Criação de modelo virtual individualizado do osso temporal humano para impressão tridimensional
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Data
2016-10-18
Autores
Pontes, Antonio Augusto de Lima [UNIFESP]
Orientadores
Penido, Norma de Oliveira Penido [UNIFESP]
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Dissection of the temporal bone is a fundamental part in otological training. Traditionally this training is done with temporal bones from cadavers, but currently the legal acquisition of these bones is quite complex and troublesome. At the same time, the otologic surgeon does not have a reliable way to simulate in advance the surgical procedure, since even owning an anatomical part, the difference in anatomy between individuals, creates a unique need every patient. Objective: Get custom virtual models of bones time that could be used for rapid prototyping printers to create physical models using digital tools available to any public, following defined steps. Method: We use 10 CT scans of the temporal bones of patients without ear disease, in DICOM format, with number of slices ranging from 186 to 320. In them we evaluated the presence of pre-defined anatomical structures. We employed the programs InVesalius to create the virtual model of the temporal bones, Blender to remove artifacts and Private NetFabb for optimizing models for 3D printing. Results: Of the anatomical structures sought in 10 CT scans, the stapes bone and the facial nerve canal were not always present on the images of the exams. In InVesalius program were made the reconstruction of all bone structures present in 10 CT scans; gray scale was used, which average values for the 10 reconstructions were -466 for the dark tones and 2700 for light. In the 3 CT scans that had 186 cuts, the reconstructions were not satisfactory. Still in this program was made the delimitation of the temporal bones. All reconstructions showed structural artifacts and errors. In the program Blender 3D was possible to remove all artifacts from the 7 satisfactory reconstructions. The NetFabb Private program, after analysing the models, identified and corrected structural errors in the 7 reconstructions, optimizing them for three-dimensional printing. Conclusion: It is possible to get custom virtual models of human temporal bone for actual three-dimensional printing using digital tools, following defined steps.
A dissecção do osso temporal é parte fundamental no treinamento cirúrgico otológico. Tradicionalmente este treinamento é feito com ossos temporais de cadáveres, mas atualmente a aquisição legal destes ossos é bastante complexa e dificultosa. Ao mesmo tempo, o cirurgião otológico não tem uma forma confiável de simular antecipadamente o procedimento cirúrgico, visto que mesmo em posse de peça anatômica, a diferença na anatomia entre indivíduos, cria uma necessidade singular a cada paciente Objetivo: Obter modelos virtuais personalizados de ossos temporais que possam ser utilizados por impressoras de prototipagem rápida na criação de modelos físicos, utilizando ferramentas digitais disponíveis a qualquer público, seguindo etapas definidas. Método: Utilizamos 10 tomografias computadorizadas de ossos temporais de pacientes sem doença otológica em formato DICOM, com número de cortes variando de 186 a 320. Nelas avaliamos a presença de estruturas anatômicas pré-definidas. Foram empregados os programas InVesalius para criar o modelo virtual dos ossos temporais, Blender para remoção de artefatos e NetFabb Private para a otimização dos modelos para impressão 3D. Resultados: Das estruturas anatômicas procuradas nas 10 tomografias, o osso estribo e o canal do nervo facial nem sempre estavam presentes nas imagens do exame. No programa InVesalius fez-se a reconstrução de todas as estruturas ósseas presentes nas 10 tomografias; foi utilizada escala de cinza, cuja média dos valores para as 10 reconstruções foram -466 para os tons escuros e 2700 para os claros. Nas 3 tomografias que possuíam 186 cortes as reconstruções não foram satisfatórias. Ainda neste programa fez-se a delimitação dos ossos temporais. Todas as reconstruções apresentaram artefatos e erros estruturais. No programa Blender 3D foi possível fazer a remoção de todos os artefatos das 07 reconstruções satisfatórias. O programa NetFabb Private, após a análise dos modelos, identificou e corrigiu erros estruturais nas 07 reconstruções, otimizando-as para impressão tridimensional. Conclusão: É possível obter modelos virtuais personalizados de osso temporal humano para impressão tridimensional de modelo real utilizando ferramentas digitais, seguindo etapas definidas.
A dissecção do osso temporal é parte fundamental no treinamento cirúrgico otológico. Tradicionalmente este treinamento é feito com ossos temporais de cadáveres, mas atualmente a aquisição legal destes ossos é bastante complexa e dificultosa. Ao mesmo tempo, o cirurgião otológico não tem uma forma confiável de simular antecipadamente o procedimento cirúrgico, visto que mesmo em posse de peça anatômica, a diferença na anatomia entre indivíduos, cria uma necessidade singular a cada paciente Objetivo: Obter modelos virtuais personalizados de ossos temporais que possam ser utilizados por impressoras de prototipagem rápida na criação de modelos físicos, utilizando ferramentas digitais disponíveis a qualquer público, seguindo etapas definidas. Método: Utilizamos 10 tomografias computadorizadas de ossos temporais de pacientes sem doença otológica em formato DICOM, com número de cortes variando de 186 a 320. Nelas avaliamos a presença de estruturas anatômicas pré-definidas. Foram empregados os programas InVesalius para criar o modelo virtual dos ossos temporais, Blender para remoção de artefatos e NetFabb Private para a otimização dos modelos para impressão 3D. Resultados: Das estruturas anatômicas procuradas nas 10 tomografias, o osso estribo e o canal do nervo facial nem sempre estavam presentes nas imagens do exame. No programa InVesalius fez-se a reconstrução de todas as estruturas ósseas presentes nas 10 tomografias; foi utilizada escala de cinza, cuja média dos valores para as 10 reconstruções foram -466 para os tons escuros e 2700 para os claros. Nas 3 tomografias que possuíam 186 cortes as reconstruções não foram satisfatórias. Ainda neste programa fez-se a delimitação dos ossos temporais. Todas as reconstruções apresentaram artefatos e erros estruturais. No programa Blender 3D foi possível fazer a remoção de todos os artefatos das 07 reconstruções satisfatórias. O programa NetFabb Private, após a análise dos modelos, identificou e corrigiu erros estruturais nas 07 reconstruções, otimizando-as para impressão tridimensional. Conclusão: É possível obter modelos virtuais personalizados de osso temporal humano para impressão tridimensional de modelo real utilizando ferramentas digitais, seguindo etapas definidas.
Descrição
Citação
PONTES, Antonio Augusto de Lima. Criação de modelo virtual individualizado do osso temporal humano para impressão tridimensional. 2016. 64 f. Tese (Doutorado em Medicina: Otorrinolaringologia) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2016.