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D. Ciências da Saúde - 4. Odontologia - 9. Radiologia Odontológica

EFEITOS DA VARIAÇÃO DA ESPESSURA DO CORTE TOMOGRÁFICO E DA AMPLITUDE DO CAMPO DE VISÃO (FOV) NA REPRODUÇÃO DE ESTRUTURAS ÓSSEAS FINAS, COM A FINALIDADE DE PROTOTIPAGEM RÁPIDA - ESTUDO IN VITRO
Maria Inês Meurer 1
Kivia Pires Souza 2
Daniel Duarte Abdala 3
Aldo von Wangenheim 4
Eduardo Meurer 5
Luiz Felipe de Souza Nobre 6
(1. Professora do Departamento de Patologia, UFSC; 2. Especialista em Radiologia Odontológica pela UFSC; 3. Mestre em Ciências da Computação pela UFSC; 4. Professor do Departamento de Informática e Estatística/UFSC; 5. Professor do Curso de Odontologia, UNISUL; 6. Professor do Departamento de Clínica Médica, UFSC)
INTRODUÇÃO:
Recentes avanços tecnológicos possibilitaram melhorias no processo de produção protótipos biomédicos. Os protótipos são uma importante contribuição para o planejamento cirúrgico, a diminuição do tempo trans-operatório e a maior previsibilidade do resultado final do tratamento. Apesar de oferecer uma precisão dimensional e geométrica aceitáveis para aplicação clínica, a qualidade da reprodução tridimensional a partir dos dados bidimensionais ainda apresenta problemas. Alguns autores têm relatado dificuldades especialmente na reprodução de paredes ósseas finas, como as paredes do seio maxilar e o assoalho de órbita. Os sistemas de prototipagem rápida permitem grande fidelidade na reprodução de estruturas que estejam representadas no modelo gerado computacionalmente (0,02 a 0,1 mm de precisão para o sistema de estereolitografia); desta forma, se as estruturas finas não estão sendo reproduzidas, ou os dados referentes a elas não foram obtidos durante a aquisição das imagens, ou foram omitidos do modelo computacional durante a manipulação das imagens. Neste estudo, foi avaliada a influência de dois parâmetros de aquisição de imagens tomográficas na reprodução de estruturas óssea finas: a amplitude do campo de visão (FOV) e a espessura do corte tomográfico.
METODOLOGIA:
A amostra constou de 10 placas de osso cortical bovino. As placas foram confeccionadas utilizando uma cortadora de precisão ISOMET 1000 Precision Saw (Buehler, EUA) com disco diamantado 6” x 0.020” (Buehler, Ontário) devidamente refrigerado. As espessuras físicas das placas (0,6 mm; 1,1mm; 1,5mm; 2,0mm e 2,8 mm, sendo duas placas de cada espessura) foram conferidas com um paquímetro eletrônico Starrett®. As placas foram posicionadas duas a duas, de acordo com a espessura, perpendiculares e oblíquas em relação ao plano de corte tomográfico. Os parâmetros variáveis de obtenção foram: a espessura do corte tomográfico (1mm, 2,5mm e 5mm) e a amplitude do FOV (180mm, 250mm e 430mm). Foram obtidas 45 imagens em modo não-helicoidal, com 120 kVp, 150 mA, matriz de 512x512, sendo quinze com FOV 180mm, quinze com o FOV de 250mm e quinze com o FOV de 430mm. Nos grupos definidos pelos FOVs, variou-se a espessura do corte tomográfico, a cada cinco imagens, em 1 mm, 2,5 mm e 5 mm. A densidade de osso cortical foi medida em 450 áreas, utilizando o software Cyclops MedStation. Este software permite colorir os voxels que têm densidade dentro de um intervalo pré-determinado. Desta forma, foi possível observar quais voxels foram efetivamente mantidos no modelo virtual após a segmentação das imagens com finalidade de prototipagem rápida.
RESULTADOS:
A média da densidade tomográfica foi menor para as placas posicionadas obliquamente em relação ao plano de corte tomográfico, quando comparadas às posicionadas perpendicularmente, de uma forma geral. Em algumas placas, não foi observado este resultado, o que pode ser explicado pela dificuldade do exato posicionamento perpendicular da placa no plano de corte tomográfico, em função de sua exígua espessura. Outra constatação foi de que quanto menor a espessura da placa óssea, menor a média da densidade tomográfica em uma mesma espessura de corte tomográfico, em função do efeito de volume parcial. O aumento da espessura do corte tomográfico foi responsável pela diminuição dos valores de densidade tomográfica do osso cortical, também pelo efeito de volume parcial. Na análise visual das imagens, o aumento do FOV foi responsável pelo aumento da área do pixel e queda da resolução da imagem devido ao efeito de volume parcial, resultando na diminuição do número de voxels dentro do intervalo de reconstrução em todas as placas ósseas.
CONCLUSÕES:
A variação da espessura de corte e do FOV nos protocolos de obtenção das imagens deste estudo interferiram na reprodução das placas ósseas. Em comparação com a densidade tomográfica de uma peça inteira de osso cortical, as placas ósseas finas apresentaram valores médios de densidade tomográfica menores, sendo estes valores tanto menores quanto menor a espessura da placa. As placas ósseas dispostas obliquamente em relação ao plano de corte tomográfico apresentaram valores médios de densidade menores quando comparados aos valores das placas perpendiculares. A espessura de corte tomográfico teve relação inversa com a média dos valores de densidade tomográfica nas imagens, sendo essa relação mais significativa em placas ósseas com 0,6mm. A amplitude do FOV demonstrou ser um parâmetro muito importante, sendo que quanto maior o FOV de obtenção, maior a redução do número de voxels dentro do intervalo de reconstrução para osso cortical, em todas as placas ósseas. Nas placas com 0,6 mm, a maior amplitude do FOV teve influência mais desfavorável, ocasionando perda de continuidade da estrutura na imagem. Nas imagens de paredes ósseas muito finas discretamente inclinadas em relação ao plano de corte tomográfico, houve queda drástica dos valores de densidade tomográfica em vários voxels adjacentes, sendo que uma faixa considerável da imagem da placa mostrou-se fora do intervalo de reconstrução, e não seria, portanto, reproduzida no processo de segmentação.
 
Palavras-chave: tomografia computadorizada; prototipagem rápida; biomodelos.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006