PROCEDIMENTOS PARA APLICAÇÃO DA PROTOTIPAGEM RÁPIDA NA ÁREA DA SAÚDE

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1 6º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO 6 th BRAZILIAN CONFERENCE ON MANUFACTURING ENGINEERING 11 a 15 de abril de 2011 Caxias do Sul RS - Brasil April 11 th to 15 th, 2011 Caxias do Sul RS Brazil PROCEDIMENTOS PARA APLICAÇÃO DA PROTOTIPAGEM RÁPIDA NA ÁREA DA SAÚDE Julio Henrique Wolff Antonio, julio_wa@yahoo.com.br 1 José Aguiomar Foggiatto, foggiatto@utfpr.edu.br 2 1, 2 Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Av. Sete de Setembro, CEP Curitiba - PR - Brasil Resumo: A prototipagem rápida é um processo de fabricação que permite a confecção de objetos voltados para diversas áreas e tem como vantagem ser independente de complexidades geométricas. Embora a indústria seja sua principal usuária, outros setores têm se servido das soluções que essa tecnologia oferece. A área da saúde pode se beneficiar com a fabricação de biomodelos para melhorar os planejamentos cirúrgicos que antes eram apoiados apenas em imagens médicas, como tomografias e ressonâncias magnéticas. As imagens bidimensionais geradas pela tomografia computadorizada podem ser convertidas para arquivos utilizados pela prototipagem rápida e, dessa forma, permitir a fabricação de réplicas de estruturas anatômicas dos pacientes. Esse trabalho visa apresentar os procedimentos para geração de arquivos de engenharia a partir de imagens médicas, evidenciando a sua utilização na fabricação de biomodelos e no projeto de produtos customizados. São apresentados dois estudos de caso: geração de uma prótese craniana a partir de imagens tomográficas e desenvolvimento da geometria externa de um aparelho auditivo customizado. Palavras-chave: prototipagem rápida, área da saúde, tomografia computadorizada, biomodelo, customização de produto. 1. INTRODUÇÃO A Prototipagem Rápida (PR) é um processo de fabricação muito utilizado nas empresas, principalmente nas áreas de desenvolvimento de peças fabricadas por moldagem por injeção (Foggiatto, 2006 e Nagahanumaiah e Ravi, 2009). Esta tecnologia pode ser também utilizada por outras áreas, como por exemplo, a área da saúde (Choi et al., 2002, Chua et al., 1998, Hieu et. al., 2005, Kouhi et al., 2008, Espalin et al., 2010 e Winder e Bibb, 2005). Infelizmente a PR não foi suficientemente difundida entre os profissionais da saúde, fazendo com que pacientes sejam submetidos a procedimentos cirúrgicos mais demorados e com maior risco de insucesso. Este trabalho pretende esclarecer os principais procedimentos para obtenção de biomodelos a partir de arquivos obtidos por Tomografia Computadorizada. Adicionalmente, os programas de CAD-3D utilizados na engenharia podem também manipular imagens médicas permitindo a modelagem de geometrias personalizadas às necessidades de cada indivíduo. 2. APLICAÇÃO DA PROTOTIPAGEM RÁPIDA NA ÁREA DA SAÚDE A PR é baseada no princípio da manufatura por camadas, na qual a geometria é previamente dividida em fatias e a fabricação é realizada através do empilhamento de cada uma dessas fatias permitindo assim a obtenção do modelo tridimensional. Esse processo torna a fabricação mais rápida, simples e econômica para muitas aplicações. A tecnologia utilizada no presente estudo, denominada de Modelagem por Fusão e Deposição - FDM (Fused Deposition Modeling) utiliza material polimérico na forma de filamento de polímero que alimenta um cabeçote responsável por fundir o material e depositá-lo através de um bico calibrado. O sistema trabalha com dois materiais distintos, um é o material do modelo e o outro é o material de suporte, responsável pela sustentação de regiões suspensas da peça em construção. A Fig. (Figura 1) ilustra o processo FDM: Na área da saúde, a PR é utilizada principalmente no auxílio de diagnósticos, no planejamento e auxílio da condução cirúrgica, na manufatura de implantes e próteses, na criação de implantes personalizados, na educação e treinamento (Choi et al., 2002; Chua et al., 1998; Foggiatto, 2006 e Winder e Bibb, 2005). No entanto, para que sua utilização seja possível, é necessário que atenda a alguns requisitos enumerados por Chua et al., 1998 e Gibson et al., 2006: A PR deve promover intervenções cirúrgicas eficientes e seguras e que tenham seu nível de precisão aumentado ao passo que o risco de dano aos tecidos seja reduzido. Além disso, os procedimentos devem ser menos invasivos e mais rápidos e eficazes, conduzindo a um período de reabilitação menor. Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas 2011

2 Figura 1. Esquema do processo FDM de prototipagem rápida. Existem algumas limitações que dificultam o uso de biomodelos fabricados por PR. As principais são a impossibilidade de se aplicar próteses prototipadas diretamente nos pacientes, os rígidos requerimentos sobre as propriedades físicas e mecânicas das peças produzidas e a disponibilidade de uma pequena gama de materiais adequados para a construção de biomodelos, (Chua et al., 2000, Gibson et al., 2006 e Ramos e Simões, 2009). Mesmo assim Chua et al. (1998) destacam a existência de grandes vantagens na utilização da tecnologia apresentada sobre os métodos tradicionais de intervenção. A maior previsibilidade e precisão adquirida nos procedimentos cirúrgicos possibilitará planejamentos mais eficazes e replicáveis. Os benefícios da redução do tempo e de custos e da facilidade de comunicação entre médicos, estudantes e pacientes também justificam o uso desta tecnologia. 3. AQUISIÇÃO, EDIÇÃO E EXPORTAÇÃO DE IMAGENS MÉDICAS De acordo com Gibson (2005), biomodelos podem ser descritos como modelos anatômicos físicos produzidos através de dados advindos de imagens médicas (IM). Os modelos são usualmente referentes a porções ósseas e são utilizados em casos complexos de reconstrução, podendo ou não utilizar a personalização de uma ferramenta médica ou implemento a ser utilizado no tratamento. Esses objetos proporcionam o que dificilmente uma imagem o faria: sensações táteis e a capacidade de mensurar uma réplica fiel ao paciente em estudo. Já biomodelagem pode ser definida como a habilidade de construir tais réplicas morfológicas. O primeiro passo para a prototipagem de um biomodelo, portanto, é a aquisição das imagens usualmente a partir de Tomografias Computadorizadas (TC). A qualidade do resultado final depende muito da precisão do processo de aquisição das IM, como afirma Gibson (2005). De acordo com Winder e Bibb (2005), os possíveis erros se devem a fatores ligados ao processo de aquisição e a manipulação indevida dos dados obtidos. Dentre eles destaca-se o efeito escada, que pode ser observado na parte superior do crânio ilustrado na Fig. (Figura 2). A distorção da imagem ocorreu devido à interpolação pouco refinada entre os dados e resultou na presença de degraus onde deveria existir uma superfície mais suave. Figura 2. Presença de efeito escada na parte superior de um crânio como consequência do processo de aquisição da imagem (Fonte: InVesalius, 2010).

3 3.1. Aquisição As IM são normalmente obtidas através de cortes axiais na região desejada que resultam em uma sequência de camadas planas que, ao serem sobrepostas, dão a aparência tridimensional ao modelo, constituindo-se em uma poderosa ferramenta de exibição de detalhes da anatomia humana (Azari e Nikzad, 2009 e Chua et al., 2000). O formato dos arquivos deve obedecer a um padrão internacional denominado DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). Duas das técnicas utilizadas para a obtenção das IM são a tomografia computadorizada (TC), que mede atenuações de Raios-X exibindo variações na densidade dos tecidos e a ressonância magnética (RM), que utiliza fortes campos magnéticos e ondas de rádio os quais, por interação com os prótons do corpo humano, são capazes de revelar detalhes significativos de tecidos de menores densidades como tendões e ligamentos. Em um grau comparativo, a RM tende a revelar mais informações sobre tecidos pouco densos que a TC (Gibson, 2005 e Azari e Nikzad, 2009). O processo de fatiamento utilizado na PR se assemelha com o realizado pela TC, no entanto, os valores de espessura de camada são menores (no caso do processo FDM, a partir de 0,12mm). Logo, por mais precisos que sejam os dados gerados por TC, ao serem processados para utilização na PR ainda continuarão apresentando os erros decorrentes de um fatiamento mais grosseiro na fase de aquisição de IM Edição Depois que as IM são obtidas, é necessário o seu processamento para separar a região e a faixa de densidades que serão utilizados para a geração do arquivo 3D do biomodelo. Para essa fase do trabalho utilizou-se o programa InVesalius desenvolvido pelo CTI (Centro de Tecnologia de Informação Renato Archer). A Fig. (3a) ilustra um exemplo de uma parte anatômica obtida por TC gerada a partir de um indivíduo em tratamento oftalmológico. Como foram geradas regiões que não farão parte do estudo torna-se necessário separar as fatias de interesse (Fig. (3b)) e, neste caso, limitar a densidade para valores compatíveis com a parte óssea. Se a faixa de densidade não for corretamente escolhida haverá perda de informações que refletirão em erros geométricos na estrutura final (Choi et al., 2002; Kouhi et al., 2008 e Winder e Bibb, 2005). Outro cuidado é delimitar ao máximo a região a ser prototipada, pois isto representará menor tempo de processamento das imagens e em menor custo do biomodelo. A melhoria de qualidade das imagens pode ser obtida através de programas de visualização e edição de imagens médicas. Figura 3. Modelo do tecido ósseo de um indivíduo tratado por um oftalmologista. (a) Conjunto completo de imagens parcialmente editadas. (b) Porção de interesse já editada Exportação Depois que a região de interesse é definida no programa de processamento das imagens DICOM parte-se para a etapa de exportação para um formato compatível com os programas de Engenharia. Os processos de exportação variam de programa a programa, mas a maioria deles permite a conversão para o formato STL (Stereolitography) que é o formato padrão de entrada de dados na maioria das tecnologias de PR. Os arquivos STL foram inicialmente utilizados pelo processo de PR denominado estereolitografia. A sua geometria é representada por uma malha de elementos triangulares e, segundo Kouhi et al. (2008), os parâmetros de seus arquivos podem gerar malhas com triângulos maiores ou menores, o que influenciará diretamente na suavidade da malha resultante. 4. PÓS-PROCESSAMENTO DOS ARQUIVOS EM STL E CONFECÇÃO DO PROTÓTIPO Os programas de CAD-3D, como o CATIA e o Solidworks, ambos da Dassault Systems, podem ser utilizados para refinar a delimitação do biomodelo e corrigir o arquivo convertido a partir das imagens DICOM. O tempo para manipulação dos arquivos é bastante variável e dependerá da complexidade da anatomia de interesse.

4 Por exemplo, em casos de cirurgias bucomaxilofaciais, como os estudados por (Chua et al., 1998; Espalin et al., 2010; Gibson et al., 2006; Gopakumar, 2004; Hieu et. al., 2003 e Hieu et. al., 2005), é muito comum movimentar uma parte óssea específica do crânio como ilustra a Fig. (Figura 4). Os programas de CAD-3D possuem limitações ao trabalhar com arquivos STL. Alguns apenas permitem a visualização do biomodelo e outros possuem ferramentas capazes de alterar completamente a estrutura das imagens. Como exemplo, o Solidworks apresenta três possibilidades de se abrir um arquivo STL: como gráfico, como superfície ou como sólido. No entanto o elevado tempo de processamento para este tipo de imagem inviabiliza o seu uso na maioria dos casos. O CATIA já possui diferentes módulos que podem ser alternados durante a edição das imagens de forma a viabilizar sua edição. No módulo voltado para a prototipagem é possível importar as imagens e realizar algumas operações básicas, como corrigir imperfeições da malha (automaticamente ou triângulo a triângulo), cortes, divisão e união. Figura 4. Três vistas de um crânio cortado e transladado no CATIA. As operações simulam a distração óssea necessária para corrigir uma deformidade. Os módulos básicos permitem a criação de geometrias de referência e esboços enquanto os módulos de superfície permitem realizar operações mais complexas, como a translação, rotação, espelhamento e criação de pontos e splines (wireframe) guiados pela geometria do STL. Muitas vezes é necessária a criação de geometrias sólidas a partir dos arquivos STL. Este procedimento não é possível de forma direta nos programas de CAD-3D. Uma alternativa é utilizar a geometria de referência em STL como guia para a criação de pontos e splines. Em seguida, é possível gerar superfícies de preenchimento e varredura e, finalmente os corpos fechados. Deste ponto em diante a edição torna-se mais fácil, pois há uma gama muito maior de ferramentas que permitem a edição de superfícies em CAD do que em STL. 5. ESTUDOS DE CASO 5.1. Reconstrução craniana O estudo iniciou-se a partir de imagens obtidas de um paciente com uma abertura na parte frontal do crânio resultante de complicações após uma cirurgia para retirada de um tumor cancerígeno. O objetivo foi construir inicialmente uma prótese por PR para que o médico responsável avaliasse se a geometria obtida estava dentro dos padrões esperados para este tipo de biomodelo. O programa InVesalius 2.1 Beta foi utilizado para reconstruir em três dimensões e tratar as imagens médicas do crânio. O programa é muito intuitivo e permite facilmente a obtenção dos modelos no formato STL. Inicia-se com a importação das fatias, que é feita em séries automaticamente detectadas pelo programa e em seguida são atribuídos valores para os parâmetros como a opacidade e a densidade dos tecidos (treshold). Ainda é possível escolher alguns valores pré-determinados (presets) desses mesmos parâmetros. Por fim, obtém-se uma superfície que usualmente é convertida para o formato STL. A partir do biomodelo foi gerada a geometria da prótese utilizando-se o programa de CAD-3D CATIA. As imagens foram importadas através de um módulo de trabalho voltado para a prototipagem denominado STL Rapid Prototyping e que se encontra no grupo Machining. Esse módulo permite manipular as malhas de STL através de diversos comandos. Os principais são: remoção de partes específicas (remove), preenchimento de vazios automaticamente ou manualmente (Fill Holes e Interactive Triangle Creation, respectivamente), recuperação automática (Mesh Cleaner) e união de malhas (Merge). Outros módulos, agora na área de superfícies (shape), tais quais Generative Shape Design e Quick Surface Reconstruction ainda tornam possível outras operações nas malhas, como utilizar elementos de referência como planos, retas ou pontos para dividir ou cortar a malha (trim/split), para transladá-la ou rotacioná-la (translate ou rotate) ou ainda unir duas malhas (join). Além disso, os elementos de referência citados podem ser criados em relação à malha, permitindo que superfícies se apóiem em curvas que por sua vez estão apoiadas em pontos amarrados à malha.

5 Inicialmente as imagens foram limitadas apenas à região onde havia a abertura (lado direito) e o lado esquerdo. Com as propriedades de simetria a geometria foi gerada pelo espelhamento da região esquerda do crânio sobre o lado direito (Fig. (5)) e, em seguida, a porção da malha que preencheu a abertura existente no lado direito foi utilizada como guia para a construção das superfícies da prótese. Figura 5. Região de interesse do crânio dividida para uso da simetria. O contorno que limita a abertura serviu de referência para a construção de pontos e splines que delimitaram os contornos das superfícies interna e externa a serem criadas, indicados por setas na Fig. (Figura 6a). Já a região espelhada do crânio serviu para guiar a construção de pontos e splines que, quando foram unidos aos contornos criados, permitiram a criação das superfícies interna e externa, como indica a Fig. (Figura 6b). Finalmente, a superfície lateral foi gerada a partir dos contornos das outras duas superfícies existentes (Fig. (6c)). Superfície lateral Figura 6. Construção das superfícies da prótese. (a) Contornos das superfícies. (b) Superfícies construídas sobre a porção espelhada da malha. (c) Visualização da superfície lateral. Com o biomodelo em STL a fabricação é viabilizada. Neste estudo a geometria da prótese foi estudada para ser fabricada por três processos: por PR através da máquina FDM 2000, por fresamento utilizando uma fresadora Roland MDX-40 e por moldagem de Polimetilmetacrilato (PMMA) em um molde fabricado por PR. A prototipagem do biomodelo foi utilizada para validar a geometria gerada no programa CATIA. Foram utilizados os seguintes parâmetros de construção: espessura de camada=0,254mm, contorno e preenchimento=0,7mm e material=abs. O resultado é mostrado na Fig. (7) onde se verifica o ajuste adequado entre a abertura no crânio e a prótese. Figura 7. Verificação do ajuste entre prótese e contorno do crânio. (a) abertura do crânio. (b) ajuste da prótese na abertura. (c) Superfícies interna e lateral da prótese. Em seguida foi testada a alternativa de geração do biomodelo a partir da usinagem de um bloco de resina RENSHAPE 460 (Huntsman). A vantagem de se utilizar métodos de usinagem é a variedade de materiais disponíveis e

6 a possibilidade do uso de materiais biocompatíveis, como o PMMA. Os parâmetros de usinagem utilizados foram: velocidade de desbaste=1.600rpm, alimentação no desbaste=40ipm, velocidade de acabamento=10.000rpm, alimentação no acabamento=100ipm, conforme especificado pelo fornecedor. Utilizou-se profundidade máxima de corte=2mm e um sobrematerial=0,2mm a ser removido em duas etapas no acabamento. A ferramenta empregada foi uma fresa de aço rápido com diâmetro de 6mm e topo esférico. Este teste serviu para avaliar as dificuldades para obtenção de geometrias obtidas a partir de IM, e a Fig. (Figura 8) ilustra o resultado obtido. (a) (b) Figura 8. Prótese construída por fresamento. Vistas: externa (a) e interna (b). Numa terceira etapa foi modelado e prototipado um molde tripartido (Fig. (Figura 9)), o que permitirá a moldagem de um biomodelo em PMMA, largamente utilizado na área médico-odontológica. Foram utilizados os mesmos parâmetros construtivos citados anteriormente (espessura de camada=0,254mm, contorno e preenchimento=0,7mm e material=abs). A prótese será moldada assim que sejam definidos procedimentos para esterilização e a forma de desmoldagem. Figura 9. Molde em ABS para prótese em PMMA construído por prototipagem rápida Criação da geometria de um aparelho auditivo personalizado O estudo pretende exemplificar um caso de projeto de um produto customizado. Foi observado que muitas vezes os aparelhos auditivos podem gerar desconforto ao usuário em função da sua geometria não estar perfeitamente adequada à anatomia do paciente. O mercado disponibiliza diversas configurações de aparelhos para corrigir diferentes graus de perda auditiva, e um dos modelos foi selecionado para análise. A partir da IM de uma cavidade auricular foi gerada a geometria externa de um aparelho auditivo semelhante ao mostrado na Fig. (Figura 10). Figura 10. Aparelho auditivo. (a) modelo real. (b) superfície digitalizada. O procedimento adotado utilizou uma anatomia disponível (Fig. (Figura 11a)) que foi utilizada para retirada da região de interesse (Fig. (Figura 11b)). O exemplo No programa InVesalius foi selecionada uma densidade de tecido apropriada para que a superfície da orelha estivesse adequadamente destacada. Infelizmente alguns elementos acabaram

7 por ser capturados juntos com a região anatômica. Com o programa CATIA esses elementos foram posteriormente retirados junto com as todas as regiões que não farão parte do estudo. O resultado obtido é mostrado na Fig. (Figura 11c). Figura 11. Geração de uma IM de um canal auricular. (a) Anatomia escolhida para estudo. (b) porção da imagem referente à orelha com o canal auricular destacado. (c) superfície do canal auricular. O canal auricular (Fig. (Figura 11c)) foi selecionado como a base para a construção de pontos e splines de forma similar ao do estudo de caso apresentado anteriormente. O resultado obtido foi geometria externa do aparelho auditivo. O conjunto de superfícies obtido é mostrado na Fig. (Figura 12) e é composto pela geometria interna do canal auditivo (laterais do aparelho), um plano delimitador e outro redutor da parte mais larga do aparelho que ficará exposta ao ambiente externo para captar as ondas sonoras. Uma superfície de fechamento na parte mais estreita do aparelho foi gerada. Neste local as ondas amplificadas partirão para o interior da cavidade auricular. 6. CONCLUSÕES Figura 12. Duas vistas da geometria externa do aparelho auditivo. Para o caso da prótese craniana pode-se notar a vantagem da PR sobre o fresamento. A maior dificuldade encontrada foi na definição de uma estratégia precisa para girar o biomodelo e não perder as referências para a usinagem do segundo lado. No caso da prototipagem este problema não acontece visto que a peça é fabricada camada por camada. Com a utilização de um quarto eixo (mesa rotatória) esse problema pode ser resolvido, no entanto, para a máquina utilizada não foi possível utilizar este recurso, pois o volume do bloco de resina excedeu os limites da plataforma de construção da máquina. Outro fator importante é o material a ser utilizado na prótese definitiva e a esterilização da mesma. Na fase de usinagem e prototipagem os estudos foram realizados visando à geração dos biomodelos sem a preocupação com estes aspectos. No caso da moldagem de PMMA, atualmente estão sendo realizados estudos visando gerar um biomodelo em ambiente inerte e apropriado para aplicação em procedimentos cirúrgicos. Para o aparelho auditivo a dificuldade encontra-se em calcular o espaço necessário para os componentes eletrônicos necessários. Em alguns casos pode ser que o paciente possua também alguma deformação congênita que torne o processo muito mais trabalhoso do ponto de vista da edição das imagens do que do ponto de vista clínico. Ficou evidente que a utilização da PR na área da saúde tem como principal vantagem a redução do tempo nas intervenções cirúrgicas facilitando o trabalho dos cirurgiões e diminuindo o risco para os pacientes. Em ambos os estudos evitou-se a utilização de algumas ferramentas disponibilizadas pelos programas CAD e que automaticamente geram superfícies com base na malha STL. Isso foi feito porque as superfícies geradas dessa forma são excessivamente segmentadas e prejudicam a fidelidade da geometria dos biomodelos. Entende-se também que a função desempenhada pelos programas de engenharia utilizados neste trabalho não é tão eficaz quanto as que seriam desempenhadas por programas desenvolvidos com finalidade comercial específica de atender essa demanda. Por fim, existem muitas considerações que fogem do âmbito técnico do processo, como as implicações psicológicas e sociais que uma deformidade ou deficiência física causa em um indivíduo. É por isso que ao utilizar a prototipagem de

8 forma a reduzir o custo final de um biomodelo, agilizar sua fabricação e facilitar sua implementação garantirá a muitas pessoas um incremento de sua qualidade de vida. 7. AGRADECIMENTOS Agradecemos ao CTI (Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer) por disponibilizar gratuitamente o programa InVesalius. 8. REFERÊNCIAS Azari, A., Nikzad, S., 2009, The evolution of rapid prototyping in dentistry: a review, Rapid Prototyping Journal, Vol. 15, No. 3, pp Bibb, R., Eggbeer, D., Evans, P., 2010, Rapid prototyping technologies in soft tissue facial prosthetics: current state of the art, Rapid Prototyping Journal, Vol. 16, No. 2, pp Choi, J.Y., Choi, J.H., Kim N.K.,Kim, Y., Lee, J.K., Kim, M.K., Lee, J.H., Kim, M.J., 2002, Analysis of errors in medical rapid prototyping models, International Journal of Oral & Maxillofacial Surgery, Vol. 31, No. 1, pp Chua, C. K., Chou, S.M., Lin S.C., Eu, K.H. Lew, K.F., 1998, Rapid Prototyping Assisted Surgery Planning, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 14, No. 9, pp Chua, C.K., Chou, S.M., Lin, S.C., Lee, S.T., Saw, C.A., 2000, Facial prosthetic model fabrication using rapid prototyping tools, Integrated Manufacturing Systems, Vol. 11, No. 1, pp Espalin, D., Arcaute, K., Rodriguez, D., Medina, F., Posner, M., Wicker, R., 2010, Fused deposition modeling of patient-specific polymethylmethacrylate implants, Rapid Prototyping Journal, Vol. 16, No. 3, pp Foggiatto, J. A., 2006, O uso da prototipagem rápida na área médico-odontológica, Tecnologia & Humanismo, Curitiba, Vol. 1, pp Gopakumar, S., 2004, RP in medicine: a case study in cranial reconstructive surgery, Rapid Prototyping Journal, Vol. 10, No. 3, pp Gibson, I., 2005, Advanced Manufacturing Technology for Medical Applications - Reverse Engineering, Software Conversion and Rapid Prototyping, Ed. John Wiley & Sons, Chichester, West Sussex, Inglaterra, 240p. Gibson, I., Cheung, L.K., Chow, S.P., Cheung, W.L., Beh, S.L., Savalani, M., Lee, S.H., 2006, The use of rapid prototyping to assist medical applications, Rapid Prototyping Journal, Vol. 12, No. 1, pp Hieu, L. C., Bohez, E., Sloten, J.V., Phien, H.N., Vatcharaporn, E., Binh, P.H., An, P.V. e Oris, P., 2003, Design for medical rapid prototyping of cranioplasty implants, Rapid Prototyping Journal, Vol. 9, No. 3, pp Hieu, L. C., Sloten, J.V., Bohez, E., Kahnh, L., Binh, P.H., Oris, P. e Toshev, Y., 2005, Medical rapid prototyping applications and methods, Assembly Automation, Vol. 25, No. 4, pp InVesalius. Disponível em < Kouhi, E., Masood, S., Morsi, Y., 2008, Design and fabrication of reconstructive mandibular models using fused deposition modeling, Assembly Automation, Vol. 28, No. 3, pp Nagahanumaiah, Ravi, B., 2009, Effects of injection molding parameters on shrinkage and wheight of plastic part produced by DMLS mold, Rapid Prototyping Journal, Vol.15, No. 3, pp Ramos, A.M.A.M., Simões, J.A., 2009, CAD-CAM-RTV lost-wax casting technology for medical implants, Rapid Prototyping Journal, Vol. 15, No. 3, pp Winder, J., Bibb, R., 2005, Medical Rapid Prototyping Technologies: State of the art and Current Limitations for Application in Oral and Maxillofacial Surgery, Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Vol. 63, No. 7, pp DIREITOS AUTORAIS Os autores são os únicos responsáveis pelo conteúdo do material impresso incluído no seu trabalho. PROCEDURES FOR APLICATION OF RAPID PROTOTYPING IN HEALTH AREA Julio Henrique Wolff Antonio, julio_wa@yahoo.com.br 1 José Aguiomar Foggiatto, foggiatto@utfpr.edu.br 2 1, 2 Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Av. Sete de Setembro, CEP Curitiba - PR - Brasil

9 Abstract: Rapid prototyping is a fabrication process that allows to build objects used in many fields and it has no dependency of geometrical complexity as an advantage. Although industry became their main user, other areas have been searching for solutions that this technology can provide. The health area can beneficiate itself fabricating biomodels to improve surgical planning that once was only beneficiated by medical images like tomography and magnetic resonance. Bidimensional images made by computed tomography can be converted to rapid prototyping files allowing to replicate patients anatomical structure. This work presents the procedures to generate engineering files by medical images proving their use in biomodels building and in customized products project. It is presented two case studies: a cranial prosthesis generated by tomographical images and the development of the external geometry of a customized hearing aid. Key-words: rapid prototyping, health area, computed tomography, biomodel, product customization.