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UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROTOCOLO DE ESTUDIO DEL MÉTODO PANNACI EN NIÑOS CON HENDIDURA
PALATINA BASADO EN MUESTRAS DENTALES.
Por:
Br. Jaime José Aguilera Rodríguez
PROYECTO DE GRADO Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar
como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico
Sartenejas, Septiembre de 2015
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROTOCOLO DE ESTUDIO DEL MÉTODO PANNACI EN NIÑOS CON HENDIDURA
PALATINA BASADO EN MUESTRAS DENTALES.
Por:
Br. Jaime José Aguilera Rodríguez
Realizado con la asesoría de:
Tutor Académico: Prof. Orlando Pelliccioni Asesor Médico: Dra. Teresa Pannaci (Fundación OSV)
PROYECTO DE GRADO Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar
como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico
Sartenejas, Septiembre de 2015
iii
iv
RESUMEN La hendidura labiopalatina (HLP) es una fisura congénita que puede involucrar al labio, al
paladar o a ambos; si no es tratada, compromete funciones vitales como la respiración y la
alimentación, que en el peor de los casos, desencadenaría en la muerte del paciente antes del
primer año de vida. Con 20 años de trayectoria, la Fundación Operación Sonrisa Venezuela es
una de las organizaciones en el país dedicada a brindar atención médica especializada en
malformaciones craneofaciales, evaluando hasta la fecha, cerca de 15 mil pacientes con HLP. De
su trabajo en ortopedia funcional de los maxilares surgió un nuevo modelo de estimulación
programada del sistema estomatognático conocido actualmente como Modificación Pannaci,
donde activan los huesos que conforman el paladar del paciente mediante placas ortopédicas
estriadas que al colocarse en su boca, mejoran la respuesta de recuperación y cierre de la
hendidura, así como la adecuada conformación del arco maxilar superior. Las placas ortopédicas
se fabrican personalizadas, de forma totalmente artesanal y su efectividad es sensible en gran
medida de la experticia manual del especialista. Desde 2009, junto al Grupo de Biomecánica
USB, se trabaja un procedimiento para el estudio de la modificación Pannaci que permita a
futuro, facilitar la fabricación de estas placas bajo lineamientos más técnicos y reproducibles.
En este trabajo, se proponen dos metodologías para el análisis de la HLP: La primera, evalúa el
cierre de la brecha a partir de la reconstrucción digital de impresiones dentales. Siendo hasta
ahora el estudio bidimensional la práctica regular del médico especialista, la metodología
propuesta en esta tesis considera los efectos de la dirección axial del modelo tridimensional, así
como el nivel de asimetría del paciente intervenido por la modificación Pannaci. La segunda
metodología se enfoca en el estudio de la HLP bajo un modelo numérico aproximado utilizando
el método del elemento finito. Su principal aporte como modelo inicial fue incorporar una
geometría real obtenida a partir de tomografías axiales de un paciente con HLP con poco menos
de dos meses de nacido y estimaciones de solicitaciones de carga estática generadas por la
deglución. Los resultados preliminares al ser comparados con estudios previos, permitieron
concluir que el uso de geometrías reales, implica un incremento de la asimetría en la distribución
de esfuerzos en la estructura esquelética de pacientes con HLP.
Palabras claves: Hendidura labiopalatina, ortopedia funcional de los maxilares, método del
elemento finito, modificación Pannaci
v
ÍNDICE GENERAL
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 1
I.I Antecedentes. .......................................................................................................................... 6
I.II Objetivos. ............................................................................................................................... 8
Objetivo General...................................................................................................................... 9
Objetivos Específicos. ............................................................................................................. 9
I.III Alcance. ................................................................................................................................ 9
I.IV Limitaciones. ...................................................................................................................... 10
I.V Descripción del libro. .......................................................................................................... 10
CAPÍTULO I MARCO CONCEPTUAL ........................................................................................ 12
1.1 Biomecánica de la región craneofacial. ............................................................................. 13
1.1.1 Anatomía de la cavidad oral. ........................................................................................ 13
1.1.3 Cargas Fisiológicas que intervienen ............................................................................. 15
1.2 Consideraciones en pacientes bebés. ................................................................................... 16
1.3 Hendidura labiopalatina. ...................................................................................................... 17
1.3.1 Clasificación. ................................................................................................................ 19
1.4 Protocolo de Mazaheri. ........................................................................................................ 19
1.5 Ortopedia funcional maxilar. ............................................................................................... 21
1.6 Técnica modificación Pannaci (HLP-Pannaci).................................................................... 22
1.7 Herramientas de apoyo. ....................................................................................................... 26
PARTE I: ESTUDIO DEL MÉTODO PANNACI A PARTIR DEL PROTOCOLO DE MAZAHERI
MODIFICADO
CAPÍTULO II PROTOCOLO DE ESTUDIO BASADO EN MUESTRAS DIGITALIZADAS
OBTENIDAS DE PACIENTES INTERVENIDOS CON LA TÉCNICA PANNACI. REGISTRO DE
IMPRESIONES DE HENDIDURAS LABIO PALATINAS ........................................................... 30
vi
2.1 Selección y preparación del paciente e impresiones dentales. ............................................ 31
2.2 Proceso de digitalización de las muestras a partir de imágenes TAC ................................. 33
2.3 Protocolo de Mazaheri y definición de “landmarks” con Mimics. .................................... 37
2.4 Procesamiento de los datos obtenidos ................................................................................. 38
2.4.1 Cálculo del error de la muestra. .................................................................................... 38
2.4.2 Elaboración de reportes. ............................................................................................... 39
2.4.3 Ángulo de Asimetría. .................................................................................................... 42
CAPÍTULO III EVALUACIÓN DEL PROTOCOLO PROPUESTO Y RESULTADOS
PRELIMINARES EN MUESTRAS SELECCIONADAS ............................................................... 44
3.1 Observaciones sobre la implementación del protocolo. ...................................................... 45
3.2 Evaluación del cierre de la brecha en pacientes estudiados. ............................................... 48
3.3 Evaluación del grado de asimetría. ...................................................................................... 64
3.4 Discusiones médicas. ........................................................................................................... 65
PARTE II: ESTUDIO DE UN PRIMER MODELO BIOMECÁNICO DE PACIENTE INFANTE
CON HENDIDURA LABIO PALATINA
CAPÍTULO IV PROTOCOLO DE ESTUDIO BASADO EN UN MODELO NUMÉRICO DE
BEBÉ CON HENDIDURA UNILATERAL LABIO PALATINA. ANÁLISIS TRIDIMENSIONAL
BAJO EL MÉTODO DEL ELEMENTO FINITO ........................................................................... 69
4.1 Adquisición de imágenes médicas del estudio tomográfico. ............................................... 70
4.2 Reconstrucción del modelo óseo con hendidura labio palatina. .......................................... 71
4.3 Consideraciones para la elaboración de un primer modelo biomecánico sobre pacientes con
HLP. ........................................................................................................................................... 73
4.3.2 Observaciones del procesamiento. ............................................................................... 74
4.3.3 Observaciones del post-procesamiento. ....................................................................... 75
4.3.4 Análisis de Convergencia. ............................................................................................ 76
vii
CAPÍTULO V EVALUACIÓN DEL PROTOCOLO PROPUESTO Y DISCUSIÓN DE
RESULTADOS .............................................................................................................................. 77
5.1 Observaciones sobre la implementación del protocolo. ...................................................... 78
5.2 Resultados preliminares para el caso de estudio. ................................................................ 82
5.3 Observaciones finales. ......................................................................................................... 88
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ........................................................................... 89
Bibliografía .................................................................................................................................... 91
APÉNDICE A: metodolodía de introducción de protocolo y posicionamiento de landkmarks en
MIMICS. ....................................................................................................................................... 96
APÉNDICE B: landmarks en pacientes ..................................................................................... 104
APÉNDICE C: glosario ............................................................................................................... 109
APÉNDICE D: Metodología para la comparación volumétrica de dos muestras ....................... 110
viii
ÍNDICE DE FIGURAS Introducción
Figura I. 1 Variedad de hendiduras labiopalatina (imágenes cortesía de OSV [1]). ....................... 1
Figura I. 2 Fases del tratamiento en OSV. A) Triaje B) OFM C) Operación D) Postoperatorio
(imágenes cortesía de OSV [1])....................................................................................................... 2
Figura I. 3 Impresiones dentales obtenidas del paciente por parte del técnico dental (imágenes
cortesía de OSV [1]). ....................................................................................................................... 5
Capítulo I
Figura 1. 1 Representación de la cavidad oral [24]. ...................................................................... 13
Figura 1. 2 Techo cavidad oral [24]. ............................................................................................. 14
Figura 1. 3 Paladar duro [32]. ........................................................................................................ 15
Figura 1. 4 Succión en bebé [37]. .................................................................................................. 17
Figura 1. 5 Hendidura labiopalatina unilateral completa [39]. ...................................................... 18
Figura 1. 6 Clasificación de las hendiduras labiopalatinas. ........................................................... 19
Figura 1. 7 Puntos anatómicos de Mazaheri, empleados para las mediciones en OSV. ............... 20
Figura 1. 8 Resultados de tratamiento con OFM en tres meses de intervención (imágenes cortesía
de OSV [1]). .................................................................................................................................. 22
Figura 1. 9 A. Impresión dental B. Placa ortopédica C. PO colocada en paciente con HLP
(imágenes cortesía de OSV [1])..................................................................................................... 23
Figura 1. 10 Zona que estimula la PO al paladar del paciente. ..................................................... 24
Figura 1. 11 Ranuras características de la Modificación Pannaci. ................................................ 24
Figura 1. 13 Resultados de la técnica HLP-Pannaci luego de 3 años de tratamiento(imágenes
cortesía de OSV [1]). ..................................................................................................................... 25
Figura 1. 14 Aplicación de mimics en el área CMF: A) Medición B) Diseño C) Modelado [50]. 27
Capítulo II
Figura 2. 1 Superposición de la última muestra (representada en azul) respecto a la muestra del
primer mes (representada en color blanco): A) Plano axial, B) Plano sagital. 40
Figura 2. 2 Vista frontal de dos muestras tomadas en meses diferentes para un mismo paciente. 40
Figura 2. 3 Selección de zonas de contacto real entre PO e impresión dental. 41
ix
Figura 2. 4 Comparación de muestras de un mismo paciente en tiempos diferentes obtenidos
mediante el módulo 3-matic de Mimics Innovation Suite. 42
Figura 2. 5 Patrón del protocolo de Mazaheri en: A)Paladar sano, B)Paladar hendido. 43
Capítulo III
Figura 3. 1 Posicionamiento del punto anatómico t'. Izquierda: Incorrecto. Derecha: Correcto. 47
Figura 3. 2 Contorno de landmarks ideales. Paciente A. 49
Figura 3. 3 Contorno de landmarks ideales. Paciente B. 49
Figura 3. 4 Contorno de landmarks ideales. Paciente C 50
Figura 3. 5 Contorno de landmarks ideales. Paciente D. 50
Figura 3. 6 Secuencia de muestras tridimensionales para el paciente B. Superior: Plano Frontal.
Intermedio e inferior: Superposición de las muestras respecto a la muestra del primer en los
planos axial y sagital respectivamente. 52
Figura 3. 7 Secuencia de muestras tridimensionales para el paciente C. Superior: Plano Frontal.
Intermedio e inferior: Superposición de las muestras respecto a la muestra del primer en los
planos axial y sagital respectivamente. 52
Figura 3. 8 Secuencia de muestras tridimensionales para el paciente D. Superior: Plano Frontal.
Intermedio e inferior: Superposición de las muestras respecto a la muestra del primer en los
planos axial y sagital respectivamente. 53
Figura 3. 9 Distancias transversales de la hendidura. Paciente A 54
Figura 3. 10 Distancias transversales de la hendidura. Paciente B. 54
Figura 3. 11 Distancias transversales de la hendidura. Paciente C. 55
Figura 3. 12 Distancias transversales de la hendidura. Paciente D. 55
Figura 3. 13 Distancias transversales del arco dentario. Paciente A. 56
Figura 3. 14 Distancias transversales del arco dentario. Paciente B. 56
Figura 3. 15 Distancias transversales del arco dentario. Paciente C. 56
Figura 3. 16 Distancias transversales del arco dentario. Paciente D. 57
Figura 3. 17 Distancia antero-posterior de la hendidura. Pacientes B y C. 58
Figura 3. 18 Error común en el posicionamiento de landmarks. 59
Figura 3. 19 Cambios en el maxilar del paciente B tras aplicación de OFM. 60
Figura 3. 20 Zonas de contacto real entre PO e impresión dental para el paciente B 61
x
Figura 3. 21 Ángulo de asimetría. 65
Capítulo V
Figura 5. 1 Comparación entre reconstrucciones a partir de imágenes con espesor y paso de: A)
1mm B) 0.625mm (actual de trabajo). 79
Figura 5. 2 Condiciones de borde. 81
Figura 5. 3 Zona de aplicación de cargas. 81
Figura 5. 4 Patrón de esfuerzos en la región palatina del caso de estudio. 83
Figura 5. 5 Patrón de deformaciones unitarias en la región palatina del caso de estudio. 83
Figura 5. 6 Puntos anatómicos de Mazaheri en el modelo. 84
Figura 5. 7 Esfuerzos en pares de puntos anatómicos de Mazaheri. 85
Figura 5. 8 Deformaciones en pares de puntos anatómicos de Mazaheri. 86
Figura 5. 9 Distribución de esfuerzos para: A) Zhao et al [8] B) trabajo actual. 87
Apéndice A.
Figura A. 1 Protocolo de Mazaheri para hendidura labiopalatina unilateral [42]. 96
Figura A. 2 Pestaña Simulation 97
Figura A. 3 Análisis disponibles en Mimics 16.0 98
Figura A. 4 Módulo de Measure and Analyse. 98
Figura A. 5 Creación de un punto característico. 99
Figura A. 6 Creación de una medida característica. 99
Figura A. 7 Protocolo de Mazaheri completado. 100
Figura A. 8 Selección de análisis en el módulo de Measure and Analyse. 101
Figura A. 9 Panel de puntos característicos. 101
Figura A. 10 Modelo con los puntos anatómios o característicos fijados. 102
Figura A. 11 Panel de mediciones. 102
Figura A. 12 Diálogo para exportar o imprimir resultados 103
Apéndice D.
Figura D. 1 Herramienta N Points Registration. 110
Figura D. 2 Cuadro de entidades a ser posicionadas. 110
xi
Figura D. 3 Posicionamiento de entidades a ser comparadas. 111
Figura D. 4 Rotación (izquierda) y traslación (derecha) para posicionar entidades. 111
Figura D. 5 Entidades posicionadas para ser comparadas. 112
Figura D. 6 Opción para análisis de comparación de partes. 112
Figura D. 7 Cuadro de selección de partes a ser comparadas en el análisis. 112
Figura D. 8 Gráfico cromático de desplazamientos. 113
xii
ÍNDICE DE TABLAS
Capítulo II
Tabla 2. 1 Días transcurridos para cada toma de impresión .......................................................... 34
Capítulo III
Tabla 3. 1 Días transcurridos para cada toma de impresión en pacientes que cumplen requisitos
del presente estudio ....................................................................................................................... 44
Tabla 3. 2 Distancias verticales de la hendidura. Paciente A ........................................................ 58
Tabla 3. 3 Cambios dimensionales del periodo de la PO, respecto a la muestra inicial [%]. ....... 63
Capítulo V
Tabla 5. 1 Valores del esfuerzo y deformación unitaria de von Mises para diversos mallados. 82
Tabla 5. 2 Esfuerzos en los puntos del protocolo de Mazaheri en el arco dentario. 84
Tabla 5. 3 Factores de asimetría 86
Apéndice B
Tabla B. 1 Landmarks Paciente A. Parte I. ................................................................................. 104
Tabla B. 2 Landmarks Paciente A. Parte II. ................................................................................ 104
Tabla B. 3 Landmarks Paciente A. Parte III. ............................................................................... 105
Tabla B. 4 Landmarks Paciente B. Parte I. .................................................................................. 105
Tabla B. 5 Landmarks Paciente B. Parte II. ................................................................................ 106
Tabla B. 6 Landmarks Paciente C. Parte I. .................................................................................. 106
Tabla B. 7 Landmarks Paciente C. Parte II. ................................................................................ 107
Tabla B. 8 Landmarks Paciente D. Parte I. ................................................................................. 108
Tabla B. 9 Landmarks Paciente D. Parte II. ................................................................................ 108
xiii
xiv
ABREVIATURAS
CMF: Cráneo- Maxilofacial.
ERP: Expansión rápida de paladar.
HLP: Hendidura labiopalatina.
MEF: Método del elemento finito.
OFM: Ortopedia funcional de los maxilares
OSV: Operación Sonrisa Venezuela.
PIN: Presión intraoral negativa.
PO: Placas ortopédicas.
USB: Universidad Simón Bolívar.
TAC: Tomografía Axial Computarizada.
1
INTRODUCCIÓN
Operación Sonrisa es una organización internacional que trabaja por brindar atención médica
especializada e integral a pacientes con malformaciones craneofaciales, haciendo énfasis en
aquellos que presentan HLP, lo cual es posible gracias a la sinergia de patrocinadores, donantes y
voluntarios [1]. En Venezuela, el brazo ejecutor de Operación Sonrisa es la Fundación
Operación Sonrisa Venezuela (OSV), la cual inicia actividades en 1992 gracias a los doctores
Jorge Carlesso, especialista en cirugía plástica y reconstructiva, y la odontóloga Teresita Pannaci,
especialista en ortopedia maxilar, ambos de la Unidad de Labio y Paladar Hendido del Hospital
San Juan de Dios en Caracas [1].
Las malformaciones craneofaciales, como lo es el caso de la hendidura labio palatina (HLP),
traen en primer lugar repercusiones sociales y psicológicas que no deben ser desestimadas. La
cara de una persona suele ser su carta de presentación: es lo primero que una persona ve al
conocer a alguien y es la característica física que primero se asocia a un nombre. Las hendiduras
labiopalatinas se posicionan como las deformaciones orofaciales más comunes y consisten en una
falla de fusión congénita que pueden involucrar al labio, al paladar e incluso a ambos[2] (ver
Figura I. 1). Esta malformación compromete funciones vitales como lo son: la deglución,
fonación y alimentación, y es aquí donde surge la importancia de su estudio.
Figura I. 1 Variedad de hendiduras labiopalatina (imágenes cortesía de OSV [1]).
2
Entre la atención que reciben los pacientes que presentan HLP en la Fundación OSV, se
encuentra en primer lugar un diagnóstico integral que generalmente tiene lugar en las jornadas
masivas de triaje. Las mismas cuentan con equipos multidisciplinarios que abarcan las
especialidades de: odontología, cirugía, terapia de lenguaje, enfermería, fotografía, psicología,
psicopedagogía, pediatría, nutrición y anestesiología, entre otras (ver Figura I. 2A). Luego, se
inicia la ortopedia funcional maxilar (OFM) (ver Figura I. 2 B), con el fin de preparar a los
pacientes para las operaciones de cierre de labio (queiloplastia) a los 3 meses y de cierre de
paladar (palatoplastia) a los 12 meses (ver Figura I. 2C). El objetivo de la OFM es mediante el
uso de placas ortopédicas (PO) disminuir el ancho de la brecha de la hendidura; la PO es una
placa de plástico que se adapta al techo de la boca. Finalmente, viene el proceso de
acompañamiento post-operatorio, que puede incluir terapia de lenguaje, ortopedia, ortodoncia,
apoyo psicológico, citas médicas de control e incluso cirugías adicionales con fines estéticos, en
caso de ser necesario (ver Figura I. 2D).
Figura I. 2 Fases del tratamiento en OSV. A) Triaje B) OFM C) Operación D) Postoperatorio
(imágenes cortesía de OSV [1]).
La Universidad Simón Bolívar (USB), a través del Grupo de Biomecánica, brinda apoyo a la
Fundación OSV a través de servicios comunitarios y proyectos de investigación. Esta alianza
3
surge luego de que se detectaran necesidades que pueden ser perfectamente asistidas desde el
punto de vista de ingeniería, por estudiantes e investigadores de la universidad. Este convenio ha
permitido el diseño de moldes para la fabricación de dispositivos de entrenamiento odontológico
[3]; elaboración de protocolos para la fabricación de guías médicas para intervenciones
quirúrgicas de pacientes con microtia [4]; elaboración de equipos de escaneo de impresiones
dentales [5]; apoyo en la digitalización de historias médicas; por mencionar algunos de los
proyectos más recientes.
Como ya se describió, el tratamiento de pacientes con HLP contempla una variedad de fases; no
obstante, es la OFM la que tiene un rol protagónico en la presente investigación, pues su éxito
puede reducir considerablemente el número de operaciones a las que se debe someter un paciente.
Aplicando OFM se estimula todo el sistema estomatognatico (sistema encargado de comer,
hablar, deglutir, sonreir, entre otros), provocando la respuesta de desarrollo orientado . Los
aparatos ortopedicos funcionales y las PO para pacientes con HLP consiguen esta respuesta
utilizandolos sueltos y flojos en boca , no fijos , de manera que actuen con fuerzas leves e
intermitentes. El tratamiento con las PO en ninos con HLP es un metodo efectivo que brinda un
gran apoyo al campo de cirugia plastica , pues modela el arco maxilar superior, a la vez que cierra
la brecha, para dar apoyo al labio una vez realizada la queiloplastia y permitir la palatoplastia con
todo exito.
El tratamiento de OFM puede iniciarse desde el primer dia del nacimiento del paciente con
HLP. Los tratamientos iniciados asi son los que tienen los mejores resultados . El odontólogo
especialista debe evaluar sistematicamente al paciente y todo lo referente a las funciones del
sistema estomatognatico [6] [7].
Antes de iniciar el tratamiento con OFM en pacientes que presentan al nacer HLP , es necesario
hacer la evaluacion de la simetria funcional de la lengua , pues en algunos pacientes puede
presentarse esta alteracion que retrasa notablemente el log ro de los objetivos del plan de
tratamiento de OFM y como consecuencia , retrasa el tiempo quirurgico . En caso de presentar el
paciente asimetria funcional lingual se recomienda int roducir desde la primera PO la
modificacion Pannaci , disenada especialme nte para estos casos. Con esta técnica no solo se
compensa el deficit lingual , sino que se rehabilitan los musculos de la hemilengua afectada en
4
muy poco tiempo. La modificación consiste en hacer ranuras o estrías transversales y paralelas
entre si, con una distancia entre ellas de 1 mm aproximadamente, en la superficie del acrílico de
la placa, del mismo lado de la disfunción, con el objeto de darle textura diferente a una zona
especifica de la PO y lograr un mayor estímulo de la lengua y mejor respuesta. Las estrías se
realizan con un pimpollo de metal montado en un micro motor a baja velocidad, procurando una
profundidad que no exceda a 1/3 del grosor total de la placa (1,5 a 2 mm).
Los trabajos desarrollados por la Dra. Pannaci y sus colaboradores en OSV [7] reportan la
importancia de la evaluación de la simetría funcional de la lengua de los pacientes que presentan
HLP. La sensibilidad de la lengua y labios es quiza mayor que la sensibilidad de cualquier otra
parte del cuerpo. La región bucal tiene en el hombre el nivel mas elevado de funciones sensitivas
y motoras de integración.
A esta edad la lengua no se guia por si misma , mas bien sigue la sensibilidad superficial . En
estos sitios los receptores facilmen te disponibles que se encuentran en gran concentracion , se
estimulan y modulan las coordinaciones ya maduras del tallo del encefalo que regulan la
respiracion y el amamantamiento (posicion y movilidad de la lengua ). Estos estimulos sensitivos
se intensifican a causa de muchas superficies de doble contacto, como la lengua y los labios o, en
el caso que aquí compete, la lengua y la PO con estrias . La modificacion de la PO tiene como
objetivo dar el apoyo propioceptivo a la lengua, la cual a traves de la busqueda de las estrias
cumple el proceso de estimulacion lingual de la PO y compensa el deficit funcional pro lesion
motora de la hemilengua respectiva; además, sus movimientos al chocar contra la placa son
simetricos.
Si la lengua busca las estrias, toca en toda la superficie de la placa (simetricamente) y se puede
obtener la respuesta esperada del segmento menor del maxilar superior, que es el crecimiento en
los tres sentidos del espacio (transversal, anteroposterior y axial). Asi se obtiene el cierre de la
hendidura y la adecuada conformacion del arco maxilar superior cerca de los 3-4 meses de edad
sin retrasar ningun tiempo quirurgico.
Por otra parte, al asistir a una jornada de OSV donde aplican la OFM, se observa que el
proceso de elaboración de las PO es bastante artesanal y depende en gran medida de la experticia
del especialista y no del diseño procedimental del tratamiento. Adicionalmente, hay pacientes que
5
provienen de todos los rincones de Venezuela, donde algunos deben viajar durante 18 horas para
asistir a una consulta. Esto dificulta la continuidad y éxito del tratamiento, cuando algunos
pacientes se ven en la obligación de faltar a una consulta por falta de recursos o por la baja
disponibilidad de pasajes. En tal sentido, en la medida que se estandarice el tratamiento, este
dependería menos del especialista, y permitiría una posible masificación.
Se tiene que una impresión dental (ver Figura I. 3) refleja el estado actual del maxilar superior
de un paciente, por lo que representa información valiosa de cómo es la morfología de la
hendidura para un momento determinado. Las impresiones dentales son tomadas cada vez que el
paciente asiste a consulta, y si se observa como un conjunto, contienen el comportamiento en el
tiempo de la HLP luego de la intervención por OFM.
Figura I. 3 Impresiones dentales obtenidas del paciente por parte del técnico dental (imágenes
cortesía de OSV [1]).
Ante el potencial de la información que guardan las impresiones dentales y como respuesta a
las dificultades en torno a la OFM, surge como la necesidad de crear una metodología que en
investigaciones posteriores sirva como base para el estudio y caracterización de los diferentes
6
tipos de hendiduras en pro de que el tratamiento pueda ser masificado bajo el modelado de su
comportamiento biomecánico.
Se mencionó que el cierre de la brecha, responde al estímulo generado por las PO. A su vez,
dichos estímulos responden a patrones de esfuerzos en toda la estructura esquelética. Como
respuesta a la necesidad de comprender el comportamiento estructural de la zona craneofacial
ante la aplicación o ausencia de la OFM, se plantea crear un proceso metodológico con la
simulación de un primer modelo que permita la realización de estudios estáticos, simplificando el
estudio únicamente a cargas funcionales correspondientes a la deglución.
Para el desarrollo de este trabajo de grado, se contó con la asesoría médica de la Dra. Teresita
Pannaci, quien en OSV coordina y ejecuta el tratamiento por OFM que reciben los pacientes con
HLP y además, es la responsable principal de la técnica desarrollada con sus trabajos en la
Fundación OSV [6] [7]. Por otro lado, en lo que se refiere a la adquisición de imágenes médicas,
se contó con el apoyo del Prof. Miguel Martin Landrove, oficial de radiología del Centro
Diagnóstico Docente Las Mercedes en Caracas. También se recibió apoyo de los Ingenieros
Adriana Lammardo y Juan Esteban Arango, de la empresa Materialise para el manejo de la
aplicación Mimics Innovation Suite, y de la licencia comercial, gracias al apoyo de Materialise en
el marco del convenio entre la USB y OSV. El acceso a las historias, entrevistas a pacientes,
imágenes tomográficas y registros de impresiones dentales fue permitido con aprobación de sus
representantes en apoyo a los trabajos de OSV.
I.I Antecedentes.
Anteriormente, el tratamiento recibido por pacientes con HLP, se fundamentaba en dispositivos
de rápida expansión, los cuales imprimían a la dentadura y los huesos que conforman el paladar
una carga elevada para forzar el cierre de la brecha. Estos dispositivos, generaban cambios
principalmente en el arco dentario y los cambios ocurridos en la brecha de la hendidura se
perdían al retirar el dispositivo [8]. Por tal razón, la inclusión de la OFM en el tratamiento de la
HLP representó un gran avance, pues al emplear pequeñas cargas sobre el paladar, los cambios
obtenidos resultaron ser permanentes, debido a que son consecuencia del crecimiento óseo que se
ha inducido por el tratamiento [6].
7
Desde un enfoque biomecánico, se encuentran estudios publicados asociados a la HLP que
contemplan cargas fisiológicas, implantes, dispositivos ortopédicos y ortodóncicos, así como
algunos tratamientos generalmente aplicados en estos pacientes.
Iseri H. et al [9]; Holberga C. y Rudzki-Jansonb I. [10]; Jafari et al [11]; y Pan X. et al [12]
estudiaron mediante el método del elemento finito (MEF), la distribución asimétrica de esfuerzos
y deformaciones en pacientes adultos con HLP tratados con expansión rápida del paladar (ERP).
En contraparte, Holberg C. et al [8], estudiaron el uso de Quad-Helix como alternativa para
pacientes adultos con HLP tratados con ERP. Este dispositivo, es de naturaleza ortodóncica, y
opera con cargas muy bajas, pues Holberg determinó que cargas bajas producían mejores
resultados que en la ERP, que en ocasiones sólo produce cambios en la dentadura del paciente
dejando la hendidura como antes.
Nagasao et al. [13], estudiaron el efecto de un implante dentro de la hendidura de pacientes
con edad promedio de 9 años, construido a partir del hueso ilíaco, demostrando que el uso de
estos, aporta estabilidad a toda la estructura craneofacial. Por otro lado, Nagasao et al [14] en otro
estudio, analizaron los implantes dentales en pacientes adultos con HLP, concluyendo que la
presencia de dicha hendidura es un factor de riesgo para el implante. Este modelo, se construyó a
partir de imágenes adquiridas por un tomógrafo.
Por su parte, Zhao et al [15], analizaron el efecto que tiene las dimensiones de la hendidura en
pacientes adultos, cuando sobre él actúan las cargas de masticación, determinando que a medida
que se incrementaba la profundidad de la hendidura, aumentaba el desarrollo asimétrico. Esto lo
hicieron mediante la reconstrucción digital a partir de imágenes médicas.
Respecto a la determinación de las cargas a las que se somete el arco dentario y paladar de una
persona, Ono T et al [16] colocaron sensores en el paladar de un adulto sano y determinaron las
presiones generadas al deglutir 15mL de agua. Por su parte, Kydd & Toda [17] y Winders [18],
determinaron la presión que ejerce la lengua sobre el paladar de un adulto sano. En cuanto a las
cargas de masticación, Alfaro M. et al [19] ofrecen un compendio de las fuerzas promedio para
distintos tipos de pacientes.
8
Relativo a los protocolos de control que permiten la caracterización de la hendidura, Adus &
Pruzansky [20] desarrollaron un protocolo que contempla puntos anatómicos que permiten
caracterizar el arco dentario y la zona nasal en pacientes con HLP. Por otro lado, el protocolo
desarrollado por Mazaheri et al [21], especifica detalladamente cuáles son los puntos anatómicos
característicos tanto de la hendidura como del arco dentario. Por su parte, Seckel N. et al [22] y
Brief J. et al [23] trabajaron una metodología para reducir el error asociado al posicionamiento de
puntos anatómicos vinculados a la HLP. Bayerlein et al [24] trabajaron en el posicionamiento de
estos a partir de imágenes médicas.
En lo concerniente al desarrollo de modelos Biomecánicos, se puede apreciar que en el actual
estado del arte, sólo se han modelado situaciones correspondientes a pacientes adultos con HLP,
cuando paradójicamente, son los bebés quienes principalmente reciben los diversos tratamientos
y procedimientos existentes, pues como se mencionó, es en los primeros meses de vida cuando el
cuerpo humano tiene más potencial de crecimiento. Se entiende que una de las principales
razones son los escasos registros de imágenes médicas tomográficas, por el impacto negativo que
produce en el desarrollo del niño [25] y los riesgos aumentados de posible desarrollo de cáncer
[26]. Si se piensa en la alternativa de imágenes por resonancia magnética, los pacientes deben ser
sedados para minimizar su movimiento durante el registro de imágenes, y esto conduce a todos
los riesgos producto del uso de anestesia [27]. Adicionalmente, varios de estos estudios
publicados de modelos biomecánicos, han simulado artificialmente la HLP a partir de cráneos
normales e incluso cráneos de plásticos. En tal sentido, uno de los pilares fundamentales de la
presente investigación se enfocará en el estudio de la HLP en pacientes que se encuentran en sus
primeros años de vida, incorporando el uso de imágenes médicas de bebés con la hendidura
desarrollada. Se colocará especial atención en la OFM, pues es el tratamiento usado por OSV.
I.II Objetivos.
Para darle respuesta a las necesidades planteadas y considerando las limitaciones y el alcance
establecido, se proponen los siguientes objetivos tanto generales como específicos.
9
Objetivo General.
Presentar un procedimiento metodológico de cambios en pacientes con hendidura labiopalatina
unilateral intervenidos con ortopedia funcional de los maxilares a partir de impresiones dentales
para el estudio del efecto de la técnica de modificación Pannaci.
Objetivos Específicos.
Revisar las características de la técnica de Modificación Pannaci a partir del registro de
impresiones dentales de pacientes seleccionados.
Realizar la reconstrucción computarizada de impresiones dentales tridimensionales
mediante imágenes médicas.
Estudiar las posibles variables de cambio en el paciente intervenido por la técnica de
Modificación Pannaci mediante el protocolo de Mazaheri.
Organizar un nuevo procedimiento para el estudio de variables de cambio en pacientes
intervenidos por la técnica de Modificación Pannaci a partir de un modelo tridimensional
del contorno de la HLP.
Presentar una metodología para la realización de un análisis estático de la región
craneofacial mediante simulación numérica aproximada.
I.III Alcance.
Uno de las prácticas más comunes para los odontólogos especialistas en ortopedia funcional de
los maxilares es el protocolo de Mazaheri, el cual está limitado al estudio del modelado de la
hendidura labio palatina en un plano bidimensional, mostrando cambios en las direcciones
anteroposterior y lateral. La propuesta presentada en este trabajo de investigación lleva el estudio
a un modelo espacial, estudiando también los efectos de cambios morfológicos del paladar en la
dirección axial, por lo que se modificará el protocolo para registrar la cavidad oral de manera
tridimensional, incorporando los cambios necesarios en los puntos de control y variables de
medición.
Por otra parte, se buscó estudiar a partir de imágenes tomográficas, los detalles para la
reconstrucción geométrica y mallado de la cabeza de un paciente con hendidura unilateral dentro
10
del rango de edad atendido por la modificación Pannaci, para uso de análisis de distribución de
esfuerzos por simulación numérica.
I.IV Limitaciones.
Para el diseño y manejo de este nuevo protocolo, el grupo de control estudiado durante el
tiempo del proyecto fue de cuatro pacientes de edades comprendidas entre 0 y 3 años,
intervenidos por la Dra. Pannaci en OSV. Se recibieron un total de 14 muestras de impresiones
dentales tomadas previas a este proyecto en distintas fechas establecidas únicamente en atención
para cambios de las placas ortopédicas, pero sin ningún vínculo con los objetivos de la presente
investigación.
Para la reconstrucción digital del modelo de la cabeza para análisis por simulación numérica,
las tomografías axiales computarizadas se obtuvieron del registro de un paciente con hendidura
labio palatina unilateral de dos meses de edad, solicitadas por su otorrinolaringólogo pediatra
para diagnosticarle una posible deficiencia auditiva derivada de la malformación congénita.
El modelo numérico implementado para el análisis de distribución de esfuerzos y
desplazamientos en la cavidad oral del paciente, se limitó a un caso ideal de solicitaciones de
carga estática aproximada a la deglución, utilizando un modelo de comportamiento isotrópico
homogéneo, elástico – lineal del material; todo esto únicamente para verificar el comportamiento
del mallado de la geometría utilizando el método del elemento finito. Este modelo no fue
considerado para el estudio de la modificación Pannaci en ortopedia funcional de los maxilares
por estar fuera de los alcances del proyecto.
I.V Descripción del libro.
En el primer capítulo, se presenta la información necesaria para la comprensión del actual
trabajo. Primeramente, se describe la anatomía de la región maxilofacial, luego se presentan las
cargas por deglución asociadas a esta región y predominantes en los bebés. Luego se muestra
información general sobre la hendidura labiopalatina con un énfasis particular en una de las fases
de su tratamiento como lo es la técnica HLP-Pannaci. Para cerrar el capítulo, se menciona el
proceso de reconstrucción digital a partir de imágenes médicas de tomografía axial
11
computarizada (TAC), continuando con el proceso de reconstrucción digital mediante la
aplicación comercial Mimics Innovation Suite.
Considerando que se aborda el problema desde dos enfoques, se decidió dividir la estructura del
libro en dos partes. La primera contempla el estudio de la técnica HLP-Pannaci a partir de las
impresiones dentales y se presenta en los capítulos II (metodología) y III (resultados y
discusiones). Por otro lado, la segunda metodología, contempla el estudio de un primer modelo
biomecánico de un paciente infante con HLP y se desarrolla en los capítulos de metodología y
resultados, IV y V respectivamente.
12
CAPÍTULO I
MARCO CONCEPTUAL
La cavidad oral juega un rol protagónico en la salud general y la calidad de vida de los
individuos, pues en ella ocurren funciones vitales como la masticación, deglución, fonación e
incluso respiración. La cavidad oral permite comer, sonreír, hablar y degustar, razón por la cual,
cualquier alteración puede limitar el correcto funcionamiento del organismo.
La hendidura labio palatina (HLP) es una malformación congénita que consiste en una fisura o
falla de fusión que puede alterar la morfología del paladar y del labio[2], que afecta a 1-2 de cada
1000 nacidos vivos[28]. La HLP conlleva a dificultades de la persona para insertarse en la
sociedad, pues además del defecto estético, se afecta la forma en la que puede comunicarse
mediante el habla. No obstante, las mencionadas constituyen consecuencias leves al compararlas
con algunas realmente graves que pueden desencadenar la muerte, como lo es el
comprometimiento de funciones vitales como la alimentación y respiración. En tal sentido, el
destino de un paciente con HLP no tratado puede ser la muerte.
Para una mejor comprensión de la HLP, es necesario tomar en cuenta la biomecánica de la
región craneofacial, la cual es la zona afectada por esta patología. Autores como Ono T et al[16],
Kydd & Toda [17], y Winders [18] han abocado su esfuerzos en el estudio y determinación de las
cargas fisiológicas involucradas en dicha región. Por otra parte, investigadores como Nagasao et
al. [13] [14] y Zhao et al [15] han estudiado el efecto de dichas cargas en la estructura
craneofacial mediante análisis de esfuerzos.
En nuestro país, OSV atiende a pacientes con HLP mediante la técnica de modificación Pannaci
[6][7], donde a través de fuerzas leves e intermitentes, se induce el crecimiento, modelado y
remodelado óseo de la región palatina afectada por la HLP. Haciendo uso de la alianza existente
entre el grupo de biomecánica de la USB y la Fundación OSV, se estudió dicha técnica, razón por
la cual, aquí se definen los conceptos necesarios para su mejor interpretación.
13
1.1 Biomecánica de la región craneofacial.
Se entiende por región craneofacial la relacionada al cráneo y la cara como un conjunto [29].
Este término desde sus inicios fue acuñado para referirse a las malformaciones que afectaban
tanto a las estructuras craneales como a las estructuras de la cara. Aquí, el foco de estudio de esta
región se encuentra orientado hacia las estructuras que constituyen el techo de la cavidad oral.
1.1.1 Anatomía de la cavidad oral.
Las principales estructuras afectadas por la HLP son el paladar y el labio, éstos se encuentran
enmarcados dentro de la región conocida como cavidad oral (ver Figura 1. 1).
Figura 1. 1 Representación de la cavidad oral [24].
En la Figura 1. 1 se muestra cómo dicha cavidad (representada en color violeta) se abre a
través de la hendidura bucal y culmina con la faringe y el istmo de las fauces. También se
pueden apreciar los límites de la cavidad, observándose que el techo está constituido por el
paladar duro y blando, en caso de existir una fisura en él, habría una unificación de la cavidad
oral y la nasal (representada en color azul).
Cavidades nasales
Paladar Duro Paladar Blando
Istmo de las fauces
Istmo Faríngeo
Hendidura Bucal
Esófago
Faringe
Lengua
Tráquea
Mejillas
Laringe
Cavidad Oral
14
La cavidad oral tiene múltiples funciones [30]:
Se involucra en el habla al modificar los sonidos producidos por la laringe.
Participa en el proceso inicial de la alimentación pues representa la abertura del sistema
digestivo, colaborando además con las secreciones de las glándulas salivales.
Se puede utilizar para la respiración.
1.1.2 Anatomía del techo de la cavidad oral
En la Figura 1. 2 se muestra el techo de la cavidad oral, el cual consta de dos partes: un paladar
duro anterior y un paladar blando posterior [31].
Figura 1. 2 Techo cavidad oral [24].
El paladar duro consiste en una lámina ósea cubierta de mucosa por arriba y por abajo. Los
huesos que contribuyen a la estructura esquelética del paladar duro son los maxilares y los
palatinos, los cuales se pueden apreciar en la Figura 1. 3.
Paladar Blando
Pliegues palatinos
Úvula
Papila Incisiva
(Foramen incisivo)
Paladar Duro
15
Figura 1. 3 Paladar duro [32].
El paladar blando continúa posteriormente desde el paladar duro y actúa como una válvula que
puede estar deprimida para ayudar a cerrar el istmo orofaríngeo o elevada para separar la
nasofaringe de la orofaringe.
1.1.3 Cargas Fisiológicas que intervienen
Se entiende por carga fisiológica, aquella que está vinculada a una función del ser humano. En
esta sección se presentan las cargas asociadas a la deglución, entendiéndose como la acción de
hacer pasar los alimentos de la boca al estómago [33], pasando por la faringe y el esófago. No se
considera la masticación por no estar presente en la población objeto de este estudio, los bebés.
De acuerdo a la Dra. Pannaci [6], una persona deglute diariamente 1500 veces. Por otro lado, de
acuerdo a Kincaid R. M.[34], el ser humano deglute 1600 veces diariamente y según Staub [35]
esto ocurre aproximadamente 2400 veces al día. En tal sentido, las cargas generadas por el
proceso de deglución, actúan de manera intermitente.
La presión ejercida por la lengua durante el proceso de deglución, de acuerdo a Winders[18],
oscila en un rango de 4-69.5KPa. En contraste, Kydd y Todd establecen que se encuentra en un
rango de 3.6-23.5kPa, siendo el promedio de 11kPa[17].
Hori et al y Ono et al[36] [16], determinaron la presión que experimenta la región palatina de
un adulto al deglutir 15ml de agua, hallando que la zona anterior del paladar, donde se ubican los
1) Hueso Maxilar 2) Hueso Palatino 3) Rafe medio
16
pliegues palatinos experimenta una presión promedio de 25.5 kPa, mientras que la zona posterior
experimenta un presión promedio de 20.5 kPa. Respecto al patrón de presión de la lengua, el
primer contacto se produce en la región anterior-medial, luego continúa en la zona anterior pero
lateralmente hasta alcanzar la zona posterior-lateral. Finalmente, se produce contacto en la zona
posterior-medial.
Los estudios encontrados ofrecen información de las cargas funcionales para personas adultas,
razón por la cual se deben hacer simplificaciones al momento de considerar pacientes que estén
en sus primeros meses de vida. En la siguiente sección, se ahonda un poco más en este campo.
1.2 Consideraciones en pacientes bebés.
Aquí se pueden apreciar dos grupos de interés: los neonatos y lactantes menores. Al hablar de
neonatos, se trata de pacientes que se encuentran en su primer mes de vida y que luego de esto,
pasan a ser lactantes menores hasta el año y medio de edad. Estos pacientes se encuentran en una
etapa de conocimiento de su cuerpo y muestran un desarrollo motor acelerado.
En los bebés, la lengua no se guía sola y tiene una movilidad errática porque no existe un
desarrollo propioceptivo y el paciente se encuentra en ese proceso de conocimiento de la cavidad
oral. El patrón de movimiento de la lengua es distinto al de un adulto, pues sucede un doble
contacto con el paladar, que abarca tanto la zona anterior como la posterior. Durante la revisión
bibliográfica para esta investigación no se encontraron estudios que cuantifiquen las cargas
funcionales en bebés, posiblemente por lo complicado y delicado de realizar estos estudios de
manera experimental con pacientes tan vulnerables. De acuerdo a especialistas de OSV en
ortopedia maxilar funcional, ante la ausencia de estos datos, una buena aproximación es la de un
cuarto de los estímulos presentes en un adulto en lo que a magnitudes se refiere. Esto motivado a
que dichos estímulos son generados por músculos que aún no se han terminado de conformar y
en su mayoría carecen de tonicidad para un bebé.
Durante los primeros meses de vida, ocurre un fenómeno adicional en la alimentación, que es la
succión y es el mecanismo que permite a los lactantes extraer la leche de la mama o del tetero.
Para que la succión ocurra, la lengua se sitúa por encima de la encía inferior, se protruye y se
comba en forma de U, así el pezón de la madre (o mamila del tetero, según aplique) alcanza el
punto donde se unen el paladar duro y blando, como se aprecia en la Figura 1. 4.
17
Simultáneamente, los labios del bebé sellan el pecho (o mamila) afianzándolo en la boca. En ese
momento, el bebé genera una presión intraoral negativa (PIN) que permite la succión de la leche
[37].
Figura 1. 4 Succión en bebé [37].
En el caso de existir una fisura en el labio o el paladar, el proceso de alimentación a través de
la succión y deglución, no ocurre de manera exitosa, pues al existir una fisura de labio no se
produce el sellado de la boca con el tetero o pecho de la madre, causando que la presión intraoral
negativa sea inferior a la requerida para extraer la leche. Por otro lado, al haber una fisura en el
paladar, tampoco se puede producir la presión adecuada, pues las cavidades oral y nasal se
encuentran comunicadas y no hay un sellado que permita succionar.
Durante los primeros 4 meses de vida, ocurre el pico más alto de crecimiento, donde el
paciente duplica su peso [38]. Esto es de vital importancia al tratar la HLP, pues durante este
período se puede tener más éxito en el cierre de la brecha de la hendidura. Por otro lado, una mala
alimentación anularía tal pico de crecimiento, por lo que el tratamiento ya no tendría éxito.
1.3 Hendidura labiopalatina.
Morfológicamente, las fisuras en las hendiduras labio palatinas son bastantes heterogéneas, ya
que pueden afectar al labio, al labio y al paladar o al paladar solamente; pueden ser completas o
18
incompletas; pueden ser unilaterales con lateralidad derecha o izquierda, o bilaterales; y pueden
asociarse o no a un síndrome u otra malformación. La hendidura labial puede variar desde una
pequeña muesca en el bermellón, hasta una fisura que va del labio a la nariz. En caso más graves,
la hendidura se propaga en la profundidad hasta unirse con otra hendidura de paladar (ver Figura
1. 5). El caso de hendidura labial más común, es la unilateral. Por cada 10 casos de hendidura
labial, 9 presentan hendidura unilateral (6 izquierda y 3 derecha) y 1 hendidura bilateral[2].
Figura 1. 5 Hendidura labiopalatina unilateral completa [39].
En un 20% de los casos, la malformación se encuentra asociada a un síndrome. Actualmente se
reconocen alrededor de 300 síndromes, vinculados a la HLP [40]. Las causas de las HLP siguen
siendo desconocidas, sin embargo, algunos de los factores que pueden influir son: el uso de
fármacos (fenitoína, ácido valproico y metotrexato), déficit de ácido fólico, enolismo,
tabaquismo, obesidad y la exposición a radiaciones [2]. Por otro lado, se ha encontrado mayor
incidencia en estratos socioeconómicos bajos[41].
Hoy día no es conocida la causa exacta de la HLP, no obstante, al revisar el proceso
embrionario se aprecia claramente el momento en que esta aparece, que es entre la 5ta y 12va
semana de gestación, cuando ocurre la fusión de los procesos maxilares con el frontonasal que da
origen al labio superior [40], el cual posteriormente se une con el paladar posterior que se origina
de la fusión de dos procesos maxilares laterales [42].
19
1.3.1 Clasificación.
Se pueden clasificar las hendiduras labiopalatinas de la siguiente manera (ver Figura 1. 6):
Figura 1. 6 Clasificación de las hendiduras labiopalatinas.
1.4 Protocolo de Mazaheri.
Entre los protocolos más empleados para el análisis de la HLP, se encuentra el empleado por
Aduss & Pruzansky en sus estudios [20] [43] [44], en los cuales se parametrizan algunas
dimensiones correspondientes a la cavidad nasal y al arco dentario. También está el protocolo
empleado por Mazaheri [21], en el que se parametrizan los cambios en el arco dentario y en la
hendidura. El uso de dichos protocolos, permite estudiar los cambios dimensionales que sufre la
HLP debido a algún tratamiento o incluso debido a cargas fisiológicas de funciones vitales como
la deglución.
En la Figura 1. 7 se presentan los puntos y medidas características de la hendidura labiopalatina
correspondientes al protocolo de Mazaheri [21], que son empleadas por OSV cuando se desea
analizar en detalle la evolución de algún paciente.
20
Figura 1. 7 Puntos anatómicos de Mazaheri, empleados para las mediciones en OSV.
Los puntos mostrados en la Figura 1. 7 corresponden a:
Punto de las tuberosidades, T y T’.
El punto final anterior del segmento más corto, denominado L.
El punto final anterior del segmento más largo, denominado G.
El punto I es el de intersección del surco del frenillo labial medial y el reborde alveolar.
X es la intersección de la línea transversal que parte de L con la línea perpendicular que
parte del punto G.
Mediante la unión lineal de esos puntos, surgen las siguientes medidas características:
L-X: ancho de la hendidura nivel reborde alveolar.
m-m’: ancho de la hendidura a nivel medio.
t-t’: ancho de la hendidura posterior.
M-M’: ancho del arco dentario a nivel medio.
T-T’: ancho del arco dentario a nivel posterior.
L-G: ancho de la hendidura
G-X: distancia antero-posterior del segmento mayor al segmento menor.
Este protocolo, ofrece marcajes anatómicos que se ubican en un segmento de la hendidura y
tienen su respectivo marcaje complementario asociado en el otro segmento de la hendidura
(puntos con apóstrofes correspondientes al segmento menor). En el capítulo IV y V,
aprovechando los pares de puntos correspondientes a la arcada dentaria, se estudia la asimetría de
21
la estructura esquelética del paciente seleccionado, bajo cargas correspondientes a la deglución.
En los capítulos II y III, se seleccionan las medidas del protocolo de Mazaheri para caracterizar
los cambios transversales y longitudinales que sufren la hendidura y arcada dentaria al aplicarse
la técnica modificación Pannaci.
Las mediciones transversales t-t’, m-m’ y L-X permiten ver el cierre de la brecha de la
hendidura en las posiciones posterior, central y anterior, lo cual permite apreciar en cuáles
regiones el tratamiento fue más exitoso. Las mediciones transversales M-M’ y T-T’, de manera
análoga, permiten ver el crecimiento del arco dentario a lo largo del tratamiento. La medición G-
X permite ver el cierre antero-posterior de la brecha. Adicionalmente, el punto I, de corte del
frenillo medial con el arco dentario, ofrece información de la simetría del paciente, pues en
condiciones normales, se debe ubicar en el plano sagital medio del paciente.
En la actualidad, para la implementación del protocolo de Mazaheri el especialista realiza la
toma de la impresión dental. Luego, de esto realiza el fotocopiado de dicha muestra y procede a
hacer el marcado en dicho papel, de los puntos anatómicos de Mazaheri. Este procedimiento,
elimina en su totalidad, la visualización de cualquier cambio ocurrido en la dimensión axial del
paciente. Por otro lado, aunque se considera el punto I en el protocolo, no existe una dimensión
asociada que permita cuantificar a partir de este punto, el nivel de asimetría que posee el
paciente. Al ser empleado en fotocopias, no es posible superponer los contornos asociados a las
impresiones dentales con el fin de ver más claramente la evolución del tratamiento.
1.5 Ortopedia funcional maxilar.
La ortopedia funcional maxilar (OFM) es un tratamiento que se aplica en niños que aún no
presentan sus dientes definitivos y que se encuentran en crecimiento [45], teniendo por objetivo
normalizar la forma y el tamaño de los maxilares, que al estar alterados, presentan los dientes en
mala posición [46]. En la OFM, a diferencia de la ortodoncia, intervienen fuerzas intrínsecas que
provienen del propio organismo, la cuales se generan a partir de funciones dinámicas que son
producidas, reguladas y dirigidas por el sistema nervioso central, siendo ejecutadas por la
musculatura regional y guiadas por la aparatología [47].
La OFM se recomienda aplicar desde el primer día de nacido del paciente, aprovechando el
primer pico de crecimiento del bebé. El objetivo de la OFM es obtener cambios al nivel del tejido
22
óseo para guiar su crecimiento y moldear el hueso maxilar superior, cerrando la brecha y
preparando al paciente para la intervención de cirugía plástica: queiloplastia y palatoplastia (ver
Figura 1. 8). Esto se logra a través del modelado y remodelado del hueso. Remodelado, se refiere
sólo cuando el cambio se lleva a cabo por sucesivas reabsorciones y aposiciones de tejido óseo o
los cambios son a menor escala. Por otro lado, modelado se refiere a los cambios macroscópicos
gracias al pico de crecimiento del paciente o cuando el ritmo de crecimiento del paciente ayuda
en el tratamiento [48]. En tal sentido, con la OFM en un paciente recién nacido que presenta
HLP, se puede obtener el cierre de la brecha y la adecuada conformación del arco maxilar por
remodelado y modelado del hueso maxilar superior y sus respectivos desplazamientos.
Figura 1. 8 Resultados de tratamiento con OFM en tres meses de intervención (imágenes cortesía
de OSV [1]).
1.6 Técnica modificación Pannaci (HLP-Pannaci).
En OSV los pacientes son tratados con OFM mediante el uso de placas ortopédicas, que se usan
flojas y sueltas en la boca con el fin de producir fuerzas intermitentes. Se entiende por técnica de
modificación Pannaci, la empleada por OSV mediante placas ortopédicas (PO), siendo la función
de éstas, estimular los segmentos maxilares.
Para elaborar la PO, lo primero que se debe hacer es tomar una impresión fiel del maxilar,
colocando especial atención en el copiado del fondo del vestíbulo, los bordes de la hendidura, los
frenillos, los surcos hamulares y el arco maxilar [7]. Luego de esto, se vacía la impresión con una
23
mezcla de yeso (ver Figura 1. 9 A) y se recomienda fotocopiarla para ubicar los puntos
anatómicos del Protocolo de Mazaheri [21]. La impresión dental de yeso se encera y se escogen
los puntos de estímulo y de alivio que tendrá la PO. Generalmente, las zonas de estímulo se
colocan a 1 ó 2 mm del borde del segmento que se quiere hacer crecer y de la arcada dentaria
(ver Figura 1. 10). Con esta información se construye la PO (ver Figura 1. 9 B), que tiene un
espesor de 1,5 a 2 mm; deja libre los frenillos; es de flancos cortos; se extiende hasta los surcos
vestibulares; es lisa en su porción exterior; y no posee aristas o montículos en la porción interna.
La PO además de estimular el maxila, también separa la cavidad nasal de la oral, impide la
interposición lingual entre los dos segmentos, permite la deglución e impide que los alimentos se
introduzcan en la cavidad nasal (ver Figura 1. 9 C).
Figura 1. 9 A. Impresión dental B. Placa ortopédica C. PO colocada en paciente con HLP
(imágenes cortesía de OSV [1]).
Impresión Dental (yeso)
Placa Ortopédica
Placa Ortopédica (acrílico)
Paladar
24
Figura 1. 10 Zona que estimula la PO al paladar del paciente.
Previo al inicio del tratamiento de OFM, se debe evaluar la funcionalidad de la lengua, pues en
caso de presentarse asimetría funcional, se debe aplicar la Modificación Pannaci. Esta variante
consiste en hacer en la superficie del acrílico del lado de la disfunción, estrías transversales y
paralelas entre sí, con una distancia entre ellas aproximada de 1mm (ver Figura 1. 11) . Con el
objeto de darle textura diferente a una zona específica de la PO y lograr un mayor estímulo de la
lengua [6]. La modificación Pannaci tiene como objetivo dar el apoyo propioceptivo a la lengua,
la cual a través de la búsqueda de las estrías cumple el proceso de estimulación lingual de la PO y
compensa el déficit funcional por lesión motora de la hemilengua respectiva, ya que sus
movimientos al chocar contra la placa se hacen simétricos. Además se rehabilitan los músculos
de la hemilengua afectada en muy poco tiempo.
Figura 1. 11 Ranuras características de la Modificación Pannaci.
Respecto al funcionamiento de las PO, el motor que las mueve es la lengua. Cada vez que el
paciente deglute dirige la lengua hacia arriba, ésta toca la PO y a su vez choca contra la mucosa
del paladar, estimulando aquellos puntos que fueron planificados por el ortopedista. Cuando la
25
lengua desciende, la placa cae esperando un nuevo movimiento de ascenso de la lengua. Esto se
repite mientras la PO esté colocada en la boca aproximadamente 1.500 veces al día [7]. La
repetición de este proceso diariamente induce el modelado y remodelado óseo, el cual se traduce
en un cierre parcial o total de la brecha de la hendidura.
Esta técnica aplicada a pacientes con HLP siempre es efectiva. Mientras mayor es la categoría
auxológica, mayor es la efectividad del tratamiento funcional a nivel tisular, ya que la respuesta
depende obviamente del potencial de crecimiento tisular. El hueso responde a los estímulos de
manera diferente en cada paciente; puede responder con aposición ósea o reabsorción ósea, según
se aplique tensión o presión [38]. Si no se produce la respuesta adecuada en un paciente, es
necesario reevaluar las réplicas de los modelos de yeso tomadas antes de encerar cada caso.
Las fallas en el tratamiento pueden deberse a: inadecuado diseño de la PO, inadecuada
confección de la PO, asimetría funcional lingual no diagnosticada, trastornos de crecimiento del
paciente causados por alguna alteración sistémica o deficiente ingesta de alimentos. En la Figura
1. 12, se aprecia el cierre de la brecha como consecuencia de la aplicación del tratamiento durante
3 años.
Figura 1. 12 Resultados de la técnica HLP-Pannaci luego de 3 años de tratamiento(imágenes
cortesía de OSV [1]).
26
Para que el tratamiento sea exitoso las PO deben ser usadas 24 horas al día y se deben hacer los
cambios regularmente. Estos deben realizarse en la primera, segunda y cuarta semana de vida,
luego, se deben realizar los cambios mensualmente hasta cumplir el primer año. Posteriormente,
en el segundo año de vida, los cambios de PO se realizan bimensualmente y finalmente, en el
tercer año de vida se realizan cada 70 ó 90 días según lo determine el especialista.
1.7 Herramientas de apoyo.
Se emplearon diversas herramientas para lograr la reconstrucción, mallado, medición y análisis
de esfuerzo de los diferentes modelos. La primera de estas, Mimics®, es una aplicación
comercial desarrollada por la empresa Materialise con el nombre de Mimics Innovation Suite,
principalmente para el procesamiento de imágenes médicas. El módulo Mimics es empleado para
la segmentación de imágenes, obteniendo como resultado modelos 3D con elevada exactitud de
las regiones anatómicas de estudio de los pacientes. Dichos modelos pueden ser empleados de
manera muy diversa en el campo ingenieril y pueden ser trabajados directamente en el resto de
los módulos de la suite, o pueden ser exportados a otros programas con paquetes CAD y CAE
[49].
Como se muestra en la Figura 1. 13A, a través del módulo Simulation la herramienta comercial
permite presentar con exactitud mediciones de una región anatómica determinada, permitiendo
exportar dichas mediciones a otros programas como Matlab para un análisis estático o
mediciones extras. [50]. Otra de las grandes aplicaciones del software es la de diseño de
implantes.
Para realizar una reconstrucción en el módulo Mimics se deben cubrir cuatro etapas
fundamentales:
Contrastado (windowing), etapa donde se ajusta el contraste de las imágenes médicas,
cuyo realce permite la visualización de determinados tejidos que tienen una intensidad
asociada de acuerdo a su valor en la escala de grises.
Filtrado (thresholding), el cual permite crear una máscara donde sólo se visualizarán
aquellos pixeles que se encuentren en el umbral seleccionado en la escala de grises.
27
Región de crecimiento. En el filtrado sin duda predominarán en la máscara creada, los
pixeles del tejido de interés, no obstante, puede que haya partículas dispersas (ruido) en
la imagen que formen parte de la máscara creada. Por tal razón, se aplica la función
región de crecimiento, que crea una nueva máscara con todo los pixeles que son
contiguos, de ese modo, se eliminan los pixeles que se encuentran dispersos en la
máscara y que realmente no conforman el tejido que se desea reconstruir.
Representación 3D, que es el último paso básico a seguir en una reconstrucción digital y
consiste en crear el modelo 3D a partir de la máscara elaborada. La mayoría de los
casos, requerirá la eliminación o adición de algunos pixeles a la máscara base de la
representación 3D con el fin de eliminar las posibles irregularidades que presente el
modelo 3D reconstruido.
Figura 1. 13 Aplicación de mimics en el área CMF: A) Medición B) Diseño C) Modelado [50].
Una vez realizada la reconstrucción digital, el modelo puede ser empleado por el módulo de
Simulation para realizar mediciones o pueden ser exportados al módulo 3-matic (su versión de
CAD médico), el cual permite realizar un mallado para un posterior análisis mecánico en
programas CAE, por ejemplo, Ansys.
En el presente trabajo de investigación, Mimics Innovation Suite se empleó para realizar la
reconstrucción de las impresiones dentales digitalizadas y del modelo del cráneo de un paciente
de 2 meses afectado con HLP unilateral. El módulo de Simulation, permitió caracterizar varias
28
medidas anatómicas propias de las HLP en la totalidad de las impresiones dentales seleccionadas.
Por otro lado, con 3-matic, se realizó el mallado del modelo del cráneo del bebé de 2 meses que
luego fue exportado a Ansys para un análisis estructural estático tras aplicar las cargas de
deglución.
29
PARTE I: ESTUDIO DEL MÉTODO PANNACI A PARTIR DEL
PROTOCOLO DE MAZAHERI MODIFICADO
CAPÍTULO II:PROTOCOLO DE ESTUDIO BASADO EN MUESTRAS DIGITALIZADAS
OBTENIDAS DE PACIENTES INTERVENIDOS CON LA TÉCNICA PANNACI. REGISTRO
DE IMPRESIONES DE HLP UNILATERALES.
CAPÍTULO III: EVALUACIÓN DEL PROTOCOLO PROPUESTO Y RESULTADOS
PRELIMINARES EN MUESTRAS SELECCIONADAS
30
CAPÍTULO II
PROTOCOLO DE ESTUDIO BASADO EN MUESTRAS DIGITALIZADAS
OBTENIDAS DE PACIENTES INTERVENIDOS CON LA TÉCNICA PANNACI.
REGISTRO DE IMPRESIONES DE HLP UNILATERALES.
Las impresiones dentales permiten observar la evolución del tratamiento trabajando
indirectamente con los pacientes. Al aplicar el protocolo de Mazaheri descrito en el Capítulo I se
tiene como gran limitante que no se considera la dirección axial de las impresiones dentales
debido a que físicamente son difíciles de medir y en la mayoría de los casos se trabaja con un
plano transversal de la muestra adquirido vía fotocopiado. En lo que se refiere a los mecanismos
de medición y seguimiento de la evolución y cierre de la hendidura, Seckel N. et al [22] y Brief J.
et al [23] trabajaron en la metodología para reducir el error asociado al posicionamiento de
puntos anatómicos vinculados a la HLP. Por su parte, Bayerlein et al [24] trabajaron en el
posicionamiento de estos a partir de imágenes médicas. Estos estudios se realizaron siempre en
un plano transversal de la impresión dental o el paladar del paciente.
Se propone una metodología que permita reducir el error asociado al posicionamiento de los
landmarks y que considere la dirección axial, por lo que opera con modelos de muestras
tridimensionales. Dicho protocolo es empleado de manera preliminar con 4 pacientes
provenientes de OSV para verificar su aplicabilidad, no obstante, utilizado de manera masiva,
permitirá la observación de patrones en el comportamiento de pacientes con HLP. Para su
organización, se tomó como referencia la metodología descrita por Sánchez et al [48] para la
creación de protocolos médicos. Este capítulo describe el procedimiento desde la toma de
impresiones dentales, hasta el procesamiento de los datos obtenidos, abarcando las fases de
adquisición de imágenes médicas, reconstrucciones digitales de las muestras, introducción del
protocolo en la herramienta Mimics y posicionamiento de landmarks.
31
El protocolo de acuerdo a Martínez M. et al[49], contempla un estudio observacional pues se
recaban los datos de la modificación Pannaci aplicada sin realizar ningún cambio; un estudio
retrospectivo porque va del efecto a la causa; y retrolectivo, pues las impresiones dentales,
principal objeto de estudio, provienen de OSV y no se posee un control directo sobre ellas al
momento de ser tomadas.
El protocolo tiene por objetivo brindar una herramienta que permita caracterizar y archivar
digitalmente la información extraíble de las impresiones dentales. Siendo una de las grandes
bondades en comparación a estudios y protocolos anteriores, la incorporación de la tercera
dimensión, la dirección axial. Su aplicación es ideal para la investigación en el área de la HLP y
cuando se desea monitorear de manera especial la evolución de un paciente.
El protocolo está pensado por ser el grupo de mayor incidencia, para pacientes con HLP
unilateral, sin importar si esta es parcial o total. El personal requerido para su implementación
requiere especialistas de las áreas de ortopedia de los maxilares, imagenología y biomecánica.
Las variables a medir por esta metodología son las propuestas por el protocolo de Mazaheri con
la variante que se miden en el espacio pues se considera la dirección axial. Estas dimensiones a
medir son las distancias transversales tanto del arco como de la hendidura en sus niveles anterior,
medio y posterior, así como la dimensión longitudinal de la hendidura. Por otro lado, se incorpora
la nueva variable ángulo de asimetría. También se presentan cualitativamente las zonas de
contacto entre el paladar y las PO, así como la variación punto a punto en el paladar tras ser
aplicado el tratamiento.
2.1 Selección y preparación del paciente e impresiones dentales.
A continuación se describe en detalle el proceso para la toma y elaboración de impresiones
dentales, el cual es implementado por especialistas de OSV como lo son los odontólogos
ortopedistas y sus asistentes dentales. Para la toma de la impresión se requiere de yeso, agua,
alginato y un set de cubetas de diversos tamaños.
32
1. Se verifica si existen antecedentes en el paciente y
si posee una buena alimentación.
2. Se solicita al representante del paciente que tome
asiento de manera lateral en la unidad odontológica
con sus pies apoyados en el suelo o en su defecto
un banco, sosteniendo al bebé boca abajo.
3. El doctor selecciona la cubeta de acuerdo a la
cavidad oral del paciente. Se prepara una mezcla
homogénea y consistente de agua y alginato para el
grabado del maxilar superior en negativo.
4. La cubeta con la mezcla de alginato se coloca en la
boca del paciente y debe permanecer ahí al menos
30 segundos, con el fin que solidifique y grabe bien
cada detalle del techo de la cavidad oral.
5. Se retira la cubeta de la boca del paciente y se
esperan al menos 10 minutos para que la impresión
en negativo se termine de solidificar. Se verifica el
correcto copiado del fondo del vestíbulo, los
bordes de la hendidura, los frenillos, todo el arco
maxilar y los surcos hamulares.
33
6. Se realiza vaciado o positivado colocando una
mezcla de yeso en la impresión en negativo,
cuidando de rellenar cada detalle.
7. Se retira todo el alginato de la muestra cuando el
yeso se solidifique. Se etiqueta la muestra con el
nombre del paciente y fecha de toma de impresión.
Las impresiones se deben tomar en la primera semana de vida del paciente, luego, a los 15 días y
mensualmente hasta cumplir el primer año de vida. En el segundo año de vida bimensualmente y
en el tercer año de vida cada 70-90 día según lo determine el especialista.
2.2 Proceso de digitalización de las muestras a partir de imágenes TAC
Durante esta etapa se ordenan las impresiones dentales objeto de estudio. Posteriormente se
realiza la adquisición de imágenes médicas mediante un tomógrafo de al menos 0.625mm de
intervalo y espesor de imagen. Esta fase se debe implementar con el apoyo de personal de
radiología. Para la reconstrucción digital de las muestras, se requiere de una herramienta
computacional de reconstrucción de volúmenes a partir de imágenes médicas; en este caso se
utilizó el módulo de Mimics 16.0 de la aplicación Mimics Innovation Suite. La adquisición de
imágenes médicas se realiza por el personal de radiología del centro médico donde se realiza el
estudio. Por otro lado, las reconstrucciones digitales se realizan por alguien con conocimientos de
biomecánica y manejo de imágenes médicas. En primer lugar se clasifican las impresiones
dentales por pacientes y se crea una tabla donde se plasmen los días transcurridos al momento de
realizar cada impresión dental desde el nacimiento del bebé. Con el fin de respetar la
34
confidencialidad del paciente [50], sólo se colocan las iniciales de sus nombres (ver ejemplo en
Tabla 2. 1). Luego se deben seguir los siguientes pasos:
Tabla 2. 1 Días transcurridos para cada toma de impresión
Paciente/N° muestra
1 2 3 4 5 6 7 8 9
SV 197 204 582 743 820 883 982 N/A N/A JH 28 56 91 301 N/A N/A N/A N/A N/A JR 28 38 437 567 631 735 924 1148 1418 AF 109 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A JF 1 161 308 N/A N/A N/A N/A N/A N/A AV 1 34 110 N/A N/A N/A N/A N/A N/A AM 189 231 490 N/A N/A N/A N/A N/A N/A JU 680 757 764 806 1030 1135 1254 N/A N/A
1. Se diseña un arreglo con su respectivo sistema de
coordenadas, que permita escanear la mayor
cantidad de muestras en un estudio en el
tomógrafo.
2. Se crea una leyenda que permita la identificación
de cada muestra a través de las iniciales de cada
paciente y su número cronológico de impresión
dental.
35
3. Se realiza el montaje de las impresiones dentales
según diseño.
4. Se coloca el montaje sobre el tomógrafo y se
alinea el sistema de referencia de éste con el
sistema láser del equipo para que la orientación
en las imágenes médicas sea la misma. El
tomógrafo debe lograr un paso y espesor de al
menos 0.625mm. El técnico radiólogo realiza la
adquisición de imágenes médicas con espesor y
paso de 0.625mm y se exportan las imágenes en
formato .DICOM.
5. Se importan las imágenes .DICOM al módulo
Mimics 16.0 y se verifica que las direcciones
anterior-posterior, superior-inferior e izquierda-
derecha del programa coincidan con las
direcciones de las imágenes. Se aplica
contrastado de tejido óseo preestablecido en el
software (dicho contraste permite la mejor
visualización de las impresiones dentales pues su
comportamiento es bastante similar al del hueso).
Se aplica filtrado de tejido óseo que permite crear
una máscara con los pixeles de cada una de las
muestras.
36
6. Se deben separar los pixeles asociados a la
bandeja, de los pixeles de las impresiones
dentales, mediante el borrador manual imagen por
imagen.
7. Se aplica la función "región de crecimiento" para
crear la máscara de una de las muestras, a partir
de todos los píxeles que se encontraban
interconectados. Se repite con todas las
impresiones obteniéndose una máscara para cada
una de éstas.
8. Se etiquetan las muestras de acuerdo a la leyenda
del arreglo.
9. Se realizan las reconstrucciones 3D de las
muestras sin suavizado.
10. Se descartan y almacenan las muestras que no
cumplen con los requisitos del estudio. Se
37
construye una tabla similar a la Tabla 2. 1 con
sólo las muestras seleccionadas
2.3 Protocolo de Mazaheri y definición de “landmarks” con Mimics.
En esta etapa se hace uso del módulo Simulation de Mimics Innovation Suite. Dicha
herramienta permite hacer un análisis antropométrico de un modelo permitiendo la medición de
magnitudes que físicamente resultan engorrosas o imposibles de cuantificar. Esto es posible
mediante el posicionamiento de landmarks, que son los puntos anatómicos del protocolo de
Mazaheri[21], que son posicionados en el modelo computacional desde Mimics 16.0 a través de
la herramienta ―Measure and Analyse” del módulo de Simulation. El estudio es intraobservador,
pues la selección de la ubicación de los landmarks es realizada por una sola persona. La persona
que realiza esta etapa debe tener nociones básicas de la aplicación Mimics Innovation Suite.
1. Se configura la herramienta ―Measure and Analyse”
del módulo de Simulation de Mimics Innovation
Suite para incorporar un nuevo protocolo de
medición (ver Apéndice A que contiene el
procedimiento en detalle), en este caso el protocolo
de Mazaheri.
2. Se colocan los landmarks del protocolo de Mazaheri
en cada una de las muestras. Al colocarse en un
sólido 3D, se debe tener especial cuidado al
posicionar los puntos internos de la hendidura, pues
no deben ubicarse en la cavidad, sino en el borde
interno del paladar. Este paso se recomienda repetir,
por lo menos, 5 veces para reducir el error de
medición y determinar la ubicación ideal de cada
landmark. Se deja un día intermedio entre cada
colocación de landmarks, con el fin de reducir la
38
posible memorización de algún modelo.
3. Se exportan las coordenadas obtenidas de los
landmarks (los resultados para los casos estudiados
se muestran en el Apéndice B).
Se creó el Apéndice A, para describir en detalle el procedimiento para introducir y usar el
protocolo de Mazaheri mediante Mimics Innovation Suite. Este procedimiento es aplicable al
introducir cualquier otro protocolo de medición.
2.4 Procesamiento de los datos obtenidos
2.4.1 Cálculo del error de la muestra.
A partir de los 5 posicionamientos realizados para cada uno de los puntos anatómicos, se
determinan las coordenadas del landmark ideal a través de la expresión:
< 𝑥 >=1
𝑁 𝑥𝑖
𝑁𝑖=1 Ecuación 2.1
Donde < 𝑥 > representa el valor de landmark ideal, por otro lado, N es el número de
veces que se realizó el posicionamiento de cada landmark, siendo 5 el número de
ocasiones en las que se repite este procedimiento. Finalmente, 𝑥𝑖 es el valor que tiene el
landmark en cuestión en cada medición.
Se calcula el error del landmark ideal, mediante el calculo de la desviacio estand r σ:
𝜎 = 1
𝑁 (𝑥𝑖−< 𝑥 > )2𝑁
𝑖=1 Ecuación 2.2
39
En la ecuación 2.2, las variables involucradas fueron definidas para la ecuación 2.1. Este
cálculo permite determinar el error asociado al posicionamiento humano de los
landmarks.
Similar a estudios previos [22], la medición entre puntos anatómicos se realiza de manera
lineal. las distancias de interés existentes entre dos puntos anatómicos o landmarks
𝑃1(𝑥1, 𝑦1, 𝑧1) y 𝑃2(𝑥2, 𝑦2, 𝑧2) se calculan mediante la expresión:
𝑑 = (𝑥2 − 𝑥1)2 + (𝑧2 − 𝑧1)2
El error asociado a la distancia 𝑑 = 𝑑 𝑥1, 𝑥2 , 𝑧1, 𝑧2 , se calcula mediante el método de
propagación de errores de las derivadas parciales [51], mediante la expresión:
∆d= ∂d∂x1
∆x1+ ∂d∂x2
∆x2+ ∂d∂z1
∆z1+ ∂d∂z2
∆z2
Al aplicar la expresión 2.4 a la función de la distancia d (ecuación 2.3), se obtiene la
siguiente expresión que permite hallar el error de cada distancia calculada:
∆𝑑 = 𝑥1−𝑥2
𝑑 ∆𝑥1 +
𝑥2−𝑥1
𝑑 ∆𝑥2 +
𝑧1−𝑧2
𝑑 ∆𝑧1 +
𝑧2−𝑧1
𝑑 ∆𝑧2
2.4.2 Elaboración de reportes.
Con un procedimiento similar al empleado por Sillman J.H. [52], se deben construir los
patrones o contornos principales del arco dentario y la hendidura, uniendo linealmente
cada uno de los landmarks ideales. Adicionalmente, se deben incluir las barras de errores
en los dos ejes que conforman el plano transversal. El procedimiento para el cálculo de
dichos errores se muestra en la sección 2.41.
Ecuación 2.3
Ecuación 2.4
Ecuación 2.5
40
A partir de las reconstrucciones de los modelos tridimensionales de la HLP, se superpone
cada muestra con su respectivo modelo inicial (muestra del primer mes) en los planos
axial y sagital para cada paciente (ver Figura 2. 1).
Figura 2. 1 Superposición de la última muestra (representada en azul) respecto a la muestra del
primer mes (representada en color blanco): A) Plano axial, B) Plano sagital.
Se colocan todas las muestras digitalizadas disponibles para un mismo paciente una al
lado de otra con el fin de formar una secuencia temporal de las impresiones. Esta
secuencia se construirá con las vistas frontales de cada una de las muestras, pues dicha
vista, permite observar la región anterior de la hendidura y la altura (dirección axial) de
cada uno de los segmentos del arco dentario. En la Figura 2. 2 se presenta un ejemplo de
secuencia para el caso de un paciente del cual se disponen de dos muestras, se puede
apreciar que en el segundo mes hay un crecimiento de la altura del segmento menor de la
hendidura, que al momento de realizarse la mordida, habría un contacto prematuro.
Figura 2. 2 Vista frontal de dos muestras tomadas en meses diferentes para un mismo paciente.
A) 1er mes B) 2do mes.
A) B)
A) B) Segmento mayor
Segmento mayor Segmento menor
Segmento menor
Segmento menor Segmento menor Segmento mayor Segmento mayor
41
Se construyen los gráficos que reflejen para cada paciente los cambios de las dimensiones
transversales L-x, m-m’ y t-t’ de la hendidura. El eje de las abscisas corresponde al
tiempo, que se presenta en número de días y contendrá la información de los días
transcurridos para la toma de cada impresión. Por otro lado, el eje de las ordenadas
corresponde a las distancias características (L-x, m-m’ y t-t’ ) en milímetros. En tal
sentido, se deben obtener por cada gráfico, tres curvas correspondientes a las dimensiones
L-x, m-m’ y t-t’.
Se construyen los gráficos que reflejen para cada paciente los cambios de las dimensiones
transversales de la arcada dentaria M-M’ y T-T’. Dichos gráficos se elaboran de manera
análoga a los gráficos de las dimensiones L-x, m-m’ y t-t’. Se deben obtener por cada
gráfico dos curvas correspondientes a las dimensiones M.M' y T-T'.
En el módulo Mimics, a partir de las imágenes médicas originales se seleccionan los
pixeles (regiones en grises) correspondientes a la zona donde hay contacto entre la placa
oclusora y la muestra de yeso, con el fin de reconstruir las zonas de contacto (ver Figura
2. 3).
Figura 2. 3 Selección de zonas de contacto real entre PO e impresión dental.
Se deben superponer cada una de las muestras con la muestra que la precede (ver Figura
2. 4A). Esto se realiza con el fin de mostrar los cambios que sufrió el paladar tras el uso
de la PO, pues al superponer la impresión dental del mes uno, con la impresión dental del
mes dos, se puede apreciar las zonas en las que el tratamiento indujo un mayor
42
crecimiento. Una vez superpuestas las impresiones, a través de una escala cromática se
pueden determinar con mayor precisión, las zonas que experimentaron más cambios (ver
Figura 2. 4B). El color rojo simboliza que la muestra del mes dos creció respecto a la
muestra del mes uno, por otro lado, el color azul indica que ese punto decreció.
Figura 2. 4 Comparación de muestras de un mismo paciente en tiempos diferentes obtenidos
mediante el módulo 3-matic de Mimics Innovation Suite. A) Muestras superpuestas B)
Comparación punto a punto.
Se creó el Apéndice D, con el fin de describir en detalle este procedimiento utilizando el
módulo 3-matic, el cual no se limita a la comparación de impresiones dentales, pues es
extrapolable a cualquier otra comparación de sólidos en el área médica.
2.4.3 Ángulo de Asimetría.
El protocolo existente de Mazaheri ofrece una noción cualitativa del nivel de asimetría que
posee el paciente a través de la posición del landmark identificado con la letra I, no obstante, no
existe ningún parámetro que cuantifique dicho nivel de asimetría.
Al observar un paladar sano (ver Figura 2. 5A), el punto del frenillo I coincide con la línea
media que parte del punto medio de la línea de tuberosidades (punto O). Luego, al observar un
paladar hendido, se aprecia que el punto I, se encuentra desplazado a un lado de la línea media y
en la medida que el ángulo entre la línea media y la línea I-O se incrementa, también crece la
asimetría del paciente. Por tal razón, surge la necesidad de incluir el nuevo parámetro que aquí
A) B)
Segmento menor Segmento menor Segmento mayor Segmento mayor
43
será definido como angulo de asimetria α, que existe entre la línea medial del paciente y la línea
IO, tal y como se muestra en la Figura 2. 5B.
En la medida que este ángulo se aleje de un valor igual a 0°, significa que el paciente tiene
mayor asimetría.
Figura 2. 5 Patrón del protocolo de Mazaheri en: A)Paladar sano, B)Paladar hendido.
Se debe construir para cada paciente el gráfico que refleje en función del tiempo la evolución
del ángulo de asimetría. De este modo se extraen los datos más relevantes de las impresiones
dentales, para su posterior interpretación.
Ángulo de asimetría A) B)
44
CAPÍTULO III
EVALUACIÓN DEL PROTOCOLO PROPUESTO Y RESULTADOS
PRELIMINARES EN MUESTRAS SELECCIONADAS
De acuerdo al texto de Martínez et al[52], se realizó un estudio descriptivo debido a que
solamente se contó con los datos de cuatro pacientes que cumplieron con las características
requeridas, de las 37 muestras recolectadas de 8 pacientes durante la investigación en las jornadas
organizadas por la Fundación OSV. Para la adquisición de las imágenes médicas se contó con el
apoyo del Centro Diagnóstico Docente de las Mercedes en Caracas su oficial de radiología, el
Prof. Miguel Martín Landrove. El equipo empleado fue un tomógrafo General Electric
LightSpeed RT 16 el cual tiene un espesor e intervalo de registro de 0.625mm. Para el proceso de
reconstrucción digital, se utilizó el módulo Mimics 16.0.
Tras realizar las reconstrucciones digitales de acuerdo al protocolo, se seleccionaron un total de
de 11 muestras correspondientes a 4 pacientes para realizar el estudio, las cuales se presentan en
la Tabla 3. 1. Los registros restantes fueron descartados por no tratarse de una HLP unilateral,
encontrarse cerrada la brecha o por no apreciarse los puntos anatómicos.
Tabla 3. 1 Días transcurridos para cada toma de impresión en pacientes que cumplen requisitos
del presente estudio
Paciente/muestra 1 2 3 4 5 A 253 582 743 883 982 B 28 56 91 301 N/A C 1 161 308 N/A N/A D 1 34 110 N/A N/A
45
Este capítulo está compuesto por cuatro secciones. En la primera se detallan las ventajas y
limitaciones de cada una de las fases de la metodología. Por su parte, la segunda sección muestra
los resultados preliminares tras la implementación de la metodología en cuatro pacientes, allí se
podrá apreciar el valor agregado de la metodología respecto a técnicas tradicionales. En la tercera
sección, se detalla los resultados obtenidos para el ángulo de asimetría, el cual es una variable
nueva introducida para la presente metodología. La última sección está dedicada a las
observaciones recibidas por el personal médico, mostrando las ventajas y limitaciones de la
metodología desde la óptica del personal de la OFM.
3.1 Observaciones sobre la implementación del protocolo.
Tradicionalmente el protocolo de Mazaheri ha sido implementado en fotocopias de las
impresiones dentales de los pacientes, resultando proyecciones planas del techo de la cavidad
oral. El uso del protocolo de Mazaheri en muestras tridimensionales permitió obtener mayor
detalle de la condición de los pacientes tratados, pues por ejemplo, se tiene información de lo
ocurrido en la dirección axial que antes no se poseía. La metodología contempló tres fases claves
como lo fueron: la toma de impresiones dentales, la adquisición de imágenes médicas y el uso de
los módulos Mimics y 3-matics de Mimics Innovation Suite. A continuación se detallan las
observaciones tras la implementación de dichas etapas.
En lo que se refiere a la toma de las impresiones dentales, se realizó de acuerdo al
procedimiento seguido por OSV, pues este permite el grabado de todos los puntos anatómicos de
interés en una muestra de yeso. Es determinante que se respeten los periodos establecidos por el
ortopedista para los cambios de PO y toma de nuevas impresiones, pues primeramente garantiza
el éxito del tratamiento y en cuanto a la metodología, es lo que permitirá la comparación de
resultados entre pacientes. En el caso actual, los 4 pacientes considerados para la implementación
de la metodología, no respetaron las fechas para la toma de impresiones, lo cual dificultó la
comparación entre pacientes.
En la adquisición de imágenes médicas la decisión de implementar un protocolo para tejido
óseo en el tomógrafo, fue bastante acertada, pues el yeso del que están compuestas las
impresiones dentales, absorbe las radiaciones de manera similar al hueso, lo cual facilita su
visualización en las imágenes médicas. Por otro lado, en un correcto calibrado, se debe garantizar
46
que las guías del tomógrafo estén alineadas con el sistema de referencia del montaje para que el
sistema de referencia de las imágenes médicas coincida. Este paso también se pudo realizar con
un escáner laser como el estudio de Brief et al [23] que empleó un modelo Micromeasure; no
obstante, al usar TAC, se tiene como ventaja que no es necesario hacer rotaciones de las
impresiones dentales para captar toda su superficie. Entre las principales limitaciones del uso de
las TAC, se encuentra la nociva irradiación al paciente, la cual no fue motivo de preocupación,
pues al usar impresiones dentales no se trabaja directamente con el paciente.
En cuanto al uso del módulo Mimics 16.0, el proceso de reconstrucción digital fue llevado a
cabo como si se tratase de tejido óseo. Como ya se mencionó, el yeso en las imágenes médicas
tuvo un comportamiento similar al del hueso, por lo que este camino garantizó la reconstrucción
esperada de las muestras. Es de gran importancia que no se le aplique ningún tipo de suavizado a
las impresiones reconstruidas, pues al realizar esto, se corre el riesgo de que se borren algunos
puntos anatómicos de Mazaheri.
Mimics 16.0, además de ser usado para la reconstrucción de las muestras, también se empleó
para el posicionamiento de los landmarks. Al realizar el marcaje, los puntos más difíciles de
posicionar fueron los caninos, tanto a nivel del arco C y C' como a nivel de la hendidura c y c'.
Esto ocurrió porque en los pacientes, los frenillos que determinan la ubicación de estos puntos, no
se encuentran totalmente conformados y en algunos casos no se realizó su correcto grabado al
tomar la impresión dental. Para reducir el error humano asociado al posicionamiento de los
landmarks, es necesario repetir el procedimiento de posicionamiento por punto al menos 5 veces,
si se salta este paso de la metodología, los resultados serían menos confiables.
Los puntos anatómicos correspondientes a la hendidura G, L, c, c', m, m', t, y t', son los que
requieren mayor precaución al momento de ser posicionados en muestras 3D, pues estos se
encuentran al borde mesial de los segmentos de la hendidura y pueden ser mal posicionados fuera
de estos segmentos. En la Figura 3. 1 se ilustra la aseveración anterior, pues se aprecia en las
imágenes inferiores, como ambos landmarks t' aparentan estar posicionados correctamente. Sin
embargo, con una vista frontal, se aprecia que el landmark de la imagen de la izquierda, no se
encuentra posicionado sobre el segmento menor de la hendidura.
47
Figura 3. 1 Posicionamiento del punto anatómico t'. A) Incorrecto. B) Correcto.
La primera ventaja del uso de imágenes médicas y el módulo Mimics 16.0 es el ahorro de
espacio físico para el almacenaje de información y disponibilidad al alcance de todas las partes
involucradas: odontólogos, técnicos e ingenieros. La digitalización de las muestras, tiene como
gran ventaja, que estas se encuentran al alcance de todos, y pueden ser almacenadas ―en la nube‖
o en dispositivos de almacenamiento. La geometría correspondiente a una impresión dental puede
ser exportada desde los programas de reconstrucción a partir de imágenes médicas en formato
.STL, con un peso que no exceda los 400KB. Por lo que más de 10000 muestras pueden ser
grabadas digitalmente en un DVD, evitando además, el deterioro de las piezas en yeso a lo largo
del tiempo, producto del golpeteo y de cómo se almacenen en físico. En tal sentido, guardar la
información correspondiente a 2 años de tratamiento de 500 pacientes en un DVD, no sólo ahorra
un gran espacio físico, sino que a través del correcto etiquetado digital de cada muestra, se
facilita la búsqueda de la información. Análogamente ocurre con los datos obtenidos mediante la
metodología, como los son distancias transversales y longitudinales de la hendidura, que al estar
digitalmente, facilitan cualquier análisis o cálculo adicional que se requiera realizar en otras
ocasiones. Por tal razón, se creó el Apéndice B, el cual muestra las coordenadas de cada uno de
los landmarks de los pacientes analizados en este estudio, para que estén al alcance del lector en
caso de querer realizar algún cálculo adicional en un estudio posterior.
A) B)
48
Al realizar el uso del protocolo de Mazaheri en las muestras digitalizadas tridimensionales, se
logró obtener información más detallada de la condición del paciente, como lo fue la observación
de los cambios dimensionales ocurridos en la dirección axial y la variación cuantificada de la
asimetría del paciente.
3.2 Evaluación del cierre de la brecha en pacientes estudiados.
Los resultados preliminares que se presentan en la actual sección, corresponden a 4 pacientes
tratados en OSV. No se deben realizar generalizaciones de la evolución del tratamiento, pues esta
es una muestra pequeña. El fin principal de esta sección es mostrar la aplicabilidad y
funcionalidad de la metodología propuesta en el Capítulo II.
Al implementar un registro 3D del protocolo de Mazaheri, se tiene como primer aporte que se
puede cuantificar el desplazamiento espacial, a través de las coordenadas de cada uno de los
landmarks, logrando verificar si hay alguna alteración en las direcciones de interés como
consecuencia de aplicar el tratamiento.
Para que se evidencie este aporte es necesario mostrar, para su posterior comparación, los
resultados en el plano del protocolo de Mazaheri, lo cual es el equivalente a la implementación
del protocolo tradicional. En las Figuras 3.2 a la 3.5 se muestran los contornos ideales del arco
dentario y la hendidura de los 4 pacientes analizados. Dichas figuras, corresponden a una vista
desde la parte inferior del paladar del paciente. Todas las figuras asociadas al paladar de un
paciente mostradas en el presente capítulo, cumplen con dicha orientación (vistos desde la
cavidad oral).
Si bien es cierto que dichas imágenes corresponden al método tradicional, se puede apreciar que
al tener los contornos en digital, se puede realizar la superposición de estos con el fin de tener una
visión más clara de la evolución propiciada por el tratamiento. Esta superposición resulta
complicada de lograr al aplicar el protocolo de Mazaheri en las fotocopias de las muestras.
Los contornos de los landmarks ideales, permiten observar cualitativamente las rotaciones de
los segmentos de la hendidura y el cierre de la brecha en sus niveles: posterior, medio y anterior.
Se pueden apreciar dichos cambios mes a mes siempre y cuando se trate del plano transversal.
49
Figura 3. 2 Contorno de landmarks ideales. Paciente A.
Figura 3. 3 Contorno de landmarks ideales. Paciente B.
Distancia lateral [mm]
Dis
tanc
ia a
nter
opos
terio
r[ [m
m]
Distancia lateral [mm]
Dis
tanc
ia a
nter
opos
terio
r[ [m
m]
50
Figura 3. 4 Contorno de landmarks ideales. Paciente C
Figura 3. 5 Contorno de landmarks ideales. Paciente D.
Distancia lateral [mm]
Dis
tanc
ia [m
m]
Dis
tanc
ia a
nter
opos
terio
r[ [m
m]
Distancia lateral [mm]
Dis
tanc
ia a
nter
opos
terio
r[ [m
m]
51
En el paciente A aunque hay un cierre de la brecha de la hendidura, al compararlo con los otros
pacientes, no se aprecian cambios significativos. Esto es atribuible a que dichas muestras, no
corresponden al período donde ocurre el mayor pico de crecimiento del paciente que son los
primeros 4 meses de vida. En los pacientes B, C y D sí se aprecia un cierre considerable de la
hendidura, donde incluso, en el paciente C, se observa un cierre de la brecha en la región anterior.
Si bien hay un cierre de la hendidura en estos pacientes, se aprecia que en la zona posterior es
considerablemente menor. Hay una tendencia de rotación del segmento mayor para recuperar la
simetría y mayor crecimiento en el segmento menor. En cuanto al arco dentario, se aprecia
crecimiento en cada uno de los pacientes. Hay crecimiento del conjunto en la dirección antero-
posterior, siendo más enfático en los pacientes B y D.
A diferencia de la aplicación del protocolo de Mazaheri en el plano, cuando se consideran
muestras tridimensionales se puede realizar la comparación mes a mes en los tres planos del
espacio, por lo que el estudio no se limita únicamente al plano transversal. A continuación se
presentan en las Figuras 3.6 a la 3.8 las secuencias de las impresiones dentales para los pacientes
B, C y D vistas desde los tres planos espaciales. Para el paciente A no se presentan estas
secuencias, pues como se observó en la Figura 3. 2, su variación fue muy poca, producto de no
aplicarse el tratamiento en las fechas estipuladas por el odontólogo ortopedista.
En las Figuras 3.6 a la 3.8 se presentan las secuencias de cambios desde los tres planos de
observación. El primero corresponde a una vista frontal de las impresiones dentales, que permite
observar la evolución en la dirección axial de los pacientes, y también apreciar ambos segmentos
de la hendidura y del arco dentario; se puede determinar en cuál se está produciendo mayor
cambio. Esta secuencia, incluye una línea horizontal, para señalar la mayor altura en la dirección
axial que presenta la muestra del primer mes de tratamiento que se encuentre disponible.
La segunda y tercera secuencia de imágenes corresponde a los planos axiales y sagitales
respectivamente. Además, se realizaron superposiciones de cada una de las muestras respecto a la
primera muestra del tratamiento con el fin de ver los cambios generados por la OFM. La segunda
secuencia permite apreciar el cierre de la brecha y rotación de los segmentos análogos a la
aplicación del protocolo de Mazaheri en el plano. Por su parte, la tercera secuencia, permite ver si
la variación en la dirección axial ocurre anterior o posteriormente.
52
Figura 3. 6 Secuencia de muestras tridimensionales para el paciente B. Superior: Plano Frontal.
Intermedio e inferior: Superposición de las muestras respecto a la muestra del primer en los
planos axial y sagital respectivamente.
Figura 3. 7 Secuencia de muestras tridimensionales para el paciente C. Superior: Plano Frontal.
Intermedio e inferior: Superposición de las muestras respecto a la muestra del primer en los
planos axial y sagital respectivamente.
28 días 56 días 91 días 301 días
1día 161 días 308 días
53
Figura 3. 8 Secuencia de muestras tridimensionales para el paciente D. Superior: Plano Frontal.
Intermedio e inferior: Superposición de las muestras respecto a la muestra del primer en los
planos axial y sagital respectivamente.
Al trabajar con las superposiciones de las muestras en los distintos planos, es de vital
importancia distinguir el arco dentario y la hendidura, del resto del material sobrante, como el
observado en la parte anterior en la vista axial del paciente B a los 301 días. Dicho sobrante no
tiene ningún significado anatómico y es el excedente de yeso al realizar la toma de la impresión
dental.
Primeramente, las Figuras 3.6 a la 3.8 confirman lo observado en los contornos de las Figuras
3.2 a la 3.5, como fue el cierre de la brecha, con mayor vigor en la zona anterior y siendo más
significativo tras la aplicación de la primera PO.
Al incorporar la tercera dimensión, se aprecian los efectos del tratamiento en la dirección axial.
Para el paciente B, entre la segunda y tercera muestra hubo un cambio en la altura del arco
dentario del segmento menor, lo cual dio origen a un contacto prematuro. Para el paciente C,
entre la primera y segunda muestra, se aprecia un cambio en la dirección axial, que en la tercera
secuencia respectiva, se aprecia ocurre posteriormente. Por último, el paciente D inicialmente
1día 34 días 110 días
54
mostró un contacto prematuro en la primera muestra, el cual se corrigió en las etapas
subsecuentes del tratamiento como se evidencia en las muestras siguientes del paciente.
Al estudiar el cierre de la brecha de la hendidura de manera cuantitativa, se monitorea la
distancia transversal en tres alturas de la brecha: anterior, medio y posterior. A continuación se
presentan los cambios sufridos por los pacientes seleccionados (ver Figuras 3.9 a 3.12).
Figura 3. 9 Distancias transversales de la hendidura. Paciente A
Figura 3. 10 Distancias transversales de la hendidura. Paciente B.
0
5
10
15
20
25
0 200 400 600 800 1000 1200
Dis
tan
cias
tra
nsv
ers
ale
s d
e
la h
en
did
ura
[m
m]
Tiempo [días]
t -t'
m -m'
L-X
0
5
10
15
20
0 50 100 150 200 250 300 350Dis
tan
cias
tra
nsv
ers
ale
s d
e
la h
en
did
ura
[m
m]
Tiempo [días]
t -t'
m -m'
L-X
55
Figura 3. 11 Distancias transversales de la hendidura. Paciente C.
Figura 3. 12 Distancias transversales de la hendidura. Paciente D.
Tras ser aplicado el tratamiento, ocurrió una disminución en el ancho anterior de la hendidura
L-x, en todos los pacientes, siendo más acelerado en aquellos que iniciaron el tratamiento en los
primeros meses de vida. Respecto al nivel medio y posterior, la tendencia de la brecha de la
hendidura fue de mantenerse o de cerrarse. En los casos en los que se observó un cierre, este
ocurrió a una tasa muy por debajo de la observada en la zona anterior.
Como parte del estudio, se presentan en las Figuras 3.13 a la 3.16 la evolución del arco
dentario de los pacientes considerados en el actual trabajo:
0
5
10
15
20
0 100 200 300 400
Dis
tan
cias
tra
nsv
ers
ale
s d
e
la h
en
did
ura
[m
m]
Tiempo [días]
t -t'
m -m'
L-X
0
2
4
6
8
10
0 20 40 60 80 100 120
Dis
tan
cias
tra
nsv
ers
ale
s d
e la
he
nd
idu
ra [
mm
]
Tiempo [días]
L-X
56
Figura 3. 13 Distancias transversales del arco dentario. Paciente A.
Figura 3. 14 Distancias transversales del arco dentario. Paciente B.
Figura 3. 15 Distancias transversales del arco dentario. Paciente C.
-5
5
15
25
35
45
0 200 400 600 800 1000 1200Dis
tan
cia
tran
sve
rsal
es
de
l ar
co d
en
tari
o [
mm
]
Tiempo [días]
T - T'
M - M'
0
10
20
30
40
50
0 50 100 150 200 250 300 350
Dis
tan
cias
tra
snve
rsal
es
de
l ar
co d
en
tari
o [
mm
]
Tiempo [días]
T - T'
M - M'
-5
5
15
25
35
45
0 50 100 150 200 250 300 350
Dis
tan
cia
tran
sve
rsal
es
de
l ar
co d
en
tari
o [
mm
]
Tiempo [días]
T - T'
M - M'
57
Figura 3. 16 Distancias transversales del arco dentario. Paciente D.
En lo que se refiere a las dimensiones transversales del arco dentario se aprecia un incremento
en la dimensión posterior a nivel de las tuberosidades. En cuanto a la dimensión media, también
se observó incremento de esta dimensión exceptuando el caso del paciente B, donde se apreció
una disminución que al ser contrastada con la tendencia de la magnitud m-m de la Figura 3. 10,
se puede concluir que el ancho del arco no se incrementó a nivel medio, debido al importante
cierre de la brecha que tuvo lugar a esa altura. Esto permite deducir que el proceso de crecimiento
óseo ocurre en la zona mesial de los huesos maxilar y palatino, acompañados de deformaciones
del arco dentario en la dirección medial.
En Figura 3. 17 se tiene que el ancho antero-posterior de la hendidura disminuyó para los
pacientes estudiados, no obstante, en algunos periodos de su aplicación, la tendencia se
incrementó para algunos pacientes, mientras disminuyó para otros, como es el caso de los
pacientes B y C, respectivamente. El paciente B tuvo un gran incremento de todo el arco dentario
en la dirección antero-posterior, por lo cual tuvo lugar ese crecimiento de la brecha antero-
posterior. En el paciente C, el cierre de la brecha G-x siempre se vio beneficiado por la rotación
que experimentó el segmento mayor.
-5
5
15
25
35
45
0 20 40 60 80 100 120
Dis
tan
cia
tran
sve
rsal
es
de
l
arco
de
nta
rio
[m
m]
Tiempo [días]
T - T'
M - M'
58
Figura 3. 17 Distancia antero-posterior de la hendidura. Pacientes B y C.
Las distancias características de la hendidura y el arco dentario se estudiaron cuantitativamente
en el plano transversal, pues al incorporar la tercera dimensión, se incrementaba
considerablemente el error asociado a la medida. Con el fin de mostrar por qué no se
consideraron dichas medidas en la dirección vertical, se presenta la Tabla 3. 2 con las distancias
verticales o correspondientes al eje axial, existentes en la hendidura y del paciente A.
Tabla 3. 2 Distancias verticales de la hendidura. Paciente A
Distancias verticales de la hendidura. Pt. A G - L 0,12 ± 0,27 0,39 ± 0,45 0,61 ± 0,73 0,79 ± 0,86 0,34 ± 0,24 t - t' 3,32 ± 1,10 1,39 ± 0,61 1,95 ± 1,08 0,38 ± 1,18 0,22 ± 1,74
m - m' 2,44 ± 0,21 0,93 ± 1,69 1,19 ± 0,77 0,09 ± 0,61 2,75 ± 0,70 c - c' 1,15 ± 1,25 2,68 ± 1,41 2,20 ± 1,34 2,96 ± 1,40 1,49 ± 1,03
En la Tabla 3. 2, se aprecia que en la dirección vertical el error asociado supera a la propia
medida, razón por la cual, pierde total relevancia el considerarla en el análisis. La magnitud de
dicha incertidumbre se debe a dos grandes factores. El primero, es que las variaciones en la
dirección axial suelen ser muy pequeñas y mientras las dimensiones medidas se hacen más
pequeñas, la presente metodología pierde validez, pues los errores asociados a las mediciones se
incrementan. En segundo lugar, los puntos anatómicos no están definidos en el espacio, por
ejemplo, el punto I, corresponde al frenillo labial medio, que a pesar de estar muy bien definido
-1.00
1.00
3.00
5.00
7.00
9.00
11.00
13.00
15.00
0 50 100 150 200 250 300 350
Dis
tan
cia
[mm
]
Tiempo [días]
Paciente B
Paciente C
59
en el plano transversal como un punto, en el espacio su ubicación no está definida. En la Figura 3.
18, se aprecia como un landmark es mal posicionado en el espacio, pues tiene distintos valores en
su componente axial. Esto incrementa el error en dicha dirección.
Figura 3. 18 Error común en el posicionamiento de landmarks.
Hasta este punto, se ha estudiado el cierre de la hendidura tanto cualitativamente como
cuantitativamente. Sin embargo, no se ha considerado el estímulo que ha generado los cambios
en los pacientes, ni cuáles son las zonas del paladar que han experimentado mayor
desplazamiento. Para realizar esto, se considerará solo al paciente B, pues fue el único del cual se
disponían las PO, además de las impresiones dentales.
Al incorporar el módulo 3-matic se logró inspeccionar las zonas que experimentaron mayor
desplazamiento. Esto se hace mediante la herramienta "Create Part Comparison Analysis", que
realiza un análisis de comparación punto a punto entre dos muestras. Para realizar esto primero
se deben superponer las dos impresiones dentales, por lo que se tendrá una muestra fija de
referencia y otra muestra a ser comparada que es móvil. Tal y como se describe en el Apéndice
D, para realizar la superposición se requiere de al menos 3 puntos. Si bien es recomendable usar
los puntos que experimentaron menor cantidad de variaciones en el tiempo para facilitar la
superposición de las muestras, esto no determina la calidad del análisis, pues la superposición
60
final se realiza mediante traslaciones y rotaciones manuales. Análogamente, el uso de una mayor
cantidad de puntos tampoco determina el éxito del análisis.
Luego de que las muestras estuviesen superpuestas se realizó el análisis. Si el punto de la
muestra móvil se encuentra dentro de la muestra fija, la desviación tendrá un valor negativo, por
su parte, si se encuentra por fuera de la muestra fija, el punto tendrá un valor positivo para la
desviación.
En la Figura 3. 19, se presenta el resultado del análisis de evolución del paciente B, donde cada
muestra fue comparada con la precedente para así mostrar el efecto de cada mes. Se observa que
gracias al uso de la primera PO, ocurrieron desplazamientos en la zona mesial del segmento
mayor de la hendidura, con mayor intensidad en la región anterior, lo cual permitió en gran
medida el cierre de la brecha en la zona anterior. Tras la aplicación de la segunda PO, se
observan desplazamientos en la zona mesial-posterior del segmento mayor de la hendidura y en
la arcada dentaria del segmento menor de la hendidura. En la tercera PO, la zona de mayor
desplazamiento fue nuevamente la correspondiente a la arcada dentaria del segmento menor de la
hendidura. El uso de esta herramienta, permitió ver el efecto del tratamiento de manera
localizada, y al especialista verificar si se obtienen los cambios esperados.
La escala cromática, a diferencia de las superposiciones de la Figura 3. 6, facilita al especialista
la lectura de las localidades del paladar que están experimentado mayor desplazamiento
Figura 3. 19 Cambios en el maxilar del paciente B tras aplicación de OFM.
56 días 91 días 301 días
3.864
2.551
1.237
-0.077
-1.391
-2.705
-4.018
6.238
4.501
2.765
1.029
-0.708
-2.444
-4.181
6.851
4.864
2.877
0.890
-1.097
-3.084
-5.071
[mm] [mm] [mm]
61
Con el fin de vislumbrar una relación entre el estímulo y el efecto del tratamiento, es conocido
que en la medida que se incremente la zona de contacto se espera que el cierre de la brecha y el
crecimiento óseo sea mayor ya que el estímulo que recibe el paladar, a través de la PO es mayor.
Se muestran en la Figura 3. 20 las zonas reales de contacto entre la PO y el paladar del paciente
B, que como ya se mencionó fue el único del cual se disponía de las cuatro PO correspondientes
a las 4 impresiones dentales existentes. La zona de contacto que se aprecia en una muestra en
color rojo, es la que produce los cambios en la siguiente muestra, razón por la cual, la zona de
contacto de la cuarta muestra no es considerada en el análisis, pues no se cuenta con quinta
impresión dental para ver el efecto generado por el estímulo en la zona de contacto de la cuarta
muestra.
Figura 3. 20 Zonas de contacto real entre PO e impresión dental para el paciente B
En la muestra correspondiente a los 28 días, se aprecia que la zona de contacto está cargada
anteriormente. Esto confirma lo observado en la Figura 3. 19, donde la zona que experimentó
mayor cantidad de desplazamiento fue la anterior. Por su parte, la muestra correspondiente a los
28 días 56 días
301 días
91 días
62
56 días, si presenta contacto en la zona posterior del segmento mayor, dicha zona fue una de las
que experimentó mayor desplazamiento en la Figura 3. 19. En el segmento menor del paladar de
la muestra correspondiente a los 91 días, hay una zona en la que no se produjo contacto entre la
muestra y la PO, dicha región, en la Figura 3. 19 aparece que no experimentó desplazamiento
positivo.
La tercera muestra es la que presenta mayor área de contacto, le sigue la segunda muestra,
mientras que la primera es la que presenta menor área de contacto. Como se mencionó, se espera
que haya mayor cantidad de cambios en la medida que se incremente la zona de contacto, no
obstante, este no fue el caso, pues como se aprecia en los contornos 2D (ver Figura 3. 3) y en las
superposiciones 3D (ver Figura 3. 6), el mayor cierre de la brecha, ocurrió luego de la primera
PO. Esto puede ser atribuido a que durante ese periodo, el paciente poseía el mayor potencial de
crecimiento, lo que le permitió producir la mayor cantidad de cambios. A medida que transcurre
el tiempo, disminuye el potencial de crecimiento del paciente.
Es de suma importancia monitorear el cierre de la brecha, pues este es el paso previo a los
procedimientos quirúrgicos de cierre de la hendidura del labio (queiloplastia) y del paladar
(palatoplastia). En la medida que este tratamiento sea exitoso, se podrán reducir incluso, el
número de cirugías a las que debe someterse un paciente.
Para ver el efecto de la variación del área de contacto en el cierre de la hendidura, se construye
la Tabla 3. 3 que refleja los cambios generados por la PO desde la impresión dental que la
precede, hasta impresión dental que la sucede, siendo el punto de referencia la muestra inicial. En
tal sentido, un valor porcentual negativo, indica el porcentaje de la brecha de la hendidura inicial
que se cerró durante el periodo de uso de esa PO. Por ejemplo, en la Tabla 3. 3, para el paciente
B, la dimensión T-T' sufrió un cierre de 5.11% entre los días 56 y 91 de vida del paciente.
Al observar de manera combinada la Figura 3. 20 y los datos del paciente B en la Tabla 3. 3, se
pueden extraer algunas observaciones en cuanto al efecto de la variación del área de contacto
entre la PO y el paladar del paciente. En el caso de la primera placa utilizada entre los días 28 y
56, se aprecia que el contacto ocurre en mayor medida en la región anterior del paladar, lo cual se
tradujo en una reducción de la brecha en la zona anterior (L-x) de un 85.65% versus una
reducción en las zona media y posterior de 23.31% y 17.49% respectivamente. La región anterior
63
recibió un mayor estímulo durante ese mes, por eso experimentó un cierre mayor. Para la segunda
PO, el contacto es mayor en las zonas media y posterior, lo cual se refleja en los cierres de la
brecha de 17.49% y 23.31% para las dimensiones posterior y media respectivamente, que a su
vez se encuentran considerablemente por encima del cierre de la brecha en la zona anterior, pues
la dimensión L-x experimentó un cierre del 3.15%. Por último, en la tercera placa, el contacto
ocurrió en todas las zonas del paladar, excepto una pequeña porción de la región anterior del
segmento mayor. Para la tercera PO, la zona media fue la que experimentó mayor cierre, mientras
que la zona anterior, presentó incluso una apertura de la brecha.
Tabla 3. 3 Cambios dimensionales del periodo de la PO, respecto a la muestra inicial [%]. Paciente A B C D Dimensión
A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 C1 C2 D1 D2
T - T' 9,38 0,07 6,01 1,65 -2,18 -5,11 12,01 -1,30 6,36 -0,61 -1,10
M - M' 6,19 9,77 -3,37 10,16 3,18 -0,72 -2,01 -4,32 12,40 1,62 6,74 G - L 6,46 -12,16 24,24 12,76 -68,06 4,51 13,08 -53,98 -35,28 -24,65 -29,74
t - t' 47,31 -28,23 9,46 -0,55 -19,24 -17,49 -14,68 3,46 0,77 N/A N/A
m - m' 24,50 -12,56 0,95 -3,97 -18,32 -23,31 -39,23 -8,35 20,65 N/A N/A L-X 386,67 -386,62 152,98 268,25 -85,65 -3,15 1,92 -54,42 -34,36 -38,70 -24,18
G-X 20,62 11,76 -15,02 -33,66 -55,31 7,96 17,76 -50,57 -44,09 15,60 -45,66
Días 204-582 582-743 743-820 820-982 28-56 56-91 91-301 1-161 161-308 1-34 34-110
En la Tabla 3. 3, se aprecia que los cierres en la brecha ocurren en los primeros meses de vida y
la efectividad del tratamiento disminuye a medida que transcurre el tiempo. Se confirma de
manera cuantitativa, que el mayor cierre de la brecha ocurre en la zona anterior. En lo que se
refiere al arco dentario, se espera que en un paladar sano haya crecimiento de éste, no obstante, se
pudo apreciar en los pacientes tratados hay disminuciones de las medidas anatómicas T-T' y M-
M' en los meses donde el tratamiento es más efectivo, observándose que en dichos casos, el
crecimiento ocurre en la zona mesial. Adicionalmente, en el paciente A, se observan cambios
porcentuales por encima de 300%, los cuales pueden dar una noción de cambios grandes, pero al
ver las figuras 3.10 y 3.14, se aprecia que no hubo cambios significativos y que los elevados
cambios porcentuales se deben a las diminutas dimensiones. En tal sentido, a medida que las
64
dimensiones se hacen más pequeñas, los cambios porcentuales dejan de ser un parámetro acorde
para el monitoreo de los cambios en la brecha y arco dentario.
3.3 Evaluación del grado de asimetría.
Tradicionalmente, los especialistas de la OFM, verifican por inspección en las fotocopias de las
impresiones dentales cómo ha sido la migración de los segmentos y cómo estos han rotado. No
basta con realizar el cierre de la hendidura, se debe garantizar que el punto I del frenillo labial
medio se encuentre en el plano medio del paciente, pues de ese modo se habrá recobrado la
simetría del paciente.
En el presente trabajo de grado se propone la incorporación de una nueva variable: el ángulo de
asimetría, que refleja el valor de cambio entre la línea media del paciente y la línea IO. Este
parámetro permite a los doctores un control más preciso del grado de asimetría de la cavidad oral
y su evolución, a medida que se aplica el tratamiento mes a mes.
Para una mejor interpretación de los resultados, es pertinente recordar que si los valores del
ángulo de asimetría son positivos, significa que el punto I se encuentra hacia el lado derecho del
paciente, es decir, el lado izquierdo si es visto desde la cavidad oral. Análogamente, si tiene un
valor negativo, significa que el punto I se encuentra cargado hacia el lado izquierdo del paciente.
En la medida que se acerque a cero, se estará restableciendo la simetría.
En los resultados preliminares mostrados en la Figura 3. 21, se aprecia que los pacientes B, C y
D disminuyeron su asimetría respecto a su respectiva condición inicial. Esto no sucedió con el
paciente A, que inicialmente presentó un valor de -2.78° y finalizó con uno de -8.54°. Una vez
más se evidencia lo importante que es iniciar la OFM en los primeros días de vida del paciente,
pues no sólo se garantiza el cierre de la brecha de la hendidura, sino además, la recuperación de
la simetría en sus rasgos faciales y morfológicos.
Como consecuencia de haber iniciado el tratamiento tempranamente, también se aprecia que en
los pacientes B, C y D, la tasa en la que se producen los cambios, es más acelerada que la
observada en el paciente A.
65
Para el paciente C, se aprecia que inicialmente poseía una asimetría con el punto I cargado
hacia el lado derecho de 21.71°; luego con el tratamiento, alcanzó una asimetría con el punto I
cargada hacia el lado izquierdo de -6.57°. En tal sentido, el especialista debe estar monitoreando
constantemente esta variable, pues las rotaciones de los segmentos, pueden exceder al cambio
deseado.
Figura 3. 21 Ángulo de asimetría.
3.4 Discusiones médicas.
Los especialistas de OSV, no suelen revisar las impresiones dentales para realizar una nueva
toma de impresión y diseño de una nueva PO. Ellos consultan dichas muestras, sólo si notan
algún comportamiento extraño en el desarrollo del tratamiento. En tal sentido, quienes conservan
las impresiones dentales son los representantes de los pacientes, por lo que para realizar un
revisión de éstas, se les deben solicitar con antelación. Por otro lado, estas muestras suelen
desgastarse por el golpeteo entre ellas o con cualquier otro objeto, disminuyendo la confiabilidad
de la información que registran.
La metodología descrita, permite almacenar detalladamente toda la información que guarda una
impresión dental:
-15.00
-10.00
-5.00
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
0 200 400 600 800 1000 1200
Án
gulo
[gr
ad]
Tiempo [días]
Paciente A
Paciente B
Paciente C
Paciente D
66
- En primer lugar, se tiene la reconstrucción digital de la muestra real.
- Sobre esta se pueden aplicar los mismos procedimientos de la muestra real.
- Se puede estudiar a través del protocolo de Mazaheri tradicional como el modificado para
un modelo tridimensional.
- Se puede estudiar la asimetría del paciente.
- En un formato digital, el modelo se encuentra al alcance de todos, por lo que un paciente
del Táchira, no tendrá que venir a Caracas solamente para mostrarles las impresiones
dentales al odontólogo ortopedista.
- Al aplicar el protocolo de Mazaheri modificado, se tiene la posibilidad de superponer los
contornos digitalmente y alcanzar una visión más amplia del tratamiento. Esto,
actualmente no se puede realizar a partir de las fotocopias.
Al recuperar la simetría y cerrar la brecha de la hendidura, se debe velar porque no se produzca
ningún defecto adicional. Con el método tradicional aplicado sobre el plano, no se podía tener
control sobre la dirección axial, pudiendo ocasionar algún defecto en esa dirección, invisible para
el procedimiento de monitoreo del paciente.
Al considerar la tercera dimensión en el estudio, el panorama para los médicos se amplía
notablemente, pues se observan parámetros que bajo los métodos convencionales era imposible.
Con la nueva metodología se pueden ver las variaciones que el tratamiento produce en la
dirección axial, permitiendo observar la creación de un contacto prematuro o algún otro tipo de
maloclusión.
Otra ventaja de la incorporación de muestras digitales tridimensionales, es que al ser
complementadas con el módulo 3-matic, se pueden conocer las regiones específicas del paladar
que están experimentado desplazamientos mayores. Esto no es posible mediante la utilización de
Mazaheri en el plano y constituye un gran aporte para el monitoreo del cierre de la hendidura.
Un nuevo avance, es que la asimetría del paciente queda cuantificada, ya no dependerá de la
percepción del especialista, permitiendo que un nuevo doctor pueda conocer la condición de un
paciente, sólo observando la variación del ángulo de asimetría en el historial del paciente.
67
Entre las limitaciones, se tiene que los doctores requerirán de visores para la correcta
observación de los nuevos datos generados por la metodología, como lo son los modelos 3D y el
paso previo del registro en imágenes TAC.
Como se mencionó al principio de esta sección, las impresiones dentales no son consultadas
regularmente, por lo que una de las grandes aplicaciones de esta metodología es la investigación.
Esta propuesta es ideal para el desarrollo y mejora de la técnica actualmente aplicada por OSV
mediante la caracterización de los distintos patrones de la HLP. Apuntando siempre a que el
tratamiento dependa menos de la experticia del médico tratante.
Se propuso una metodología que si es aplicada masivamente y respetando las fechas para las
tomas de las impresiones, aportará información valiosa para el estudio de la evolución de la HLP
en pacientes tratados con la modificación Pannaci; esto, a través de la caracterización de aquellos
patrones comunes en pacientes con HLP y una comprensión mayor de la relación estímulo de la
PO y desplazamientos obtenidos.
La metodología planteada permite estudiar el cierre de la hendidura tras la aplicación de la
OFM, tanto cuantitativa como cualitativamente. A través del posicionamiento de los landmarks,
se logra analizar cuantitativamente el cierre de la hendidura, logrando conocer el porcentaje de
cierre que ocurre mes a mes en cada uno de los niveles y direcciones de la brecha. Por otro lado,
mediante los contornos se puede tener una noción cualitativa de cómo es la migración de los
segmentos en el cierre de la brecha y recuperación de la simetría, especialmente cuando se
superponen los distintos contornos de un mismo paciente.
68
PARTE II: ESTUDIO DE UN PRIMER MODELO BIOMECÁNICO DE
PACIENTE INFANTE CON HENDIDURA LABIO PALATINA
CAPÍTULO IV: PROTOCOLO DE ESTUDIO BASADO EN UN MODELO NUMÉRICO DE
BEBÉ CON HENDIDURA UNILATERAL LABIOPALATINA. ANÁLISIS
TRIDIMENSIONAL BAJO EL MÉTODO DEL ELEMENTO FINITO
CAPÍTULO V: EVALUACIÓN DEL PROTOCOLO PROPUESTO Y DISCUSIÓN DE
RESULTADOS.
69
CAPÍTULO IV
PROTOCOLO DE ESTUDIO BASADO EN UN MODELO NUMÉRICO DE BEBÉ CON
HENDIDURA UNILATERAL LABIOPALATINA. ANÁLISIS TRIDIMENSIONAL
BAJO EL MÉTODO DEL ELEMENTO FINITO
En el capítulo II, se presentó una metodología que permite monitorear la respuesta de un
paciente tras ser aplicada la modificación Pannaci. Para el desarrollo de nuevas técnicas o
mejoras a la existente, las herramientas de simulación asistida por el computador, ofrecen como
gran ventaja que no requieren experimentar directamente con los pacientes. En el capítulo previo,
se pudo conocer la evolución de un grupo de pacientes mes a mes en respuesta a un estímulo
mecánico, dicha información, puede ser empleada para validar cualquier modelo computacional
que busque recrear el efecto del tratamiento objeto de estudio. Entre los elementos necesarios
para construir un modelo computacional se encuentran el material, la geometría, las restricciones
y las cargas que son aplicadas.
En lo que se refiere a la geometría, esta puede ser extraída a partir de las imágenes médicas
obtenidas mediante dispositivos como el tomógrafo axial computarizado y el resonador
magnético. La precisión de la geometría, dependerá en gran medida de la calidad de las imágenes
médicas (.DICOM), que también dependen directamente del paso y espesor de registro del
equipo. Uno de los grandes inconvenientes observados en estudios previos, es que la geometría
propia de la HLP ha sido modelada artificialmente o no corresponden directamente a la población
verdaderamente afectada por la HLP que son los bebés. En el caso de Zhao et al[15], el estudio
se realizó a partir de un cráneo sano, al cual se le modeló de manera artificial y mediante
herramientas computacionales una HLP unilateral completa.
70
Por otro lado, en el estudio de Pan X. et al[12], se trabajó con una paciente que presentaba una
HLP; sin embargo, ella tenía una edad de 14 años, cuando en contraste, la población
principalmente receptora de la OFM son bebés en sus primeros meses de vida, pues en este
período es cuando el paciente presenta una mayor tasa de crecimiento. En otros estudios como los
de Nagasao et al[14] y Holberg et al[8], la geometría fue obtenida tras escanear cráneos secos o
de plástico de pacientes normales. En tal sentido, en el presente trabajo se planteó una
metodología que considere la obtención de una geometría real a partir de un paciente que se
encontrase en sus primeros meses de vida y que tuviese una HLP unilateral.
En este capítulo, se describe en detalle la metodología para la reconstrucción virtual de
pacientes con HLP, que va desde el diagnóstico y selección del paciente hasta el montaje de
simulaciones en programas de análisis mediante el método del elemento finito. La metodología
propuesta respeta los principios éticos establecidos en la declaración de Helsinki [56], razón por
la cual, el paciente al que se le realizará el estudio, debe presentar un diagnóstico que amerite la
realización de una tomografía craneal. Bajo ningún concepto se le debe realizar una tomografía a
un paciente con el fin único de implementar esta metodología. Además, no debe haber sufrido
ninguna intervención quirúrgica, como por ejemplo la queiloplastia, tradicionalmente realizada a
los tres meses de edad.
4.1 Adquisición de imágenes médicas del estudio tomográfico.
La adquisición de las imágenes médicas debe ser realizada por el personal de radiología de un
centro médico, mediante un tomógrafo axial computarizado con un intervalo y espesor de corte
de al menos 0.625mm para captar cada detalle del paciente objeto de estudio. Para la sujeción del
paciente serán necesarios instrumentos como almohadillas, cinta adhesiva, mantas de fajamiento,
tiras de velcro y protección contra las radiaciones para el representante que estará acompañando
al bebé. El paciente no requiere que le sea inyectado líquido de contraste, por tal razón, no es
necesario que esté en ayuno. Al realizar la adquisición de imágenes se debe tener mayor
precaución en pacientes bebés que en adultos, y se debe considerar además, que no se le pueden
suministrar instrucciones a seguir a los bebés. Los pasos a seguir son:
71
1. El paciente debe ser envuelto en la manta de
fajamiento y colocado en posición supina sobre la
camilla del tomógrafo
2. Se colocan almohadillas en los laterales de la
cabeza del paciente con el fin de inmovilizarla. Si las
almohadillas no se mantienen inmóviles, se fijan
mediante cinta adhesiva
3. Se introduce una mamila en la boca del bebé, que
además de calmarlo, separa físicamente la mandíbula
del maxilar facilitando la posterior reconstrucción
digital
4. Dado que el bebé no se encuentra anestesiado, el
representante debe tranquilizarlo durante el estudio.
Para ello, se le coloca la protección para las
radiaciones y se acuesta boca abajo junto al bebé
5. Se realiza el estudio en el TAC y se exportan las
imágenes en formato .DICOM.
4.2 Reconstrucción del modelo óseo con hendidura labio palatina.
Para la realización de esta etapa, se debe contar con un software de reconstrucción digital a
partir de imágenes médicas como lo son Mimics Innovation Suite o Amira. A continuación se
presentan los pasos a seguir para realizar la reconstrucción del modelo óseo:
72
1. Una vez abierto el programa se importan las imágenes en
formato .DICOM y se verifican que las direcciones
anatómicas estén bien colocadas. Luego, se realiza un
contrastado para visualizar el tejido óseo.
2. Se crea una máscara que incluya los pixeles del tejido
óseo. Se eliminan los pixeles que aparezcan dispersos en la
máscara (ruido) y se conservan solamente aquellos que se
encuentran contiguos entre sí
3. Se realiza la reconstrucción 3D del modelo. Si la
mandíbula permanece unida al resto del cráneo, se remueven
los pixeles de la máscara que mantienen unidos al maxilar y
la mandíbula
4. Se reconstruye el modelo del cráneo sin mandíbula y se
exporta el modelo en formato .STL
73
4.3 Consideraciones para la elaboración de un primer modelo biomecánico sobre
pacientes con HLP.
4.3.1 Observaciones sobre el pre-procesamiento.
1 Se debe importar el modelo .STL al módulo 3-
Matic de Mimics Innovation Suite. Para reducir el
costo computacional de las simulaciones, se sugiere
practicar un corte transversal inmediatamente por
debajo del hueso nasal y un corte coronal anterior al
agujero occipital De este modo se conserva en el
modelo el área de interés y además se reducen los
tiempos de las simulaciones posteriores.
2. Se aplica un suavizado al modelo para eliminar
posibles concentradores de esfuerzo (smooth) Se
eliminan porosidades existentes en el modelo
mediante una superficie de envoltura (wrap)
3. Se realiza un mallado superficial con elementos de
tamaño similar (mediante las funciones Reduce,
Autoremesh, Quality preserve reduce triangles) y se
realiza el mallado volumétrico del modelo con
elementos tetrahedrales de 4-nodos pues son lo que se
adaptan de una mejor manera a volúmenes
irregulares.
4. Se convierten los elementos tetrahedrales de 4-
nodos a elementos tetrahedrales de 10-nodos y se
exporta la malla en formato .CDB
74
4.3.2 Observaciones del procesamiento.
En esta etapa se debe conocer plenamente el caso de estudio que se desea analizar.
1. Se importa la malla a Ansys mediante el módulo de elemento
finito (Finite Element module). Se definen propiedades del
material, si este es homogéneo o heterogéneo; isotrópico,
ortotrópico o anisotrópico; y si es elástico-lineal.
2. Se crean skins mediante la herramienta Skins detection tool
con un ángulo de tolerancia de 1°. Los skins son el conjunto de
caras que dan forma al modelo 3D y permiten la colocación de
cargas y condiciones de borde. La variable ángulo de tolerancia
analiza el angulo θ existente entre las normales de dos
elementos adyacentes en el modelo. Si este es menor o igual
que el ángulo de tolerancia fijado, entonces los dos elementos
pasan a formar un mismo skin, en caso contrario son separados
en dos skins [57].
3. Se exporta el modelo al módulo de Análisis estructural de
Ansys.
4. Se deben colocar las restricciones sobre el modelo. En los
casos de análisis de la HLP, se desea ver el efecto de una carga
funcional o dispositivo ortopédico sobre el paladar, por lo que
el cráneo será un elemento fijo. Por tal razón, se deben colocar
condiciones de no desplazamiento en los planos posterior y
75
superior con el fin de garantizar el anclaje total del cráneo
5. Se debe definir si el modelo es estático o cuasi-estático para
crear las regiones sobre las cuales actuarán las cargas y luego,
se aplican las cargas.
4.3.3 Observaciones del post-procesamiento.
Esta etapa, también realizada en la aplicación Ansys, permitirá estudiar las variables deseadas
en el análisis. A continuación se presenta el procedimiento a seguir y las variables que requieren
medirse al estudiar la HLP unilateral:
1. Se debe crear una zona característica (named selection) con los puntos anatómicos de
Mazaheri.
2. Se crean los archivos que permitan obtener los valores del esfuerzo equivalente y la
deformación unitaria en los puntos anatómicos de Mazaheri.
3. Se crean los gráficos de esfuerzo equivalente y deformación unitaria en la región
palatina.
4. Se propone la expresion ―factor de asimetria‖ [15], la cual muestra la diferencia
porcentual existente entre las medidas de un par de puntos anatómicos, respecto al punto
de estudio en el lado sin hendidura. Por ejemplo, permite comparar el punto de
tuberosidades en el segmento mayor T, con el punto correspondiente de tuberosidades en
el segmento menor T'. A continuación se presenta dicha expresión:
𝑭𝑨 =𝐗 − 𝐗′
𝐗 . 𝟏𝟎𝟎%
Donde X y X’ corresponden a las medidas de la deformación en el lado sin hendidura
(segmento mayor) y con hendidura respectivamente (segmento menor). Siendo FA, el
factor de asimetría y, en la medida que sea mayor, significa que el modelo estudiado es
más asimétrico, siendo el segmento mayor de la hendidura el que experimenta mayor
cantidad de esfuerzos o deformaciones. En caso que el factor de asimetría sea igual a cero,
se trata del caso de la perfecta simetría o asimetría inexistente. Por otro lado, en caso de
Ecuación 3.1
76
ser negativo, significa que el segmento menor de la hendidura es quien experimenta
mayor esfuerzo o deformación. Dicho factor de asimetría es calculado con los valores
obtenidos tras realizar la simulación.
5. Se ejecuta la simulación.
4.3.4 Análisis de Convergencia.
Se repite el procedimiento desde la etapa de procesamiento con una malla volumétrica
más refinada.
Se comparan los valores máximos de esfuerzo y deformación en los puntos anatómicos de
Mazaheri obtenidos en esta nueva simulación, con los resultados previos.
La malla se afinará hasta que la variación de los parámetros estudiados sea menor al 2%,
donde los resultados convergen y se consideran propios del modelo.
77
CAPÍTULO V EVALUACIÓN DEL PROTOCOLO PROPUESTO Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
La HLP unilateral implica una anormalidad en la estructura esquelética facial que afecta los tres
planos: sagital, transversal y coronal. Dicha anormalidad se agrava en el paciente a medida que
pasa el tiempo y no es tratado. Uno de los factores que regula el crecimiento del esqueleto
maxilofacial es el estímulo mecánico, pues las fuerzas oclusoras generan un campo de esfuerzos
que induce un proceso de deformación y modelado óseo. En pacientes no tratados, el estímulo
mecánico viene dado por las cargas fisiológicas como lo son las generadas por la deglución en los
bebés. Dichas cargas generan una distribución asimétrica de esfuerzos y deformaciones unitarias,
lo cual se traduce en un posterior crecimiento y desarrollo asimétrico.
Observaciones clínicas, afirman que dicha asimetría se ve influenciada por la geometría de la
hendidura. Zhao et al[15], realizó un estudio a partir del cráneo de un adolescente con maxilar
normal, donde modeló en ABAQUS diversos tipos de hendiduras bajo cargas fisiológicas,
demostrando que la profundidad de la hendidura incrementaba la asimetría respecto al plano
sagital medio. Previo al presente trabajo, se reprodujo el estudio de Zhao et al bajo cargas por
deglución, utilizando Ansys 14.0, y se confirmaron los resultados previamente obtenidos por
Zhao[58]. No obstante, la gran limitación que presentan estos estudios, es la imposición de
hendiduras artificiales, en lugar de construir modelos a partir de cráneos con hendiduras. Esta
simplificación elimina cualquier asimetría producto del desarrollo asimétrico del maxilar y
paladar, desestima las dimensiones reales de la hendidura y cualquier deformación y/o
remodelado producto de factores intrínsecos, funcionales y extrínsecos. En tal sentido y para
hacer uso de la metodología descrita en el Capítulo IV, se propone estudiar el efecto de las cargas
asociadas a la deglución en un modelo construido a partir de imágenes médicas de un paciente
bebé que tiene hendidura labiopalatina unilateral, con el fin de esclarecer las consecuencias de las
simplificaciones en estudios previos y vislumbrar los nuevos alcances.
78
El protocolo se le aplicó a un paciente del género masculino y de dos meses de edad con
hendidura labiopalatina unilateral con lateralidad derecha. El estudio tomográfico se realizó con
el respaldo de los representantes del paciente y el aval de la Fundación OSV, siendo la razón que
justifica la TAC craneal que el paciente presentaba trastorno motor hipotónico y pobre respuesta
auditiva, razón por la cual su neurólogo le refirió la realización de tal estudio.
Para estudiar de forma numérica la modificación Pannaci a partir de un primer modelo
biomecánico por el método del elemento finito, es necesario conocer en primer lugar las
solicitaciones de carga dinámica establecidas sobre la región maxilofacial alrededor de la fisura
labiopalatina. Adicionalmente, se debe también ajustar algún modelo de remodelado óseo externo
que relacione las cargas de estímulo con el proceso de modelado y remodelado durante estos tres
primeros meses donde el niño es intervenido con las placas ortopédicas; estos detalles,
desconocidos actualmente, sobrepasan los alcances del presente estudio, pero son el punto de
partida para la revisión y uso de los protocolos aquí propuestos.
En el presente capítulo se muestras las observaciones encontradas tras la implementación de la
metodología descrita en el capítulo IV, y los resultados preliminares del modelo digital elaborado
con los datos del paciente seleccionado.
5.1 Observaciones sobre la implementación del protocolo.
La adquisición de imágenes médicas se realizó en las instalaciones del Centro Diagnóstico
Docente Las Mercedes gracias al apoyo del Prof. Miguel Martín Landrove, Oficial de radiología
de dicho centro y todo su equipo de trabajo. Se empleó un tomógrafo de 64 cortes, marca General
Electric y modelo LightSpeed RT 64, con un paso y espesor de 0.625mm.
El uso del TAC, en comparación con estudios previos como el de Bayerlein et al [24], quienes
emplearon resonancia magnética, permitió disminuir los tiempos de adquisición de la data al
punto de no ser necesario anestesiar el paciente, por otro lado, el resonador tiene su principal
aplicación al estudiar tejidos blandos. Al comparar con estudios que emplearon un escáner 3D,
como es el caso de Brief et al[23], que se limitó al estudio de impresiones dentales, aparecen
otras ventajas, pues al emplear un escáner se requiere que la superficie sea adquirida desde
distintos ángulos, el cual es un esfuerzo no requerido al usar TAC. No obstante, la gran limitante
79
de la TAC, es que no se puede emplear desmesuradamente por lo dañinas que son las radiaciones,
sin embargo, cuando el diagnóstico de un paciente amerita una TAC, dichas imágenes médicas
pueden ser aprovechadas en la investigación
Adicionalmente, en comparación con el tomógrafo de 16 cortes empleado para el estudio de las
impresiones dentales descrito en el Capítulo III, se reduce 4 veces el tiempo del estudio, lo cual
es una gran ventaja pues al no ser anestesiado el paciente, se debe reducir al mínimo el tiempo de
la TAC.
Para el proceso de reconstrucción digital, se empleó Mimics 16.0, el cual cuenta con valores de
contrastado y filtrado predeterminados que facilitan la visualización de tejido óseo y la
elaboración de las respectivas máscaras. Por otro lado, la función "Región de Crecimiento"
facilitó la eliminación del ruido de la máscara, pues permitió unir los pixeles de tejido óseo que
se encontraban contiguos. La resolución del equipo fue acertada pues se aprecia en detalle cada
uno de los huesos, por ejemplo, en la articulación temporomandibular no se encontraban
fuertemente unidos el hueso temporal y la mandíbula, como ocurre al emplear imágenes de
menor calidad. Al observar la Figura 5. 1A se puede apreciar que la órbita presenta gran cantidad
de irregularidades, razón por la cual se debe realizar un considerable esfuerzo adicional mediante
la remoción y adición de pixeles, para lograr la reconstrucción final. En contraste, la Figura 5. 1B
muestra continuidad en la órbita, por lo cual basta con un proceso de retoque para afinar el
modelo reconstruido final. De este modo se evidencia como un paso menor, mejora
considerablemente el modelo reconstruido y disminuye el esfuerzo requerido para su elaboración.
Figura 5. 1 Comparación entre reconstrucciones a partir de imágenes con espesor y paso de: A)
1mm B) 0.625mm (actual de trabajo).
A) B)
80
El módulo 3-matic, resultó una herramienta bastante acertada para el pre-procesamiento, pues
está diseñada para sólidos reconstruidos a partir de imágenes médicas y combina herramientas
CAD con capacidades de pre-procesamiento como lo es el mallado. Los comandos de lo que
dispone el programa (Reduce, Autoremesh, Quality preserve reduce triangles), permitieron crear
una malla de elementos tetraedrales de tamaño similar. El tamaño máximo del elemento de la
primera malla en exportarse fue de 5mm. Es importante acotar que el remallado para afinar la
malla durante el proceso de convergencia, se realizó en 3-matic, pues se disminuían
considerablemente los tiempos computacionales que al realizarlo en Ansys 14.0
SOLID187 es un tipo de elemento que en Ansys corresponde al elemento tetraedral de 10-
nodos. Este tipo de elemento se adaptó muy bien al caso de estudio, pues es de orden superior y
sus desplazamientos tienen un comportamiento cuadrático, adaptándose bien al modelado de
mallas irregulares.
Al crear los skins, el software tiene preestablecido un ángulo de tolerancia de 15º, no obstante,
en el presente estudio se empleó un ángulo de tolerancia de 1º lo cual generó mayor versatilidad
al momento de colocar las cargas y condiciones de borde, pues cuando se seleccionó un ángulo
de 15° y se deseaba seleccionar la región palatina, se marcaban otras regiones como el arco
dentario.
El hueso es un material cuyas propiedades mecánicas han sido objeto de innumerables
estudios, pues la determinación de éstas, dependen del modo y medio en el que son medidas. Para
la simulación realizada, se consideraron las propiedades mecánica de hueso cortical del estudio
de Zhao et al [15]. En tal sentido, el material se consideró homogéneo, isotrópico y elástico-lineal
con relación de poisson de 0.3 y un módulo de Young de 12.7GPa [15], simplificaciones válidas
siempre y cuando se trabaje en un rango de cargas bajas. Además, al tomar para la medición de
esfuerzo y deformación, los puntos del protocolo de Mazaheri que se encuentran alejados de la
región palatina que es la zona de aplicación de las cargas por deglución, se obtienen resultados
más precisos, pues de acuerdo al principio de Saint-Venant [59], en la medida que se analicen
puntos que estén más alejados de los puntos donde se aplican las cargas, los resultados serán más
precisos.
81
Las condiciones de borde se fijaron de acuerdo a la metodología en el plano superior y posterior
del modelo (ver Figura 5. 2). Por otro lado, se aplicó una presión en la región palatina del modelo
igual a 2.75KPa de acuerdo a lo establecido en las secciones 1.1.3 y 1.2 (ver Figura 5. 3).
En la realidad del problema, ocurre un proceso de modelado y remodelado óseo, no obstante,
este responde a un estímulo mecánico correspondiente a los campos de esfuerzos y deformación
lineal, por lo que resultó acertado considerar estas variables en el post-procesamiento.
Figura 5. 2 Condiciones de borde.
Figura 5. 3 Zona de aplicación de cargas.
82
5.2 Resultados preliminares para el caso de estudio.
Lo primero en realizarse antes de analizar los resultados, fue el análisis de convergencia para
validar el modelo. El proceso de convergencia se hizo a partir de los valores máximos del
esfuerzo y deformación unitaria de von Mises en la región palatina y el modelo entero. En la
Tabla 5. 1 se puede observar los valores obtenidos para estos indicadores mecánicos.
Tabla 5. 1 Valores del esfuerzo y deformación unitaria de von Mises para diversos mallados.
Tamaño máx.
del elem.
N° de elem.
Nodos Paladar Sólido completo σ (von Mises) ε (von Mises) σ (von Mises) ε (von Mises) [Pa] % [mm/mm] % [MPa] % [mm/mm
] %
5 57767 16324 17301 9.99E-05 38730 2.06E-04 4 58999 16504 18041 4,28 9.78E-05 2,12 38301 1,11 2.08E-04 0,63
3,5 61712 16913 17602 2,43 9.99E-05 2,11 39010 1,85 2.09E-04 0,63 3 69631 18231 16991 3,47 9.64E-05 3,47 38490 1,33 2.08E-04 0,62
2,5 84965 20451 16523 2,75 9.54E-05 1,04 38603 0,29 2.07E-04 0,48 2 124211 26589 16446 0,47 9.48E-05 0,63 38502 0,26 2.06E-04 0,38
De acuerdo a la metodología, el análisis de convergencia se inició con un mallado cuyo tamaño
máximo de elemento era de 5mm. Luego, se cambió hasta que las variaciones de las magnitudes
mecánicas seleccionadas fueran menores al 2% de acuerdo a lo propuesto en la metodología. Para
esto, se varió el tamaño de máximo del elemento 1mm para alcanzar el tamaño de elemento
máximo de 4mm. Luego se varió 0.5mm hasta alcanzar el tamaño máximo de elemento de 2mm,
donde la variación máxima fue de 0.63%, permitiendo que los resultados obtenidos sean propios
del modelo.
La simulación realizada tiene varios puntos de encuentro con el estudio realizado por Zhao et al
[15], siendo las principal diferencia que en la simulación realizada en esta investigación se
empleó una geometría real cuyo origen parte de las imágenes médicas de un paciente bebé con
HLP. Por otro lado, actúa la carga funcional de la deglución a diferencia del estudio de Zhao et al
[15], donde actúan las cargas de masticación. Por lo expuesto, habrán algunos puntos de esa
sección donde se harán algunas comparaciones con dicho estudio.
83
En primer lugar se presentan los patrones de esfuerzo y deformación en la región palatina (ver
Figuras 5.4 y 5.5), pues representan los estímulos mecánicos que inducen los procesos de
modelado y remodelado óseo, que a pesar de no ser considerados para la simulación, se puede
tener una noción de cómo ocurrirían a partir de los campos de esfuerzos y deformaciones.
Figura 5. 4 Patrón de esfuerzos en la región palatina del caso de estudio.
Figura 5. 5 Patrón de deformaciones unitarias en la región palatina del caso de estudio.
84
En las Figuras 5.4 y 5.5, se aprecia la distribución asimétrica de esfuerzos y deformaciones
unitarias, donde el segmento mayor aparece más cargado en comparación con el segmento
menor. Aquí se aprecia cómo la asimetría de la geometría del modelo, afecta el modo en que son
distribuidas las cargas funcionales de la deglución, poniendo en peligro la integridad estructural
de la región maxilofacial, pues al estar más cargado el segmento mayor que el segmento menor,
ocurrirá un desarrollo asimétrico agravando la asimetría ya existente.
Esto puede explicar desde el punto de vista biomecánico, el por qué algunos pacientes con HLP
presentan una diferencia considerable entre ambos segmentos en lo que a volumen se refiere,
donde se aprecia un segmento muy desarrollado y otro claramente atrofiado. Es de esperarse, que
el segmento más cargado, tenga un mayor desarrollo, pues al recibir un mayor estímulo, tiene un
potencial mayor de crecimiento y desarrollo, como respuesta a dicho estímulo. Caso contrario al
segmento menor, el cual se ve limitado por recibir un estímulo mecánico menor.
A continuación se muestran en la Figura 5. 6 los puntos anatómicos de Mazaheri dispuestos en
el modelo, en los cuales se midieron el esfuerzo y la deformación unitaria equivalente de von
Mises. Dichos valores, se presentan en la Tabla 5. 2.
Figura 5. 6 Puntos anatómicos de Mazaheri en el modelo.
Tabla 5. 2 Esfuerzos en los puntos del protocolo de Mazaheri en el arco dentario.
Pto σ (von Mises) [Pa]
85
T' 65.794 C' 73.332 L 96.331 T 911.54 C 522.61 I 1853.50 G 41.625
Los valores para el esfuerzo presentados en la Tabla 5. 2, difieren en dos órdenes de magnitud
con los reportados en estudios similares realizados en adultos, lo cual es atribuible
principalmente, al hecho de que en un bebé las cargas que actúan son menores debido a que los
músculos no se encuentran conformados. También se aprecia que en la medida que se realice la
medición de las magnitudes mecánicas en un punto ubicado hacia la dirección anterior, se
incrementa el esfuerzo. Es por eso que en la Tabla 5. 2, el punto con mayor esfuerzo es el punto I,
por otro lado, el punto con menor valor para el esfuerzo y la deformación es el punto T'. En el
capítulo III se observó que tras aplicar la técnica modificación Pannaci, la región anterior fue la
más susceptible a cambios. Por otro lado, en la simulación realizada también se aprecia que la
región anterior es la que experimenta mayores estímulos a pesar de tratarse de otro tipo de cargas.
En las Figuras 5.7 y 5.8, se distingue que además de los cambios de las dimensiones mecánicas
en la dirección antero-posterior, también existen diferencias notorias entre el segmento menor y
mayor. Se observa que los puntos correspondientes al segmento mayor, experimentan mayores
esfuerzos y deformaciones.
Figura 5. 7 Esfuerzos en pares de puntos anatómicos de Mazaheri.
0
200
400
600
800
1000
Tuberosidades Caninos Hendidura
Esf
uerz
o [P
a]
Puntos anatómicos
Segmento mayor
Segmento menor
86
Figura 5. 8 Deformaciones en pares de puntos anatómicos de Mazaheri.
Las Figuras 5.7 y 5.8 representan una clara distribución asimétrica de los esfuerzos y las
deformaciones. Dicha asimetría se cuantificó mediante el factor de asimetría propuesto en la
metodología. Los resultados se presentan en la Tabla 5. 3
Tabla 5. 3 Factores de asimetría
Puntos anatómicos
ε (von Mises) σ (von Mises)
Tuberosidades 92.77% 92.78% Caninos 86.20% 85.97% Hendidura -105.84% -131.43%
En la Tabla 5. 3, la asimetría aumenta hacia la dirección anterior. A la altura de la hendidura, es
el segmento menor el que se muestra cargado por el efecto de la deglución.
En líneas generales, al incluir una geometría real en el análisis por elemento finito de la HLP
unilateral, se obtuvieron resultados similares a los reportados en estudios previos como lo fue el
de Zhao et al [15] quien al estudiar las cargas de masticación, también observó que el segmento
mayor de la hendidura experimentaba mayor cantidad de esfuerzos. La distribución asimétrica de
esfuerzos se debe a la asimetría de la estructura craneal, en tal sentido, si no se trata la HLP, se
agravará la condición, pues la distribución asimétrica de esfuerzos induce el crecimiento óseo
asimétrico.
0.00E+00
1.00E-09
2.00E-09
3.00E-09
4.00E-09
5.00E-09
De
form
ació
n [
mm
/mm
]
Puntos anatómicos
Segmento mayor
Segmento menor
87
En la Figura 5. 9 se presenta una vista frontal del modelo desarrollado por Zhao et al [15] y el
actual trabajo, en ellos se puede apreciar que la asimetría no es solo en la región palatina, sino
que además se propaga al resto de la estructura craneal.
Figura 5. 9 Distribución de esfuerzos para: A) Zhao et al [8] B) trabajo actual.
Se aprecia que las regiones con mayor cantidad de esfuerzos son similares para ambos estudios.
Tal es el caso de la apófisis frontal del hueso maxilar en torno a la órbita, donde en la Figura 5. 9
se puede apreciar que es una zona de elevados esfuerzos para ambos estudios. Lo mismo ocurre
para el hueso maxilar en torno a la espina nasal anterior. En la imagen también se evidencia la
diferencia de dos órdenes de magnitud entre ambos estudios, comentada previamente.
La principal variante que propone la metodología implementada es la incorporación al modelo
de una geometría real obtenida a partir de imagenes médicas. En tal sentido, el modelo del
presente estudio se comparó con el de Zhao et al [15] que también presentaba el mismo tipo de
HLP (unilateral completa). Para Zhao et al [15], el factor de asimetría en las tuberosidades y
región canina fue de 67.03% y 60.03% respectivamente, los cuales son menores que el calculado
para el modelo con hendidura real empleado en este análisis que tiene valores del factor de
asimetría de 92.78% y 86.20%, para las tuberosidades y caninas respectivamente. En tal sentido,
se puede afirmar que el uso de la geometría de un modelo real tiene refleja una asimetría más
pronunciada en la estructura craneal del paciente.
Órbita
Espina Nasal
[MPa]
88
5.3 Observaciones finales.
La metodología descrita contempla todos los pasos necesarios para estudiar la HLP mediante
un modelo numérico, desde la adquisición de imágenes, hasta el post-procesamiento de la
simulación el caso de estudio.
La implementación de mejores equipos garantiza la calidad requerida por las imágenes médicas
para la construcción de geometrías más reales para los modelos biomecánicos. Simplificaciones
como la separación del maxilar y la mandíbula mediante una mamila, también facilitan el proceso
de reconstrucción de la geometría a partir de imágenes médicas.
Los resultados preliminares del modelo calculado para probar la metodología, evidenciaron que
la implementación de una geometría más cercana a la realidad del problema de la HLP,
incrementan la distribución asimétrica de esfuerzos y deformaciones respecto a estudios que
modelaron artificialmente la hendidura labiopalatina.
El uso combinado de la metodología descrita en el capítulo II para impresiones dentales y la
descrita en el Capítulo IV para modelos numéricos, permitirá la construcción de modelos
biomecánicos más cercanos al evento físico, pues a partir de los datos experimentales extraídos
de las impresiones dentales, se tiene una noción más clara de la situación que se desea recrear con
modelos numéricos.
En el modelo simulado, se asumió un comportamiento homogéneo del material. Una primera
mejora para la simulación, sería la asignación de propiedades heterogéneas mediante una escala
de grises a los diferentes pixeles presentes en las imágenes médicas.
Por último, en lo que se refiere a las cargas, se debe apuntar a la creación de un modelo
numérico que reproduzca el efecto de la modificación Pannaci, que implica pequeñas cargas y
que son intermitentes, lo cual las hace variable en el tiempo tanto en magnitud, como en sentido y
puntos de aplicación. Para definir esta variable es necesario hacerlo de manera experimental con
la utilización de sensores en el paladar del paciente, tal y como se ha realizado en estudios
previos como los de Hori et al [36] y Ono et al[16].
89
CONCLUSIONES
El presente trabajo de grado permitió el desarrollo de dos metodologías pera el estudio de la
hendidura labiopalatina. La primera lo hace de manera retrospectiva y estudia a partir de
impresiones dentales el efecto de la técnica modificación Pannaci en pacientes con HLP. Por otro
lado, la segunda estudia la HLP mediante la simulación numérica. A continuación las
conclusiones del presente trabajo de grado:
Se presentó una metodología que permite mayor comprensión de la modificación Pannaci
mediante el registro de impresiones dentales de pacientes con HLP.
Se realizó la reconstrucción computarizada de impresiones dentales tridimensionales a
partir de imágenes médicas de muestras reales.
Se determinaron las variables de cambio en pacientes con HLP tratados con la
modificación Pannaci, como lo son: el ángulo de asimetría, las zonas de contacto paladar-
PO y las dimensiones del protocolo de Mazaheri considerando la dirección axial.
Se desarrolló una metodología que permite el estudio cualitativo y cuantitativo de las
variables de cambio en pacientes tratados con la modificación Pannaci mediante modelos
del contorno de la HLP.
Se presentó una metodología para la reconstrucción digital de un modelo geométrico para
el estudio de la HLP mediante análisis estático y a partir de imágenes tomográficas.
90
RECOMENDACIONES
A continuación se presentan algunas recomendaciones y pasos a seguir ulteriores a la presente
investigación:
Se recomienda realizar un entrenamiento de posicionamiento de landmarks de las
impresiones en el espacio para las personas que implementarán esta etapa de la
metodología, para reducir el error humano observado en el presente trabajo.
Para lograr la comparación entre pacientes, se recomienda que se respeten las fechas
establecidas por los especialistas para cambios de las PO y toma de impresiones dentales.
Se recomienda aplicar la metodología masivamente para obtener información más valiosa
de la modificación Pannaci.
Se recomienda para el modelo numérico la asignación de propiedades heterogéneas
mediante una escala de grises a los diferentes pixeles presentes en las imágenes médicas.
Se recomienda el uso de sensores en la región palatina de pacientes con HLP, para
determinar la magnitud y sentido correcto de las cargas que actúan en dichos pacientes.
El uso combinado de ambas metodologías, permitirá la construcción de modelos
biomecánicos más cercanos a la realidad.
91
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96
APÉNDICE A: METODOLODÍA DE INTRODUCCIÓN DE PROTOCOLO
Y POSICIONAMIENTO DE LANDKMARKS EN MIMICS.
El presente apéndice tiene por objetivo mostrar la metodología para la introducción y uso de un
protocolo de medición en el módulo Mimics 16.0 En negritas se colocan todos los accesos,
módulos o comandos a seleccionar. Esta metodología permite comparar objetos mediante la
colocación de puntos característicos en cada uno de los modelos
En el siguiente ejemplo, se trabaja con impresiones dentales de pacientes con hendidura labio
palatina unilateral que son tratados con ortopedia funcional maxilar mediante el uso de placas
ortopédicas. Los puntos característicos asociados a estos modelos son los puntos anatómicos
descritos por Mazaheri (ver Figura A. 1). Las impresiones dentales corresponden a distintas
etapas del tratamiento, reflejando de este modo, la evolución del mismo, lo cual implica cambios
en la morfología de las impresiones. A continuación se presentan los puntos anatómicos a ser
empleados en el presente ejemplo:
En Mimics 16.0 se debe realizar la reconstrucción de los sólidos involucrados o importarlos al
programa como archivo STL. No se presenta el proceso de reconstrucción de sólidos 3D a partir
Figura A 1 Figura A. 1 Protocolo de Mazaheri para hendidura labiopalatina unilateral [42].
97
de imágenes médicas, pues en primer lugar no es el objetivo del presente apéndice, además se
encuentra descrito en detalle en el manual de usuario de Mimics 16.0.
Una vez realizada la reconstrucción o importación, en la pestaña de Simulation (ver Figura A.
2), se presiona la opción Measure and Analyse. A continuación, aparecerá la ventana emergente
Analysis Overview, la cual muestra los protocolos registrados en el programa. En la Figura A. 3,
se aprecia un protocolo para el fémur. Para crear el protocolo de Mazaheri a usar en este
ejemplo, se debe presionar New, para que aparezca la ventana de Change Analysis (ver Figura
A. 4), donde se debe colocar el nombre del análisis y los puntos, planos o mediciones de interés.
Figura A. 2 Pestaña Simulation
98
Figura A. 3 Análisis disponibles en Mimics 16.0
Figura A. 4 Módulo de Measure and Analyse.
99
Al agregar un punto anatómico, se debe colocar su nombre y una breve descripción, como se
muestra en la Figura A. 5. Análogamente, se hace para las mediciones importantes (ver Figura A.
6), indicando además, los dos puntos que generan la medida.
Figura A. 5 Creación de un punto característico.
Figura A. 6 Creación de una medida característica.
100
Una vez agregados todos los puntos, medidas y planos correspondientes, se crea el protocolo
(ver Figura A. 7).
Figura A. 7 Protocolo de Mazaheri completado.
En el módulo de Measure and Analyse, se debe seleccionar en la lista desplegable de
Analysis (ver Figura A. 8), el protocolo creado y se procede a fijar en el modelo cada uno de los
puntos característicos correspondientes al protocolo creado. Para ello, se selecciona cada punto y
mediante el botón verde (ver Figura A. 9), se fijan en el modelo (ver Figura A. 10).
101
Figura A. 8 Selección de análisis en el módulo de Measure and Analyse.
Figura A. 9 Panel de puntos característicos.
102
Figura A. 10 Modelo con los puntos anatómios o característicos fijados.
En el módulo de Measure and Analyse, se encuentra el panel de 3D Measurements (ver
Figura A. 11), el cual permite visualizar la magnitud de las mediciones previamente asociadas al
protocolo.
Figura A. 11 Panel de mediciones.
Al presionar el botón de información, se puede imprimir o exportar los resultados obtenidos.
Por otro lado, también se pueden exportar las coordenadas XYZ de los puntos característicos.
103
Figura A. 12 Diálogo para exportar o imprimir resultados
De este modo se obtienen las dimensiones deseadas, pudiendo ser exportadas a otros softwares
para mayor procesamiento.
104
APÉNDICE B: LANDMARKS EN PACIENTES
Tabla B. 1 Landmarks Paciente A. Parte I.
A 204 días A 582 días
X Y Z X Y Z T 0 ± 0,481 0 ± 2,71 0 ± 0,92 0 ± 0,14 0 ± 0,14 0 ± 0,54 M -0,57 ± 0,36 1,11 ± 0,17 14,24 ± 0,74 1,43 ± 0,30 -0,44 ± 0,17 14,88 ± 0,28 C 3,19 ± 0,48 1,05 ± 0,37 21,98 ± 0,51 5,84 ± 0,64 0,63 ± 0,13 22,11 ± 0,33 I 19,88 ± 0,88 -1,70 ± 0,20 28,38 ± 0,29 23,97 ± 0,88 0,32 ± 0,72 27,86 ± 0,90 G 31,71 ± 0,24 -0,18 ± 0,19 23,53 ± 0,08 35,62 ± 0,09 4,05 ± 0,17 21,63 ± 0,32 c 23,28 ± 0,64 0,89 ± 0,65 17,99 ± 0,70 25,49 ± 1,18 4,12 ± 0,41 17,21 ± 0,43 m 19,25 ± 0,47 6,88 ± 0,13 11,34 ± 0,38 20,13 ± 0,14 7,89 ± 1,43 9,85 ± 1,83 t 17,31 ± 0,02 5,90 ± 0,48 -2,45 ± 0,70 14,14 ± 0,29 5,17 ± 0,66 -4,68 ± 0,96 t' 25,67 ± 0,15 2,58 ± 0,62 -0,93 ± 0,96 26,16 ± 0,11 3,78 ± 0,35 -3,96 ± 0,84 m' 23,72 ± 0,07 4,44 ± 0,08 11,52 ± 0,29 26,72 ± 0,16 6,96 ± 0,26 9,74 ± 1,14 c' 26,14 ± 0,92 1,99 ± 0,60 16,85 ± 0,49 28,08 ± 1,29 6,80 ± 1,00 14,96 ± 0,81 L 31,57 ± 0,15 -0,31 ± 0,08 20,21 ± 0,08 34,97 ± 0,38 3,66 ± 0,28 17,62 ± 0,28 C' 34,53 ± 0,44 -2,18 ± 0,30 17,09 ± 0,55 37,18 ± 0,41 1,49 ± 0,15 15,02 ± 0,23 M' 36,36 ± 0,42 -3,89 ± 0,05 13,56 ± 0,28 13,12 ± 0,93 -0,19 ± 0,70 11,66 ± 1,07 T' 37,01 ± 0,15 -2,15 ± 2,77 -0,83 ± 0,68 40,42 ± 0,75 -2,75 ± 0,08 -2,52 ± 0,95
Tabla B. 2 Landmarks Paciente A. Parte II.
A 743 días A 883 días
X Y Z X Y Z T 0 ± 0,54 0 ± 0,04 0 ± 0,55 0 ± 0,42 0 ± 0,10 0 ± 0,42 M 0,22 ± 0,72 0,41 ± 0,07 15,52 ± 0,34 0,59 ± 0,31 -2,91 ± 0,22 14,23 ± 0,14 C 4,37 ± 0,54 1,56 ± 0,02 22,72 ± 0,67 8,50 ± 0,87 -3,77 ± 0,27 26,30 ± 0,91 I 22,79 ± 1,14 3,44 ± 0,90 28,51 ± 0,85 25,58 ± 0,04 -4,69 ± 0,48 28,72 ± 0,34 G 32,92 ± 0,20 8,04 ± 0,35 23,51 ± 0,38 35,74 ± 0,46 1,34 ± 0,70 24,75 ± 0,21 c 24,19 ± 0,53 7,95 ± 0,70 18,06 ± 0,55 27,68 ± 0,70 1,32 ± 0,79 20,71 ± 0,49 m 19,88 ± 0,75 12,10 ± 0,20 11,30 ± 0,99 20,99 ± 0,68 8,22 ± 0,46 12,94 ± 1,39 t 15,65 ± 0,59 10,32 ± 0,75 -3,43 ± 1,01 16,34 ± 0,53 8,98 ± 0,59 -1,05 ± 1,19 t' 26,19 ± 0,52 8,37 ± 0,33 -4,23 ± 0,79 26,19 ± 0,53 8,60 ± 0,59 -2,10 ± 1,10 m' 25,19 ± 0,55 10,90 ± 0,57 10,89 ± 0,68 26,74 ± 0,06 6,58 ± 0,14 12,84 ± 0,77
105
c' 26,89 ± 1,00 10,15 ± 0,64 15,88 ± 0,49 29,59 ± 1,37 4,27 ± 0,62 19,01 ± 0,43 L 33,05 ± 0,20 8,64 ± 0,38 19,11 ± 0,32 36,08 ± 0,34 2,13 ± 0,16 20,85 ± 0,12 C' 38,03 ± 0,85 6,17 ± 0,41 15,00 ± 0,66 38,68 ± 0,55 0,15 ± 0,40 18,12 ± 0,17 M' 40,61 ± 0,41 4,28 ± 0,29 11,82 ± 0,59 41,84 ± 0,45 -0,80 ± 0,12 13,61 ± 0,34 T' 40,36 ± 0,35 2,56 ± 0,08 -3,58 ± 0,34 42,74 ± 0,55 -0,10 ± 0,10 -0,77 ± 0,56
Tabla B. 3 Landmarks Paciente A. Parte III.
A 982 días
X Y Z T 0 ± 0,32 0 ± 0,25 0 ± 0,64 M 2,29 ± 0,35 -0,04 ± 0,15 15,18 ± 0,65 C 9,83 ± 0,97 2,21 ± 0,91 24,64 ± 0,47 I 25,43 ± 0,25 1,45 ±0,22 26,53 ± 0,32 G 35,96 ± 0,08 7,77 ± 0,10 22,56 ± 0,06 c 29,12 ± 1,16 7,26 ± 0,76 18,77 ± 0,20 m 22,28 ± 0,87 12,70 ± 0,10 9,30 ± 1,22 t 18,20 ± 0,51 10,93 ± 0,88 -5,02 ± 1,08 t' 27,17 ± 0,15 11,15 ± 1,13 6,17 ± 0,91 m' 27,97 ± 0,61 9,95 ± 0,60 8,58 ± 0,49 c' 30,43 ± 0,66 8,76 ± 0,27 17,64 ± 0,62 L 36,65 ± 0,40 7,42 ± 0,14 19,77 ± 0,09 C' 40,90 ± 0,06 3,92 ± 0,07 15,74 ± 0,13 M' 43,73 ± 0,76 1,05 ± 0,19 8,56 ± 0,65 T' 42,90 ± 0,54 0,57 ± 0,11 -6,29 ± 0,29
Tabla B. 4 Landmarks Paciente B. Parte I.
B 28 días B 56 días X Y Z X Y Z T 0 ± 0,92 0 ± 0,41 0 ± 0,86 0 ± 0,49 0 ± 0,22 0 ± 0,54 M -1,39 ± 0,89 -4,2 ± 1,00 10,38 ± 0,53 -2 ± 0,52 -2,71 ± 0,20 12,7 ± 0,47 C 2,86 ± 0,79 -6,13 ± 1,06 17,40 ± 0,59 2,89 ± 0,82 -3,89 ± 0,21 19,77 ± 0,75 I 9,58 ± 0,27 -6,32 ± 0,76 21,77 ± 0,84 14,70 ± 0,56 -2,78 ± 1,32 24,11 ± 0,41 G 17,56 ± 0,51 -2,71 ± 0,68 22,97 ± 0,29 21,68 ± 0,11 0,64 ± 0,15 23,49 ± 0,08 c 13,46 ± 0,92 4,27 ± 1,79 16,40 ± 0,89 15,62 ± 0,47 3,17 ± 0,68 18,23 ± 0,44
106
m 13,49 ± 0,45 6,86 ± 0,13 11,49 ± 0,50 13,55 ± 0,52 8,56 ± 0,46 10,79 ± 0,81 t 12,25 ± 0,66 5,47 ± 0,44 -0,330 ± 0,96 13,04 ± 0,29 5,07 ± 0,39 0,14 ± 0,57 t' 25,62 ± 0,27 3,12 ± 0,45 -0,28 ± 0,98 23,84 ± 0,80 2,67 ± 0,96 -0,18 ± 0,44 m' 23,99 ± 0,15 -1,36 ± 0,12 10,88 ± 0,27 22,14 ± 0,53 3,37 ± 0,70 11,18 ± 0,39 c' 23,47 ± 0,31 -1,69 ± 0,51 14,43 ± 0,31 21,07 ± 0,12 2,38 ± 0,11 17,25 ± 0,43 L 24,21 ± 0,24 -3,94 ± 0,29 16,90 ± 0,23 22,63 ± 0,15 1,00 ± 0,23 20,77 ± 0,15 C' 28,59 ± 0,83 -7,78 ± 0,24 14,04 ± 0,68 29,52 ± 0,49 -4,17 ± 0,12 16,32 ± 1,04 M' 32,1 ± 0,71 -8,23 ± 0,70 11,24 ± 0,96 32,55 ± 0,10 -4,63 ± 0,15 11,66 ± 0,52 T' 33,93 ± 0,26 -4,51 ± 0,36 -0,16 ± 0,45 33,18 ± 0,34 -2,47 ± 0,04 -0,77 ± 0,37
Tabla B. 5 Landmarks Paciente B. Parte II.
B 91 días B 301 días X Y Z X Y Z T 0 ± 0,23 0 ± 0,13 0 ± 0,89 0 ± 0,40 0 ± 1,17 0 ± 0,80
M -2,44 ± 0,78 -1,01 ± 0,75 14,01 ± 0,89 0,71 ± 1,31 -2 ± 0,82 13,96 ± 0,57
C 1,13 ± 0,78 -1,78 ± 0,55 22,97 ± 0,34 2,54 ± 0,67 -1,98 ± 0,57 18,54 ± 0,69
I 15,16 ± 0,23 -2,15 ± ± 0,30 28,79 ± 0,59 17,06 ± 0,44 1,73 ± 0,93 29,49 ± 0,43
G 22,56 ± 0,51 0,99 ± ± 0,69 28,08 ± 0,12 22,62 ± 0,34 3,92 ± 0,56 28,47 ± 0,21
c 17,98 ± 0,27 2,94 ± 0,31 21,82 ± 0,33 16,73 ± 0,70 6,94 ± 1,33 18,33 ± 0,86
m 15,05 ± 0,21 8,32 ± 0,19 13,7 ± 0,93 16,71 ± 1,06 9,01 ± 2,04 13,19 ± 0,35
t 13,36 ± 0,22 2,76 ± 0,41 -0,75 ± 0,64 17,14 ± 0,42 8,29 ± 0,52 -1,05 ± 0,84
t' 21,82 ± 0,09 1,16 ± 0,27 -0,51 ± 0,92 23,52 ± 0,60 7,83 ± 0,68 0,2 ± 0,55
m' 21,12 ± 0,24 3,41 ± 1,01 14,61 ± 0,81 18,7 ± 0,96 9,23 ± 1,10 12,89 ± 1,62
c' 21,05 ± 0,31 1,52 ± 0,71 21,22 ± 0,07 18,58 ± 0,84 7,35 ± 0,39 18,34 ± 0,45
L 23,3 ± 0,29 -0,34 ± 0,49 24,88 ± 0,28 23,89 ± 0,16 2,95 ± 0,11 24,2 ± 0,11
C' 27,45 ± 0,78 -4,49 ± 0,18 21,8 ± 0,54 30,29 ± 0,86 1,52 ± 0,23 20,59 ± 0,34
M' 31,81 ± 0,53 -6,85 ± 0,84 16,36 ± 0,89 34,24 ± 0,21 1,23 ± 0,23 16,77 ± 0,43
T' 31,43 ± 0,70 -6,03 ± 0,10 1,34 ± 1,82 35,53 ± 0,92 1,33 ± 1,38 0,56 ± 0,86
Tabla B. 6 Landmarks Paciente C. Parte I.
C 1 día C 161 días
X Y Z X Y Z T 0 ± 0,36 0 ± 0,09 0 ± 0,93 0 ± 0,29 0 ± 0,20 0 ± 0,50
M -6,45 ± 0,87 -0,99 ± 0,53 12,23 ± 1,11 -5,69 ± 1,08 4,68 ± 0,74 12,49 ± 0,75
C -4,75 ± 1,06 -1,18 ± 0,64 17,79 ± 1,58 -2,83 ± 0,27 5,29 ± 0,22 21,88 ± 0,42
I 6,28 ± 0,71 0,65 ± 0,53 26,15 ± 0,41 8,43 ± 0,58 7,4 ± 0,27 29,63 ± 0,18
107
G 12,73 ± 0,24 3,67 ± 0,51 26,32 ± 1,88 17,39 ± 0,15 11,36 ± 0,22 28,06 ± 0,41
c 14,62 ± 0,19 10,79 ± 0,54 16,07 ± 0,78 12,32 ± 0,38 12,93 ± 0,44 16,7 ± 0,58
m 15,8 ± 0,21 9,15 ± 0,24 10,75 ± 0,64 11,65 ± 0,08 11,87 ± 0,15 12,6 ± 0,55
t 18,28 ± 1,05 6,42 ± 0,33 0,47 ± 0,54 12,08 ± 0,24 6,95 ± 0,51 0,63 ± 0,44
t' 26,74 ± 1,33 3,98 ± 0,98 2,41 ± 0,13 21,04 ± 0,38 6,65 ± 0,21 1,01 ± 0,74
m' 24,53 ± 0,90 5,66 ± 1,29 12,24 ± 0,58 19,7 ± 0,15 11,72 ± 0,08 13,6 ± 0,96
c' 22,18 ± 0,62 6,58 ± 1,40 15,48 ± 1,09 18,74 ± 0,31 12,57 ± 0,20 16,85 ± 1,61
L 27,11 ± 1,12 1,81 ± 0,92 21,28 ± 1,09 23,94 ± 0,17 11,24 ± 0,50 25,57 ± 0,03
C' 32,32 ± 1,44 0,47 ± 0,33 17,53 ± 1,31 29,34 ± 0,50 6,36 ± 0,29 23,15 ± 0,46
M' 32,82 ± 0,38 0,54 ± 0,18 16,27 ± 0,64 31,28 ± 0,68 5,18 ± 0,38 20,23 ± 0,92
T' 33,37 ± 0,41 2,52 ± 0,10 3,57 ± 0,49 32,56 ± 0,09 3,77 ± 0,13 6,13 ± 0,93
Tabla B. 7 Landmarks Paciente C. Parte II.
C 368 días X Y Z
T 0 ± 0,29 0 ± 0,14 0 ± 1,03
M -2,99 ± 1,04 2,69 ± 1,06 14,05 ± 0,52
C 0,56 ± 1,40 2,28 ± 0,16 22,30 ± 1,29
I 20,97 ± 1,70 4,76 ± 0,46 29,13 ± 0,56
G 26,59 ± 0,11 7,93 ± 0,59 24,08 ± 0,17
c 19,17 ± 1,30 9,50 ± 1,94 19,13 ± 2,29
m 14,69 ± 0,24 10,00 ± 0,10 9,90 ± 0,60
t 12,45 ± 0,17 3,31 ± 0,69 -2,73 ± 0,78
t' 21,06 ± 0,65 4,02 ± 0,45 -5,48 ± 1,32
m' 24,63 ± 0,75 8,79 ± 0,74 9,48 ± 0,77
c' 23,58 ± 0,95 8,07 ± 1,37 18,03 ± 1,46
L 28,21 ± 0,62 7,33 ± 0,79 23,81 ± 0,11
C' 36,93 ± 1,42 2,33 ± 0,33 18,33 ± 1,21
M' 39,63 ± 0,68 0,69 ± 0,46 11,98 ± 1,39
T' 35,22 ± 1,11 -1,77 ± 0,21 -1,66 ± 1,42
108
Tabla B. 8 Landmarks Paciente D. Parte I.
D 1 día D 33 días
X Y Z X Y Z T 0 ± 0,52 0 ± 0,40 0 ± 0,42 0 ± 0,23 0 ± 0,39 0 ± 0,39
M -0,18 ± 0,78 -2,06 ± 0,46 9,43 ± 0,84 0,12 ± 0,35 -0,64 ± 0,40 13,20 ± 0,47
C 1,86 ± 0,51 -2,22 ± 0,45 14,67 ± 0,56 1,37 ± 0,23 -0,22 ± 0,39 18,02 ± 0,17
I 10,29 ± 0,54 -1,20 ± 0,41 21,65 ± 0,21 15,22 ± 0,23 0,00 ± 0,40 26,52 ± 0,12
G 14,58 ± 0,42 0,27 ± 0,40 23,59 ± 0,22 21,99 ± 0,42 0,94 ± 0,41 26,17 ± 0,41
L 22,07 ± 0,60 2,61 ± 0,36 19,85 ± 0,37 26,58 ± 0,42 1,18 ± 0,36 21,84 ± 0,22
C' 26,83 ± 0,37 2,21 ± 0,33 16,31 ± 0,23 30,48 ± 0,38 -0,70 ± 0,42 15,79 ± 0,24
M' 29,96 ± 0,39 2,34 ± 0,34 12,79 ± 0,54 30,93 ± 0,38 -1,22 ± 0,41 13,71 ± 0,42
T' 31,27 ± 0,99 4,21 ± 0,32 2,89 ± 0,89 31,20 ± 0,78 -2,01 ± 0,45 -0,81 ± 0,94
Tabla B. 9 Landmarks Paciente D. Parte II.
D 110 días X Y Z
T 0 ± 1,13 0 ± 0,37 0 ± 1,24
M -2,19 ± 1,19 -1,64 ± 0,38 13,83 ± 1,00
C 1,90 ± 1,12 -1,00 ± 0,36 21,98 ± 0,95
I 14,48 ± 0,85 0,01 ± 0,34 28,18 ± 0,85
G 22,01 ± 0,63 1,79 ± 0,33 26,70 ± 0,85
L 24,79 ± 0,58 1,75 ± 0,30 24,08 ± 0,88
C' 28,76 ± 0,79 0,59 ± 0,33 19,74 ± 1,11
M' 30,65 ± 0,61 -0,18 ± 0,35 14,62 ± 0,96
T' 30,84 ± 0,43 -1,75 ± 0,38 1,07 ± 1,12
109
APÉNDICE C: GLOSARIO
Apófisis: Parte saliente de un hueso, que sirve para facilitar su articulación con otro o para que se
inserten en él los músculos.
Bermellón: Es el rojo de los labios. La zona del borde libre labial pierde gradualmente la
cornificación, y es una zona de transición única del labio.
Hemilengua: Se refiere a una de las mitades en las que se divide la lengua por su línea media.
Hipotónico: Relacionado a la disminución del tono en forma generalizada o focal, que
generalmente se asocia a déficit en el desarrollo psicomotor.
Palatino: Relativo al paladar.
Palatoplastia: operación del cierre de la henidura del paladar
Proceso: Parte saliente de un hueso, que sirve para facilitar su articulación con otro o para que se
inserten en él los músculos
Propiceptivo: Se refiere al sentido que informa al organismo de la posición de los músculos, es
la capacidad de sentir la posición relativa de partes corporales contiguas.
Protruir: Dicho de una parte o de un órgano: Desplazarse hacia delante, sobresalir de sus límites
normales, de forma natural o patológica.
Queiloplastia: operación del cierre de la hendidura labial.
110
APÉNDICE D: METODOLOGÍA PARA LA COMPARACIÓN
VOLUMÉTRICA DE DOS MUESTRAS
El presente apéndice, tiene por objetivo mostrar los pasos a seguir para realizar la comparación
volumétrica entre dos impresiones dentales mediante la herramienta 3-matic 8.0. Esto permite
apreciar en una escala cromática los cambios dimensionales que ha sufrido un modelo tras la
aplicación de una condición determinada.
En primer lugar se importan las muestras en formato .STL al programa 3-matic. Luego, en la
pestaña Align, se selecciona la opción N Points Registration (ver Figura D. 1), la cual abre un
cuadro de diálogo donde se debe colocar las muestras que serán posicionadas previo a la
comparación (ver Figura D. 2). En el cuadro Fixed entity se coloca el molde de referencia,
mientras que en el cuadro de Moving entity se coloca el molde móvil objeto de comparación.
Figura D. 1 Herramienta N Points Registration.
Figura D. 2 Cuadro de entidades a ser posicionadas.
111
Una vez seleccionado el molde de referencia y el móvil, se deben seleccionar al menos tres
puntos que existan en ambas muestras, los cuales permitirán un primer posicionamiento del
molde móvil respecto al molde referencial (ver Figura D. 3). En el ejemplo de este apéndice, se
utilizaron los puntos T, T' y C. Cada uno se debe seleccionar en el molde referencial y luego en
el molde móvil hasta completarse los tres pares de punto. Una vez seleccionados todos los pares
de puntos, se presiona apply para posicionar los moldes. Luego, mediante las herramientas de
traslación y rotación que se aprecian en la izquierda de la Figura D. 1 se terminan de posicionar
los moldes (ver Figura D. 4).
Figura D. 3 Posicionamiento de entidades a ser comparadas.
Figura D. 4 Rotación (izquierda) y traslación (derecha) para posicionar entidades.
112
Una vez trasladado y rotado el molde móvil, quedarán posicionados como se muestra en la
Figura D. 5.
Figura D. 5 Entidades posicionadas para ser comparadas.
En la pestaña de Analyze, se selecciona la opción de Create Part Comparison Analysis (ver
Figura D. 6), donde se debe colocar el molde referencial en el cuadro Target entity y el molde a
ser comparado en el cuadro Entity (ver Figura D. 7).
Figura D. 6 Opción para análisis de comparación de partes.
Figura D. 7 Cuadro de selección de partes a ser comparadas en el análisis.
113
Finalmente, se mostrará un gráfico cromático como el de la Figura D. 8.
Figura D. 8 Gráfico cromático de desplazamientos.