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Objetivo general:
- Desarrollar
una aplicación capaz de gobernar completamente el
sistema de medición de la movilidad dental.
Objetivos específicos:
- Aplicar el software LabView como instrumento virtual
en medición de la movilidad dental.
Material y método:
Este software la programación se efectúa totalmente
en forma gráfica y a través de él es posible crear
instrumentos virtuales (VI). Los VI’s son módulos
de software que simulan el panel frontal de un instrumento
y proveen todo lo que puede contener un panel frontal:
botones, leds, pantallas, switches, etc.; solo que,
el mismo se opera con la ayuda del mouse y el teclado,
utilizando la pantalla de la computadora como escenario;
usando plataforma Windows o Machintoch, en este caso
utilizamos Windows.
De esta manera cuando se ejecuta un VI en LabView
el usuario visualiza y utiliza el panel frontal para
manejar el instrumento que haya sido programado.
Para realizar la programación se utiliza una segunda
pantalla donde realmente se escriben los códigos en
forma gráfica. La pantalla principal o panel frontal
se arma disponiendo los controles e indicadores necesarios
para utilizar, operar y visualizar los datos que proporciona
el VI, cada uno de ellos posee un elemento asociado
en la pantalla donde se realiza la programación (6,8).
En las aplicaciones donde se hace indispensable el
tratamiento de grandes cantidades de información y
a una velocidad considerable, los dispositivos para
la adquisición de señales son las placas adquisidoras
de datos, las cuales proporcionan la capacidad de
introducir datos a la computadora, ya sea en forma
analógica o digital(6).
La placa utilizada fue tipo PCMCIA (Para utilización
en notebook) con entradas y salidas analógicas, marca
National Instruments DAQCard-1200 (Fig.2).
Su conector de 50 pines permite introducir todas las
señales directamente a la placa. Es configurable y
calibrable totalmente por software. Viene equipada
con un driver completo y trae incorporadas todas las
librerías para la adquisición de datos desde el software
(LabVIEW).
La DAQCard 1200 tiene 8 canales de entradas analógicas
de ganancia y conversión A/D de 12 bits. También contiene
una circuitería de temporización de la adquisición
de datos para temporizar múltiples conversiones A/D
e incluye opciones avanzadas como por ejemplo trigger
externo.
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(Fig. 2).
Placa de adquisición de datos. |
Inicialmente
la placa posee la siguiente configuración:
- Entradas referenciadas a masa (Referenced Single-Ended).
- Rango de entrada analógico de ± 5 V.
Para esta aplicación se la configuró del siguiente
modo:
- Unipolar 0 – 10 Volts.
- NRSE, Non-Referenced Single Ended.
En el modo unipolar 0 V corresponden a 0 H y +10 V
a FFF H ( 4095 decimal ).
Las entradas en modo NRSE significa que todas las
entradas están referenciadas al mismo voltaje de modo
común, el cual es flotante con respecto a la tierra
analógica de la placa DAQCard 1200.
Resultados:
Descripción y funcionamiento de la aplicación:
Pantalla Principal: Cuando comienza la ejecución del
programa aparece la pantalla (Fig.3) donde el usuario
puede ingresar a las opciones principales que brinda
el software de aplicación.
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(Fig. 3).
Pantalla principal |
Desde aquí es
posible, mediante los controles provistos, acceder
a las diferentes opciones:
> Nuevo Paciente:
Presionando el control indicado como “Nuevo Paciente”,
el curso del programa se desvía hacia la sección donde
podremos realizar una nueva medición. Aparece una
primer pantalla donde ingresamos información general
del paciente, luego pasamos a otra donde se realiza
la primera etapa de la medición “Medición Estática”.
Una vez completada la misma podemos pasar a la segunda
etapa, “Medición Dinámica”.
Desde las pantallas es posible “salir” y volver a
la pantalla principal, también podremos pasar de una
pantalla a otra, hacia “adelante” o “atrás”, si es
necesario revisar los datos ingresados.
En esta rama del programa podemos archivar la medición
y guardar los datos de la medición. Existe un control
“Guardar Medición” en la pantalla “Ficha Personal”.
Todos los datos de la medición son almacenados en
un archivo cuyo nombre está dado por los datos colocados
en el campo “Nombre del Paciente”.
> Consulta
de Paciente
Si desde Pantalla Principal seleccionamos la opción
“Consulta de Paciente ”, aparece una pantalla similar
a la de “Datos Personales”, la diferencia es que cambian
los controles disponibles. Pulsando “Leer Datos de
Paciente” aparece una ventana clásica de Windows para
abrir archivos, donde seleccionamos el paciente que
se quiere consultar. Se abre el archivo y los datos
son mostrados en los campos correspondientes, es posible
recorrer las distintas pantallas y también imprimir
un reporte. Desde todas las pantallas anteriores es
posible salir y volver a la pantalla principal.
> Calibrar
Sensores
Seleccionando la opción “Calibrar Sensores” aparecerá
en la pantalla un control desplegable donde podremos
seleccionar que sensor queremos calibrar, una vez
seleccionado automáticamente aparece la pantalla para
efectuar la calibración. Terminado el procedimiento
se reemplaza la antigua calibración guardada en un
archivo por la nueva si se presiona el control “Reemplazar
por Calibración Anterior”. Se puede salir sin efectuar
cambios, simplemente pulsando “Salir”.
> Salir
Presionando el botón “ Salir ” se abandona el programa.
En la figura 4, podemos observar un diagrama de flujo
que permite interpretar el funcionamiento general
del programa.
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(Fig. 4).
Diagrama de flujo “Pantalla principal”. |
Sub VI, Ficha Personal del Paciente: (Fig.5)
Los datos que se ingresan en la ficha son necesarios
para tener una idea clara del accidente.
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(Fig.5).
Pantalla “Ficha Personal del Paciente” |
La información
se carga seleccionando con el puntero del mouse alguna
de las zonas habilitadas para su ingreso, ó bien se
puede desplazar por los ítems con la ayuda de la tecla
TAB.
Debemos tener
en cuenta que algunos datos sólo pueden tener valores
numéricos. En otras es posible describir las características
más relevantes del accidente; las cuales ayudarán
a que el profesional tenga una idea clara de la magnitud
del accidente.
En una zona
de menúes desplegables, es posible seleccionar la
patología que presenta el diente al que se le va a
realizar la medición. Por medio de una codificación
numérica (odontograma), es posible indicar la que
presenta cada diente en particular, ya que en el accidente
se pueden dañar mas de una pieza dental.
En tratamiento,
es posible indicar el tipo de férula utilizada y la
cantidad de días que el paciente la llevará colocada.
Sub IV, Medición
Estática: A ésta pantalla accede presionando el
control “Adelante” y aparece el panel correspondiente
(Fig.6).
> Estado
Real del Sensor de Desplazamiento
Indica la posición real del sensor de desplazamiento,
es útil para lograr posicionar el sensor de manera
adecuada para iniciar las mediciones. Ubicarlo en
una zona media del rango total mostrado; para que
cualquiera sea el sentido del movimiento del diente
el sensor pueda tener la capacidad de acompañar ese
movimiento.
> Estado
Real del Dinamómetro
Muestra la posición real del dinamómetro, la cual
en estado de reposo, sin traccionar ni presionar,
debería estar señalando el valor cero gramos.
> Desplazamiento
y Fuerza Aplicada
Muestran los valores máximos de desplazamiento y fuerza
aplicada en ambos sentidos: “Palatino” o hacia adentro
de la cavidad bucal y “Vestibular” o hacia afuera
de la cavidad bucal.
> Variación
mínima de la fuerza para tomar una medición
Podremos definir el valor delta de fuerza mínimo para
tomar un nuevo punto de medición en el gráfico. Esto
es, cuando se comienza el muestreo del canal correspondiente
al dinamómetro y se obtiene el valor de la fuerza,
interpolándolo con los datos del archivo de calibración.
Cada nuevo valor obtenido se compara con el valor
inmediato anteriormente tomado. Si la diferencia no
es mayor que el delta especificado no se agrega un
nuevo punto al gráfico. Si en cambio es mayor se toman
los pares de valores correspondientes (Fx, Dx) y se
los carga en el arreglo.
Si la cantidad
de valores tomados excede la capacidad de pares de
valores determinada por software, automáticamente
se borrarán todas las variables cargadas y la medición
se deberá reiniciar.
> Gráfico
Sirve para dibujar los pares de valores Desplazamiento=f
(Fuerza). Se lo utiliza para visualizar gráficamente
el progreso y resultado de la medición.
> Borrar
Datos
Si la medición no resultare satisfactoria, el usuario
tiene la posibilidad de reiniciar la misma, pero debe
borrar todos los datos registrados anteriormente.
Una vez realizada esta operación se limpian todos
los registros donde se cargarán los nuevos datos.
> Ajustar
Sensores
Para efectuar una medición, el operador, debe posicionar
correctamente los sensores. Presionando este botón
comienza el muestreo continuo de los canales de ambos
sensores; y es posible ver su variación continua en
los indicadores.
Cuando este
correcto, se presiona el mismo control que ahora aparecerá
con el nombre de “Sensores O.K.”
> Comenzar
Medición
Una vez borrados los datos anteriores y habiendo ajustado
los sensores, se puede comenzar la medición.
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(Fig. 6).
Pantalla “Medición Estática” |
Obtenido el
registro se debe presionar el mismo control que ahora
aparecerá como “Detener Medición” para terminar el
muestreo (Fig.7).
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(Fig. 7). Medición
estática sobre modelo y sensor montado en
Arco facial modificado. |
> “Atrás” – “Adelante”
Sirven para pasar de una pantalla a otra dentro de
la opción “Nuevo Paciente”. En este caso presionando
“Atrás” se vuelve al subVI Ficha de Datos Personales
del Paciente. Seleccionando “Adelante “se pasa al
sub IV, “Medición Dinámica”
> Salir:
Con esta opción se regresa al menú principal (Fig.8).
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(Fig. 8)
Diagrama de flujo, “Medición Estática”. |
Sub VI, “Medición Dinámica”
Se accede desde el subVI, “Medición Estática” presionando
el control “Adelante” (Fig.9).
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(Fig. 9).
Pantalla “Medición Dinámica”. |
Aquí es posible efectuar una medición del movimiento
del diente en cuestión durante la realización de movimientos
fisiológicos comunes, ( Por ejemplo: masticación,
deglución, etc. ) y obtener la fuerza que ejerce la
férula para mantener el diente en la posición adecuada
para su recuperación (Fig. 10).
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(Fig. 10). Praxias
orales: A. Fonación, B. Deglución, C. Masticación. |
> Nombre
Este campo contiene los datos que fueron cargados
en el Sub VI, “Datos Personales”.
> Estado
Real del Sensor de Desplazamiento
Al igual que en la pantalla anterior, indica la posición
real del sensor de desplazamiento y sirve para verificar
que el sensor se halle ubicado adecuadamente al iniciar
la medición.
> Variación
mínima del desplazamiento para tomar un nuevo punto
medición
Como lo hiciéramos durante la “medición Estática”,
podemos definir el valor delta desplazamiento mínimo
para tomar un nuevo punto de medición en el gráfico.
> Gráfico:
Sirve para ir visualizando los pares de valores, visualizar
progreso y resultado de la medición.
> Borrar
Datos:
Si la medición no resultare satisfactoria, el usuario
tiene la posibilidad de reiniciar la medición; pero
debe borrar todos los datos registrados anteriormente
> Comenzar
Medición:
Una vez borrados los datos anteriores almacenados
se puede comenzar la medición. Presionando el control
comienza el análisis de los datos que llegan desde
el sensor de desplazamiento. Si el valor de desplazamiento
captado supera el delta especificado se interpola
el valor de la fuerza correspondiente a ese desplazamiento,
se carga un nuevo par de valores y continúa así sucesivamente
hasta terminar con la medición.
Una vez obtenido
el registro se debe presionar el mismo control que
ahora aparece con la inscripción “Detener Medición”
para cancelar el muestreo del sensor de desplazamiento.
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(Fig.11). Diagrama
de flujo “Medición Dinámica” |
> Atrás - Adelante
Sirven para pasar de una pantalla a otra dentro de
la opción “Nuevo Paciente”. En este caso presionando
“Atrás” se vuelve al subVI “Medición Estática”. Seleccionando
“Adelante” se pasa al subVI “Ficha Datos Personales
del Paciente".
> Salir
Con el control “Salir” se vuelve a la pantalla principal
(Fig11).
Consulta de Paciente:
Desde la pantalla principal seleccionamos la opción
"Consulta Paciente”, accederemos al Sub VI, “Mostrar
Ficha Personal del Paciente”, donde podemos ver todos
los datos de los pacientes a que han sido evaluados
hasta ahora (Fig.12).
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(Fig.12).
Pantalla Sub IV “Mostrar ficha de datos
personales del paciente” |
La ficha contiene los mismos campos que los del subVI
Nuevo Paciente. Los datos que se pueden ver son los
mismos que fueron cargados en el momento de realizar
la medición. Permite también modificar algunos campos
de la la pantalla y luego modificar el archivo de
la medición.
Para controlar la secuencia del programa, en la zona
inferior derecha se encuentran los controles que permiten
decidir que se desea hacer (Fig.13).
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(Fig.13).
Controles del flujo del programa |
> Leer Datos
del Paciente
Si deseamos consultar un paciente ya evaluado, presionando
este control. Se abre una ventana donde es posible
buscar y seleccionar el archivo del paciente que se
desea consultar por orden alfabético.
> Adelante >>
Presionando la opción “Adelante” se pasa a la pantalla
donde muestra la Medición Estática del paciente.
> Atrás <<
Si en cambio se elige “Atrás” se pueden ver los datos
correspondientes a la Medición Dinámica.
> Guardar
Informe Modificado
Si agregamos una fotografía ó la Guarimagen de RX,
es posible modificar el archivo y reemplazarlo por
el nuevo simplemente presionando este botón.
> Imprimir
Informe del Paciente
Presionando este control el programa imprime un reporte
de los datos del paciente en forma de historia clínica
y formato A4. (Fig.14) La misma es útil para tener
un registro de las mediciones realizadas y para comparar
los resultados obtenidos.
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(Fig.14).
Informe completo. |
> Salir
Con el control ¨ Salir ¨ se vuelve a la pantalla principal.
Sub VI´s, Calibrar Sensores:
Para alinear los sensores y compensarlos se realiza
la calibración de los los mismos. El proceso se basa
en obtener las lecturas de los canales (en Volts)
y asociarles el valor suministrado por la persona
que realiza la calibración. Se lee la escala patrón
del instrumento, para conocer con que magnitud física,
se está excitando el elemento sensor.
Los pares de valores se guardan en una tabla que luego
servirá para interpolar el valor de la magnitud física
teniendo como dato el valor de tensión.
Calibración
del Dinamómetro:
Si seleccionamos “Calibrar Sensores”, en la pantalla
principal aparecerá un sub-menú desplegable en el
cual podremos elegir cual de los sensores queremos
calibrar. La opción “Dinamómetro” nos conducirá al
subVI Calibración del Dinamómetro ó Sensor de Fuerza
(Fig.15).
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(Fig. 15).
Pantalla Calibración del Dinamómetro. |
> Ubicación
del Archivo Calibración
En la parte superior de la pantalla aparece un indicador
que muestra la ruta de acceso del archivo calibración.
> Número
de Canal
Indica el número del canal de la placa de adquisición
de datos dedicado a la tomar los datos del sensor
de fuerza o dinamómetro.
> Lectura
del Canal en Volts
Proporciona el valor de tensión que se lee en dicho
canal.
> Gramos
Introduce el valor de la fuerza con la cual se está
excitando el sensor.
> Tomar Dato
Este botón, cuando es presionado, toma los pares de
valores que aparecen en el indicador del valor de
tensión y aparece el nuevo punto en el gráfico.
> Leer Calibración
Anterior
Seleccionando esta opción, se lee el archivo calibración
vigente.
> Comenzar
Nueva Medición
El mismo se lo utiliza para comenzar el muestreo continuo
del canal asociado al sensor de fuerza. Y los datos
aparecen así actualizados en el indicador.
> Detener
Medición
Una vez cargados los pares de valores ( Gramos, Voltaje
) en todo el rango del sensor, detenemos el muestreo.
> Reemplazar Calibración Anterior:
Sirve para reemplazar los datos anteriores del archivo
“Calibración” por los nuevos datos introducidos.
> Gráfico
Sirve para graficar los pares de valores. Se visualiza
gráficamente el progreso y resultado de la calibración.
> Salir
Con esta opción se regresa al menú principal.
Procedimiento:
Se comienza con el elemento captador del sensor en
la posición normal y se toma ese punto como "cero
gramos", presionamos “Tomar Dato” y el par de
valores asociados ( Volts, Gramos ) se va almacenando
en un arreglo bidimensional; el cual se va mostrando
en el indicador Nueva Calibración. A la vez que se
vagraficando con trazos de color verde. Con la ayuda
de unas pesas de valor conocido, como por ejemplo
50 grs., 100 grs., etc.(Fig.16); se van introduciendo
(manualmente) estos valores en el control Gramos y
vamos presionando el control Tomar Dato.
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(Fig.16). Pesas
para calibrar el dinamómetro. |
Recorremos entonces todo el rango del sensor para
lograr que a cada valor de tensión le corresponda
un valor de desplazamiento. Si el procedimiento de
calibración resulto satisfactorio podemos archivar
los valores obtenidos seleccionando “Reemplazar Calibración
Anterior”, remplazándose el antiguo archivo por el
nuevo. Si por el contrario no es correcto, podremos
iniciar nuevamente el procedimiento de calibración.
Calibración
del Sensor de Desplazamiento:
Si seleccionamos el sensor de desplazamiento, accederemos
al sub VI “Calibración Sensor de Desplazamiento” (Fig.17).
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| (Fig.
17) Pantalla Calibración del Sensor
de Desplazamiento |
Procedimiento:
Se comienza con el elemento captador del sensor en
la posición normal y se toma ese punto como "cero
milímetros", presionamos luego el botón “Tomar
Dato” y el par de valores asociados ( Volts, Milímetros
) se va almacenando en un arreglo bidimensional el
cual se va mostrando en el indicador “Nueva Calibración”.
A la vez se va graficando en color verde, igual que
para el otro sensor.
Con un micrómetro (Fig.18), se va desplazando el elemento
captador en una pequeña cantidad, como por ejemplo
0.25 milímetros y se introduce manualmente este valor
en el control Milímetros “Tomar Dato”.
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(Fig.18).
Micrómetro utilizado para calibrar el sensor
de desplazamiento. |
Si el procedimiento
de calibración resulto satisfactorio podemos archivar
los valores obtenidos seleccionando “Reemplazar Calibración
Anterior”, cambiando el antiguo archivo por el nuevo.
Si no es correcto, podremos iniciar nuevamente el
procedimiento.
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