Actas del Congreso Nacional de
Tecnología Aplicada a Ciencias
de la Salud
Actas del Congreso Nacional de Tecnología Aplicada a Ciencias de la Salud Vol. 5, 2023
El bruxismo afecta aproximadamente un 70% de los pacientes dentales en México, representando una significativa preocupación en la salud dental. El objetivo de este proyecto fue diseñar un circuito biomecatrónico y una aplicación para monitorizar la fuerza prensil durante episodios de bruxismo, y la implementación de tratamiento fisioterapéutico para reducir los trastornos causados por el bruxismo. Se realizó una prueba con el circuito diseñado para medir en un paciente voluntario sin bruxismo, la medición resultante de la fuerza prensil fue de 196.27N, y un paciente con diagnóstico de bruxismo y desgaste dental y mordedura de mejilla, por causa del bruxismo donde la medición fue de 121.74N corroborando la factibilidad de su uso.
Palabras claves: Bruxismo, Circuito biomecatrónico, Fisioterapéutico
Bruxism affects approximately 70% of dental patients in Mexico, representing a significant concern in oral health. The aim of this project was to design a biomechatronic circuit and an application to monitor the prensil force during bruxism episodes and to implement the physiotherapeutic treatment to reduce disorders caused by bruxism. After its implementation in a voluntary patient, the measured prensil force was 196.27N with bruxism problem, and 121.74N for patient with bruxism confirming the feasibility of its use.
Keywords: Bruxism, Biomechatronic circuit, physiotherapist
El bruxismo es una condición oral de considerable importancia, causada por apretar o rechinar involuntariamente los dientes, cuyo origen generalmente se asocia al estrés, ansiedad y trastornos de sueño. Esta afección conlleva una gama de diversos síntomas, entre los cuales se incluyen el dolor en la mandíbula y los dientes sometidos a una mayor presión maxilofacial y mandibular, así como el dolor en la articulación temporomandibular (ATM). Asimismo, el bruxismo puede dar lugar a irritabilidad, contracturas musculares periféricas, erosión dental, cefaleas, migrañas e incluso, en casos de bruxismo nocturno, propiciar la aparición de trastornos del sueño.
A pesar de la prevalencia que ostenta el bruxismo, tanto su diagnóstico como su tratamiento conllevan desafíos significativos, esto debido a su naturaleza multifactorial y a la amplia variedad de síntomas que presenta. Con el propósito de abordar esta problemática, se plantea la presente propuesta de investigación, que consiste en la creación de una solución innovadora: un circuito biomecatrónico embebido en un dispositivo bucal diseñado para medir con precisión la fuerza prensil asociada al bruxismo.
La obtención de datos objetivos y rigurosos a través de este enfoque podría resultar fundamental para mejorar la exactitud diagnóstica y la personalización de las estrategias de tratamiento fisioterapéutico, lo cual supondría un cambio substancial en el abordaje actual del manejo del bruxismo y, por ende, una notable mejora en la calidad de vida de los individuos afectados.
El objetivo primordial de este proyecto radica en la concepción y desarrollo de un circuito biomecatrónico altamente avanzado, complementado por una interfaz gráfica de usuario, que sea capaz de llevar a cabo una monitorización precisa de la fuerza prensil generada durante los episodios de bruxismo. Este sistema innovador no solo promete facilitar un diagnóstico más certero, sino que también ofrece la posibilidad de personalizar con gran detalle los enfoques terapéuticos en las esferas de la fisioterapia, la odontología y la cirugía maxilofacial, respondiendo de manera precisa a las necesidades individuales y específicas de cada paciente.
El Glosario de Términos Prostodónticos en su edición más reciente (GPT-8) conceptualiza el bruxismo como una secuencia de movimientos de índole disfuncional, destituidos de propósito funcional, los cuales implican el rechinar o el apretar involuntario de los dientes en diversos patrones de actividad masticatoria. Esta manifestación puede desembocar en trauma oclusal, una afectación que se localiza en las superficies dentales destinadas a la masticación. El bruxismo puede desplegarse tanto en el estado de vigilia como durante el período de sueño. Durante las horas diurnas, el bruxismo adquiere la forma de una actividad semi voluntaria caracterizada por el "apretamiento", y es conocido bajo las características de "bruxismo en vigilia" (BV) o "bruxismo diurno" (BD). Por contraposición, el bruxismo ocurrido durante el reposo nocturno o diurno es etiquetado como "bruxismo del sueño" (BS), una pauta conductual de la región oromandibular que se define como un trastorno de movimiento estereotipado que acontece en el transcurso del sueño, y se identifica por la acción de mantener los dientes apretados o por su frotamiento entre sí. La denominación de "bruxismo del sueño" fue adscrita a la categoría de trastornos de movimiento vinculados al ciclo de sueño, conforme a la taxonomía actual de las perturbaciones de este [1].
El bruxismo, bajo el influjo de las fuerzas mecánicas que actúan sobre las estructuras orofaciales, conlleva una modificación de su morfología y una redefinición en la configuración con que se ejercen tales fuerzas. Tal metamorfosis conlleva con frecuencia a la generación de patologías que afectan los tejidos musculares, óseos, articulares y, en ocasiones, incluso los órganos sensoriales. Considerando la naturaleza multifactorial tanto de la etiología del bruxismo como de sus consecuencias, surge la necesidad de abordar esta problemática con un enfoque global, que contemple la totalidad de aspectos entrelazados en su origen, abarcando dimensiones emocionales, bioquímicas y estructurales, entre otras. En este sentido, actualmente la terapia psicológica, la fisioterapia facial y el mindfulness pueden ayudar a mejorar los problemas clínicos de bruxismo [2].
El bruxismo, con causas y consecuencias que afectan más allá de la boca, involucra cadenas musculares que sostienen la cabeza y postura. Los músculos están interconectados con huesos y articulaciones, y su equilibrio se altera con faltantes dentales o cambios en la oclusión dental, generando impacto en cuello, columna y postura. Las causas y efectos del bruxismo alteran esta mecánica, provocando cambios posturales y dolor, con impacto en la calidad de vida. La articulación temporomandibular, afectada en etapas tempranas, puede repercutir en estructuras circundantes como el oído, induciendo problemas como tinnitus, hipoacusias, vértigo y más. La evaluación médica y la coordinación interdisciplinaria son cruciales para mitigar estas consecuencias. El bruxismo es una causa importante de disfunción temporo-mandibular. Además de dolor muscular orofacial, afecta a la musculatura cervical y del oído medio, generando síntomas óticos como tinnitus, vértigo e hipoacusia. Las disfunciones temporo-mandibulares abarcan variadas patologías craneofaciales, con origen multifactorial [3].
La prevalencia del bruxismo varía según estudios. En jóvenes, los valores oscilan entre 18% y 36%, mientras que en adultos la prevalencia del bruxismo nocturno es del 5% al 8%, pudiendo estar subestimada. Un estudio longitudinal muestra prevalencia constante del 15% desde los 15 hasta los 35 años [4].
El manejo del bruxismo es complejo dada su etiología multifactorial y las múltiples implicaciones sistémicas, requiriendo una metodología diagnóstica integral para coordinar el tratamiento desde la perspectiva odontológica [5].
Se ha encontrado en la literatura que el tratamiento fisioterapéutico ayuda a mejorar los efectos causados por el bruxismo, por lo que es importante considerar un seguimiento de terapias fisioterapéuticas [6].
El circuito biomecatrónico desarrollado para este proyecto, utiliza como elemento central la placa XIAO ESP32S3. Este potente microcontrolador maneja sensores de fuerza prensil que miden la fuerza prensil ejercida durante los episodios de bruxismo. El diseño incorpora además una batería recargable y un receptor de carga inalámbrica, garantizando una operatividad continua y confiable.
Una característica importante de este sistema es su capacidad para transmitir datos mediante la tecnología Bluetooth de Baja Energía (BLE). Esta modalidad de Bluetooth es conocida por su eficiencia en el consumo de energía, lo que permite que la batería del dispositivo dure más tiempo. Los datos recogidos por los sensores se envían a través de BLE a la aplicación móvil en tiempo real, permitiendo un monitoreo constante y actualizado durante los episodios de apretamiento dental. En la figura 1 se muestra el diseño del circuito mecatrónico para medir la fuerza prensil de una forma alámbrica e inalámbrica.
Figura 1. Prototipo biomecatrónico para medición de bruxismo inalámbrico y medición alámbrica de una voluntaria con bruxismo
En la aplicación móvil, parte de este proyecto, recibe vía Bluetooth datos de fuerza prensil de los sensores, permitiendo un seguimiento gráfico del bruxismo que ayudará al fisioterapeuta a conocer la mejora de su tratamiento, basándose en los resultados de las mediciones. En la figura 2 se muestra el diseño de la interface utilizado para la medición de la fuerza prensil, esta interface indica el grafico de la medición de la fuerza prensil, los datos para el seguimiento de la medición, el estado de conexión del dispositivo por medio del BLE y la sección de información del bruxismo.
Figura 2. Aplicación en acción, con la funcionalidad Bluetooth activada para recibir datos del dispositivo biomecatrónico
Como parte de nuestro estudio, que ha sido desarrollado siguiendo las metodologías del PEACE and LOVE, esta metodología está en concordancia con los avances científicos que buscan incorporar el factor psicológico, refiriéndose a tratamientos fisioterapéuticos que incluyen la parte emocional reduciendo así los signos y síntomas del dolor, disminuyendo también las intervenciones farmacológicas costosas [7], el acrónimo de la palabra PEACE and Love se describe a continuación y se indica en la figura 3.
Figura 3. Metodología PEACE and LOVE
Se llevó a cabo una encuesta de evaluación y conciencia del bruxismo con 60 alumnos de la Unidad Académica Multidisciplinaria Región Altiplano (UAMRA) de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Para garantizar la exactitud y fiabilidad de los datos recolectados, nos hemos adherido al modelo de Intervención en Fisioterapia, validado por la Confederación Mundial de Fisioterapia. Los resultados de esta encuesta han proporcionado información valiosa sobre la prevalencia del bruxismo y sobre la conciencia que tienen los individuos sobre esta condición.
3.1 Resultados
En la figura 4 se muestran los resultados de la encuesta aplicada a los estudiantes de la UAMRA UASLP sobre el conocimiento del término bruxismo, sus causas y consecuencias, el 32.7% de los encuestados indicó que están completamente familiarizados y comprenden el significado del término bruxismo. Por otro lado, el 30.8% ha escuchado el término, pero no están completamente seguros de su significado. Finalmente, el 36.5% afirmó que nunca han oído hablar de este término antes.
Figura 4. Grafica que indica los resultados de la encuesta aplicada sobre el conocimiento del término bruxismo
Los sensores previamente se calibraron utilizando pesas de pesos de estándar de oro y siguiendo la curva de calibración del fabricante, donde para determinada fuerza corresponde cierto voltaje, los sensores son colocados en una guarda personalizada para el paciente, la fuerza prensil se mide al momento que el paciente aprieta sus dientes. Este proyecto se trabajó de forma multidisciplinaria, con fisioterapeuta, periodoncista y mecatrónicos, con la carta de consentimiento informado y una explicación del funcionamiento de la medición al paciente, se realizaron dos pruebas, una con un paciente diagnosticado sin bruxismo y otro paciente bruxismo, en ambos pacientes el estado basal estaba controlado ya que tienen seguimiento de salud adecuado para el estudio, obteniéndose los siguientes resultados, el paciente sin bruxismo midió 196.27N y el paciente bruxista 121.74N en la Figura 5 se muestra la captura de pantalla de la aplicación desarrollada para las mediciones de fuerza prensil en KGF y en Newtons. Estos resultados muestran que es posible que el paciente bruxista tienda a tener una menor fuerza muscular debido a la tensión sometida por el estrés.
Figura 5. Captura de pantalla de la aplicación móvil desarrollada para este proyecto. En ella, se puede apreciar la fuerza prensil de 196.27N para el paciente sin bruxismo y 121.74N para el paciente bruxista
Este avance tecnológico tiene un impacto significativo en la salud dental de los pacientes que padecen de bruxismo, ya que, proporciona información actualizada sobre la intensidad de la fuerza prensil, este sistema permite a los profesionales de la salud diseñar tratamientos más efectivos y personalizados, mejorando así el bienestar de los pacientes. Además, el desarrollo de la aplicación móvil complementa la funcionalidad del dispositivo al proporcionar una representación gráfica de los datos y facilitar la educación del paciente acerca de su condición. Con este diseño mecatrónico el fisioterapeuta podrá dar seguimiento al paciente y conocer la mejoría de la disminución del bruxismo y aplicar técnicas específicas al paciente. Con proyección al futuro, el sistema permitirá la integración de técnicas de relajación y mindfulness para gestionar el estrés. Más aún, este sistema facilita la aplicación del modelo de intervención en fisioterapia. Su novedosa capacidad de medir los patrones de presión dentro y fuera de la consulta, así como proporcionar una medición cuantificable de la fuerza y la evolución del proceso, empodera al paciente e individualiza su tratamiento, constituyendo un elemento fundamental en el tratamiento integral del bruxismo. Se logró medir la fuerza prensil en un paciente voluntario sin bruxismo obteniendo una fuerza prensil de 196.27N y una fuerza prensil de 121.74N, por lo que podemos decir que este sistema es factible para la medición del bruxismo.
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