Alineación automática de modelos dentales 3D para previsualización de tratamientos de ortodoncia

Abstract

Wizz es una empresa que ofrece tratamientos de ortodoncia con fines estéticos por medio de alineadores transparentes. Los potenciales pacientes de estos tratamientos pueden agendar una sesión de escaneo dental 3D gratuita con la promesa de la entrega de un Tratamiento Virtual, el cual también es gratuito. Este Tratamiento Virtual será enviado por correo electrónico al potencial paciente luego de un par de días después de ocurrido el escaneo. Un Tratamiento Virtual, para fines de esta empresa, hace referencia a los modelos dentales 3D digitales que evidencian el cambio que tendrá la sonrisa del paciente al someterse al tratamiento de ortodoncia pasando por todos los pasos intermedios. El Tratamiento Virtual por tanto tiene doble funcionalidad: primero sirve como una forma de que el paciente pueda ver el resultado final del tratamiento y con esto motivarlo a la compra. La segunda funcionalidad es que estos modelos dentales 3d sirven como moldes para fabricar los alineadores por medio de impresión 3D, esto en caso de que el tratamiento sea comprado. A este conjunto de alineadores se le llama Tratamiento Físico. La fabricación de un Tratamiento Virtual requiere aproximadamente una hora de tiempo de trabajo de un operador. Este tiempo es bastante alto considerando que mucha de la gente a la que se le fabrica este tratamiento luego no compra el producto. Se propone como nuevo concepto el Tratamiento Virtual Preliminar el cual es fabricado en un tiempo mucho menor por tratarse de un proceso semiautomático y que no será impreso físicamente en el futuro por lo que hay más tolerancia a las imperfecciones. Este tratamiento tiene como única finalidad motivar al paciente a comprar, por lo que debe ser entregado mientras dure la sesión de escaneo. El Tratamiento Virtual como tal se reservará solo para las personas que efectúen la compra del tratamiento, ya que es necesario para la fabricación del Tratamiento Físico. La siguiente memoria describe el diseño e implementación de un algoritmo que automatiza el proceso de la alineación dental para hacer entrega del Tratamiento Virtual Preliminar en el tiempo requerido, integrándose en los sistemas actuales de Wizz. El algoritmo propuesto utiliza como herramienta la regresión a una curva, y la obtención de la posición neutra de los dientes a través de aplicar el algoritmo de ICP con una biblioteca de dientes previamente alineados. Luego los dientes se posicionan en la curva de tal manera de no dejar espacios ni colisiones. Los resultados obtenidos son satisfactorios, el algoritmo proporciona un alineamiento dental que disminuye los movimientos que debe hacer posteriormente el operador en comparación al proceso anterior que se hacía completamente manual, y por otra parte el proceso en su totalidad esta dentro de los rangos de tiempo requeridos.