiz cortado 16ar, inclui um conjunto de facetas de borda ao longo da linha de margem (em que a coroa encontra a linha da mucosa mastigatória), tornando-a uma malha aberta. Uma vez que não há informação do lado de dentro do segmento de raiz cortado 16ar, a superfície do lado de dentro da malha aberta é idêntica à superfície exterior do segmento de raiz cortado 16ar.[00113] Removing the crown portion 16ac from the volumetric density scan segment 16a produces an open mesh (i.e., there is at least one vertex in the mesh m such that the number of edges associated with the vertex exceeds the number of triangular shaped facets associated with that vertex). An edge facet, as used herein, is a facet whose number of adjacent facets (that share an edge) does not equal the number of edges of the facet. In the context of removing the crown portion 16ac from the volumetric density scan segment 16a, the remaining portion of the volumetric density scan segment 16a, i.e., the cut root segment 16ar, includes a set of edge facets along the margin line (where the crown meets the masticatory mucosa line), making it an open mesh. Since there is no information on the inside of the 16ar cut root segment, the surface on the inside of the open mesh is identical to the outside surface of the 16ar cut root segment.

[00114] Um segundo aspecto da presente descrição se refere a uma ferramenta de extração de objeto virtual que incorpora a metodologia de geração de modelo 3D de alvéolo descrita até então (por exemplo, em conexão com as figuras 3A a 3N). Tal ferramenta de extração de objetos virtuais pode ser implementada em várias ferramentas de software de planejamento e projeto de tratamento anatômico.[00114] A second aspect of the present disclosure relates to a virtual object extraction tool that incorporates the 3D socket model generation methodology described hereinbefore (e.g., in connection with FIGS. 3A-3N). Such a virtual object extraction tool may be implemented in various anatomical treatment planning and design software tools.

[00115] Por exemplo, sem limitação, em várias modalidades, a ferramenta de extração de objeto virtual é determinada e gerada em conexão com toda e qualquer ferramenta de extração dentária virtual em uma ferramenta de software de planejamento de tratamento odontológico, em uma ferramenta de software de planejamento de implante e/ou em uma ferramenta de software de planejamento de manufatura e projeto de prótese dentária (CADCAM). Por exemplo, em uma operação odontológica de extração dentária, os dispositivos, sistemas, interfaces gráficas de usuário, ferramentas habilitadas por computador, métodos e processos inovadores apresentados no presente documento permitem que uma extração dentária virtual do dente de um paciente seja efetuada virtualmente em um exibidor eletrônico antes da extração real do dente do paciente.[00115] For example, without limitation, in various embodiments, the virtual object extraction tool is determined and generated in connection with any and all virtual tooth extraction tools in a dental treatment planning software tool, an implant planning software tool, and/or a dental design and manufacturing planning (CADCAM) software tool. For example, in a dental tooth extraction operation, the innovative devices, systems, graphical user interfaces, computer-enabled tools, methods, and processes presented herein enable a virtual tooth extraction of a patient's tooth to be performed virtually on an electronic display prior to the actual extraction of the patient's tooth.

[00116] A ferramenta de extração dentária virtual permite que o profissional da área de odontologia visualize um modelo altamente exato que representa de um modo preciso os contornos do alvéolo real que assenta o objeto e que permanecerá e ficará exposto depois da remoção do objeto da boca do paciente. O modelo do alvéolo pode ser gerado e exibido (juntamente com a área circundante da cavidade oral do paciente) depois da remoção virtual do dente de extração alvejado. Os contornos do alvéolo são representados de um modo exato e o lado de dentro do alvéolo entra em conformidade com o formato extrínseco, abaixo da linha da mucosa mastigatória (ou seja, linha de margem), da superfície exterior do dente real do paciente (incluindo a raiz (ou raízes)).[00116] The virtual tooth extraction tool allows the dental professional to visualize a highly accurate model that accurately represents the contours of the actual socket that seats the object and that will remain and be exposed after the object is removed from the patient's mouth. The socket model can be generated and displayed (along with the surrounding area of the patient's oral cavity) after the virtual removal of the targeted extraction tooth. The contours of the socket are accurately represented and the inside of the socket conforms to the extrinsic shape, below the masticatory mucosa line (i.e., margin line), of the exterior surface of the patient's actual tooth (including the root(s)).

[00117] O modelo de alvéolo pode ser usado para efetuar uma extração de objeto virtual, através da qual que um objeto de extração alvejado (tal como um dente) pode ser removido de um modelo 3D da área anatômica de interesse e um modelo 3D de alvéolo virtual é adicionado ao modelo (ou disponibilizado para exibição com o modelo). A exibição do modelo 3D com o objeto removido e o alvéolo virtual tornado visível é por si só instrutivo para uso na extração real de objetos da anatomia de um paciente. É adicionalmente útil no planejamento de tratamento subsequente, tal como planejamento de implantes odontológicos e planejamento de projeto protético, discutido doravante no presente no presente documento.[00117] The socket model can be used to perform a virtual object extraction, whereby a targeted extraction object (such as a tooth) can be removed from a 3D model of the anatomical area of interest and a 3D virtual socket model is added to the model (or made available for display with the model). Displaying the 3D model with the object removed and the virtual socket made visible is in itself instructive for use in the actual extraction of objects from a patient's anatomy. It is additionally useful in subsequent treatment planning, such as dental implant planning and prosthetic design planning, discussed hereinafter in this document.

[00118] Com referência à figura 4, um método de extração de objeto virtual 400 pode compreender uma etapa 401 de receber uma digitalização de superfície e uma digitalização de densidade volumétrica de uma área anatômica de interesse e uma etapa 402 de receber segmentos de digitalização de superfície e segmentos de digitalização de densidade volumétrica correspondentes a objetos reconhecidos na digitalização de superfície e na digitalização de densidade volumétrica da área anatômica de interesse. As etapas 401 e 402 podem ocorrer do lado de fora da execução do aplicativo ou podem ser parte integrante do aplicativo, similar à discussão das etapas 101 e 102 em conexão com o método da figura 1.[00118] Referring to FIG. 4, a virtual object extraction method 400 may comprise a step 401 of receiving a surface scan and a volumetric density scan of an anatomical area of interest and a step 402 of receiving surface scan segments and volumetric density scan segments corresponding to objects recognized in the surface scan and volumetric density scan of the anatomical area of interest. Steps 401 and 402 may occur outside of execution of the application or may be an integral part of the application, similar to the discussion of steps 101 and 102 in connection with the method of FIG. 1.

[00119] O método 400 pode compreender adicionalmente uma etapa 403 de montar de forma cruzada os segmentos de digitalização de superfície e os segmentos de digitalização de densidade volumétrica em um sistema 3D de coordenadas comum. Em uma etapa 404, o método compreende exibir em um exibidor eletrônico pelo menos os segmentos montados de forma cruzada associados ao objeto de extração alvejado e segmentos de interesse montados de forma cruzada adjacentes. Em uma etapa 405, o método compreende receber uma seleção de um ou mais objetos de extração alvos. Em uma etapa 406, o método compreende identificar os segmentos de digitalização de superfície e os segmentos de digitalização de densidade volumétrica associados aos objetos de interesse selecionados. Em uma etapa 407, o método compreende, para cada objeto de extração alvo selecionado, gerar um modelo 3D de alvéolo correspondente ao objeto de extração alvo selecionado.[00119] The method 400 may further comprise a step 403 of cross-assembling the surface scan segments and the volumetric density scan segments into a common 3D coordinate system. In a step 404, the method comprises displaying on an electronic display at least the cross-assembled segments associated with the targeted extraction object and adjacent cross-assembled segments of interest. In a step 405, the method comprises receiving a selection of one or more target extraction objects. In a step 406, the method comprises identifying the surface scan segments and the volumetric density scan segments associated with the selected objects of interest. In a step 407, the method comprises, for each selected target extraction object, generating a 3D honeycomb model corresponding to the selected target extraction object.

[00120] O método 400 pode compreender adicionalmente uma etapa 408 de remover da exibição cada um dos segmentos de digitalização de superfície identificados e segmentos de digitalização de densidade volumétrica correspondentes ao objeto de extração alvo selecionado (ou objetos de extração alvos selecionados), e uma etapa 409 de exibir o modelo 3D de alvéolo gerado (ou modelos 3D de alvéolos gerados) no exibidor eletrônico. O método 400 pode compreender adicionalmente uma etapa 409 de salvar e/ou exportar um modelo 3D de superfície representando o modelo de dente extraído incluindo modelo 3D de alvéolo gerado (ou modelos 3D de alvéolos gerados) e segmentos relevantes da área anatômica de interesse, mas sem os segmentos correspondentes ao objeto de extração alvo selecionado (ou objetos de extração alvos selecionados).[00120] The method 400 may further comprise a step 408 of removing from the display each of the identified surface scan segments and volumetric density scan segments corresponding to the selected target extraction object (or selected target extraction objects), and a step 409 of displaying the generated 3D socket model (or generated 3D socket models) on the electronic display. The method 400 may further comprise a step 409 of saving and/or exporting a 3D surface model representing the extracted tooth model including the generated 3D socket model (or generated 3D socket models) and relevant segments of the anatomical area of interest, but without the segments corresponding to the selected target extraction object (or selected target extraction objects).

[00121] A funcionalidade de qualquer uma das etapas 401, 401, 403, 405, 406 e 407 pode ser implementada conforme descrito em conexão com as respectivas etapas 101, 102, 103, 104, 105 e 106 da figura 1, ou pode ser implementada por meio de um chamamento para uma ferramenta de geração de modelo 3D (215a na figura 2) que efetua a funcionalidade das etapas relevantes do método da figura 1 e retorna modelo 3D de alvéolo gerado (ou modelos 3D de alvéolos gerados) para a ferramenta executando o método 400.[00121] The functionality of any of steps 401, 401, 403, 405, 406, and 407 may be implemented as described in connection with respective steps 101, 102, 103, 104, 105, and 106 of FIG. 1, or may be implemented by means of a call to a 3D model generation tool (215a in FIG. 2) that performs the functionality of the relevant steps of the method of FIG. 1 and returns the generated 3D socket model (or 3D models of generated sockets) to the tool executing method 400.

[00122] O método 400 pode ser implementado como um aplicativo de extração de objeto virtual habilitado por computador 215b sendo executado em um sistema tal como o sistema 200 mostrado na figura 2. Vários aspectos do aplicativo de extração de objeto virtual 215b podem ser implementados como instruções de computador que podem ser armazenadas na memória local 204 do sistema 200 e que, quando executadas por meio do processador (ou processadores) 201, podem implementar características e aspectos do método 400.[00122] Method 400 may be implemented as a computer-enabled virtual object extraction application 215b running on a system such as system 200 shown in FIG. 2. Various aspects of virtual object extraction application 215b may be implemented as computer instructions that may be stored in local memory 204 of system 200 and that, when executed by processor (or processors) 201, may implement features and aspects of method 400.

[00123] As instruções de computador podem incluir instruções implementando uma interface gráfica de usuário (GUI), que pode incluir um ambiente de interface gráfica de usuário voltado para o usuário (ou “front-end”) e uma GUI operacional subjacente (ou “back-end”) que executa a funcionalidade para realizar operações indicadas pela entrada do usuário recebida via controles de ambiente de GUI. A GUI front-end inclui controles de entrada através dos quais o controle do usuário, a entrada e os dados são recebidos via dispositivo (ou dispositivos) de entrada 207 e através dos quais os dados do paciente podem ser carregados no ambiente. A GUI front-end inclui adicionalmente áreas de exibição de saída, tais como elementos de controle de usuário e painéis de visualização, em que controles de usuário, várias visualizações de dados e modelos de digitalização e outras informações são exibidas e emitidas via dispositivo (ou dispositivos) de saída 208, 209 com base nas configurações de controle de GUI e na entrada do usuário para tais controles.[00123] The computer instructions may include instructions implementing a graphical user interface (GUI), which may include a user-facing graphical user interface environment (or “front-end”) and an underlying operational GUI (or “back-end”) that executes functionality to perform operations indicated by user input received via GUI environment controls. The front-end GUI includes input controls through which user control, input, and data are received via input device (or devices) 207 and through which patient data may be loaded into the environment. The front-end GUI further includes output display areas, such as user control elements and display panels, in which user controls, various views of data and scan models, and other information are displayed and output via output device (or devices) 208, 209 based on GUI control settings and user input to such controls.

[00124] As figuras 5A a 5D ilustram uma modalidade exemplificativa de um ambiente de exibição de interface gráfica de usuário (GUI) 500 durante várias etapas em um fluxo de trabalho de planejamento de tratamento odontológico. O ambiente de exibição de GUI pode ser exibido em um exibidor eletrônico 209 de um sistema 200 que implementa um aplicativo de planejamento de tratamento odontológico 215b. O ambiente de exibição de GUI 500 inclui controle (ou controles) 501 (não mostrado individualmente) para permitir que um usuário selecione e carregue os dados de digitalização de um paciente 220 na memória de massa 206 do sistema 200 ou em um dispositivo de memória externo (não mostrado) acessível através do sistema 200 ou que é acessível a partir de um serviço remoto 212 via adaptador (adaptadores) de rede 211.[00124] FIGURES 5A-5D illustrate an exemplary embodiment of a graphical user interface (GUI) display environment 500 during various steps in a dental treatment planning workflow. The GUI display environment may be displayed on an electronic display 209 of a system 200 implementing a dental treatment planning application 215b. The GUI display environment 500 includes control(s) 501 (not shown individually) to allow a user to select and load scan data of a patient 220 into mass storage 206 of the system 200 or into an external memory device (not shown) accessible through the system 200 or that is accessible from a remote service 212 via network adapter(s) 211.

[00125] No contexto dos aspectos descritos da invenção, os dados de digitalização 220 incluem dados de digitalização de superfície e dados de digitalização de densidade volumétrica de uma área anatômica de interesse de um paciente. Em uma modalidade, ambas a digitalização de superfície e a digitalização de densidade volumétrica são obtidas antes de o aplicativo de planejamento de tratamento odontológico ser ativado; em outras modalidades, um ou ambos os dados de digitalização de superfície e dados de digitalização de densidade volumétrica são obtidos em combinação com o uso do aplicativo 215b.[00125] In the context of the described aspects of the invention, the scan data 220 includes surface scan data and volumetric density scan data of an anatomical area of interest of a patient. In one embodiment, both the surface scan and the volumetric density scan are obtained before the dental treatment planning application is activated; in other embodiments, one or both of the surface scan data and volumetric density scan data are obtained in combination with the use of the application 215b.

[00126] Por exemplo, um serviço remoto 212 pode incluir um aplicativo de digitalizador óptico em comunicação com um digitalizador óptico e que coloca os dados de digitalização óptica em comunicação com o aplicativo de planejamento de tratamento odontológico durante ou depois da conclusão de uma digitalização intraoral das áreas de interesse na situação oral do paciente. De um modo similar, um serviço remoto 212 pode incluir um aplicativo de digitalizador de densidade volumétrica em comunicação com um digitalizador de densidade volumétrica e que coloca os dados de digitalização de densidade volumétrica em comunicação com o aplicativo 215b durante ou depois da conclusão de uma digitalização intraoral das áreas de interesse na situação oral do paciente.[00126] For example, a remote service 212 may include an optical scanner application in communication with an optical scanner and placing optical scan data in communication with the dental treatment planning application during or after completion of an intraoral scan of areas of interest in the patient's oral situation. Similarly, a remote service 212 may include a volumetric density scanner application in communication with a volumetric density scanner and placing volumetric density scan data in communication with the application 215b during or after completion of an intraoral scan of areas of interest in the patient's oral situation.

[00127] O aplicativo 215a gerencia a exibição do conteúdo gráfico no ambiente de exibição de GUI 500, incluindo monitorar a entrada do usuário para os controles gráficos recebidos através do dispositivo (ou dispositivos) de entrada do usuário, tal como um mouse, teclado, controle estilo manche (do inglês “joystick”), reconhecimento de voz, etc. A entrada do usuário pode corresponder a ações a serem tomadas, tais como invocar várias funções de aplicativo específicas para as características substantivas do aplicativo ou funções de GUI para mudar o layout ou conteúdo das características exibidas no exibidor. Mais particularmente, a GUI front-end exibe controles de entrada do usuário e monitora a entrada do usuário associada aos controles funcionais. Após o recebimento da entrada do usuário associada a um controle de entrada do usuário, a GUI invoca uma função apropriada correspondente ao controle de entrada do usuário particular e ao tipo e conteúdo da entrada do usuário. A GUI também responde ao processo (ou processos) back-end que se comunicam com a GUI back-end, que por sua vez se comunica com a GUI front-end para exibir, remover da exibição e/ou modificar a exibição de informações no exibidor eletrônico.[00127] The application 215a manages the display of graphical content in the GUI display environment 500, including monitoring user input for graphical controls received through the user input device (or devices), such as a mouse, keyboard, joystick, voice recognition, etc. The user input may correspond to actions to be taken, such as invoking various application functions specific to the substantive features of the application or GUI functions to change the layout or content of the features displayed on the display. More particularly, the front-end GUI displays user input controls and monitors user input associated with the functional controls. Upon receipt of user input associated with a user input control, the GUI invokes an appropriate function corresponding to the particular user input control and the type and content of the user input. The GUI also responds to back-end process (or processes) that communicate with the back-end GUI, which in turn communicates with the front-end GUI to display, remove from display, and/or modify the display of information on the electronic display.

[00128] Tais funções selecionadas pelo usuário podem resultar, sem limitação, em exibição, remoção da exibição e modificação da exibição de: modelos, visualizações, segmentos e/ou anotações, e exibição, remoção da exibição e atualização da aparência de vários controles do usuário e informações exibidas no ambiente de exibição de GUI 500 e recebimento e retorno de informações para facilitar recursos funcionais substantivos do aplicativo 215b, incluindo, mas não limitadas a: avaliação substantiva de tratamento, planejamento de tratamento substantivo, desempenho virtual de tratamento ou operações (tais como extração dentária, colocação de implantes, projeto e colocação protética, etc.[00128] Such user-selected functions may result in, without limitation, displaying, removing from displaying, and modifying the display of: models, views, segments, and/or annotations, and displaying, removing from displaying, and updating the appearance of various user controls and information displayed in the GUI display environment 500, and receiving and returning information to facilitate substantive functional features of the application 215b, including, but not limited to: substantive treatment assessment, substantive treatment planning, virtual performance of treatment or operations (such as tooth extraction, implant placement, prosthetic design and placement, etc.).

[00129] Com referência à figura 5A, o ambiente de exibição de GUI 500 inclui controles globais 501, tais como gerenciamento de arquivos, controles de exibição genéricos e outros controles que são genéricos para o ambiente de exibição de GUI. Por exemplo, os controles 501 podem incluir controles de seleção de arquivos, controles de salvar/exportar arquivos, controles de formato de painel de visualização, etc. O ambiente de exibição de GUI 500 também inclui controles específicos de dados do paciente 502, tais como controles de arco e modelo dentário individual.[00129] Referring to Figure 5A, the GUI display environment 500 includes global controls 501, such as file management, generic display controls, and other controls that are generic to the GUI display environment. For example, the controls 501 may include file selection controls, file save/export controls, view pane format controls, etc. The GUI display environment 500 also includes patient data-specific controls 502, such as individual dental model and arch controls.

[00130] O ambiente de exibição de GUI 500 inclui controles funcionais 503, incluindo um controle de extração dentária 512. O controle de extração dentária 512 é mostrado de um modo genérico como um único controle, mas pode compreender uma pluralidade de controles, tais como diálogo guiado de painéis de exibição em pop-up ou outras técnicas interativas de GUI bem conhecidas para exibir informações e solicitações para informações e para receber entrada do usuário. A GUI 500 também inclui e exibe pelo menos um painel de visualização 503 para exibir no mesmo um modelo tridimensional do modelo 3D anatômico de um paciente selecionado da situação oral do paciente (ou porções selecionadas da mesma), conforme obtido a partir dos dados de digitalização do paciente e conforme selecionado via controles de seleção nos controles 502.[00130] The GUI display environment 500 includes functional controls 503, including a tooth extraction control 512. The tooth extraction control 512 is generally shown as a single control, but may comprise a plurality of controls, such as guided dialog pop-up display panels or other well-known interactive GUI techniques for displaying information and prompts for information and for receiving user input. The GUI 500 also includes and displays at least one display panel 503 for displaying therein a three-dimensional model of a selected patient's 3D anatomical model of the patient's oral situation (or selected portions thereof), as obtained from the patient's scan data and as selected via selection controls on the controls 502.

[00131] Os controles 501 incluem um ou mais controles (não mostrados) que, quando selecionados, permitem a seleção do usuário da superfície de um paciente e dos dados de digitalização de densidade volumétrica 220 provenientes da memória local, de massa ou remota para a memória de massa 206 do sistema 200. Em uma modalidade, quando os dados de digitalização do paciente 220 são inicialmente carregados, o ambiente de exibição de GUI 500 pode exibir um ou uma pluralidade de painéis de visualização 503 (apenas um mostrado) com a finalidade de apresentar no exibidor uma visão geral da situação oral do paciente. Na figura 5A, o painel de visualização 503 é mostrado exibindo um modelo 3D 10A da digitalização de densidade volumétrica. O ambiente 500 também pode incluir várias vistas adicionais da situação oral do paciente com base nos dados de digitalização de densidade volumétrica. Por exemplo, o ambiente 500 pode incluir um painel de visualização panorâmica, um painel de visualização axial, painéis de visualização em corte transversal e um painel de visualização tangencial (não mostrado).[00131] Controls 501 include one or more controls (not shown) that, when selected, allow user selection of a patient's surface and volumetric density scan data 220 from local, mass, or remote memory to mass memory 206 of system 200. In one embodiment, when patient scan data 220 is initially loaded, GUI display environment 500 may display one or a plurality of view panels 503 (only one shown) for the purpose of presenting on the display an overview of the patient's oral situation. In Figure 5A, view panel 503 is shown displaying a 3D model 10A of the volumetric density scan. Environment 500 may also include multiple additional views of the patient's oral situation based on the volumetric density scan data. For example, environment 500 may include a panoramic viewing panel, an axial viewing panel, cross-sectional viewing panels, and a tangential viewing panel (not shown).

[00132] Um objetivo importante da ferramenta de extração dentária virtual, acessível via o controle 512, é representar virtualmente a situação oral do paciente após a remoção virtual de um ou mais dentes ou outros objetos selecionados para extração. Por exemplo, em um aplicativo de tratamento odontológico 215b, quando um dente é virtualmente removido e exibido dentro do ambiente de exibição de GUI 500, o modelo 3D exibido resultante deve incluir uma representação do alvéolo dentário que se torna visível a olho nu após a remoção do dente de extração alvo.[00132] An important purpose of the virtual tooth extraction tool, accessible via control 512, is to virtually represent the patient's oral situation following the virtual removal of one or more teeth or other objects selected for extraction. For example, in a dental treatment application 215b, when a tooth is virtually removed and displayed within the GUI display environment 500, the resulting displayed 3D model should include a representation of the tooth socket that becomes visible to the naked eye following removal of the target extraction tooth.

[00133] Anteriormente, os aplicativos de planejamento de tratamento odontológico e software de projeto de prótese odontológica (tais como CAD/CAM odontológico) não eram capazes de prover uma exatidão detalhada do alvéolo de um dente removido porque os modelos de superfície do objeto gerados a partir de dados de digitalização não incluíam informações de subsuperfície. Em contraste com as ferramentas de planejamento de tratamento odontológico da técnica anterior e/ou projeto assistido por computador (CAD - do inglês “Computer Aided Design”) de prótese dentária e manufatura auxiliada por computador (CAM - do inglês “Computer Aided Manufacture”), a ferramenta de extração dentária virtual extrai informações a partir de ambas uma digitalização de superfície e uma digitalização de densidade volumétrica da dentição do paciente, e utiliza as informações correspondentes ao mesmo dente alvejado proveniente de ambos os tipos de digitalização para determinar automaticamente e prover uma representação com base anatômica altamente exata do alvéolo deixado para trás após a remoção do dente. O aplicativo 215b provê uma ferramenta de extração dentária virtual (ativada via o controle 512) que determina automaticamente os contornos do alvéolo do dente selecionado que é alvejado para remoção e gera um modelo 3D virtual do alvéolo para exibição, salvamento e/ou extração.[00133] Previously, dental treatment planning applications and dental prosthesis design software (such as dental CAD/CAM) were not capable of providing detailed accuracy of the socket of a removed tooth because the surface models of the object generated from scan data did not include subsurface information. In contrast to prior art dental treatment planning and/or dental prosthesis computer-aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM) tools, the virtual tooth extraction tool extracts information from both a surface scan and a volumetric density scan of the patient's dentition, and uses the information corresponding to the same targeted tooth from both types of scans to automatically determine and provide a highly accurate anatomically based representation of the socket left behind after tooth removal. Application 215b provides a virtual tooth extraction tool (activated via control 512) that automatically determines the contours of the socket of the selected tooth that is targeted for removal and generates a virtual 3D model of the socket for display, saving, and/or extraction.

[00134] Conforme mostrado na figura 5A, um usuário pode ativar a ferramenta de extração dentária virtual selecionando o controle de extração dentária 512 por meio de mover, via um mouse (não mostrado), um cursor gráfico 520 sobre o controle 512 e clicar com o mouse no controle 512. A figura 5B mostra uma modalidade de uma caixa de diálogo pop-up 513 que é exibida no ambiente de GUI 500 quando o controle de Extração Dentária 512 é ativado. Conforme ilustrado, a caixa de diálogo pode incluir um mapa de seleção de dentes que permite que um usuário do aplicativo 215b selecione um ou mais dentes individuais para extração dentária virtual.[00134] As shown in Figure 5A, a user may activate the virtual tooth extraction tool by selecting the tooth extraction control 512 by moving, via a mouse (not shown), a graphical cursor 520 over the control 512 and clicking the mouse on the control 512. Figure 5B shows an embodiment of a pop-up dialog box 513 that is displayed in the GUI environment 500 when the Tooth Extraction control 512 is activated. As illustrated, the dialog box may include a tooth selection map that allows a user of the application 215b to select one or more individual teeth for virtual tooth extraction.

[00135] Em uma modalidade, o usuário pode clicar nos dentes individuais no gráfico para selecionar tais dentes como um dente de extração alvejado. O usuário pode de um modo opcional selecionar, por meio da seleção de uma respectiva caixa de seleção ou botão de opção ou outro tal recurso de seleção, uma instrução para salvar o modelo de alvéolo gerado por meio da ferramenta após a geração do alvéolo e/ou uma instrução para extrair o modelo de extração dentária (que contém o modelo no painel de visualização 503 menos o dente de extração alvo (ou dentes de extração alvos) mais os modelos de alvéolo gerados para tal dente de extração alvo (ou dentes de extração alvos). Quando o usuário terminar de selecionar o dente de extração alvo (ou dentes de extração alvos) e as opções de salvamento/extração, o usuário pode clicar no botão Selecionar 517 para invocar a ferramenta de extração dentária.[00135] In one embodiment, the user may click on individual teeth in the chart to select such teeth as a targeted extraction tooth. The user may optionally select, by selecting a respective check box or radio button or other such selection feature, an instruction to save the socket model generated by the tool after generating the socket and/or an instruction to extract the tooth extraction model (which contains the model in the preview pane 503 minus the target extraction tooth (or target extraction teeth) plus the socket models generated for such target extraction tooth (or target extraction teeth). When the user has finished selecting the target extraction tooth (or target extraction teeth) and the save/extraction options, the user may click the Select button 517 to invoke the tooth extraction tool.

[00136] A figura 5C apresenta uma vista posterior (olhando o arco da maxila por de trás em direção à frente do paciente) do modelo 3D de extração dentária 10D, que mostra de um modo mais conveniente o modelo 3D de alvéolo 16S correspondente ao alvéolo do qual o dente 16 é extraído. O modelo de alvéolo 16S é exibido junto com o modelo 3D de digitalização de superfície com o dente 16 extraído. A figura 5D mostra o mesmo modelo 10D a partir da vista inferior (pela parte inferior olhando para cima em direção à maxila). Conforme ilustrado, o dente 16 está faltando, mas o interior 16c do alvéolo 16S é visível e segue os contornos da raiz (ou raízes) do dente extraído 16.[00136] Figure 5C shows a posterior view (looking down the maxillary arch towards the front of the patient) of the 3D tooth extraction model 10D, which more conveniently shows the 3D socket model 16S corresponding to the socket from which tooth 16 is extracted. The socket model 16S is shown together with the 3D surface scan model with tooth 16 extracted. Figure 5D shows the same 10D model from the inferior view (from the bottom looking up towards the maxilla). As illustrated, tooth 16 is missing, but the interior 16c of the socket 16S is visible and follows the contours of the root (or roots) of the extracted tooth 16.

[00137] A extração dentária virtual muitas vezes é uma precursora da colocação de um implante dentário. A figura 6 mostra, deste modo, um fluxograma de um método exemplificativo 600 de um terceiro aspecto da presente descrição, nomeadamente para gerar um modelo de superfície com um modelo de extração dentária com um implante colocado no alvéolo do dente extraído virtualmente. De acordo com o método 600, em uma etapa 601, um aplicativo de planejamento de implante odontológico, tal como um aplicativo 215c sendo executado em um sistema 200 da figura 2, obtém um modelo virtual da dentição de um paciente com base em ambas digitalização de densidade volumétrica e digitalização de superfície da área de interesse da dentição do paciente.[00137] Virtual tooth extraction is often a precursor to the placement of a dental implant. Figure 6 thus shows a flowchart of an exemplary method 600 of a third aspect of the present disclosure, namely for generating a surface model with a tooth extraction model with an implant placed in the socket of the virtually extracted tooth. According to method 600, in a step 601, a dental implant planning application, such as an application 215c running on a system 200 of Figure 2, obtains a virtual model of a patient's dentition based on both a volumetric density scan and a surface scan of the area of interest of the patient's dentition.

[00138] Em uma modalidade, em uma etapa 602a, o aplicativo de planejamento de implante dentário 215c coloca, sob controle da entrada do usuário recebida através de controles de GUI, um implante virtual no modelo virtual da dentição do paciente. Em uma etapa 603a, o aplicativo de planejamento de implante dentário 215c efetua, após ativação por um usuário de um controle de extração dentária, uma extração dentária virtual do dente alvejado para substituição pelo implante, resultando na geração de um modelo de alvéolo dentário de extração e um modelo de extração dentária em que o dente de extração alvejado é removido do modelo virtual da dentição do paciente e substituído pelo modelo de alvéolo dentário de extração gerado. Uma vez que o implante virtual já está no modelo virtual da dentição do paciente, o modelo de extração dentária inclui ambos o modelo de alvéolo dentário de extração e o modelo de implante colocado virtualmente.[00138] In one embodiment, at a step 602a, the dental implant planning application 215c places, under control of user input received through GUI controls, a virtual implant in the virtual model of the patient's dentition. At a step 603a, the dental implant planning application 215c performs, upon activation by a user of a tooth extraction control, a virtual tooth extraction of the targeted tooth for replacement by the implant, resulting in the generation of an extraction tooth socket model and a tooth extraction model in which the targeted extraction tooth is removed from the virtual model of the patient's dentition and replaced by the generated extraction tooth socket model. Since the virtual implant is already in the virtual model of the patient's dentition, the tooth extraction model includes both the extraction tooth socket model and the virtually placed implant model.

[00139] Em uma modalidade alternativa, as etapas 602a e 603a são invertidas. Nesta modalidade alternativa, em uma etapa 602b a extração dentária é efetuada primeiro para gerar o modelo de extração dentária. Em uma etapa 603b, o implante virtual é colocado no modelo de extração dentária. O modelo de extração dentária virtual pode, em seguida, ser salvo e/ou exportado para um arquivo (etapa 604). De um modo opcional, um segmento de coroa de digitalização de superfície é exportado no mesmo sistema 3D de coordenadas que o modelo de extração dentária exportado (etapa 605).[00139] In an alternative embodiment, steps 602a and 603a are reversed. In this alternative embodiment, in a step 602b the tooth extraction is performed first to generate the tooth extraction model. In a step 603b, the virtual implant is placed in the tooth extraction model. The virtual tooth extraction model may then be saved and/or exported to a file (step 604). Optionally, a surface scan crown segment is exported in the same 3D coordinate system as the exported tooth extraction model (step 605).

[00140] De um modo opcional, em uma etapa 606, o modelo de extração dentária exportado e o arquivo (ou arquivos) de segmento de coroa dentária podem ser enviados para uma ferramenta de projeto de prótese para importação e projeto de uma prótese de implante.[00140] Optionally, at a step 606, the exported tooth extraction model and dental crown segment file(s) may be sent to a prosthesis design tool for import and design of an implant prosthesis.

[00141] O planejamento da colocação do implante é muitas vezes efetuado por meio do pré-planejamento da seleção e colocação virtual de um implante em um modelo virtual da dentição do paciente. O planejamento e a colocação de implantes virtuais podem ser efetuados usando uma ferramenta de planejamento de implantes odontológicos, diversas das quais existem no mercado. Um exemplo é o software de planejamento de implantes dentários CoDiagnostix®, oferecido pela Dental Wings, Inc. (uma empresa do Grupo Straumann). Esse software de planejamento de implantes odontológicos inclui ferramentas implementadas por software, incluindo uma interface gráfica de usuário para importação e exibição de digitalizações internas e de superfície de um paciente, seleção de implantes odontológicos e colocação de implante odontológico selecionado (ou implantes odontológicos selecionados) em um modelo da dentição do paciente gerado com base na digitalização importada (ou digitalizações importadas).[00141] Implant placement planning is often accomplished by pre-planning the selection and virtual placement of an implant on a virtual model of the patient's dentition. Virtual implant planning and placement can be accomplished using a dental implant planning tool, several of which are commercially available. One example is the CoDiagnostix® dental implant planning software offered by Dental Wings, Inc. (a Straumann Group company). This dental implant planning software includes software-implemented tools, including a graphical user interface for importing and displaying internal and surface scans of a patient, selecting dental implants, and placing the selected dental implant (or selected dental implants) on a model of the patient's dentition generated based on the imported scan (or scans).

[00142] Por exemplo, a figura 7A retrata um ambiente de exibição de GUI 700 gerado por meio de um aplicativo (tal como o aplicativo 215c na figura 2) no qual as digitalizações de superfície e densidade volumétrica de um paciente foram importadas e carregadas na memória 206 do sistema 200. A figura 7A retrata a situação odontológica do paciente depois de um profissional da área de odontologia ter selecionado e colocado virtualmente um implante. As técnicas para colocar virtualmente o implante em um modelo virtual da dentição de um paciente já são conhecidas na técnica, por exemplo de acordo com o uso do software de planejamento de implantes dentários CoDiagnostix®. Na figura 7A, um pino de implante virtual 710 foi colocado e é mostrado em vários tipos de vistas em painéis de visualização correspondentes do ambiente gráfico 700. No exemplo mostrado, o pino de implante 710 é mostrado colocado virtualmente em uma vista em corte transversal (painel de visualização 703d, uma vista axial (painel de visualização 703c), uma vista panorâmica (painel de visualização 703b), uma vista tangencial (painel de visualização 703e) e uma vista 3D (painel de visualização 703a).[00142] For example, Figure 7A depicts a GUI display environment 700 generated by an application (such as application 215c in Figure 2) in which surface and volumetric density scans of a patient have been imported and loaded into memory 206 of system 200. Figure 7A depicts the patient's dental situation after a dental professional has selected and virtually placed an implant. Techniques for virtually placing the implant in a virtual model of a patient's dentition are known in the art, for example through use of CoDiagnostix® dental implant planning software. In Figure 7A, a virtual implant pin 710 has been placed and is shown in various types of views in corresponding display panels of the graphical environment 700. In the example shown, the implant pin 710 is shown virtually placed in a cross-sectional view (display panel 703d, an axial view (display panel 703c), a panoramic view (display panel 703b), a tangential view (display panel 703e), and a 3D view (display panel 703a).

[00143] Tal conforme mostrado nas várias vistas nos painéis 703a a 703e, a colocação do implante é representada por meio da colocação de um pino de implante ou parafuso 710, que é a porção de base do implante completo. Um implante completo inclui um pino de implante 710, um pilar protético (não mostrado) que se fixa ao pino de implante 710 e um pilar protético para uma prótese ou restauração dentária (também não mostrado), que pode ser uma coroa, ponte ou dentadura.[00143] As shown in the various views in panels 703a-703e, implant placement is depicted by placement of an implant post or screw 710, which is the base portion of the completed implant. A completed implant includes an implant post 710, a prosthetic abutment (not shown) that attaches to the implant post 710, and a prosthetic abutment for a dental prosthesis or restoration (also not shown), which may be a crown, bridge, or denture.

[00144] No estágio inicial de planejamento, apenas o pino de implante 710 precisa ser colocado virtualmente. O aplicativo de software de planejamento de implantes provê guia virtual (ou guias virtuais) de colocação de implante 711, que não correspondem a um componente físico - elas são apenas indicadores visuais que auxiliam o profissional da área de odontologia na colocação do implante no ângulo correto. Na figura 7A, as guias virtuais 711 aparecem no painel de visualização 3D 703a como uma haste cilíndrica longa com um eixo central coincidente com o eixo central do pino de implante 710 e tendo um diâmetro correspondente ao diâmetro do alvéolo de fixação do pilar protético do lado de dentro do pino de implante. De um modo preferido, o cilindro da guia virtual de colocação de implante 711 se estende ao longo do eixo central acima do plano oclusal dos dentes, de tal modo que o comprimento do cilindro seja muito maior que o diâmetro do cilindro. De um modo preferido, a guia 711 é exibida em uma cor contrastante com as cores usadas no modelo 3D e em outros painéis de visualização, de tal modo que o usuário do aplicativo possa ver imediatamente a guia em relação ao conteúdo em cada painel de visualização.[00144] In the initial planning stage, only the implant post 710 needs to be virtually placed. The implant planning software application provides a virtual implant placement guide (or guides) 711, which do not correspond to a physical component - they are merely visual indicators that assist the dental professional in placing the implant at the correct angle. In Figure 7A, the virtual guides 711 appear in the 3D visualization panel 703a as a long cylindrical rod with a central axis coinciding with the central axis of the implant post 710 and having a diameter corresponding to the diameter of the prosthetic abutment attachment socket on the inside of the implant post. Preferably, the cylinder of the virtual implant placement guide 711 extends along the central axis above the occlusal plane of the teeth, such that the length of the cylinder is much greater than the diameter of the cylinder. Preferably, tab 711 is displayed in a contrasting color to the colors used in the 3D model and other view panes, such that the application user can immediately see the tab in relation to the content in each view pane.

[00145] O ambiente de exibição de GUI 700 inclui um controle de extração dentária 712, acessado na modalidade exemplificativa por meio da seleção de um controle a partir dos controles de exibição do painel de visualização 702 que corresponde à porção da dentição do paciente na qual o implante em consideração é colocado. Na modalidade mostrada, o profissional da área de odontologia seleciona o controle da arcada inferior, clica com o botão direito sobre ele para abrir um menu de contexto e seleciona um controle de extração dentária 712 a partir do menu de contexto. O controle de extração dentária pode ser selecionado para instruir o aplicativo de planejamento de tratamento odontológico a efetuar automaticamente uma extração dentária virtual (usando os princípios descritos anteriormente no presente documento). Existem muitas formas de implementar o controle que invoca a ferramenta automatizada de extração dentária virtual - a chave é prover um ou mais controles que permitam que o usuário invoque o fluxo de trabalho de extração dentária.[00145] The GUI display environment 700 includes a tooth extraction control 712, accessed in the exemplary embodiment by selecting a control from the display controls of the visualization panel 702 that corresponds to the portion of the patient's dentition in which the implant under consideration is placed. In the embodiment shown, the dental professional selects the lower arch control, right-clicks on it to open a context menu, and selects a tooth extraction control 712 from the context menu. The tooth extraction control may be selected to instruct the dental treatment planning application to automatically perform a virtual tooth extraction (using the principles described earlier in this document). There are many ways to implement the control that invokes the automated virtual tooth extraction tool - the key is to provide one or more controls that allow the user to invoke the tooth extraction workflow.

[00146] A figura 7B ilustra uma janela pop-up 713 que aparece no ambiente de exibição de GUI 700 quando o usuário seleciona o controle de Extração Dentária 712. A janela popup apresenta diversas opções e controles de entrada do usuário para obter as entradas requeridas pela ferramenta de extração dentária virtual, incluindo uma seleção de dente controle 718, um controle de modo 714. Na modalidade mostrada na figura 7B, o controle de seleção de dente 718 exibe um conjunto de ícones de dentes selecionáveis correspondentes aos dentes na porção de seleção da dentição do paciente, conforme selecionado pelo usuário na figura 7A. O usuário (ou seja, o profissional odontológico) pode selecionar o dente correspondente ao dente com o pino de implante virtual 710 colocado. No exemplo, o usuário seleciona o dente 35 correspondente ao dente da arcada inferior esquerda em que o pilar protético de implante virtual 710 é colocado. Para o modo, o usuário seleciona o “Modo: Cortar alvéolo” 715 a partir do menu suspenso “Opções” 714, assinala o controle da caixa de assinalação 716 para indicar que o dente extraído deve ser salvo como um arquivo separado para planejamento futuro e invoca a ferramenta de extração dentária virtual por meio do clique no controle “Extrair” 717.[00146] Figure 7B illustrates a pop-up window 713 that appears in the GUI display environment 700 when the user selects the Tooth Extraction control 712. The pop-up window presents various user input options and controls for obtaining inputs required by the virtual tooth extraction tool, including a tooth selection control 718, a mode control 714. In the embodiment shown in Figure 7B, the tooth selection control 718 displays a set of selectable tooth icons corresponding to the teeth in the selection portion of the patient's dentition as selected by the user in Figure 7A. The user (i.e., the dental professional) may select the tooth corresponding to the tooth with the virtual implant post 710 placed. In the example, the user selects tooth 35 corresponding to the lower left arch tooth in which the virtual implant prosthetic abutment 710 is placed. For mode, the user selects “Mode: Cut Socket” 715 from the “Options” drop-down menu 714, checks the check box control 716 to indicate that the extracted tooth should be saved as a separate file for future planning, and invokes the virtual tooth extraction tool by clicking the “Extract” control 717.

[00147] A figura 7C mostra um modelo 3D de superfície da dentição do paciente no painel de visualização 703a. Após a conclusão, a ferramenta de extração dentária virtual adiciona dois arquivos de modelo 3D à lista de modelos de digitalização e modelos 3D disponíveis na seção de controles 702 do ambiente de exibição de GUI 700. O usuário pode selecionar esses arquivos para que sejam exibidos no painel 403a. Um arquivo é um modelo de dentição com dente extraído (indicado em 721 na lista de arquivos). O modelo de dente extraído é criado por meio da ferramenta de extração dentária virtual de acordo com as técnicas descritas em conexão com as figuras 1 e 4, o modelo de dente extraído é um modelo 3D de superfície da dentição do paciente (incluindo o pino de implante 310 previamente colocado) com o dente selecionado 35 removido do modelo e um alvéolo gerado e incluído no modelo em seu lugar.[00147] Figure 7C shows a 3D surface model of the patient's dentition in viewing pane 703a. Upon completion, the virtual tooth extraction tool adds two 3D model files to the list of scan models and available 3D models in controls section 702 of GUI display environment 700. The user may select these files to be displayed in pane 403a. One file is a dentition model with extracted tooth (indicated at 721 in the file list). The extracted tooth model is created by means of the virtual tooth extraction tool in accordance with the techniques described in connection with Figures 1 and 4, the extracted tooth model being a 3D surface model of the patient's dentition (including the previously placed implant post 310) with the selected tooth 35 removed from the model and a socket generated and included in the model in its place.

[00148] O segundo arquivo é um modelo de dente extraído (indicado em 722) na lista de arquivos e é um modelo do dente 35, em que a coroa foi removida da raiz.[00148] The second file is a model of an extracted tooth (indicated at 722) in the file list and is a model of tooth 35 where the crown has been removed from the root.

[00149] Uma vez que estes arquivos tenham sido criados, o usuário pode clicar no menu “Plano” 723 no ambiente de exibição de GUI 700, conforme mostrado na figura 7D, e selecionar um controle de Exportação de Planejamento Virtual 724. Na próxima etapa, mostrada na figura 7E, o usuário pode, em seguida, selecionar o formato do arquivo de exportação em um controle de seleção de formato 727 de uma janela pop-up 726. No exemplo, o usuário seleciona uma opção de formato STL 728 e clica em “Próximo” 729 para passar para o próximo menu. Na próxima etapa mostrada na figura 7F, o usuário seleciona um controle de botão 732 para ativar uma opção para exportar as digitalizações ou segmentações do modelo selecionado sem processamento adicional. Ao clicar no botão “Próximo” 733, na figura 7G, o arquivo de extração dentária 731 é selecionado a partir da janela pop-up de seleção de Arquivo De Exportação 730. Clicar no botão “Próximo” 732 traz a janela pop-up de seleção de implante 735, mostrada na figura 7H, que oferece um controle de seleção de corpo de digitalização 736. O controle de seleção de corpo de digitalização 736 inclui um controle de seleção de digitalização 737 que exibe e permite a seleção de um corpo de digitalização adequado a partir de um conjunto de possíveis tipos de corpos de digitalização. O usuário pode selecionar um corpo de digitalização no menu de corpos de digitalização para adicionar o corpo de digitalização selecionado ao modelo para exportação. O usuário, em seguida, clica no botão “Próximo” 738. Na figura 7I, o usuário pode selecionar opções adicionais, tais como a seleção do sistema 3D de coordenadas para o qual o modelo deve ser exportado e a seleção de se os objetos exportados devem ser exportados como arquivos individuais compartilhando um sistema de coordenadas. Clicar na linha do Planejamento de Exportação 741 invoca a função de exportação com base nas opções e parâmetros selecionados conforme selecionados pelo usuário nas telas anteriores. Os arquivos de exportação são salvos em um local conhecido na memória legível pelo computador.[00149] Once these files have been created, the user may click on the “Plan” menu 723 in the GUI display environment 700, as shown in FIG. 7D, and select a Virtual Plan Export control 724. In the next step, shown in FIG. 7E, the user may then select the export file format in a format selection control 727 from a pop-up window 726. In the example, the user selects an STL format option 728 and clicks “Next” 729 to move to the next menu. In the next step shown in FIG. 7F, the user selects a button control 732 to activate an option to export the scans or segmentations of the selected model without further processing. Upon clicking the “Next” button 733 in FIG. 7G, the tooth extraction file 731 is selected from the Export File selection pop-up window 730. Clicking the “Next” button 732 brings up the implant selection pop-up window 735 shown in FIG. 7H, which provides a scan body selection control 736. The scan body selection control 736 includes a scan selection control 737 that displays and allows selection of a suitable scan body from a set of possible scan body types. The user may select a scan body from the scan bodies menu to add the selected scan body to the model for export. The user then clicks the “Next” button 738. In Figure 7I, the user can select additional options, such as selecting the 3D coordinate system to which the model should be exported and selecting whether the exported objects should be exported as individual files sharing a coordinate system. Clicking the Export Schedule line 741 invokes the export function based on the selected options and parameters as selected by the user in the previous screens. The export files are saved to a known location in computer-readable memory.

[00150] Na figura 7J, o mesmo processo pode ser seguido para exportar o segmento de coroa de digitalização de superfície do dente extraído virtualmente (e, de um modo opcional, o segmento de coroa dentária antagonista - isto é, o segmento de coroa do dente no maxilar oposto que encontra o dente extraído alvejado no plano oclusal quando os maxilares estão fechados). É importante assegurar que os segmentos de dentes de digitalização de superfície sejam exportados no mesmo sistema de coordenadas que o modelo de extração dentária virtual exportado.[00150] In Figure 7J, the same process can be followed to export the surface scan crown segment of the virtually extracted tooth (and, optionally, the opposing tooth crown segment - that is, the tooth crown segment of the tooth in the opposite jaw that meets the targeted extracted tooth in the occlusal plane when the jaws are closed). It is important to ensure that the surface scan tooth segments are exported in the same coordinate system as the exported virtual tooth extraction model.

[00151] Os arquivos exportados resultantes compreendem um modelo 3D da dentição do paciente com uma extração dentária virtual do dente em que a substituição do implante pretendida será colocada. No lugar do dente extraído está um alvéolo virtual no qual o dente virtual antes estava assentado. Incluído no modelo está o pino de implante virtual colocado no alvéolo no qual o profissional da área de odontologia o colocou durante o processo de planejamento do implante.[00151] The resulting exported files comprise a 3D model of the patient's dentition with a virtual tooth extraction of the tooth in which the intended implant replacement will be placed. In place of the extracted tooth is a virtual socket in which the virtual tooth previously sat. Included in the model is the virtual implant post placed in the socket in which the dental professional placed it during the implant planning process.

[00152] A próxima etapa no processo de planejamento do implante é o projeto de uma prótese ou restauração dentária, tal como um pilar protético temporário ou permanente, com uma coroa, uma ponte ou dentaduras. A figura 8 é um fluxo ilustrando um processo exemplificativo para projetar uma prótese anatomicamente correta, que é especialmente útil para projetar pilares protéticos temporários para colocação na boca do paciente enquanto o tecido em torno do local cirúrgico cicatriza depois da colocação do implante.[00152] The next step in the implant planning process is the design of a dental prosthesis or restoration, such as a temporary or permanent prosthetic abutment, crown, bridge, or dentures. Figure 8 is a flowchart illustrating an exemplary process for designing an anatomically correct prosthesis, which is especially useful for designing temporary prosthetic abutments for placement in the patient's mouth while the tissue around the surgical site heals after implant placement.

[00153] De acordo com aspectos desta descrição, o projeto de pilares protéticos temporários com base em uma extração dentária virtual, conforme estabelecido acima, permite o projeto de um pilar protético personalizado (ou outra prótese) com base na anatomia do paciente determinada a partir da extração dentária virtual. Isto significa que o pilar protético (ou outra prótese) temporário pode ser projetado e manufaturado mesmo antes da cirurgia de colocação do implante, para que possa estar pronto para colocação imediatamente após a (ou logo depois da) colocação do pino de implante. Por conta de a extração dentária virtual gerar um alvéolo dentário anatomicamente correto, específico para a anatomia do dente extraído do paciente, não há necessidade de digitalizar o alvéolo real do paciente depois de o dente ser realmente extraído com a finalidade de obter o perfil da superfície do alvéolo.[00153] In accordance with aspects of this disclosure, the design of temporary prosthetic abutments based on a virtual tooth extraction, as set forth above, allows for the design of a customized prosthetic abutment (or other prosthesis) based on the patient's anatomy determined from the virtual tooth extraction. This means that the temporary prosthetic abutment (or other prosthesis) can be designed and manufactured even prior to implant placement surgery, so that it can be ready for placement immediately after (or shortly after) implant post placement. Because the virtual tooth extraction generates an anatomically correct tooth socket specific to the anatomy of the patient's extracted tooth, there is no need to scan the patient's actual socket after the tooth is actually extracted for the purpose of profiling the surface of the socket.

[00154] Isto economiza um tempo significativo, uma vez que tipicamente tal digitalização deve ser adiada por tempo suficiente até que alguma cicatrização inicial tenha ocorrido, uma vez que o sangramento no local da cirurgia pode interferir na obtenção de uma digitalização de superfície altamente exata do alvéolo.[00154] This saves significant time, as typically such scanning must be delayed long enough until some initial healing has occurred, as bleeding at the surgical site can interfere with obtaining a highly accurate surface scan of the socket.

[00155] O processo descrito na figura 8 inclui obter um modelo de extração dentária virtual com base tanto em uma digitalização de densidade volumétrica quanto em uma digitalização de superfície da área de interesse da dentição do paciente (etapa 801) e obter um segmento de coroa de digitalização de superfície do dente extraído virtualmente (etapa 802). Em uma modalidade, o modelo de extração dentária virtual pode ser obtido de acordo com os métodos e sistemas descritos acima. O segmento de coroa de digitalização de superfície obtido é importado para o modelo e usado como a coroa da prótese (ou seja, a porção da prótese que ficará visível acima da linha da mucosa mastigatória). Em uma modalidade, o projeto é projetado eletronicamente em uma ferramenta CAD/CAM que provê uma função de clone para clonar um enceramento diagnóstico virtual da coroa do dente original.[00155] The process described in FIG. 8 includes obtaining a virtual tooth extraction model based on both a volumetric density scan and a surface scan of the area of interest of the patient's dentition (step 801) and obtaining a surface scan crown segment of the virtually extracted tooth (step 802). In one embodiment, the virtual tooth extraction model may be obtained in accordance with the methods and systems described above. The obtained surface scan crown segment is imported into the model and used as the crown of the denture (i.e., the portion of the denture that will be visible above the masticatory mucosa line). In one embodiment, the design is electronically designed in a CAD/CAM tool that provides a clone function to clone a virtual diagnostic wax-up of the crown of the original tooth.

[00156] Em uma GUI da ferramenta de projeto de prótese, o modelo de extração dentária virtual com o implante virtual colocado no mesmo é exibido para permitir que um usuário visualize o modelo (etapa 804). Os controles do usuário são providos por meio da GUI para permitir que o usuário projete a porção da parte inferior da prótese de tal modo que, pelo menos em algumas porções, o projeto siga os contornos do lado de dentro do alvéolo de extração (etapa 805).[00156] In a GUI of the denture design tool, the virtual tooth extraction model with the virtual implant placed therein is displayed to allow a user to view the model (step 804). User controls are provided through the GUI to allow the user to design the lower portion of the denture such that, at least in some portions, the design follows the contours of the inside of the extraction socket (step 805).

[00157] O projeto final é um projeto de prótese tendo uma porção superior que se adapta substancialmente ao segmento de coroa digitalização de superfície e uma porção inferior tendo uma superfície intrínseca que entra substancialmente em conformidade com a superfície interna do alvéolo de extração dentária do modelo de Extração Dentária Virtual. O projeto da prótese pode ser exportado para um ou mais arquivos eletrônicos em um formato utilizável para manufatura subsequente (etapa 806). Uma prótese física pode, em seguida, ser manufaturada (etapa 807) com base no arquivo eletrônico (ou arquivos eletrônicos). Em uma modalidade, os arquivos eletrônicos compreendem ou são convertidos em instruções de impressão 3D para impressão por meio de uma impressora 3D. Em uma outra modalidade, o arquivo eletrônico (ou arquivos eletrônicos) compreende um arquivo STL.[00157] The final design is a prosthesis design having an upper portion that substantially conforms to the surface scanned crown segment and a lower portion having an intrinsic surface that substantially conforms to the inner surface of the tooth extraction socket of the Virtual Tooth Extraction model. The prosthesis design may be exported to one or more electronic files in a format usable for subsequent manufacturing (step 806). A physical prosthesis may then be manufactured (step 807) based on the electronic file(s). In one embodiment, the electronic files comprise or are converted to 3D printing instructions for printing by means of a 3D printer. In another embodiment, the electronic file(s) comprise an STL file.

[00158] As figuras 9A a 9R retratam um ambiente de exibição de GUI 900 para um aplicativo de projeto protético, tal como um projeto auxiliado por computador (CAD) ou uma ferramenta CAM de fabricação auxiliada por computador. Em uma modalidade, a ferramenta de projeto protético é um aplicativo 215d que opera em um sistema tal como 200 descrito anteriormente na figura 2.[00158] FIGURES 9A-9R depict a GUI display environment 900 for a prosthetic design application, such as a computer-aided design (CAD) or computer-aided manufacturing (CAM) tool. In one embodiment, the prosthetic design tool is an application 215d that operates on a system such as 200 described previously in FIG. 2.

[00159] A figura 9A é um ambiente de exibição de GUI 900 exibido em um exibidor eletrônico 209 e tendo controles de entrada do usuário e áreas de exibição conforme discutido doravante no presente documento. Para projetar uma prótese, um usuário inicia um novo caso por meio de clique no controle 901 (figura 9A), inserindo informações do caso (por exemplo, em caixas de texto, a ID do caso, ID do paciente e ID do profissional da área de odontologia a serem associadas ao novo caso), e da seleção e carregamento de modelos 3D gerados a partir de dados de digitalização do paciente na memória para uso pelo aplicativo 215b. No exemplo, uma coroa dentária deve ser projetada. O usuário insere os nomes dos arquivos de extração dentária virtual (neste caso, como entrada do modelo de dentes inferiores) e do arquivo do dente extraído (como enceramento diagnóstico inferior) e carrega os arquivos no sistema (por exemplo, por meio de clique no botão “Salvar” (figura 9B). O aplicativo exibe o modelo 3D proveniente do arquivo (ou arquivos) de Extração Dentária Virtual selecionado em um painel de visualização 903 (figura 9C). Se necessário, o aplicativo provê controles no ambiente 900 para limpar a digitalização (por exemplo, para preencher orifícios em que os dados de digitalização estão incompletos, suavizar linhas de digitalização, remover ruído, etc.). A seguir, o aplicativo pode prover ferramentas para ajustar a orientação do modelo (ou modelos) ao plano de oclusão, se necessário (figura 9D).[00159] Figure 9A is a GUI display environment 900 displayed on an electronic display 209 and having user input controls and display areas as discussed hereinafter. To design a prosthesis, a user initiates a new case by clicking on control 901 (Figure 9A), entering case information (e.g., in text boxes, the case ID, patient ID, and dental professional ID to be associated with the new case), and selecting and loading 3D models generated from patient scan data into memory for use by application 215b. In the example, a dental crown is to be designed. The user enters the names of the virtual tooth extraction files (in this case, as the lower teeth model input) and the extracted tooth file (as the lower diagnostic wax-up) and uploads the files to the system (e.g., by clicking the “Save” button (Figure 9B). The application displays the 3D model from the selected Virtual Tooth Extraction file(s) in a viewing pane 903 (Figure 9C). If necessary, the application provides controls in environment 900 to clean up the scan (e.g., to fill holes where the scan data is incomplete, smooth scan lines, remove noise, etc.). The application may then provide tools to adjust the orientation of the model(s) to the plane of occlusion, if necessary (Figure 9D).

[00160] Antes de prosseguir com o projeto, o usuário marca as posições dos dentes no modelo exibido para indicar ao aplicativo 215 a posição (ou posições) do dente ou dentes para os quais uma prótese será projetada e quais dentes são adjacentes ao dente/dentes para os quais a prótese será projetada (vide FIG 9E). Em seguida, na figura 9F, o usuário seleciona a plataforma (fabricante do implante, tipo de implante e conexão) e digitaliza o corpo. Essas seleções devem combinar com o implante e os corpos de digitalização selecionados no aplicativo de planejamento de implantes odontológicos e nos quais os arquivos virtuais de extração dentária foram gerados.[00160] Before proceeding with design, the user marks the tooth positions on the displayed model to indicate to the application 215 the position (or positions) of the tooth or teeth for which a prosthesis will be designed and which teeth are adjacent to the tooth/teeth for which the prosthesis will be designed (see FIG. 9E). Next, in FIG. 9F, the user selects the platform (implant manufacturer, implant type, and connection) and scans the body. These selections must match the implant and scan bodies selected in the dental implant planning application and on which the virtual tooth extraction files were generated.

[00161] Uma vez que a configuração for completada, o usuário pode prosseguir com o projeto da prótese. Na figura 6J, o segmento de coroa de digitalização de superfície proveniente do modelo 3D foi exportado como um segmento individual em um sistema 3D de coordenadas combinando com o modelo virtual de extração dentária. Por conta de o modelo de coroa de digitalização de superfície ter sido gerado a partir de uma digitalização óptica do dente original do paciente (antes da extração real do dente verdadeiro), o segmento de coroa de digitalização de superfície pode ser usado como um modelo digital de enceramento diagnóstico sem ter a necessidade de digitalizar novamente a boca do paciente. Uma vez que o segmento de coroa de digitalização de superfície foi exportado como um segmento individual combinado com o mesmo sistema 3D de coordenadas que o modelo de extração dentária virtual, o segmento de coroa de digitalização de superfície do dente extraído virtualmente pode ser montado no painel de visualização com o modelo de extração dentária virtual e pode ser usado diretamente pelo aplicativo 215d como a porção superior da coroa protética. Ao importar o arquivo de segmento de coroa de digitalização de superfície como o arquivo de enceramento diagnóstico (figura 9B), o projetista pode selecionar um controle de Clonar enceramento diagnóstico (figura 9G) para instruir o aplicativo de projeto protético 215d para clonar o modelo de enceramento diagnóstico no arquivo do modelo de enceramento diagnóstico para servir como superfície da coroa protética. Uma vez que a ferramenta Clonar Enceramento Diagnóstico clona o modelo de enceramento diagnóstico como a prótese, o usuário pode, em seguida, efetuar a sintonização de ajuste fino do formato protético, via controles de encaixe, formatação e escultura disponíveis no ambiente de exibição de GUI 900. O ambiente 900 também inclui controles para rotacionar e mudar a vista do modelo exibido no painel de visualização 903a de tal modo que o usuário possa visualizar a prótese 904 a partir de todos os ângulos. Por exemplo, na figura 9H, o modelo 905 é rotacionado de tal modo que a prótese 904 possa ser visualizada a partir do lado bucal. Isso permite que o projetista faça ajustes na prótese por meio da visualidade da prótese in situ dentro do modelo de extração dentária virtual 905.[00161] Once the setup is complete, the user can proceed with the design of the prosthesis. In Figure 6J, the surface scan crown segment from the 3D model has been exported as a single segment in a 3D coordinate system matching the virtual tooth extraction model. Because the surface scan crown model was generated from an optical scan of the patient's original tooth (prior to the actual extraction of the real tooth), the surface scan crown segment can be used as a digital diagnostic wax-up model without having to rescan the patient's mouth. Since the surface scan crown segment has been exported as a single segment matching the same 3D coordinate system as the virtual tooth extraction model, the surface scan crown segment of the virtually extracted tooth can be mounted on the display panel with the virtual tooth extraction model and can be used directly by the 215d application as the upper portion of the prosthetic crown. Upon importing the surface scan crown segment file as the diagnostic wax-up file (Fig. 9B), the designer may select a Clone Diagnostic Wax-up control (Fig. 9G) to instruct the prosthetic design application 215d to clone the diagnostic wax-up model into the diagnostic wax-up model file to serve as the surface of the prosthetic crown. Once the Clone Diagnostic Wax-up tool clones the diagnostic wax-up model as the prosthesis, the user may then perform fine-tuning of the prosthetic shape via the snapping, formatting, and sculpting controls available in the GUI display environment 900. The environment 900 also includes controls for rotating and changing the view of the model displayed in the viewing pane 903a such that the user may view the prosthesis 904 from all angles. For example, in Fig. 9H, the model 905 is rotated such that the prosthesis 904 may be viewed from the buccal side. This allows the designer to make adjustments to the prosthesis by visualizing the prosthesis in situ within the virtual tooth extraction model 905.

[00162] Uma vez que as superfícies visíveis da coroa são projetadas com base no segmento de coroa de digitalização de superfície extraída obtido durante o processo de extração dentária, o usuário pode, em seguida, projetar a parte inferior da prótese. O aplicativo pode prover controles para o projetista inserir especificações de restauração (vide figura 9I), tais como tipo de material, cor, bem como se o que deve ser emitido (por exemplo, emitir um arquivo STL, emitir uma colocação de ordem (que pode ser uma comunicação direta com uma instalação de manufatura remota).[00162] Once the visible surfaces of the crown are designed based on the extracted surface scan crown segment obtained during the tooth extraction process, the user can then design the lower portion of the denture. The application may provide controls for the designer to enter restoration specifications (see Figure 9I), such as material type, color, as well as whether or not to output (e.g., output an STL file, issue an order placement (which may be a direct communication with a remote manufacturing facility).

[00163] Na figura 9J, o modelo de extração dentária virtual 905 é exibido no painel de visualização 903a. Uma vez que o caso de exemplo nas As figuras 9A a 9T é um novo caso para projeto de um projeto protético para um implante, e o modelo de extração dentária virtual 905 foi exportado com o implante colocado no modelo (por exemplo, usando o processo descrito em conexão com as figuras 7A a 7J), o modelo de extração dentária virtual 905 inclui um pino de implante virtual. Neste exemplo, um pilar protético temporário é selecionado e automaticamente conectado virtualmente ao pino de implante e exibido conforme mostrado. O usuário pode, em seguida, selecionar a espessura da lacuna de cemento (figura 9K), definir a espessura do material (figura 9L) e exibir a prótese 904 dentro do modelo 905, que inclui os contornos do alvéolo (ou “perfil de emergência”) (figura 9M). O usuário também pode, em seguida, desligar a exibição do modelo 905 para exibir apenas a prótese (figura 9N).[00163] In FIG. 9J, the virtual tooth extraction model 905 is displayed in the visualization pane 903a. Since the example case in FIGS. 9A-9T is a new case for designing a prosthetic design for an implant, and the virtual tooth extraction model 905 was exported with the implant placed in the model (e.g., using the process described in connection with FIGS. 7A-7J), the virtual tooth extraction model 905 includes a virtual implant post. In this example, a temporary prosthetic abutment is selected and automatically virtually connected to the implant post and displayed as shown. The user can then select the cementum gap thickness (FIG. 9K), set the material thickness (FIG. 9L), and display the prosthesis 904 within the model 905, which includes the contours of the socket (or “emergence profile”) (FIG. 9M). The user can also then turn off the display of the 905 model to display only the prosthesis (Figure 9N).

[00164] A figura 9O mostra o modelo 905 ligado novamente para exibição (vide os botões liga/desliga para exibição de vários modelos na figura 9O) e rotacionado para obter uma boa vista lateral externa do alvéolo 910. Com o nível de transparência da anatomia definido como baixo (com a finalidade de visualizar o pilar protético do implante e o pilar protético do lado de dentro do alvéolo 910, fica claro que é possível projetar uma prótese anatomicamente correta 904 que entre em conformidade com a anatomia oral do paciente por meio do uso dos contornos do alvéolo para guiar o projeto da porção inferior da coroa da prótese para se encaixar contra os contornos do lado de dentro do alvéolo 910. A este respeito, o aplicativo de projeto protético provê controles para ajustar o formato e o encaixe da porção inferior da coroa.[00164] Figure 9O shows the model 905 turned back on for display (see the on/off buttons for displaying various models in Figure 9O) and rotated to obtain a good external side view of the socket 910. With the anatomy transparency level set to low (for the purpose of viewing the implant prosthetic abutment and the prosthetic abutment from within the socket 910), it is clear that it is possible to design an anatomically correct prosthesis 904 that conforms to the patient's oral anatomy by using the contours of the socket to guide the design of the lower portion of the crown of the prosthesis to fit against the contours of the inside of the socket 910. In this regard, the prosthetic design application provides controls for adjusting the shape and fit of the lower portion of the crown.

[00165] Uma vez que a parte inferior da coroa protética é formatada para entrar em conformidade com os contornos do alvéolo 910, o projetista pode prosseguir para a especificação do invólucro da prótese. O aplicativo pode calcular automaticamente as informações de distância proximal entre as superfícies protéticas e os dentes em ambos os lados da prótese (quando ela está virtualmente fixada ao pino de implante virtual 906) (figura 9P) e gerar uma superfície de invólucro (visualizada a partir do lado bucal na figura 9Q e olhando para baixo no plano oclusal na figura 9R). A figura 9S mostra o projeto protético final dentro do modelo com ambos os maxilares superior e inferior com o modelo de anatomia parcialmente definido como transparente com a finalidade de ver parcialmente o pino de implante 906, o pilar protético e a coroa protética. O usuário pode verificar facilmente a colocação e o formato da prótese através da inspeção visual do modelo. Figura 9S. A figura 9T mostra os mesmos modelo e orientação da figura 9S, mas com a anatomia em total opacidade. O fluxo de trabalho continuará seguindo as etapas habituais antes de enviar a coroa para produção.[00165] Once the bottom of the prosthetic crown is shaped to conform to the contours of the socket 910, the designer can proceed to specify the prosthetic shell. The application can automatically calculate the proximal distance information between the prosthetic surfaces and the teeth on either side of the prosthesis (when it is virtually attached to the virtual implant post 906) (Figure 9P) and generate a shell surface (viewed from the buccal side in Figure 9Q and looking down on the occlusal plane in Figure 9R). Figure 9S shows the final prosthetic design within the model with both the upper and lower jaws with the anatomy model partially set to transparent for the purpose of partially seeing the implant post 906, the prosthetic abutment, and the prosthetic crown. The user can easily verify the placement and shape of the prosthesis by visually inspecting the model. Figure 9S. Figure 9T shows the same model and orientation as Figure 9S, but with the anatomy in full opacity. The workflow will continue to follow the usual steps before sending the crown into production.

[00166] Após a conclusão do projeto protético, os arquivos do projeto podem ser exportados e usados para manufaturar o projeto. Em uma modalidade, os arquivos de projeto exportados podem ser enviados para uma instalação de manufatura ou um serviço de manufatura remoto. Em uma modalidade, os arquivos de projeto protético exportados podem ser usados para gerar instruções de impressora 3D para submissão a uma impressora 3D que seja responsiva a tal instrução para imprimir a prótese em 3D.[00166] Upon completion of the prosthetic design, the design files may be exported and used to manufacture the design. In one embodiment, the exported design files may be sent to a manufacturing facility or a remote manufacturing service. In one embodiment, the exported prosthetic design files may be used to generate 3D printer instructions for submission to a 3D printer that is responsive to such instruction to 3D print the prosthesis.

[00167] Os aspectos e modalidades da invenção descritos acima proveem múltiplas vantagens na visualização do alvéolo virtual, no planejamento anatômico do tratamento e no projeto protético anatômico. De acordo com uma vantagem, os profissionais de tratamento anatômico e projetistas de próteses podem planejar o tratamento e projetar próteses anatomicamente exatas com base em um modelo tridimensional exato do alvéolo que é o local de planejamento do tratamento e de projeto protético e que modela a anatomia específica do alvéolo do paciente.[00167] The aspects and embodiments of the invention described above provide multiple advantages in visualization of the virtual socket, anatomical treatment planning, and anatomical prosthetic design. According to one advantage, anatomical treatment professionals and prosthetic designers can plan treatment and design anatomically accurate prostheses based on an accurate three-dimensional model of the socket that is the site of treatment planning and prosthetic design and that models the specific anatomy of the patient's socket.

[00168] O modelo pode ser gerado antes da extração do objeto anatômico do paciente, o que permite o planejamento exato do tratamento e o projeto da prótese antes de ou simultaneamente (ou seja, em paralelo) com a extração cirúrgica real do objeto anatômico do paciente. Isso significa que o paciente pode visitar o profissional responsável pelo tratamento em tão pouco quanto uma única visita. Durante apenas uma ou duas visitas ao consultório, a área anatômica de interesse do paciente, incluindo o objeto anatômico alvejado para extração, pode ser digitalizada. Os dados de digitalização podem ser importados para uma ferramenta de planejamento de tratamento digital que inclui uma ferramenta de geração de modelo de alvéolo virtual e/ou ferramenta de extração de objeto virtual, cada uma das quais gera um modelo de alvéolo virtual que é incluído na exibição de um modelo anatômico virtual da área anatômica de interesse do paciente (ou seja, a área que inclui o objeto de extração alvo e objetos ou características anatômicas adjacentes).[00168] The model may be generated prior to extraction of the patient's anatomical object, which allows for accurate treatment planning and prosthesis design prior to or simultaneously (i.e., in parallel) with the actual surgical extraction of the patient's anatomical object. This means that the patient may visit the treating practitioner in as little as a single visit. During just one or two office visits, the patient's anatomical area of interest, including the anatomical object targeted for extraction, may be scanned. The scan data may be imported into a digital treatment planning tool that includes a virtual socket model generation tool and/or virtual object extraction tool, each of which generates a virtual socket model that is included in the display of a virtual anatomical model of the patient's anatomical area of interest (i.e., the area that includes the targeted extraction object and adjacent anatomical objects or features).

[00169] Com o modelo de alvéolo virtual incluído no modelo anatômico virtual exibido, o profissional responsável pelo tratamento pode colocar virtualmente com mais exatidão um implante ou outro corpo de tratamento no modelo de alvéolo virtual, projetar e imprimir guias cirúrgicas imprimíveis em 3D e exportar o modelo anatômico virtual e o modelo de alvéolo virtual para uso em uma ferramenta de software de projeto protético separada para projetar a prótese anatomicamente exata. Se o profissional responsável pelo tratamento tiver acesso a equipamentos de manufatura de prótese imediata, a prótese poderá ser manufaturada enquanto o paciente ainda estiver no consultório. Caso contrário, a prótese pode ser enviada a um laboratório para manufatura e o paciente pode retornar ao consultório quando a área anatômica circundando o implante estiver cicatrizada o suficiente para fixar a prótese ao implante.[00169] With the virtual socket model included in the displayed virtual anatomical model, the treating practitioner can more accurately virtually place an implant or other treatment body into the virtual socket model, design and print 3D printable surgical guides, and export the virtual anatomical model and virtual socket model for use in a separate prosthetic design software tool to design the anatomically accurate prosthesis. If the treating practitioner has access to immediate prosthetic manufacturing equipment, the prosthesis can be manufactured while the patient is still in the office. Otherwise, the prosthesis can be sent to a laboratory for manufacturing and the patient can return to the office when the anatomical area surrounding the implant has healed sufficiently to secure the prosthesis to the implant.

Claims (18)

1. Método implementado por computador (100) para gerar automaticamente, por meio de um ou mais processadores de computador, um modelo tridimensional (10D) para uso em uma extração virtual (602b, 603a) de um objeto de extração alvejado de um paciente, o objeto de extração alvejado compreendendo um objeto na anatomia de um paciente, o método com base em cada um dentre uma digitalização de superfície (1b) de uma região anatômica da cavidade oral do paciente e uma digitalização de densidade volumétrica (1a) da região anatômica, a região anatômica incluindo pelo menos o objeto de extração alvejado, o método caracterizado pelo fato de que compreende:receber um primeiro conjunto de dados de segmentos de digitalização de superfície rotulados, cada segmento de digitalização de superfície compreendendo um modelo tridimensional (3D) de superfície (10b) de um objeto correspondente reconhecido e segmentado a partir de dados de digitalização de superfície da digitalização de superfície, e cada segmento de digitalização de superfície tendo um rótulo associado identificando o segmento de digitalização de superfície;receber um segundo conjunto de dados de segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados, cada segmento de digitalização de densidade volumétrica compreendendo um modelo tridimensional (3D) de densidade volumétrica (10a) de uma superfície de fronteira de um objeto correspondente reconhecido e segmentado a partir de dados de digitalização de densidade volumétrica da digitalização de densidade volumétrica, e cada segmento de digitalização de densidade volumétrica tendo um rótulo associado identificando o segmento de digitalização de densidade volumétrica;montar de forma cruzada em um sistema 3D de coordenadas comum, segmentos de digitalização de superfície rotulados (10b) provenientes do primeiro conjunto de dados para segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados (10a) provenientes do segundo conjunto de dados;receber identificação do objeto de extração alvejado (16);identificar o modelo 3D de densidade volumétrica (16a) associado ao rótulo do segmento de digitalização de densidade volumétrica que corresponde ao objeto de extração alvejado identificado;identificar o modelo 3D de superfície (16b) associado ao rótulo do segmento de digitalização de superfície que corresponde ao objeto de extração alvejado identificado;gerar um terceiro conjunto de dados compreendendo um modelo compreendendo:a) um modelo 3D de um alvéolo (16s) sendo um equivalente ao modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) menos porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) correpresentado no modelo 3D de superfície identificado (16b);b) pelo menos uma porção do modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) correpresentado no modelo 3D de superfície identificado (16b) e/ou pelo menos uma porção do modelo 3D de superfície identificado (16b) correpresentado no modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a);c) pelo menos uma porção do modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) menos porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) correpresentado no modelo 3D de superfície identificado (16b); e/oud) pelo menos um subconjunto do primeiro conjunto de dados (10b) menos porções do modelo 3D de superfície identificado (16b) correpresentado no modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a).1. A computer-implemented method (100) for automatically generating, by means of one or more computer processors, a three-dimensional (10D) model for use in a virtual extraction (602b, 603a) of a targeted extraction object from a patient, the targeted extraction object comprising an object in the anatomy of a patient, the method based on each of a surface scan (1b) of an anatomical region of the patient's oral cavity and a volumetric density scan (1a) of the anatomical region, the anatomical region including at least the targeted extraction object, the method comprising: receiving a first set of labeled surface scan segment data, each surface scan segment comprising a three-dimensional (3D) surface model (10b) of a corresponding object recognized and segmented from surface scan data of the surface scan, and each surface scan segment having an associated label identifying the surface scan segment; receiving a second set of labeled surface scan segment data labeled volumetric density scans, each volumetric density scan segment comprising a three-dimensional (3D) volumetric density model (10a) of a boundary surface of a corresponding object recognized and segmented from volumetric density scan data of the volumetric density scan, and each volumetric density scan segment having an associated label identifying the volumetric density scan segment; cross-assembling in a common 3D coordinate system labeled surface scan segments (10b) from the first data set to labeled volumetric density scan segments (10a) from the second data set; receiving identification of the targeted extraction object (16); identifying the 3D volumetric density model (16a) associated with the label of the volumetric density scan segment corresponding to the identified targeted extraction object; identifying the 3D surface model (16b) associated with the label of the surface scan segment corresponding to the identified targeted extraction object; generating a third a dataset comprising a model comprising: a) a 3D model of a alveolus (16s) being an equivalent of the identified volumetric density 3D model (16a) minus portions of the identified volumetric density 3D model (16a) co-represented in the identified surface 3D model (16b); b) at least a portion of the identified volumetric density 3D model (16a) co-represented in the identified surface 3D model (16b) and/or at least a portion of the identified surface 3D model (16b) co-represented in the identified volumetric density 3D model (16a); c) at least a portion of the identified volumetric density 3D model (16a) minus portions of the identified volumetric density 3D model (16a) co-represented in the identified surface 3D model (16b); and/or (d) at least a subset of the first dataset (10b) minus portions of the identified 3D surface model (16b) co-represented in the identified 3D volumetric density model (16a). 2. Método (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de geração compreende:determinar porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) não correpresentado no modelo 3D de superfície identificado (16b); earmazenar, em um componente de armazenamento de dados legível por computador, as porções determinadas do modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) como o modelo 3D do alvéolo (16s).2. Method (100) according to claim 1, characterized in that the generation step comprises: determining portions of the identified volumetric density 3D model (16a) not co-represented in the identified surface 3D model (16b); and storing, in a computer-readable data storage component, the determined portions of the identified volumetric density 3D model (16a) as the 3D model of the alveolus (16s). 3. Método (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de geração compreende:determinar porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) correpresentado no modelo 3D de superfície identificado (16b);determinar uma diferença entre as porções correpresentadas determinadas e o modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) por meio da remoção das porções correpresentadas determinadas do modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a); earmazenar, em um componente de armazenamento de dados legível por computador, a diferença determinada como o modelo 3D do alvéolo (16s).3. Method (100) according to claim 1, characterized in that the generation step comprises: determining portions of the identified 3D volumetric density model (16a) co-represented in the identified 3D surface model (16b); determining a difference between the determined co-represented portions and the identified 3D volumetric density model (16a) by removing the determined co-represented portions from the identified 3D volumetric density model (16a); and storing, in a computer-readable data storage component, the determined difference as the 3D model of the alveolus (16s). 4. Método (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a etapa de geração compreende:gerar um quarto conjunto de dados por meio da remoção de porções do modelo 3D de superfície identificado (16b) correpresentado no modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) de uma cópia de pelo menos um subconjunto do primeiro conjunto de dados (10b); earmazenar, em um componente de armazenamento de dados legível por computador, o quarto conjunto de dados.4. Method (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the generation step comprises: generating a fourth data set by removing portions of the identified 3D surface model (16b) co-represented in the identified 3D volumetric density model (16a) from a copy of at least a subset of the first data set (10b); and storing, in a computer-readable data storage component, the fourth data set. 5. Método (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que segmentos de digitalização de superfície rotulados provenientes do primeiro conjunto de dados são montados de forma cruzada para segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados de um modo correspondente provenientes do segundo conjunto de dados.5. The method (100) of any preceding claim, wherein labeled surface scan segments from the first data set are cross-assembled to correspondingly labeled volumetric density scan segments from the second data set. 6. Método (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a montagem de forma cruzada do primeiro conjunto de dados de segmentos de digitalização de superfície rotulados (10b) para o segundo conjunto de dados de segmentos de digitalização de densidade volumétrica rotulados (10a) inclui gerar um quinto conjunto de dados de segmentos rotulados, cada segmento compreendendo um modelo tridimensional (3D) combinado representando um objeto anatômico.6. The method (100) of any preceding claim, wherein cross-assembling the first dataset of labeled surface scan segments (10b) to the second dataset of labeled volumetric density scan segments (10a) includes generating a fifth dataset of labeled segments, each segment comprising a combined three-dimensional (3D) model representing an anatomical object. 7. Método (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende:determinar uma fronteira do modelo 3D de superfície identificado (16b) e gerar uma linha de corte (16bgl) a partir do mesmo; eprojetar a linha de corte no modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a).7. Method (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises: determining a boundary of the identified 3D surface model (16b) and generating a cutting line (16bgl) from it; and projecting the cutting line onto the identified 3D volumetric density model (16a). 8. Método (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende gerar um sexto conjunto de dados compreendendo o modelo 3D de superfície identificado (16b) e/ou o modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) no lado da linha de corte (16bgl) que inclui substancialmente todas as porções do modelo 3D de densidade volumétrica identificado (16a) que são correpresentadas no modelo 3D de superfície identificado (16b).8. Method (100) according to claim 7, characterized by the fact that it comprises generating a sixth data set comprising the identified surface 3D model (16b) and/or the identified volumetric density 3D model (16a) on the side of the cut line (16bgl) that includes substantially all portions of the identified volumetric density 3D model (16a) that are co-represented in the identified surface 3D model (16b). 9. Método (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende gerar um sétimo conjunto de dados a partir dos primeiro, segundo, terceiro, quarto, quinto e/ou sexto conjunto de dados ou do modelo 3D de superfície identificado e/ou do modelo 3D de densidade volumétrica identificado no qual um vazio em uma superfície definida por meio do conjunto de dados ou modelo, respectivamente, é aumentada preenchendo o vazio com informações de superfície geradas.9. Method (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises generating a seventh data set from the first, second, third, fourth, fifth and/or sixth data set or from the identified 3D surface model and/or from the identified 3D volumetric density model in which a void in a surface defined by means of the data set or model, respectively, is increased by filling the void with generated surface information. 10. Método (100), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que inclui gerar a informação de superfície gerada por meio de interpolação das fronteiras do vazio e/ou com base na modelagem anatômica padrão.10. Method (100) according to claim 9, characterized by the fact that it includes generating the surface information generated by means of interpolation of the void boundaries and/or based on standard anatomical modeling. 11. Método (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o objeto de extração alvo é um dente e o modelo de alvéolo (165) compreende um modelo tridimensional do alvéolo de um paciente que assenta o objeto de extração alvo (16).11. Method (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the target extraction object is a tooth and the socket model (165) comprises a three-dimensional model of the socket of a patient that seats the target extraction object (16). 12. Método (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os rótulos associados de cada segmento de digitalização de superfície e/ou cada segmento de digitalização de densidade volumétrica identificam o segmento de digitalização de superfície ou o segmento de digitalização de densidade volumétrica, respectivamente, como correspondendo a um dente, uma porção de um dente, uma prótese dentária, uma porção de tecido de mucosa mastigatória, uma porção de osso, um implante ou um outro objeto ou estrutura presente na cavidade oral do paciente e/ou a região anatômica.12. Method (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the associated labels of each surface scan segment and/or each volumetric density scan segment identify the surface scan segment or the volumetric density scan segment, respectively, as corresponding to a tooth, a portion of a tooth, a dental prosthesis, a portion of masticatory mucosa tissue, a portion of bone, an implant or another object or structure present in the patient's oral cavity and/or anatomical region. 13. Método (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende armazenar qualquer um dos terceiro, quarto, quinto, sexto e/ou sétimo conjuntos de dados e/ou versões mescladas ou montadas de forma cruzada dos mesmos em um componente de armazenamento de dados legível por computador.13. Method (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises storing any of the third, fourth, fifth, sixth and/or seventh data sets and/or merged or cross-assembled versions thereof in a computer-readable data storage component. 14. Sistema (200) para gerar automaticamente um modelo tridimensional para uso em uma extração virtual de um objeto de extração alvejado de um paciente, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende uma ou mais unidades de processamento de computador (201) configuradas para carregar e executar instruções legíveis por computador que, quando executadas, configuram uma ou mais unidades de processamento de computador (201) para implementar o método (100) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.14. A system (200) for automatically generating a three-dimensional model for use in a virtual extraction of a targeted extraction object from a patient, the system comprising one or more computer processing units (201) configured to load and execute computer-readable instructions that, when executed, configure the one or more computer processing units (201) to implement the method (100) as defined in any one of claims 1 to 13. 15. Mídia legível por computador caracterizado pelo fato de que inclui instruções legíveis por computador que, quando executadas por meio de uma ou mais unidades de processamento de computador, configuram uma ou mais unidades de processamento de computador para implementar um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.15. Computer readable media comprising computer readable instructions that, when executed by one or more computer processing units, configure one or more computer processing units to implement a method as defined in any one of claims 1 to 13. 16. Programa de computador, o referido programa de computador caracterizado pelo fato de que incorpora instruções legíveis por computador que, quando executadas por meio de uma ou mais unidades de processamento de computador, configuram uma ou mais unidades de processamento de computador para implementar um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.16. A computer program, said computer program incorporating computer-readable instructions that, when executed by one or more computer processing units, configure one or more computer processing units to implement a method as defined in any one of claims 1 to 13. 17. Uso dos terceiro, quarto, quinto, sexto e/ou sétimo conjuntos de dados, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, e/ou versões mescladas ou montadas de forma cruzada dos mesmos, caracterizado pelo fato de que é para um procedimento de extração virtual de um objeto de extração alvejado de um paciente.17. Use of the third, fourth, fifth, sixth and/or seventh data sets as defined in any one of claims 1 to 13, and/or merged or cross-assembled versions thereof, characterized in that it is for a virtual extraction procedure of a targeted extraction object from a patient. 18. Uso dos terceiro, quarto, quinto, sexto e/ou sétimo conjuntos de dados, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, e/ou versões mescladas ou montadas de forma cruzada dos mesmos, caracterizado pelo fato de que é para uma ferramenta de software de CAD/CAM de projeto protético para gerar um projeto protético que representa anatomicamente o objeto de extração alvejado de um paciente, sendo o uso antes, durante e/ou durante uma única visita ao consultório, quando um procedimento de extração real do objeto de extração alvejado é efetuado no paciente.18. Use of the third, fourth, fifth, sixth and/or seventh data sets as defined in any one of claims 1 to 13, and/or merged or cross-assembled versions thereof, characterized in that it is for a prosthetic design CAD/CAM software tool to generate a prosthetic design that anatomically represents a patient's targeted extraction object, the use being prior to, during and/or during a single office visit when an actual extraction procedure of the targeted extraction object is performed on the patient.
BR102024004817-2A 2023-03-13 2024-03-12 METHOD AND SYSTEM FOR GENERATING A MODEL FOR USE IN A VIRTUAL EXTRACTION PROCEDURE OF A TARGETED EXTRACTION OBJECT IN A PATIENT BR102024004817B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023106238.7 2023-03-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR102024004817A2 true BR102024004817A2 (en) 2025-03-11
BR102024004817B1 BR102024004817B1 (en) 2025-12-02

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11903779B2 (en) Dental preparation guide
US11636943B2 (en) Method for manipulating a dental virtual model, method for creating physical entities based on a dental virtual model thus manipulated, and dental models thus created
US10098715B2 (en) Generating a design for a dental restorative product from dental images
US8199988B2 (en) Method and apparatus for combining 3D dental scans with other 3D data sets
EP2134290B1 (en) Computer-assisted creation of a custom tooth set-up using facial analysis
EP3593755B1 (en) Computer program product for planning, visualization and optimization of dental restorations
CN104125814B (en) Virtual design customizes gingival former
WO2012083960A1 (en) System and method for scanning objects being modified
US20250182392A1 (en) Method and system for generation of a model for use in a virtual extraction procedure of a targeted extraction object in a patient
BR102024004817A2 (en) METHOD AND SYSTEM FOR GENERATING A MODEL FOR USE IN A VIRTUAL EXTRACTION PROCEDURE OF A TARGETED EXTRACTION OBJECT IN A PATIENT
BR102024004817B1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR GENERATING A MODEL FOR USE IN A VIRTUAL EXTRACTION PROCEDURE OF A TARGETED EXTRACTION OBJECT IN A PATIENT
EP4685747A1 (en) Method and system for generating a model for use in intraoral navigation in a patient
JP2026020133A (en) Method and system for generating a model for use in intraoral navigation of a patient - Patent Application 20070122997
KR20260016436A (en) Method and system for generating a model for use in intraoral navigation in a patient
JP2022510795A (en) How to create a graphic representation of the tooth condition