Revisiones Bibliográficas

Digital imaging technologies and its dental applications

Recibido para arbitraje:02/12/2003
Aceptado para publicación: 03/02/2003

• Norelkys Espinoza. Profesor Asistente en el Área de Computación, Departamento de Investigación Facultad de Odontología, Universidad de Los Andes. Ingeniero de Sistemas. Magíster Scientiae en Ingeniería de Control y Automatización. Coordinador del Grupo Multidiscipinario de Investigaciones en Odontología CDCHT-ULA. Tlf: 0274-2402381. Fax: 0274-2402369
  
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Introducción
En la actualidad, cada vez se vislumbra más la creciente importancia que van adquiriendo los equipos de alta tecnología en todos los ámbitos de la vida cotidiana, incluso en el área de la salud oral. Al respecto, Gane ¹ expresa que ha habido un gran incremento en el uso de equipos tecnológicos tales como computadores, cámaras fotográficas digitales, cámaras analógicas de televisión o video, videocámaras digitales, cámaras intraorales, equipos de radiología digital y escáneres en el consultorio odontológico en los últimos años, debido a que los mismos han demostrado ser invaluables recursos en el diagnóstico, planificación de tratamientos y presentación de casos clínicos.

Por todo lo anteriormente expresado, en este trabajo se presentan de manera detallada las diferentes tecnologías disponibles y aplicables al área de la odontología, con el objetivo de dar a conocer el alcance de sus beneficios en el área de la salud oral, los cuales van desde representar una valiosa herramienta de diagnóstico en problemas que anteriormente eran difíciles de detectar, hasta ofrecer sus virtudes en la actividad docente e investigativa.

TECNOLOGÍAS DE IMAGEN DIGITAL
El rápido desarrollo de las nuevas tecnologías de diagnóstico basadas en imágenes digitales ha incrementado dramáticamente la cantidad de data no textual generada en la clínica dental. Estas tecnologías de imágenes son esenciales para la práctica moderna de la Odontología y ayudan al odontólogo en la toma de decisiones clínicas, además de dar mayor calidad a la atención del paciente, involucrar al paciente en la toma de decisiones clínicas y posibilitar la creación de conocimientos significativos en esta área ².

Las cámaras fotográficas digitales, cámaras analógicas de televisión o video, videocámaras digitales, cámaras intraorales, equipos de radiología digital y escáneres manipulan la información de forma digital, es decir, almacenan las imágenes -en este caso imágenes intraorales, extraorales y radiografías digitales- en un archivo digital mediante una serie de impulsos eléctricos, todo lo cual se basa en un sistema binario. Esto hace posible que estas imágenes sean almacenadas y restauradas nuevamente sin ninguna posibilidad de error. Estas imágenes digitales pueden ser fijas, como es el caso de fotografías, o en movimiento, como en el caso de los videos.

A continuación se presentan de manera detallada los equipos de alta tecnología que pueden ser utilizados al servicio de la odontología:

1. Las cámaras fotográficas digitales, según Captain ³, no son en sí una cámara fotográfica, sino un mecanismo de captura de imágenes en medios digitales o electrónicos y no en rollos fotográficos, y es uno de los artículos electrónicos más importantes en el ejercicio de la odontología del cual se están beneficiando de manera creciente los profesionales de esta área, debido a las posibilidades que proveen las imágenes digitales captadas con estos equipos ⁴.
   
   Las cámaras fotográficas digitales son muy versátiles y de pequeño tamaño, y la mayoría de ellas tienen un panel posterior con el que es posible ver de inmediato la foto tomada, dando la posibilidad de borrarla y repetirla.
   
   En lugar del tradicional rollo de películas utilizan una tarjeta de almacenamiento como las mostradas en la Figura 1. El contenido de estas tarjetas se transfiere fácilmente a una computadora para su observación y posterior edición e impresión, ya que las mismas producen archivos de imagen, como el JPEG, que pueden ser interpretados por algunos programas bajo ambiente Windows o Macintosh, así como por software diseñado específicamente para odontología. Estas cámaras permiten la captura de imágenes fijas, aunque algunos modelos permiten realizar pequeños videos en formato MPEG.
   
   Posteriormente a la captura de cualquier imagen odontológica con este método, es necesario transferir el archivo a la computadora para editarlo. Según Onieva ⁵, esta operación se puede hacer a través de:
   
   1. Puerto Serial o USB: Casi todas las cámaras vienen con el cable y el software que se necesita, sin embargo, transferir las imágenes usando este método es un proceso un lento, y puede consumir la batería de la cámara.
      
      
   2. Lector de tarjetas de almacenamiento: Tiene un costo aproximado de 10 a 100$, y se conecta al puerto paralelo o USB de una PC. Se comporta como cualquier otra unidad de discos externos, pudiendo tener acceso a las imágenes almacenadas en la tarjeta de memoria usando el explorador de Windows y otras aplicaciones. Es el método de transferencia más rápido.
      
      

      

      
      
   3. Dispositivo de lectura / escritura de tarjetas FlashPath: Este dispositivo se inserta en la unidad de disquetes, y permite leer en tarjetas de almacenamiento SmartMedia y escribir del mismo modo que lo haría con un disquete estándar (inclusive, Windows le asigna también la letra A:). Sin embargo este método tiene la desventaja de estar disponible sólo para Smart Media y ser el método de transferencia más lento.
   
   
2. Las cámaras analógicas de televisión o video también se pueden usar para capturar imágenes clínicas.
   
   Una vez capturado el video - que es de hecho, una imagen en movimiento -, se puede transferir al disco duro de la computadora en la norma MPEG, si ésta tiene instalada una tarjeta de captura.
   
   La principal desventaja del uso de este método es que se necesita tener suficiente espacio de almacenamiento en el disco, ya que la señal de video contiene muchísima información. Por ejemplo, una hora de video ocuparía varios gigabytes en el disco.
   
   
3. Las videocámaras digitales pueden ser del tipo DV (Digital Videocasette) o MPEG (Moving Pictures Expert Group) y las fabrican las firmas Canon, Hitachi, Sony o JVC. Requieren una tarjeta IEEE 1394, la cual trae un cable serial para conectarse con la videocámara y transferir el video a la computadora. Algunas cámaras, como la Digital Handycam de Sony permiten, además, tomar fotos digitales de alta calidad y almacenarlas en una tarjeta Memory Stick.
   
   
4. Cámaras Intraorales: Son, en pocas palabras, minicámaras digitales, diseñadas especialmente con fines odontológicos, como puede observarse en las figuras 2 y 3. Mediante estos dispositivos se pueden capturar imágenes de excelente calidad tanto dentro como fuera de la cavidad bucal, como puede observarse en la figura 4.
   
   Según Barrancos y Pereira ⁶ estas minicámaras permiten mostrar la anatomía dentaria y sus patologías a través de macrofotografías ampliadas decenas de veces. Las microcámaras reflejan instantáneamente en la pantalla de la computadora, las imágenes magnificadas, lo que ayuda al operador en el diagnóstico y permite que el paciente visualice el desarrollo del trabajo que se está realizando.
   
   

   

   
   
   

   

   
   

   

   
   Una cámara intraoral consta de los siguientes elementos básicos:
   
   • Pieza de mano: es la cámara propiamente dicha, y tiene en su extremo un lente. Puede ser de diversos tamaños, formas, ángulos visuales y profundidad.
     
   • Lente: son los que permiten variar el ángulo visual. Por ejemplo, el lente puede ser de 0' o 90'. Sin embargo existen cámaras que mediante un movimiento de rotación permiten obtener distintas imágenes sin necesidad de insertar lentes diferentes.
     
   • Unidad procesadora
     
   • Monitor: es el aparato que permite ver la imagen tomada por la cámara. El más ideal debe ser aquel que de una imagen nítida, con colores naturales, sin necesidad de ajustes frecuentes.


5. Radiología Digital: Es la última frontera alcanzada en la odontología y ha modificado el paradigma del diagnóstico. La imagen radiográfica se obtiene en fracción de segundos mediante un sensor conectado al computador. Gracias a este sistema, se puede reducir en un 90% la dosis de Rayos X protegiendo al paciente de los efectos nocivos producidos por este tipo de radiaciones. Además, se disminuye considerablemente los riesgos de contaminación, al suprimir la utilización de productos químicos en el revelado de las radiografías. La imagen se obtiene inmediatamente debido a la ausencia del revelado, lo que implica un substancial ahorro de tiempo.
   
   En esta tecnología, uno o varios sensores especiales, que sustituyen a la película radiográfica se colocan dentro de la boca del paciente. Luego se ubica el tubo y se procede de igual forma que una toma tradicional de radiografía.
   
   El sensor transmite los datos mediante un cable USB (Universal Serie Bus) que lo conecta a una computadora. La imagen digital obtenida aparece de inmediato en el monitor, dando la posibilidad de almacenarse inmediatamente en el computador. A esta imagen se le puede editar el contraste, brillo, tamaño, resolución, colores, etc. a través del software que viene junto con el equipo. En una radiografía convencional, el ojo humano detecta de 28 a 32 tonos de gris, pero a través de la radiología digital se ven hasta 256 tonos de gris, optimizando así el diagnóstico. En la Figura 5 se puede observar un equipo de radiovisiografía.
   
   
6. Escáner: El escaneo permite la digitalización de imágenes fijas como fotografías en soporte de papel, transparencias, diapositivas o radiografías. Las fotografías en soporte de papel pueden ser digitalizadas a través de cualquier escáner, sin embargo para la digitalización de transparencias, diapositivas o radiografías el escáner necesita de un adaptador especial que se vende como accesorio y sin el cual no se obtendrían resultados correctos en cuanto a la fidelidad de los colores, brillo y contraste, ya que éste trabaja con un tubo fluorescente que produce la luz adicional necesaria para la digitalización. También es posible utilizar escáneres para la digitalización de diapositivas, así como escáneres de de última generación que incluyen, opcionalmente, el adaptador.

POSIBILIDADES Y VENTAJAS EN EL CAMPO DE LA ODONTOLOGÍA
Desde la introducción de la primera radiografía, los profesionales de la salud han tenido en la imagen un artículo indispensable para el diagnóstico y la planificación de tratamientos¹, por esta razón no es extraño que en la actualidad con el surgimiento de las nuevas tecnologías de imagen digital, las mismas hayan sido adoptadas por estos profesionales como herramientas para el diagnóstico.

Al respecto, Barrancos y Pereira ⁶ afirman que la utilización de nuevas tecnologías de imagen digital en el consultorio odontológico, permite al profesional de esta área realizar el seguimiento clínico de la evolución de un tratamiento e imprimir las imágenes al paciente, para explicarle de forma clara y didáctica el plan de tratamiento a seguir a fin de que éste se sienta motivado para llevarlo a cabo. En el mismo sentido, Gane ¹ afirma que mediante el uso de imágenes dentales en formato digital, los odontólogos y sus colaboradores pueden explorar diferentes opciones de tratamiento y comunicárselas a sus pacientes en una forma nunca antes posible.

Barrancos y Pereira ⁶ sostienen que con el uso de software especializado se podrá transformar la imagen de un diente cariado en un diente sano o simular una nueva forma o largo que anticipe el resultado que se obtendría, por ejemplo, luego de la colocación de una carilla de porcelana. En las imágenes preoperatorias de un procedimiento de prótesis se podrían reponer virtualmente las piezas dentarias ausentes que serán reemplazadas mediante algún puente fijo, removible o implantes.

En ortodoncia y cirugía se podría predecir el resultado de un tratamiento, como también fusionar los datos tales como texto, imágenes de la boca, radiografías, cefalogramas, etc., en un solo archivo que represente la historia de cada paciente, a fin de crear bancos de datos electrónicos que incluyan imágenes de la cavidad bucal de los pacientes.

En el mismo orden de ideas, Hutchinson y Williams ⁷ opinan que en la actualidad la captura y reproducción de imágenes con equipos de alta tecnología digital es una parte importante de la ortodoncia, ya que estas imágenes pueden ser usadas de manera inmediata para educación profesional, educación al paciente y propósitos médico-legales, entre otros. Los mismos autores expresan que la tecnología actual permite obtener imágenes de gran calidad, muy apropiadas para el uso clínico.

A continuación se presentan otras ventajas que ofrece la utilización de los equipos tecnológicos de imagen digital en la investigación, docencia y servicio en el campo de la Odontología.

1. INVESTIGACIÓN: Posterior a la aparición de los dispositivos anteriormente mencionados han surgido también en Odontología las presentaciones electrónicas de trabajos científicos, cursos, seminarios y conferencias. Dichas presentaciones pueden almacenarse en CD´s para su manipulación, o incluso, publicarse en una página Web. También es posible a través del correo electrónico, intercambiar opiniones con otros colegas, enviando imágenes ilustrativas sobre un caso clínico de investigación, hecho muy importante sobre todo en materia de salud.
   
   
2. DOCENCIA: La utilización de imágenes digitales es cada vez mayor, debido a su fácil y cómodo almacenamiento y manejo. Todas las imágenes odontológicas digitalizadas pueden ser usadas para diseñar presentaciones electrónicas, como material educativo de una asignatura o un curso, con posibilidades de autoevaluación del contenido. Esta presentación puede ser copiada a un CD y puesta a disposición de los estudiantes en la biblioteca de la Universidad, o publicarse a través de una página Web, y hacerla disponible a todo el mundo. Al respecto, Russo ⁸ afirma que los modelos tradicionales y paradigmas de interacción profesor-estudiante y el proceso de aprendizaje tienen mucho que ganar de la explotación de las tecnologías.
   
   
3. SERVICIO: El uso de tecnologías de imágenes digitales en Odontología ofrece una enorme ayuda al profesional de esta área, especialmente en el diagnóstico, debido a:
   
   
   • Su gran calidad y nitidez permite observar con mayor claridad patologías ubicadas en lugares anteriormente inaccesibles.
     
   • Realzan los contornos de la imagen dando una sensación tridimensional, facilitando la detección de zonas de pérdida ósea, caries, filtraciones, fracturas, etc.
     
   • Constituyen una buena herramienta demostrativa que facilita la comunicación con el paciente, ya que las imágenes comprensibles y de alta resolución generadas con estos equipos permiten observar con detalle las patologías encontradas en su cavidad bucal.
     
   • Las imágenes pueden utilizarse, en presentaciones electrónicas, para explicar al paciente la evolución de un tratamiento. Estas presentaciones pueden ser estáticas (serie de imágenes secuenciales, sin que el usuario pueda decidir su aparición) o interactivas (donde el usuario puede decidir que parte de la presentación recorrer).
     
   • Las imágenes pueden ser ampliadas, reducidas, o fácilmente escaladas al tamaño de la pieza real. También pueden ser editadas a través de software especializado, modificando su forma, tamaño, características, color, brillo, etc., facilitando el diagnóstico.
     
   • Ampliación de la imagen: Con el efecto zoom, el odontólogo puede observar con precisión, hasta el más mínimo detalle.

CONCLUSIONES
El desarrollo actual de la tecnología ha permitido el nacimiento de una nueva cultura, una nueva sociedad, donde la innovación ha tenido una singular trascendencia. Las computadoras con procesadores cada vez más veloces, la Internet con banda ancha y bajo costo, la versatilidad de las operaciones y los sofisticados equipos de captura de imágenes última generación, son situaciones conjuntas que han incidido favorablemente en todas las áreas de la vida social, donde la salud es primordial.

Es por lo anteriormente expuesto que no se pueden desligar el área de la salud y la tecnología, porque ambas se complementan, porque la tecnología tiene cada vez mayores implicaciones en aquélla, porque los sofisticados equipos que actualmente se están implementando, están transformando drásticamente la forma de realizar un diagnóstico y de aplicar un procedimiento terapéutico. Y estas ventajas no sólo aplican al servicio en salud, sino también a las posibilidades de Docencia e Investigación en esta área.


La utilización de equipos de alta tecnología en docencia, en el área de Odontología, tiene gran trascendencia en el proceso de interaprendizaje, ya que la elaboración de material educativo con las imágenes digitales que se generan de su uso, facilita a los estudiantes la realización de diagnósticos acertados (a través de imágenes fijas de casos reales), y los procedimientos odontológicos a aplicar en cada caso (almacenados en forma de videos).

En el campo de la Investigación en Odontología, es posible realizar consultas a otros profesionales sobre un caso particular, así como aprender o dar a conocer nuevas técnicas odontológicas e intercambiar información con centros de estudio situados en cualquier parte del mundo, de modo sencillo y rápido, enviando y recibiendo imágenes dentales a través del correo electrónico y trascendiendo barreras sociales, geográficas y culturales.

En el Servicio Odontológico, la captura electrónica con estos dispositivos tecnológicos y la edición de imágenes orales y faciales pre y post operatorias, así la simulación digital de procedimientos clínicos, entre otras cosas, optimizan el diagnóstico y mejoran la relación odontólogo - paciente.

Optimizan el diagnóstico por la facilidad de captura y por la alta resolución de las imágenes, las cuales al ser magnificadas y editadas, permiten al Odontólogo observar con mayor claridad patologías que anteriormente eran difíciles de detectar.

Mejoran la relación odontólogo - paciente por dos razones fundamentales: 1. La sencillez con la cual el odontólogo puede exponer al paciente, mediante diapositivas en pantalla o impresas, el tratamiento a aplicar y, 2. Facilita la toma de conciencia en el paciente acerca de la importancia del estado de su salud bucal.

GLOSARIO DE TÉRMINOS
Archivo digital: Cualquier elemento de trabajo independiente creado con un programa de aplicación y que, si se guarda en disco, recibe un nombre único con el que se puede recuperar.

Analógica: Información presentada de manera secuencial y continua.

Byte: Corresponde a 8 bits, y puede tener 256 posibles combinaciones de ceros (0) y unos (1). Un byte puede representar muchos tipos de información, como una letra del alfabeto, un dígito decimal o un carácter.

JPEG: Joint Photographic Experts Group, formato de compresión de imágenes desarrollado por un grupo de expertos en fotografía y que se ha convertido en un estándar en el manejo de imágenes digitales.

Bit: Unidad básica de información en el sistema binario. Un bit corresponde a un cero ó a un uno.

Bus: Conjunto de líneas conductoras de hardware utilizadas para la transmisión de datos entre los componentes de un sistema informático. Un bus es en esencia una ruta compartida que conecta diferentes partes del sistema, como el microprocesador, la controladora de unidad de disco, la memoria y los puertos de entrada/salida (E/S), para permitir la transmisión de información.

Bus IEEE 1394: Bus serial de alta velocidad con grandes ventajas para la edición de video y sonido digitales, así como para la multimedia en general. Actualmente los fabricantes de equipos electrónicos como cámaras y reproductores de video con tecnología digital incorporan este bus.

CD ROM (Compact Disc-Read Only Memory): Disco capaz de almacenar texto, sonido e imágenes. Es uno de los principales soportes de la revolución multimedia. Desde el punto de vista técnico y de construcción un CD-ROM es un disco de plástico de 12 cm de diámetro y almacena alrededor de 650 Mb de datos, texto, imágenes, señales de audio o vídeo. Esta capacidad equivale a 300.000 páginas de texto, 6.000 imágenes de alta calidad, 72 minutos de audio o 60 minutos de vídeo, 30 imágenes por segundo sincronizadas con sonido.

Gigabyte: Equivale a 1.024 megabytes.

Imagen digital: Cualquier imagen, fija o en movimiento, que se captura a través de un medio electrónico y se representa en la computadora como un archivo de información.

Kilobyte: Corresponde a 1024 bytes.

Megabyte: Corresponde a 1024 kilobytes.

MPEG: Moving Picture Experts Group. Estándar de compresión de vídeo digital que ayuda a su transmisión a través de cable o a su almacenamiento en CD-ROM.

Píxel: La imagen formada en la pantalla de la computadora tiene una unidad elemental llamada píxel. Los píxeles de la pantalla del sistema informático forman una matriz de puntos de luz que dibuja la imagen de cada uno de los caracteres que aparecen en la pantalla de la computadora. Cada píxel no es más que un punto de luz, sin forma definida y sin diferenciación entre el color del punto formado en primer plano y el de fondo. El término píxel es una contracción de la expresión inglesa "picture element", y se podría traducir libremente por elemento o punto de imagen.

Plug and Play: Conjunto de especificaciones desarrolladas por Intel que permiten a un equipo detectar y configurar automáticamente un dispositivo, e instalar los controladores de dispositivo correspondientes.

Puerto: Es un elemento hardware, una especie de enchufe que permite la salida y entrada del ordenador mediante la conexión a distintos tipos de periféricos.

Puerto paralelo: Conector de entrada y salida para un dispositivo de interfaz paralelo. Las impresoras se conectan generalmente a un puerto paralelo.

Puerto serial: Interfaz del equipo que permite la transmisión asincrónica de caracteres de datos bit a bit. También se denomina puerto de comunicaciones o puerto COM.

Puerto USB: Bus externo compatible con instalaciones Plug and Play. Con USB, puede conectar y desconectar dispositivos sin tener que cerrar o reiniciar el equipo. Puede utilizar un único puerto USB para conectar hasta 127 dispositivos periféricos, como altavoces, teléfonos, unidades de CD-ROM, joysticks, unidades de cinta, teclados, escáneres y cámaras. Los puertos USB suelen encontrarse en la parte posterior del equipo, junto al puerto serie o al puerto paralelo.

Resolución: En las tecnologías de imagen digital, la resolución está determinada por el número de píxeles. Mientras la cámara sea capaz de grabar mayor cantidad de píxeles, mayor será la cantidad de detalles capturados en la imagen.

Sensor: Es un pequeño trozo de silicio, generalmente tan pequeño como una estampilla, sobre el cual se graban o imprimen una serie de diodos fotosensitivos. Cuando la luz atraviesa este sensor, se genera carga eléctrica, la cual es grabada como un archivo de imagen digital en la tarjeta de almacenamiento de la cámara.

Sistema Binario: Sistema de numeración en base 2 en el que los valores se expresan como combinaciones de dos dígitos: 0 y 1.

Unidad de disco: Los discos son dispositivos que están fabricados en un material rígido o flexible y se utilizan habitualmente como periféricos de apoyo al proceso de la computadora, siendo el principal medio de almacenamiento de información que éstas utilizan. Se conocen también como unidades de almacenamiento.

Tarjeta de almacenamiento: Unidades de almacenamiento de pequeño formato cuyo principal uso es el de albergar imágenes y video. Utilizan la tecnología Flash, la cual se define como un sistema de almacenamiento no volátil que no requiere de baterías para retener los datos. Existen varios formatos y casas fabricantes: Compact Flash, Smart Media o Memory Stick y FlashPath .

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