Luca
Martinelli
Elementi di base sull’arco
facciale
Aggiornamento con nuovi strumenti:
-Virtual Face Bow
-Wip Mix
and Planesystem – Zircozhan;
-Cyclope – Itaka - Way
Med
Pubblicazione aggiornata
al 18 aprile 2021
1 L'ARCO FACCIALE
1.1 Premessa
Ci
troviamo in un campo complesso che è impensabile affrontare senza delle minime
preconoscenze e che richiederebbe un approfondimento molto, molto ampio.
Tenteremo
tuttavia di semplificare al massimo l’argomento compiendo una breve panoramica su alcuni dei principali tipi di arco facciale
e sistemi di registrazione dei movimenti della mandibola, utilizzati per la
programmazione dell’articolatore.
A
prescindere dai movimenti che un articolatore è in grado di riprodurre, i
modelli devono essere posizionati mediante l’arco facciale in quanto con esso
possiamo replicare la posizione del mascellare superiore, posizione necessaria che
permette all’articolatore di eseguire poi i movimenti corretti.
L’arco
facciale è un Dispositivo che serve a
misurare la relazione posizionale della cresta mascellare e dei denti col
centro della fossa glenoidea, in tre dimensioni sagittali, verticali e
antero-posteriore (J.S. Landa 1954).
Questo
significa che dà una posizione statica, ci dice cioè come posizionare i modelli
ma non ci dice quali movimenti andranno fatti fare ad essi per ripetere il
reale movimento della mandibola.
I dati
per programmare i movimenti dell’articolatore vengono infatti rilevati sul
paziente con altri strumenti, anch’essi con diversi gradi di precisione, come
ad esempio il pantografo, uno strumento che è in grado di registrare tutti i
movimenti che la mandibola può compiere.
Ovviamente
a seconda della tecnica utilizzata per registrare i movimenti della mandibola dovremo
utilizzare un determinato tipo di articolatore che sia in grado di essere
programmato con i dati rilevati dall’odontoiatra, un articolatore che sia in grado di riprodurre posizione e movimenti
della bocca registrati sul paziente.
In
commercio vi è un grande assortimento di sistemi di registrazione della
posizione e dei movimenti della bocca, sono spesso diversi nella loro struttura
e concetto di funzionamento.
2 LE REGISTRAZIONI
L’organo masticatorio è il sistema motorio più
complesso del corpo umano,
i movimenti che possiamo compiere con la nostra mandibola sono molti e
si compiono nelle tre direzioni; come si possono registrare questi movimenti
per permettere all’articolatore di riprodurli?
Le
registrazioni che si possono effettuare nella bocca sono sostanzialmente di due
tipi:
-Registrazioni
statiche;
-Registrazioni
dinamiche.
Le
registrazioni di tipo statico permettono di individuare la posizione del
mascellare superiore, la posizione che
viene speso indicata come posizione del cranio.
Le
registrazioni di tipo dinamico permettono di individuare tutti i movimenti che
la mandibola può compiere durante la funzione masticatoria e durante le altre
attività fisiologiche.
L’arco facciale serve per
eseguire una registrazione statica, indispensabile per posizionare
correttamente il modello nell’articolatore, cioè per replicare la posizione
esatta del superiore del paziente.
2.1 Registrazioni statiche –
Arco facciale
Per
registrazione statica si intende una registrazione che dà la posizione del
mascellare superiore rispetto all’asse cerniera, cioè quell’asse ideale che unisce
i due condili della mandibola.
Come
si può ottenere questa registrazione?
Mediante
uno strumento che si chiama arco facciale, strumento ideato da Snow nel 1899.
Esistono
diversi tipi di arco facciale:
-l’arco
facciale cinematico;
-l’arco
facciale arbitrario; di quest’ultimo ne esistono due tipi:
Facia type;
Ear type.
2.2 Arco facciale cinematico
L’arco
facciale cinematico permette di individuare esattamente l’asse cerniera del
paziente (asse cerniera terminale) e quindi il riferimento spaziale del cranio
sarà coerente con il vero asse cerniera del paziente.
Come
possiamo vedere nella Fig. 1 quest’arco viene posizionato sul punto di articolazione
della mandibola, dopo averlo individuato manualmente, e mediante vari movimenti fatti compiere al
paziente, grazie all’inserimento ed alla corretta lettura di un grafico (Fig. 2
e 3), sul quale le estremità dell’arco facciale scrivono, viene individuata la
posizione esatta del mascellare superiore.
Fig. 1
Esempio
di arco facciale cinematico
Fig 2
Grafico
inserito sull’arco facciale cinematico
Fig 3
Grafico
con individuazione della posizione dell’asse cerniera terminale
2.3 Arco facciale arbitrario
Come
si intuisce già dal nome con questo arco si individua l’asse cerniera
arbitrario, non quello reale, quindi il riferimento spaziale del mascellare
superiore non sarà esatto al 100%; cerchiamo di capire il perché.
Abbiamo
visto che l’arco cinematico esegue delle misurazioni per cui è possibile
verificare l’esatta posizione dell’asse cerniera terminale del paziente.
L’arco
facciale arbitrario esegue una registrazione del mascellare superiore partendo
dal riferimento di un asse cerniera approssimativo.
2.4 Arco facciale arbitrario
di tipo “Facia bow”
Questo
arco facciale prende il nome dal fatto che poggia sul viso, come l’arco
cinematico (Fig. 4).
Poggia
sull’articolazione temporo-mandibolare individuata però arbitrariamente, cioè sull’asse
cerniera individuata al tatto si pone l’arco senza ulteriori procedure,
procedendo alla registrazione della posizione del mascellare superiore.
Fig. 4
Esempio
di arco facciale arbitrario tipo “Facia bow”
2.5 Arco facciale arbitrario
di tipo “Ear bow”
Anche
in questo caso il nome anticipa il principio di funzionamento.
L’arco
appoggia nel meato acustico (Fig. 5), in pratica le olive auricolari dell’arco
(le estremità) vengono inserite nelle orecchie e quindi la posizione viene
presa con riferimento ad un asse che in realtà è arretrato rispetto al vero asse cerniera terminale del paziente.
Fig. 5
Es.
di arco facciale arbitrario tipo “Ear bow”
Gli
articolatori che fanno uso, per la loro programmazione, dell’arco faciale
arbitrario Ear bow hanno una
correzione artificiosa su di essi (o sul loro sistema di trasferimento) per cui
la posizione dell’arco che sul paziente era posta posteriormente all’asse
cerniera reale viene spostata in avanti di circa 11/13 mm ovvero la distanza
che mediamente c’è fra meato acustico e asse cerniera terminale (Foto . 6).
(Weimberg 1961)
Fig. 6
Punto di repere dell’asse cerniera
terminale rispetto al meato acustico
Ricapitolando brevemente:
Nella breve sequenza
(Sequenza 1) che segue possiamo schematicamente vedere l’arco facciale inserito
nella bocca del paziente con la cera posta sulla forchetta (a), l’arco facciale
rimosso dalla bocca del paziente dopo che è stato preso il riferimento dei
denti superiori (b), l’arco che riporta nell’articolatore la posizione esatta
del superiore del paziente (c), il modello superiore che viene posizionato
sull’impronta lasciata dai denti nella cera posta sulla forchetta (d), il
modello superiore gessato sull’articolatore (e), l’articolatore completato con
l’antagonista (modello inferiore che va in antagonismo con il superiore)
lettera (f), possiamo vedere in ultimo il cranio affiancato all’articolatore
che evidenzia come nell’articolatore i modelli abbiano la stessa posizione
spaziale della bocca del paziente.
Ovviamente per le
registrazioni dei movimenti della mandibola si utilizzeranno altri strumenti,
diversi dall’arco facciale, che come abbiamo accennato esegue solo
registrazioni di tipo statico.
a b
c
d e
f
g
Sequenza
1
Nella sezione Video / Movie del blog martinelliluca.blogspot.it è possibile vedere un filmato sull’uso
dell’arco facciale arbitrario tipo Ear
bow.
3 REGISTRAZIONI DINAMICHE - CERE ARTICOLARI - ARCO GOTICO - PANTOGRAFO
Le registrazioni dinamiche servono
per rilevare i movimenti che la mandibola del paziente può compiere così che,
queste, serviranno per programmare l’articolatore che potrà replicare i
movimenti della mandibola.
Come abbiamo accennato, di strumenti
di rilevamento e registrazione dei movimenti della mandibola ve ne sono
parecchi e a volte completamente diversi da quelli che fanno riferimento alla
teoria dell’arco facciale e del pantografo tuttavia a titolo puramente
esemplificativo e certamente non esaustivo facciamo cenno a quelle che forse
sono le tecniche maggiormente conosciute:
1- Le cere articolari - utilizzate
nella programmazione degli articolatori semi-individuali;
metodica semplice ma non molto
precisa;
2- L’Arco Gotico - utilizzato nella
programmazione degli articolatori semi-individuali; metodica anch’essa non
molto precisa;
3- Il Pantografo - utilizzato per la programmazione
dell’articolatore individuale;
metodica sicuramente più precisa
delle precedenti.
3.1 Cere articolari
La registrazione con queste cere è
estremamente semplice, si pone la cera in bocca al paziente al quale si fanno
compiere movimenti di:
1- Posizione centrica;
2- Posizione massima protrusione;
3- Lateralità destra;
4- Lateralità sinistra.
3.2 Arco gotico
L’arco gotico (Fig. 7) è uno
strumento anch’esso assai datato (Ideato da Gisy si dice nel 1901) caduto in
disuso, ultimamente lo si ritrova in letteratura citato per diversi lavori
eseguiti.
Fig. 7
Esempio
di Archi Gotici
La
punta dell’arco gotico registra i movimenti della mandibola incidendo sulla
placchetta opposta una specie di freccia (Fig. 8) i cui segmenti stanno ad
indicare:
Fig. 8
L’incisione
dei movimenti mandibolari sull’arco gotico
1-
movimento di protrusione e retrusione;
2-
movimento di lateralità sinistra;
3-
movimento di lateralità destra;
4-
Vertice dell’arco gotico che corrisponde alla massima retrusione spontanea.
Una
volta ottenuta la registrazione si pone in articolatore (Fig. 9).
Fig. 9
Esempio
di arco gotico e modelli in articolatore
3.3 Pantografo
Il pantografo registra
sostanzialmente tutti i movimenti mandibolari, retrusione-protusione,
lateralità, bennet.
E’ uno strumento un po’
particolare e richiede in effetti una certa capacità ed esperienza, le prime notizie di questo strumento si hanno nei primi del 900 (assiografo - Gysi primi novecento, pantografo 1934 - Stuart).
Si tratta di un apparecchio
(Fig. 10), che a una vista approssimativa somiglia all’arco facciale, sul
quale, facendo compiere i movimenti al paziente, vengono trascritti i movimenti
della mandibola (Fig. 11).
Fig. 10
Esempio
di pantografo
Fig. 11
Sezione
del pantografo con le registrazioni sui grafici
Tutti
questi dati vengono tradotti in gradi e mm per la programmazione
dell’articolatore.
4 TECNICHE AVANZATE - BREVE CENNO
E’
opportuno sapere che oggi esistono tecniche avanzate (Fig. 12) che fanno uso di
archi ad ultrasuoni, collegati a computer con rappresentazione grafica e
calcolo dei parametri per la programmazione dell’articolatore, che registrano
ed analizzano tutti i movimenti della mandibola del paziente.
Fig. 12
Esempio di arco ad ultrasuoni e software di
gestione
Esistono infine altri
strumenti di ausilio come captatori di rumore articolare, elettromiografi per
verificare l’attività muscolare e molti altri strumenti utilizzati anche per
altre tecniche/teorie come il kinesiografo, il myo-monitor ecc. di cui
ovviamente non parleremo in questa sede.
5 GLI ABBINAMENTI ARCO FACCIALE (ED ALTRI STRUMENTI DI REGISTRAZIONE) - ARTICOLATORE
Come già abbiamo
avuto modo di discutere vi sono molte teorie, molti dispositivi di
registrazione dei dati sui pazienti e molti articolatori.
Oggi
la tendenza dello studio odontoiatrico è quella di poter compiere un lavoro
accettabile da un punto di vista deontologico (e legale) e quindi
esteticamente, funzionalmente e, non ultimo, economicamente accettabile sia per
il paziente sia per il dentista.
Una
soluzione facile nell’uso, economica e rapida nell’uso è quindi sempre
auspicabile.
Vediamo
schematicamente, in linea di massima, gli accoppiamenti fra gli strumenti di
registrazione e l’articolatore necessario a riprodurne i dati ed una
considerazione di tipo economico.
5.1 Arco facciale cinematico
e pantografo - Articolatore
a valori individuali
-Molto
costosi;
-Molto
complessi (molta esperienza);
-Risultati
spesso insoddisfacenti a causa della complessità d’uso in studio e laboratorio;
-Poco
diffusi.
5.2 Arco facciale cinematico
- Articolatore a valori semi individuali
(si noti che ormai tutti gli articolatori a
valori semi individuali fanno uso dell’arco facciale arbitrario tipo Ear Bow)
-Ancora
costosi;
-Abbastanza
indaginosi (parecchia esperienza);
-Risultati
mediamente soddisfacenti;
-Diffusi più dei Valori
Individuali ma non diffusi su larga scala.
5.3 Arco facciale arbitrario
(il
tipo Ear Bow è di gran lunga più
utilizzato del Facia Bow) -
Articolatore a valori medi (fisso
o variabile)
-Economici;
-Semplici
(poca esperienza);
-Risultati
più che accettabili;
-I più diffusi in assoluto
al mondo.
Fig. 13
Esempi
di archi facciali arbitrari tipo Ear bow
Senza
voler minimamente entrare nel merito del giusto
o non giusto, ad oggi gli strumenti che per ragioni di rapidità,
economicità e facilità d’uso sono largamente impiegati sono gli archi facciali
tipo Ear bow abbinati all’articolatore
a valori medi.
Nella
sequenza 2 possiamo vedere l’arco facciale arbitrario Ear bow che viene preparato all’uso (1), la forchetta con la cera
posta sopra di essa per la registrazione (2), la forchetta viene posta nella
bocca del paziente (3), successivamente l’arco facciale viene posto sul paziente
(4) in questo caso l’orientamento è con il piano orbitale, viene regolato il
nasion (5), e bloccata la forchetta all’arco facciale (6), l’arco facciale regolato
ed in posizione (7), l’arco facciale viene rimosso dalla bocca del paziente (8),
il blocco porta forchetta viene rimosso dall’arco facciale (9), e ingessato sul
tavolo di trasferimento (13), una volta indurito il gesso il blocco porta
forchetta viene rimosso dal tavolo (15), ed il tavolo viene posto sull’articolatore
(18, 19, 20), infine viene gessato il modello all’articolatore (21,22).
Sequenza 2
Esempio
di uso di un arco facciale arbitrario tipo Ear bow
NUOVI STRUMENTI
6 ARCO FACCIALE VIRTUALE (VF) DEL DR. LES KALMAN (ABSTRACT)
6.1 Virtual face bow
L'arco
facciale virtuale è stato sviluppato come app per tablet open source, fornisce
un'alternativa all'arco facciale convenzionale per il montaggio dei modelli
sull’articolatore. L'arco facciale virtuale implementa diverse funzionalità di
progettazione per prevenire e ridurre al minimo gli errori, fornire un
montaggio accurato e rafforzare le considerazioni anatomiche associate agli
articolatori. L'arco facciale virtuale è un compagno digitale efficace,
efficiente e accessibile per la diagnosi degli impianti dentali e la
pianificazione del trattamento. Per supportare il corretto montaggio dei
modelli del paziente, può essere utilizzato un arco facciale, che allinea la
mascella ai relativi piani facciali. Errori nell'utilizzo dell'arco facciale, o
la sua completa mancanza, creano errori critici nei nasi diagnostici e nella
pianificazione del trattamento che vengono amplificati nella progettazione e
nella consegna delle protesi implantari.
L'arco
facciale virtuale è stato sviluppato come sostituto digitale dell'arco facciale
analogico per affrontare le carenze.
Quanto segue è un'istruzione passo passo sull'utilizzo di VF. Posizionare correttamente il paziente e confermare l'orientamento. Posizionare il tablet sul supporto a una distanza compresa tra 6 e 12 pollici dal paziente. Avvia l'app VF (Fig.5).
Posizionare
il cranio e i marker di riferimento sull'immagine del paziente. Conferma l'allineamento
della tavoletta e degli indicatori e scatta semplicemente una foto.
Ridimensionare e riposizionare la foto del paziente, se necessario, e salvare
l'immagine. Verificare l'orientamento delle linee mediane, dei bordi incisali,
dei piani occlusali e dei riferimenti anatomici alterando la trasparenza
dell'immagine del cranio o del viso (Fig. 6). Valutare clinicamente i contatti
occlusali (Fig. 7) e inserire tramite il touch screen (Fig. 8). La componente
clinica è stata completata.
Se
il medico ha delegato il montaggio al laboratorio, la fase di registrazione è
stata completata. Quanto segue si applica a coloro che montano i propri calchi.
Posizionare il tablet nel supporto da 6 a 12 pollici dal modello e avviare
l'app VF. Posizionare il modello mascellare sul supporto dell'articolatore
(Fig.9). Apparirà l'immagine del paziente. Regolare l'orientamento del gesso
(inclinazione) per confermare l'allineamento con i marker del paziente.
Verificare l'orientamento della linea mediana, dei bordi incisali, del piano
occlusale e dei riferimenti facciali (Fig. 10).
Quando
il modello è posizionato correttamente, scatta semplicemente una foto.
Ridimensiona e riposiziona l'immagine, se necessario, e salva l'immagine.
L'orientamento può essere confermato alterando la trasparenza del viso o
dell'immagine del cast. Montare il modello mascellare sull'articolatore
superiore. Verrà quindi visualizzato il record dei contatti occlusali (Fig. 8).
Posizionare il modello mandibolare sul modello mascellare, confermando i
contatti e montare il modello mandibolare. La FV genererà quindi un composito del
cranio, del viso e del gesso. L'operatore ha la possibilità di alterare la
trasparenza di qualsiasi immagine per riconfermare la posizione del cranio
rispetto al viso del paziente e, in definitiva, al modello (Fig.11). La
componente di laboratorio è stata completata (Fig. 12). I file vengono quindi
salvati sul disco rigido come una serie di PDF e JPG, entrambi di dimensioni
gestibili. L'utente ha la possibilità di inviare via e-mail la serie completa o
singole immagini, in PDF o JPG, a terzi. L'utente ha la possibilità di fare
riferimento a qualsiasi immagine ma non può modificare nessuna delle immagini. Una
serie di sei screenshot documentano il processo VF.
7 PLANESYSTEM (CON ARTICOLATORE VIRTUALE) by MDT Udo
Plaster in cooperation with Zirkonzahn (Sotto estratto da
informazioni pubbliche di Zirconzahn)
Con questo metodo è possibile accertare, per ogni paziente, il livello di
occlusione e le asimmetrie senza arco di trasferimento. Visualizzati con la sua
naturale inclinazione è possibile riprodurre i dati su un articolatore virtuale
dotato delle opportune geometrie.
I dati intra-orali del paziente (linea mediana, occlusione e andamento
tridimensionale) vengono elaborati e riprodotti uno a uno.
Pertanto, nei restauri di laboratorio o nelle cure odontoiatriche, prima di
impostare un piano terapeutico, è possibile rilevare possibili compensazioni,
nonché ridurre o addirittura prevenire fonti di errore durante la produzione o
la pianificazione di un restauro protesico .
Per la registrazione della posizione del mascellare e per la misurazione
del piano di occlusione, il PlaneFinder® viene posizionato su una superficie
piana e il suo braccio superiore viene esteso in posizione perfettamente
orizzontale.
Il dispositivo forma in questo modo un piano zero che risulta parallelo
alla base d’appoggio.
Se a questo punto il paziente assume la posizione naturale della testa
(NHP), il prolungamento del piano zero forma anche nel viso del paziente un angolo
di zero gradi che sulla base della riproducibilità della posizione può essere
stabilito ogni volta ex novo (Fig. 9).
Si ottiene così un piano di riferimento indipendente dalle asimmetrie.
Nell’arco facciale tradizionale questo valore di riferimento indipendente non
viene garantito perché lo strumento di misurazione simmetrico viene applicato
su un cranio asimmetrico e queste asimmetrie non sono riproducibili in
articolatore.
Per la registrazione della posizione del mascellare nella NHP, il paziente
deve appoggiare
l’arcata superiore su un bite tray fissato al PlaneFinder®. La
posizione viene rilevata con un materiale per la registrazione del morso (Fig.
10).
L’indipendenza del piano di riferimento, fissato con la chiave in silicone,
viene garantita perché il paziente può assumere in qualsiasi momento la
posizione in cui tale piano è stato misurato.
Lo stesso vale per la misurazione dell’angolo di inclinazione del piano di
occlusione.
Anche in questo caso, con la testa in posizione naturale, il piano zero sul
PlaneFinder® forma un piano di riferimento indipendente che può essere
riprodotto in qualsiasi momento. L’angolo di inclinazione viene determinato in
base alla linea ala del naso-trago, perché si può presumere che questa risulti
parallela al piano di occlusione naturale (Fig. 11 e 12).
Il passo successivo consiste nel posizionare il modello del mascellare del
paziente nella
chiave in silicone, questa viene collocata sul PlanePositioner® allineato
orizzontalmente e quindi montata nell’articolatore PS1 (Fig. 13).
In questo modo la situazione registrata sul paziente viene traferita e
fissata in articolatore in un rapporto 1:1. A questo punto è possibile
rimuovere la chiave in silicone.
Sul PlanePositioner® ora è possibile rappresentare l’inclinazione del piano
di occlusione impostando i valori degli angoli determinati mediante il PlaneFinder®
(Fig. 14). Durante
le fasi di lavorazione per la produzione della riabilitazione, il piano di
occlusione può essere continuamente verificato sull’articolatore da laboratorio
PS1.
La figura 15 mostra, per esempio, come è stato posizionato un mascellare
edentulo e come è stato controllato il restauro provvisorio nelle diverse fasi
di lavorazione, per verificare che il piano di occlusione modellato della
riabilitazione coincidesse con il piano di occlusione naturale determinato sul
paziente.
Nel software Zirkozann.Scan viene ora creato un progetto, con il CAD-PlaneTool
PS1-3D, quindi il modello messo in articolatore viene digitalizzato mediante lo
scanner Zirkonzahn S600 ARTI (Fig. 16). È possibile memorizzare i seguenti
dati:
la linea mediana assoluta del paziente (Fig. 17),
il piano di occlusione (Fig. 18), le proporzioni
dentali e diverse foto del paziente, sia come immagini 2D e 3D (Face
Hunter)
sia come teleradiografie (Fig. 19 e 20).
8 SCANSIONE E RIPRODUZIONE DEL MOVIMENTO MANDIBOLARE IN
4D
Il settore odontoiatrico e odontotecnico è finalmente approdato
a un sistema di rilevamento delle posizioni e dei movimenti della mandibola che
ricostruisce tutto in 4D, aggiunge cioè il fattore tempo.
Questo sistema, che potremmo definire come base di partenza un
arco gotico 3D digitale, riesce a raccogliere registrare digitalizzare e
fornire un’interfaccia grafica facilmente leggibile di:
-Scansione del viso del paziente;
-Allineamento delle impronte digitali;
-Allineamento dell’immagine radiologica tomografica;
-Rilevamento reale della posizione dei modelli nello spazio (in
relazione all’articolazione temporo-mandibolare);
-Acquisizione della dinamica masticatoria;
-Riproduzione della dinamica masticatoria sui modelli digitali;
-Integrazione delle modellazioni con i tessuti periorali (DSD).
Il sistema permette inoltre l’elaborazione e riproduzione dei
“movimenti di traslazione liberi”.
Questo nuovo strumento è costituito da un a torre con luce e
telecamera (Fig. 22) per il rilevamento dei movimenti del paziente (Fig. 23)
Al
paziente vengono inseriti dei triskel (Fig. 24) di acquisizione del movimento,
l’input viene inviato al software di elaborazione e registrazione dei dati
(Fig. 25).
Una volta importate le scansioni delle arcate si procede con la
replica/simulazione dei movimenti registrati sul paziente (Fig. 26).
Attenzione:
alcune
di queste foto sono foto pubblicate sul web; chiunque ritenga di avere diritto per
opporsi all’uso lo comunichi, le foto saranno immediatamente rimosse.
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