Digitalização 3D em Medicina Dentária

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1 1 of :58 Digitalização 3D em Medicina Dentária 13.Outubro.2011 Os modelos são elementos fundamentais e imprescindíveis no estudo, planeamento e acompanhamento odontopediátrico, protético, ortodôntico e cirúrgico. Por se tratar de peças volumosas, confecionadas normalmente em gesso, a sua execução é muitas vezes questionada pelo espaço necessário para seu armazenamento. O presente trabalho descreve a tecnologia de captação virtual dos modelos em 3D, e as suas vantagens na utilização quotidiana no consultório. Autores Cristiane Martins, DDM Aluna da especialização em Odontopediatria, FMDUP Sara Rosa, DDM Aluna do Mestrado em Odontopediatria, FMDUP Ana Alves Norton, MSc Assistente Convidada de Odontopediatria, FMDUP Cristina Cardoso Silva, PhD Professora Auxiliar Convidada, FMDUP David Casimiro de Andrade, PhD Professor Associado com Agregação, FMDUP Introdução Os modelos são parte essencial do estudo e acompanhamento de casos clínicos nas diversas especialidades da medicina dentária do século XXI, nomeadamente em odontopediatria, ortodontia e prótese. Tradicionalmente são feitos em gesso, a partir da moldagem das arcadas em alginato ou silicone, fornecendo informações para o diagnóstico, plano de tratamento e acompanhamento dos casos. A necessidade de

2 2 of :58 armazenar os modelos em gesso, para futura consulta, constitui muitas vezes um problema para os clínicos. Num estudo verificou-se que para armazenar 1000 modelos de estudo são necessários 17 m 3 [i]. Para além do espaço, a organização dos modelos por ordem alfabética para posterior consulta torna-se difícil de executar por obrigar a mudanças constantes de local das diferentes caixas de modelos. Atualmente existe uma tendência crescente cada vez mais preponderante, para que as fichas clínicas dos pacientes sejam digitais, com arquivos também em formato digital, nomeadamente as fotografias e as radiografias. Neste sentido, terá toda a lógica que os modelos sejam também realizados e trabalhados neste formato. Dadas as restrições cada vez mais marcadas no que respeita à distribuição do espaço nos consultórios, associadas à crescente necessidade de reduzir o tempo de trabalho na obtenção dos modelos e de facilitar a sua consulta posteriormente, consideramos relevante a avaliação dos sistemas 3D existentes no mercado, motivo pelo qual se realizou esta revisão. Materiais e métodos O suporte científico desta revisão foi obtido através de uma pesquisa em livros da especialidade e de uma consulta nas bases de dados Medline/Pubmed, ScienceDirect e Google académico. Como palavras-chave foram utilizados os termos: "3D models", "CAD system"e "3D scanner". A seleção foi realizada tendo como critérios de inclusão: artigos em inglês, espanhol ou português; estudos publicados entre Janeiro de 2001 e Janeiro de 2011, com maior ênfase nos artigos publicados nos últimos 5 anos. Discussão Após a análise dos artigos selecionados foram identificados diferentes sistemas de digitalização e tratamento de modelos. Estes sistemas foram projetados para superar os problemas citados com os modelos de gesso tradicionais e permitir análises adicionais. Geralmente são compostos por um scanner de digitalização em 3D e diferentes tipos de programas informáticos com funções específicas para aplicação nas distintas áreas da medicina dentária. O scanner 3D por laser é um sistema que utiliza um feixe de laser para obter a leitura do objeto. Este tipo de equipamento de digitalização é baseado no princípio da triangulação simples: um ponto, ou faixa de laser, é projetado sobre a superfície do objeto e é registado por um ou mais sensores CCD (Change Coupled Devices). O ângulo do feixe de luz a partir do scanner é registado internamente [ii]. O comprimento entre a origem do laser e a base é fixo e conhecido a partir de um processo de calibração. A distância entre o objeto e o equipamento é geometricamente determinada pelo ângulo registado e o comprimento da base. Este tipo de scanners alcança pontos 3D com um desvio padrão menor do que um milímetro [iii]. Os scanners utilizam-se para captar a imagem tridimensional dos modelos, das moldagens ou diretamente da boca do paciente. O sistema a laser pode ser acoplado a um sistema manual ou automático que informará o programa sobre a posição do sensor. Com base no modelo de gesso, na moldagem (alginato/silicone) ou diretamente da boca, o scanner produz um modelo virtual em 3D através de uma digitalização feita de forma rápida e fácil [iv]. Esta digitalização será arquivada numa pasta individual do paciente. Neste documento poderão também ser incluídos outros dados como por exemplo o plano de tratamento do paciente. Desta forma poderemos mostrar ao paciente uma simulação do tratamento previsto e comunicar facilmente com o laboratório e com outros colegas em situações de tratamentos interdisciplinares [v]. Após a inclusão da imagem no computador, ela pode ser trabalhada com programas de desenho em 3D. É possível arquivar as imagens em ficheiros apropriados e usá-las para planeamento e acompanhamento de casos, comparações entre antes e depois, desenho de próteses fixas ou removíveis, desenho de barras sobre implantes, estudo ortodôntico, etc. Foram desenvolvidas diversas aplicações específicas que poderão ser ajustadas às necessidades de cada profissional. As principais vantagens dos sistemas digitais encontrados são [vi] : Versatilidade - Permitem a digitalização de modelos, de moldes ou da boca do paciente diretamente. Arquivos em formato aberto ou proprietário - Os arquivos podem ser gravados e exportados em vários formatos standard, como o STL,

3 3 of :58 tornando-os compatíveis com vários sistemas aplicativos disponíveis no mercado. Os dados digitalizados em 3D podem também ser bloqueados para evitar que o modelo virtual seja alterado digitalmente em conformidade com os requisitos legais. Níveis elevados e consistentes de validação e precisão - A calibração é feita usando técnicas de fácil execução. Facilidade para digitalizar os modelos de gesso ou moldagem no scanner - Não é necessário um posicionamento preciso; o software de digitalização garante uma cobertura completa de toda a geometria do modelo de gesso ou da moldagem, incluindo possíveis retenções. Os novos scanners intraorais permitem rapidez e precisão, facilitando a digitalização 3D direta das arcadas dentárias. Existe redução significativa do tempo de trabalho e de expedição e facilidade de arquivo dos modelos. Alinhamento das partes originais digitalizadas - O scanner alinha o modelo superior e inferior, com base em planos de corte ou usando os modelos de gesso colocados em oclusão. Fig.1 - Exemplo de um Scanner para digitalização 3D - A cobertura total da moldagem ou do modelo é feita por uma combinação do sistema de movimento de 3 eixos e 2 câmaras em ângulo otimizados, o objeto é inclinado, girado e movido para digitalizar todos os aspectos, enquanto as 2 câmaras, garantem a digitalização. O sistema proporciona ao médico dentista um ambiente virtual de modelos 3D, que podem ser manipulados em todos os planos espaciais, seccionados e medidos ao longo de qualquer plano com uma precisão considerável. A interface entre o scanner e o software permite a livre manipulação dos modelos no espaço virtual. Com os programas é possível a colheita de dados e a utilização de uma série de ferramentas de diagnóstico, tais como [vii] : Manipulação em todos os planos do espaço; Visualização estática de qualquer perspetiva; Secção transversal e vertical em qualquer plano desejado; Visualização do Oclusograma; Medição das dimensões dentárias e dos seus contactos; Avaliação do espaço, incluindo análise de Moyers e Tanaka-Johnston, largura de dentes, análise de Bolton, medidas de largura do arco, sobremordida horizontal e vertical. Desenho e impressão 3D de barras, coroas e pontes sobre implantes ou cotos. Desenho em 3D de prótese parcial removível;

4 4 of :58 Fig.2 - Manipulação, visualização e medição de modelos. Fig.3 - Modelos em oclusão em vista lateral direita, frontal e lateral esquerda.

5 5 of :58 Fig.4 - Modelo com barra e prótese sobre implantes.

6 6 of :58 Fig.5 - Modelo com o desenho da prótese parcial removível, em cera e em metal. Conclusão As novas tecnologias disponíveis para utilização por médicos dentistas conduzirão certamente a grandes benefícios tanto para o profissional como para o paciente. Ocasionando uma mudança na forma de planear o tratamento, a tecnologia digital pode revolucionar o modo de utilizar os modelos, desde a sua confeção, estudo, visualização, gestão e armazenamento. As possibilidades de manipulação como rodar, inclinar, medir, seccionar e manter os modelos na posição desejada, permite uma análise detalhada, com a vantagem de podermos arquivar as modificações e verificá-las sempre que necessário [viii]. Na era digital, com fotografias e radiografias computorizadas, a imagiologia 3D proporcionada pelos scanners é uma ferramenta valiosa para o médico dentista, permitindo deste modo que todas as informações dos pacientes sejam armazenadas nesse formato. Conseguimos assim, uma economia no tempo despendido e no espaço de armazenamento, uma melhoria na qualidade do trabalho e uma maior facilidade de comunicação com o paciente e com o laboratório. Assim sendo, é esperado que esta tecnologia 3D passe a ser cada vez mais utilizada pelos médicos dentistas, passando evidentemente por uma curva de aprendizagem, como habitualmente ocorre quando se utilizam novas técnicas e equipamentos [ix]. A indicação precisa de determinados métodos de diagnóstico contribuirá para a diferença entre o sucesso e o fracasso clínico, sendo o melhor método de diagnóstico determinado pelo conhecimento técnico-científico do profissional. Agradecimento: Ao Exmo. Senhor Eng.º Miguel Sousa, da empresa Golden Progress, pela disponibilização de um scanner e elementos de consulta. Bibliografia Ayoub AF, Wray D, Moos KF, et al. A three-dimensional image system for archiving and study three dental casts: a preliminary report. Int J Adult Orthodontics Orthog Surg. 1997; 12: Accorsi M, Velasco L. Diagnóstico 3D em ortodontia: a tomografia cone-beam aplicada. 1ªed. São Paulo: Editora Napoleão; 2011; p.71-2.

7 7 of :58 3. Accorsi M, Velasco L. Diagnóstico 3D em ortodontia: a tomografia cone-beam aplicada. 1ªed. São Paulo: Editora Napoleão; 2011; p Danforth RA, Dus I, Mah J. 3-D Volume imaging for Dentistry: a new dimension. J Calif Dent Assoc Nov31(11): Howerton WB Jr, Mora MA. Advancements in digital imaging: What is new and on the horizon? J Am Dent Assoc Jun;139 Suppl:20S-24S. 3D Systems Corporation. [Internet] 2011 Fev; Disponível em: Tinschert J, Natt G, Hassenpflug S, Spiekermann H. Status of current CAD/CAM technology in dental medicine. Int J Comput Dent Jan;7(1): Cavalcanti MGP. Tomografia Computadorizada por feixe Cónico - Interpretação e Diagnóstico para o Cirurgião-Dentista. 1ª ed. São Paulo:Santos; 2009: p138. Lopes PML, Perella A, Moreira CR, Rino-Neto J, Cavalcante MGP. Aplicação de medidas cefalométricas em 3D-TC. Revista Dental Press de Ortodontia e Ortopedia Facial. 2007; 12: