Fidelidade de modelos virtuais tridimensionais: avaliação por meio de engenharia reversa

Abstract

A engenharia reversa refere-se a tecnologias capazes de capturar modelos físicos e representá-los com a linguagem da computação como modelos virtuais. Estes modelos virtuais podem ser utilizados com finalidades das mais diversas, sendo, na área da saúde, importantes no diagnóstico e planejamento cirúrgico. Para isto, quanto mais fiéis ao modelo físico, maior a segurança nestes procedimentos. O presente trabalho comparou o volume de modelos tridimensionais gerados por diferentes formas de engenharia reversa: escaneamento tridimensional superficial, tomografia computadorizada helicoidal com uma fileira de detectores, com multidetectores de 4 canais, com multidetectores de 128 canais e tomografia computadorizada de feixe cônico. Foram utilizadas oito mandíbulas secas humanas, as quais foram submetidas aos referidos exames de aquisição de imagem. Os arquivos dos exames feitos pelos tomógrafos foram salvos no formato DICOM em mídia eletrônica e processados no programa 3D Doctor® (Able Corporation, Massachusetts, EUA) para a obtenção das reconstruções virtuais tridimensionais, nas quais foram utilizadas, ainda, duas formas diferentes de segmentação: all boundary e outline only. Todos os modelos foram salvos no formato standard triangle language (STL) e comparados volumetricamente entre si. Concluiu-se que as diferentes formas de engenharia reversa geraram modelos virtuais tridimensionais cujos volumes não apresentaram diferença estatisticamente significante, independente da técnica de segmentação utilizada. Quanto ao uso de diferentes técnicas de segmentação em imagens obtidas por um mesmo tomógrafo houve estatisticamente significante no volume dos modelos virtuais tridimensionais gerados.

Reverse engineering refers to technologies able to capture physical models and represent them through computer language as virtual models. These virtual models can be used for diverse purposes. In the medical field, they are important in diagnosis and surgical planning for patients. For this, the more true to the physical model, the greater the safety in these procedures. Thus, this study compared the volume of threedimensional models generated by different forms of reverse engineering: surface three-dimensional scanning, helical computed tomography with a row of detectors, multidetector 4-channel, multidetector 128 channels and cone beam computed tomography. Eight human dry mandibles were submitted to these image acquisition examinations. File examinations by CT scans were saved in DICOM format on electronic media and processed in 3D Doctor® software (Able Corporation, Massachusetts, USA) to obtain the virtual three-dimensional reconstructions, as well as submitted to two different types of segmentation: all boundary and outline only. All models were saved in a standard triangle language (STL) format and compared volumetrically to each other. It was concluded that the different forms of reverse engineering generated three-dimensional virtual models with volumes without statistical differences between them, regardless of the segmentation technique used, while the use of different segmentation techniques in images obtained by the same scanner generated three-dimensional virtual models with volumes showing statistical differences between them.