Evaluating the precision and accuracy of digital dental models with a low-cost structured light device

ABSTRACT Objective: This study evaluated the accuracy and precision of digital models acquisition using a home-built, low-cost scanning system based on the structured light method. Methods: a plaster model (PM) was scanned using the experimental device (SL) and a dental desktop scanner (DS). The teeth dimensions of PM and SL models were measured in triplicate, with a caliper and digitally, respectively. The agreement of the measurements of each model was evaluated using the intraclass correlation coefficient, and the validity between the different measurement techniques was assessed using the Bland-Altman analysis. The accuracy and precision of the models were qualitatively investigated using the mesh superposition of the SL and DS models. Results: A high intraclass correlation coefficient was observed in all models (PM=0.964; SL1=0.998; SL2=0.995; SL3=0.998), and there was no statistical difference between the measurements of the SL models (p>0.05). PM and SL model measurements were found to be in good agreement, with only 3.57% of the observed differences between the same measurement being located outside 95% limits of agreement according to Bland and Altman (0.43 and -0.40 mm). In the superimpositions of SL-SL and SL-DS models, areas of discrepancy greater than 0.5 mm were observed mainly in interproximal, occlusal, and cervical sites. Conclusion: These results indicate that the home-built SL scanning system did not possess sufficient accuracy and precision for many clinical applications. However, the consistency in preserving the dental proportions suggests that the equipment can be used for planning, storage, and simple clinical purposes.

RESUMO Objetivo: Este estudo avaliou a acurácia e a precisão da aquisição de modelos digitais utilizando um sistema de digitalização caseiro e de baixo custo baseado no método de luz estruturada. Material e Métodos: Para isso, um modelo de gesso (MG) foi digitalizado utilizando o dispositivo experimental (LE) e um scanner dental de mesa (SD). As dimensões dos dentes dos modelos MG e LE foram medidas em triplicata com um paquímetro e digitalmente, respectivamente. A concordância das medidas de cada modelo foi avaliada usando o coeficiente de correlação intraclasse, e a validade entre as diferentes técnicas de medição foi avaliada usando a análise de Bland-Altman. A acurácia e a precisão dos modelos foram investigadas qualitativamente usando a sobreposição de malhas dos modelos LE e SD. Resultados: Um alto coeficiente de correlação intraclasse foi observado em todos os modelos (MG=0,964; LE1=0,998; LE2=0,995; LE3=0,998) e não houve diferença estatística entre as medições dos modelos LE (p>0,05). As medições dos modelos MG e LE mostraram boa concordância, com apenas 3,57% das diferenças observadas entre as mesmas medições localizadas fora dos limites de concordância de 95% de acordo com a análise de Bland-Altman (0,43 e -0,40 mm). Nas sobreposições dos modelos LE-LE e LE-SD, foram observadas áreas de discrepância maiores que 0,5 mm principalmente nos sítios interproximais, oclusais e cervicais. Conclusões: Esses resultados indicam que o sistema de digitalização por luz estruturada caseiro não possui precisão e acurácia suficientes para muitas aplicações clínicas. No entanto, a consistência na preservação das proporções dentárias sugere que o equipamento pode ser usado para planejamento, armazenamento e propósitos clínicos simples.

Cartesian three-dimensional method to quantify displacements between cone beam computed tomography models

ABSTRACT Introduction: Research in Orthodontics and Oral Surgery has been relying on three-dimensional (3D) models to evaluate treatment results with displacement color map techniques, even though it has important limitations. Objectives: This study proposed a method of tracking translational movements of 3D objects to evaluate displacements in surfaces with no shape modification. Methods: Cone Beam Computed Tomography (CBCT) data of ten patients were imported to the Dolphin software. A hypothetical virtual surgical plan (randomly defined) was developed in the software and afterwards verified using the proposed method. All the procedures were carried out by two evaluators, in two different time-points, with a 15-day interval. ITK-Snap software was used to generate high quality STL models. Centroid points were automatically generated and their coordinates were compared to confirm if they represented the known displacements simulated. The paired t-test and the Bland-Altman plots were used, as well as the intraclass correlation coefficient. Results: Interexaminers and intra-examiner tests showed excellent reliability of the method, with mean displacement measurement error values under 0.1mm. The paired t-test did not show any statistically significant differences. Conclusion: The method showed excellent reliability to track the simulated translational displacements of bone segments.

RESUMO Introdução: Grande parte das pesquisas em Ortodontia e Cirurgia Oral tem utilizado modelos tridimensionais e realizado avaliações por meio de mapa de cores de deslocamento, apesar das limitações existentes. Objetivo: O presente estudo teve como objetivo propor um método de rastreamento de movimentos translacionais de objetos 3D, para avaliar deslocamentos em superfícies sem modificação de forma. Métodos: Dez adultos que seriam submetidos à cirurgia ortognática tiveram suas tomografias computadorizadas de feixe cônico pré-cirúrgicas importadas para o software Dolphin. Um plano cirúrgico virtual hipotético com deslocamentos conhecidos foi desenvolvido e posteriormente verificado pelo método proposto. Todos os procedimentos foram realizados por dois avaliadores, em dois momentos diferentes, com intervalo de 15 dias. O software ITK-Snap foi usado para gerar modelos STL de alta qualidade dos ossos do paciente. Os pontos do centroide foram gerados automaticamente, e suas coordenadas foram comparadas, para confirmar se representavam os deslocamentos conhecidos simulados. Para análise estatística, foram usados teste t pareado, coeficiente de correlação intraclasse e os gráficos de Bland-Altman. Resultados: O teste inter e intraexaminadores mostrou boa confiabilidade do método, com valores médios abaixo de 0,1mm para os erros de medida de deslocamento. Conclusão: O método mostrou boa confiabilidade para avaliar o deslocamento de segmentos ósseos após cirurgia ortognática, devendo ser aplicado como uma ferramenta completa de avaliação verdadeiramente tridimensional.

Utilização de programa gratuito para visualização tridimensional de dente impactado a partir de TCFC / Usefulness of free software for three-dimensional visualization of impacted tooth extracted from CBCT

Resumo Há pouco tempo, imagens bidimensionais (2D) eram rotineiramente utilizadas para planejamento e diagnóstico ortodônticos. A utilização de tomografias computadorizadas de feixe cônico (TCFC) acrescentou maior nível de detalhamento das imagens e, assim, elevação da qualidade do diagnóstico das más oclusões. O diagnóstico através de imagens tridimensionais (3D) de caninos impactados apresenta vantagens em relação ao diagnóstico e planejamento embasados em imagens 2D de radiografias. É possível gerar modelos virtuais nos três planos do espaço através de imagens adquiridas por TCFC. Em casos de caninos impactados, essas imagens 3D são valiosas para o ortodontista avaliar a posição real do canino impactado e, principalmente avaliar se existe reabsorção de raízes adjacentes causadas pelo canino impactado. Assim, este presente trabalho tem como objetivo demonstrar o passo a passo da utilização de software de livre acesso para a aquisição de imagens tridimensionais, através da utilização de arquivos digitais gerados pelos exames de TCFC. (AU)

Abstract Not long ago, two-dimensional (2D) images were routinely used for orthodontic planning and diagnosis. The use of cone-beam computed tomography (CBCT) added a greater level of detail to the images and, thus, increased the quality of the diagnosis of malocclusions. Diagnosis of impacted canines with three-dimensional (3D) images has advantages over diagnosis and planning based on 2D radiographic images. It is possible to generate virtual models in the three planes of space through images acquired by CBCT. In cases of impacted canines, these 3D images are valuable for the orthodontist to assess the actual position of the impacted canine and, especially, to assess whether there is resorption of adjacent roots caused by the impacted canine. Thus, this present article aims to demonstrate the step-by-step the use of free software for the acquisition of three-dimensional images, using digital files generated by CBCT exams. (AU)

Avaliação da acurácia de medidas lineares de modelos ortodônticos digitalizados / Assessment of the accuracy of linear measurements of digitalized orthodontic models

Resumo Objetivo: Esse estudo teve como objetivo comparar a acurácia de mensurações lineares realizadas, de acordo com o método de Moyers, em modelos de gesso pelo método manual com paquímetro em modelos digitais 3D digitalizados por scanner de mesa e em modelos digitais 3D obtidos por Tomografia Computadorizada Multislice com protocolo CTdBem. Método: Um único operador selecionou 90 modelos de gesso da arcada inferior para análise de dentição mista. Os métodos testados e o método manual foram comparados usando o teste-t pareado. Para avaliar o acordo entre os métodos, a correlação de Pearson foi utilizada. O gráfico de Bland-Altman foi construído para avaliar a diferença entre as medidas de cada amostra. Resultados: Não houve diferenças significativas entre as medidas do scanner e da Tomografia Computadorizada Multislice, quando comparadas com as medidas do método manual (p>0.05). Ambos os métodos digitais apresentaram correlação alta e significativa com o método manual com coeficientes de 0,98 e 0,97 para o scanner e a Tomografia Computadorizada Multislice, respectivamente (p<0.01). Conclusão: Os modelos digitais obtidos por scanner de mesa e por Tomografia Computadorizada Multislice com protocolo CTdBem produziram medidas lineares e com boa acurácia, compatíveis com as medidas manuais realizadas em modelo de gesso. (AU)

Abstract Aim: This study has aimed to compare the accuracy of linear measurements made, according to the Moyers method, on plaster casts by the manual method using a pachymeter in digital 3D models digitalized by a desktop scanner and in 3D digital models scanned by Multislice Computed Tomography using the CTdBem protocol. Method: A single operator has selected 90 plaster casts of the mandibular arch for analysis of mixed dentition. The methods tested and manual method were compared by using the paired t-test. To assess the agreement between the methods, Pearson's correlation was performed. The Bland-Altman plot was built to evaluate the difference among the measurements for each sample. Results: There were no significant differences between scanner and Multislice CT measurements when compared to the manual method measurements (p> 0.05). Both digital methods have had a high and significant correlation with the manual method with coefficients of 0.98 and 0.97 for the scanner and Multislice CT method, respectively (p<0.01). Conclusions: The digital models obtained by means of the desktop scanner and Multislice Computed Tomography by means of CTdBem protocol produced linear measurement and with good accuracy, compatible with the manual measurements made on plaster casts (AU)

Uso de técnicas de impresión 3D en la reconstrucción mandibular. Una revisión breve / Use of 3D printing techniques in mandibular reconstruction. A brief review / Uso de técnicas de impressão 3D na reconstrução mandibular. Uma breve revisão

Resumen En los últimos años, la tecnología y la medicina han podido complementarse para la optimización de tiempo, conocimientos y recursos, aumentando la posibilidad de tratamientos personalizados en más pacientes. A nivel maxilofacial, la reconstrucción de defectos mandibulares se ha visto en la necesidad de progresar sus técnicas debido a la serie de orígenes que afectan el hueso mandibular de manera drástica, como lesiones traumáticas, cáncer, infecciones, enfermedad congénita u otros, y las innumerables consecuencias tanto estéticas como funcionales, restringiendo significativamente la calidad de vida. El objetivo de este artículo es revisar conceptos básicos del uso de tecnologías de impresión 3D en la reconstrucción mandibular. La impresión 3D ha aparecido en diversos ámbitos, siendo en el área de la medicina, un aporte fundamental para la creación de formas anatómicas de alta precisión con el que se pueden diseñar objetos con reproducción de detalles de manera rápida, luego de una serie de pasos que incluyen la obtención de una imagen radiográfica, uso de software y reparación de archivos, y la obtención de un modelo tridimensional. Los últimos estudios han validado el uso de impresiones 3D para una reconstrucción mandibular, con claros beneficios de costos y calidad de detalles. Es necesario crear un enfoque en las técnicas quirúrgicas utilizadas con un objeto impreso tridimensionalmente y un análisis post operatorio de los pacientes sometidos a estos procedimientos más allá de los detalles técnicos.

Abstract In recent years, technology and medicine have been able to complement each other to optimize time, knowledge and resources, increasing the possibility of personalized treatments in more patients. At the maxillofacial level, the reconstruction of mandibular defects has seen the need to progress its techniques due to the series of origins that drastically affect the mandibular bone, such as traumatic injuries, cancer, infections, congenital disease or others, and the innumerable both aesthetic and functional consequences, significantly restricting the quality of life. The objective of this article is to review basic concepts of the use of 3D printing technologies in mandibular reconstruction. 3D printing has appeared in various fields, being in the area of medicine, a fundamental contribution to the creation of high-precision anatomical shapes with which objects with reproduction of details can be designed quickly, after a series of steps which include obtaining a radiographic image, use of software and file repair, and obtaining a three-dimensional model. The latest studies have validated the use of 3D impressions for mandibular reconstruction, with clear benefits in cost and quality of details. It is necessary to create a focus on the surgical techniques used with a three-dimensional printed object and a post-operative analysis of the patients undergoing these procedures beyond the technical details.

Resumo Nos últimos anos, tecnologia e medicina têm se complementado para otimizar tempo, conhecimento e recursos, aumentando a possibilidade de tratamentos personalizados em mais pacientes. No nível maxilofacial, a reconstrução dos defeitos mandibulares tem visto a necessidade de progredir em suas técnicas devido à série de origens que afetam drasticamente o osso mandibular, como lesões traumáticas, câncer, infecções, doenças congênitas ou outras, e as inúmeras ambas estéticas. e consequências funcionais, restringindo significativamente a qualidade de vida. O objetivo deste artigo é revisar os conceitos básicos do uso das tecnologias de impressão 3D na reconstrução mandibular. A impressão 3D tem surgido em vários campos, sendo na área da medicina uma contribuição fundamental para a criação de formas anatômicas de alta precisão com as quais objetos com reprodução de detalhes podem ser desenhados rapidamente, após uma série de etapas que incluem a obtenção de uma imagem radiográfica, uso de software e reparo de arquivos e obtenção de um modelo tridimensional. Os estudos mais recentes têm validado o uso de impressões 3D para reconstruções mandibulares, com claros benefícios em custo e qualidade de detalhes. É necessário criar um foco nas técnicas cirúrgicas utilizadas com um objeto impresso tridimensional e uma análise pós-operatória dos pacientes submetidos a esses procedimentos para além dos detalhes técnicos.

Fístula da Artéria Coronária: Associação entre Padrões de Trajetos, Características Clínicas e Cardiopatias Congênitas / Coronary Artery Fistula: Association between Pathway Patterns, Clinical Features and Congenital Heart Disease

Resumo Fundamento A fístula da artéria coronária (FAC) é uma conexão direta entre uma ou mais artérias coronárias e câmaras cardíacas ou um grande vaso; pode estar associada à cardiopatia congênita. Objetivo Estabelecer os padrões de trajetos de FAC a partir de dados ecocardiográficos e correlacioná-los com aspectos clínicos e cardiopatias congênitas. Métodos Um total de 7.183 prontuários médicos de crianças menores de 5 anos de idade com cardiopatia submetidas a ecodopplercardiograma colorido foram analisados utilizando o teste de correlação de Spearman para associar sinais, sintomas e cardiopatia à FAC, com nível de significância de 5%. Resultados Vinte e seis crianças (0,0036%) apresentaram FAC, nos seguintes trajetos: da artéria coronária direita para o ventrículo direito (26,92%), da artéria coronária esquerda para o ventrículo direito (23,08%), do ramo interventricular anterior para o ventrículo direito (23,08%), da artéria coronária direita para o átrio direito (11,54%), da artéria coronária esquerda para o tronco pulmonar (7,69%) e do ramo interventricular anterior para o tronco pulmonar (7,69%). Em 57,69% dos pacientes, houve uma correlação positiva entre sintomas e a FAC (p = 0,445), relacionada à dispneia ou cianose (53,84%). Em 96,15%, a cardiopatia congênita estava associada à FAC; principalmente, a comunicação interventricular e a comunicação interatrial, em 34,62% dos casos, correlacionaram-se positivamente com a FAC (p = 0,295). O trajeto da FAC foi representado em três dimensões pelo software de modelagem, texturização e animação Cinema 4D R19. Conclusão A FAC é uma entidade anatômica incomum que apresenta quadro clínico compatível com dispneia e cianose e está associada a cardiopatias congênitas, principalmente com a CIV ou a CIA. De acordo com as análises ecocardiográficas, as fístulas na ACD, na ACE ou no RIVA representam aproximadamente um terço dos pacientes, com trajeto prioritário para as câmaras cardíacas direitas.

Abstract Background Coronary artery fistula (CAF) is a direct connection of one or more coronary arteries to cardiac chambers or a large vessel; it may be associated with congenital heart disease. Objective To establish CAF pathway patterns from echocardiographic data and to correlate them with clinical aspects and congenital heart disease. Methods A total of 7.183 medical records of children under the age of five years with cardiac disease submitted to color Doppler echocardiography and Spearman's Correlation test were used to associate signs and symptoms and cardiopathy to CAF with a significance level of 5%. Results Twenty six children (0.0036%) presented CAF: from the right coronary artery (RCA) to the right ventricle (RV) 26.92%, from the left coronary artery (LCA) to the RV 23.08%, from the anterior interventricular branch (AIVB) to RV 23.08%, RCA to right atrium (RA) 11.54%, LCA for pulmonary trunk (PT) 7.69% or AIVB for PT 7.69%. In 57.69% of the patients, there was a positively correlated symptomatology to CAF with p=0.445 related to dyspnea or cyanosis (53.84%); in 96.15%, congenital heart disease associated with CAF, mainly interventricular communication (IVC) or interatrial communication (IAC) in 34.62% positively correlated to CAF with p=0.295. CAF pathway was represented in three dimensions by software modeling, texturing and animation Cinema 4D R19. Conclusion CAF is an uncommon anatomical entity that presents a clinical picture compatible with dyspnea and cyanosis, and this is associated with congenital heart disease, mainly with IVC or IAC. According to echocardiographic analyzes, fistulas in RCA, LCA, or AIVB represent about one-third of the patients, with a priority pathway for right heart chambers.

Tomographic analysis of midpalatal suture prior to rapid maxillary expansion

ABSTRACT Introduction: In Orthodontics and Facial Orthopedics, the timing of treatment onset may be critical and individual analysis should be applied to promote a favorable treatment planning. In this study, individual analysis of midpalatal suture (MS) and palatal measurements were performed in teenagers and young adult patients treated with rapid maxillary expansion (RME). Description: Twenty-six patients submitted to RME with a tooth-supported appliance (Hyrax) were evaluated. The inclusion criteria were: minimum age of 14 years, presenting all posterior teeth, diagnosed with transverse maxillary discrepancy, and with a clinical indication for maxillary expansion. The pretreatment CBCT scans of these patients were assessed to obtain the stages of MS maturation (MSM); density ratio (MSD); and palatal length, thickness (anterior, intermediate and posterior) and sagittal area. Results: The maturation stages present were C, D or E; the density ranged from 0.6 to 1, and lower density (MSD < 0.75) and higher density (MSD ≥ 0.75) groups were determined. Individuals with higher MSD presented smaller sagittal area, compared to the lower density group. Individuals in D and E MSM stages presented smaller sagittal area and intermediate thickness, compared to stage C. Conclusions: Smaller palatal sagittal area was observed in the high MSD groups and in the stages D and E of MSM.

RESUMO Introdução: Em Ortodontia e Ortopedia Facial, o momento de início do tratamento pode ser crítico, e uma análise individual deve ser aplicada para promover um planejamento de tratamento favorável. No presente estudo, foram realizadas a avaliação individualizada da sutura palatina mediana (SPM) e medições no palato de adolescentes e adultos jovens tratados com expansão rápida da maxila (ERM). Descrição: Foram avaliados vinte e seis pacientes submetidos à ERM com aparelho dentossuportado (Hyrax). Os critérios de inclusão foram: idade mínima de 14 anos, apresentando todos os dentes posteriores, diagnosticado com discrepância transversa da maxila e com uma indicação clínica para expansão maxilar. A tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) pré-tratamento desses pacientes foi avaliada para obter os estágios de maturação da SPM (MSPM), densidade da SPM (DSPM), comprimento do palato, espessura (anterior, intermediária e posterior) e área sagital. Resultados: Os estágios de maturação presentes foram C, D ou E; a densidade variou de 0,6 a 1, e foram determinados grupos de baixa (DSPM < 0,75) e alta densidade (DSPM ≥ 0,75). Indivíduos com maior DSPM apresentaram menor área sagital, em comparação com o grupo de densidade mais baixa. Indivíduos nos estágios D e E de MSPM apresentaram menor área sagital e espessura intermediária, comparados aos indivíduos no estágio C. Conclusão: Uma menor área sagital palatina foi observada nos grupos de alta DSPM e nos estágios D e E de MSPM.

Proportional vascularization along the fallopian tubes and ovarian fimbria: assessment by confocal microtomography / Proporção vascular ao longo das tubas uterinas e fímbria ovariana: avaliação pela microtomografia confocal

Abstract Objective: To evaluate and reconstruct three-dimensional images of vascularization along the fallopian tube (FT), as well as to determine its relationship with the ovary and ovarian fimbria, and to quantify the blood vessels along the FT according to its anatomical segments, using confocal microtomography (micro-CT). Materials and Methods: Nine specimens (six FTs and three FTs with ovaries) were fixed in a solution of 10% formalin for > 24 h at room temperature. Iodine staining was performed by soaking the specimens in 10% Lugol's solution for 24 h. All specimens were evaluated using micro-CT. A morphometric analysis was performed on the reconstructed images to quantify the vascular distribution along the FT. Results: In the FTs evaluated, the density of blood vessels was significantly greater in the fimbrial segments than in the isthmic segments (p < 0.05). The ovarian fimbria was clearly identified, demonstrating the important relationship between these vessels and the FT fimbriae. Conclusion: We believe that the vascularization in the fimbriae is greater than and disproportional that in the other segments of FT, and that the ovarian fimbria plays an important role in the development of that difference.

Resumo Objetivo: Avaliar e reconstruir imagens tridimensionais da vascularização ao longo da trompa de Falópio (TF) e sua relação com o ovário e fímbria do ovário, além de quantificar os vasos sanguíneos ao longo da TF de acordo com seus segmentos anatômicos usando microtomografia confocal (micro-TC). Materiais e Métodos: Nove espécimes (seis com TFs e três com TFs e ovários) foram fixados em solução de formol a 10% por mais de 24 h à temperatura ambiente. A coloração com iodo foi realizada usando solução de Lugol a 10% durante 24 h. Todos os espécimes foram avaliados usando micro-TC. Uma análise morfométrica foi realizada nas imagens reconstruídas para quantificar a distribuição vascular ao longo da TF. Resultados: A densidade dos vasos sanguíneos nas fímbrias foi significativamente aumentada em comparação ao segmento ístmico da TF (p < 0,05). A fímbria ovariana foi claramente identificada, demonstrando importante relação entre esses vasos e as fímbrias da TF. Conclusão: Acreditamos que as fímbrias apresentam vascularização aumentada e desproporcional em comparação com os demais segmentos da TF e que a fímbria ovariana desempenha importante papel nessa diferença.

Cinematic rendering for three-dimensional reconstructions of the chest wall: a new reality / Uma nova realidade: renderização cinematográfica para reconstruções tridimensionais da parede torácica

ABSTRACT Computed tomography with multiple detectors and the advancement of processors improved rendered images and three-dimensional reconstructions in clinical practice. Traditional axial slices form non-intuitive images because they are seen in only one plane. The three-dimensional reconstructions can show structures details and diseases with complex anatomy in different perspectives. Cinematic rendering is a newly three-dimensional reconstruction technique, already approved for clinical use, which can produce realistic images from traditional computed tomography data. The algorithm used is based on light trajectory methods and the global lighting model, which simulate thousands of images from all possible directions. Thus, the technique shapes the physical propagation of light and generates a realistic three-dimensional image with depth, shadows and more anatomic details. It is a multidimensional rendering acquired through complex lighting effects. The aim of this article was to show the advance of three-dimensional technology with the cinematic rendering in images exams of the thoracic wall.

RESUMO A tomografia computadorizada com os múltiplos detectores e o avanço dos processadores melhoraram as imagens renderizadas e as reconstruções tridimensionais na prática clínica. Os cortes axiais tradicionais formam imagens não intuitivas, pois são vistas em apenas um plano. Já as reconstruções tridimensionais podem exibir detalhes anatômicos em diferentes perspectivas das estruturas e de doenças com anatomia complexa. A renderização cinematográfica é uma técnica de reconstrução tridimensional recentemente introduzida, já aprovada para uso clínico, que pode produzir imagens realistas a partir de dados tradicionais da tomografia computadorizada. O algoritmo usado é baseado em métodos de trajetória da luz e no modelo de iluminação global, os quais simulam milhares de imagens de todas as direções possíveis. Assim, a técnica molda a propagação física da luz e gera uma imagem tridimensional realista, com profundidade, sombras e mais detalhes da alteração anatômica. É uma renderização multidimensional adquirida por efeitos de iluminação complexos. O objetivo deste artigo foi mostrar o avanço da tecnologia tridimensional com a renderização cinematográfica nos dos exames de imagens da parede torácica.

Combination of GI-RADS and 3D-CEUS for differential diagnosis of ovarian masses

SUMMARY OBJECTIVE The purpose of this study is to evaluate the efficacy of the combination of gynecologic imaging reporting and data system (GI-RADS) ultrasonographic stratification and three-dimensional contrast-enhanced ultrasonography (3D-CEUS) in order to distinguish malignant from benign ovarian masses. METHODS In this study, 102 patients with ovarian masses were examined by both two-dimensional ultrasound(2D-US) and 3D-CEUS. Sonographic features of ovarian masses obtained from 3D-CEUS were analyzed and compared with 2D-US. All patients with ovarian masses were confirmed by operational pathology or long-term follow-up results. RESULTS (1)The Chi-square test and multiple Logistic regression analysis confirmed that there were only eight independent predictors of malignant masses, including thick septa (≥3mm), thick papillary projections(≥7mm), solid areas, presence of ascites, central vascularization, contrast enhancement, distribution of contrast agent, and vascular characteristics of the solid part and their odds ratios which were 5.52, 5.39, 4.94, 4.34, 5.92, 7.44, 6.09, and 7.67, respectively (P<0.05). (2)These eight signs were used to combine the GI-RADS with 3D-CEUS scoring system in which the corresponding value of the area under the curve (AUC) was 0.969, which was superior to using GI-RADS lonely (Z-value=1.64, P<0.025). Using 4 points as the cut-off, the scoring system showed the performance was clearly better than using GI-RADS alone (P<0.05). (3) The Kappa value was 0.872 for two different clinicians with equal experience. CONCLUSIONS The combination of GI-RADS and 3D-CEUS scoring system would be a more effective method to distinguish malignant from benign ovarian masses.

RESUMO OBJETIVO O objetivo deste estudo é avaliar a eficácia da combinação da estratificação por ultrassonografia usando o Sistema de Relatórios e Dados de Imagem Ginecológica (GI-RADS) e ultrassonografia 3D com contraste (3D-CEUS) para diferenciar massas ovarianas benignas de malignas. METODOLOGIA Neste estudo, 102 pacientes com massas ovarianas foram examinadas usando ultrassonografia bidimensional (2D-US) e 3D-CEUS. As características ultrassonográficas das massas ovarianas obtidas com 3D-CEUS foram analisadas e comparadas com de 2D-US. Todos os pacientes com massas ovarianas tiveram o diagnóstico confirmado pelos resultados de patologia cirúrgica ou acompanhamento de longo prazo. RESULTADOS (1) O teste qui-quadrado e a regressão logística múltipla confirmaram a existência de apenas oito preditores independentes de massas malignas, incluindo septos espessos (≥3mm), projeções papilares espessas (≥7mm), áreas sólidas, presença de ascite, vascularização central, aumento de contraste, distribuição do agente de contraste e características vasculares da parte sólida e suas razões de possibilidades (OR), que foram 5,52, 5,39, 4,94, 4,34, 5,92, 7,44, 6,09 e 7.67, respectivamente (P< 0,05). (2) Esses oito preditores foram utilizados para combinar o GI-RADS com o sistema de escores da 3D-CEUS, para o qual o valor correspondente da área sob a curva (AUC) foi de 0,969, superior ao uso exclusivo do GI-RADS (valor de Z = 1,64, P < 0,025). Usando 4 pontos como corte, o sistema de escores mostrou que o desempenho foi muito melhor do que com o uso exclusivo do GI-RADS (P < 0,05). (3) O valor de Kappa foi 0,872, obtido por dois médicos diferentes com igual experiência. CONCLUSÃO A combinação do GI-RADS e do sistema de pontuação da 3D-CEUS é um método mais eficaz para distinguir massas ovarianas benignas de malignas.

The application of rapid prototyping in facial surgeries: a series of case studies / Aplicação de prototipagem rápida em cirurgias de face: uma série de estudos de casos

Aim: the aim of this paper is to report on the applicability of biomodels obtained from computerized tomography (CT) images through the technique of stereolithography (SLA) and three-dimensional printing (3DP), in the clinical case reports of patients who underwent surgeries involving dentoskeletal deformity, oral pathology and oral and maxillofacial trauma. Methodology: clinical case 01 deals with fractures in the orbital and zygomatic arch region that required reconstruction and correction of diplopia, by means of CT images, using the technique of three-dimensional printing through SLA, generating a mirrored biomodel for surgical planning and the making of customized prosthesis. In clinical case 02, by means of CT images, a biomodel utilizing the 3DP technique showed the total area invaded by invasive ameloblastoma, making it possible to plan the osteotomy with maximum preservation of the adjacent tissue and prior modeling of the plate. In clinical case 03, rapid prototyping technology (RP) was used to make customized prosthesis for temporomandibular joint, with the goal of correcting a serious idiopathic pathology provoking the resorption of the right and left condyles. Discussion: complex cases require the team to have recourse to technology for the implementation of the procedures, in order to offer excellent quality treatment to the patient, in addition to facilitating surgical planning and permitting the construction of customized prostheses. Conclusion: the rapid prototyping for the acquisition of biomodels is an important auxiliary tool for the surgical team.

Objetivo: o objetivo deste estudo foi informar sobre a aplicabilidade de biomodelos obtidos a partir de imagens de tomografia computadorizada (TC) através da técnica de estereolitografia (SLA) e impressão tridimensional (3DP), nos casos clínicos de pacientes submetidos a cirurgias envolvendo deformidade dentoesquelética, patologia oral e trauma oral e maxilofacial. Metodologia: o caso clínico 01 trata de fraturas na região do arco orbital e zigomático que requerem reconstrução e correção da diplopia, por meio de imagens de TC, usando a técnica de impressão tridimensional através de SLA, gerando um biomodelo espelhado para planejamento cirúrgico e fabricação de próteses personalizadas. No caso clínico 02, por meio de imagens TC, um biomodelo utilizando a técnica 3DP mostrou a área total invadida pelo ameloblastoma, possibilitando o planejamento da osteotomia com preservação máxima do tecido adjacente e modelagem prévia da placa. No caso clínico 03, a tecnologia de prototipagem rápida (RP) foi utilizada para fabricar próteses personalizadas para a articulação temporomandibular, com o objetivo de corrigir uma séria patologia idiopática que provocou a reabsorção dos côndilos direito e esquerdo. Discussão: casos complexos exigem que a equipe recorra à tecnologia para realização dos procedimentos, a fim de oferecer um tratamento de excelência e qualidade ao paciente, além de facilitar o planejamento cirúrgico e permitir a construção de próteses personalizadas. Conclusão: a prototipagem rápida para aquisição de biomodelos é uma importante ferramenta auxiliar para equipe cirúrgica.

Superimposition of 3D maxillary digital models using open-source software

Abstract Historically, whether for research purposes or clinical monitoring, orthodontic evaluation of dental movements has been done using plaster study models and two dimensional (2D) radiographs. However, new frontiers for the diagnosis, planning and outcome assessment of orthodontic treatments have arisen, due to the revolutionary digital tools which enable a three dimensional (3D) computerized analysis of dental movements by means of digital models. However, the software for 3D analysis are often costly, resulting in limited access to orthodontists. The present study aims to describe, through a clinical case presented to the Brazilian Board of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, a method for the superimposition of maxillary digital models using an open-source software to evaluate dental movements.

Resumo Historicamente, a avaliação ortodôntica da movimentação dentária, seja com finalidade de pesquisa, seja para monitoramento clínico, tem sido feita por meio de modelos de estudo em gesso e radiografias em duas dimensões (2D). Entretanto, com o desenvolvimento da Ortodontia digital, novas fronteiras para o diagnóstico, planejamento e avaliação dos resultados dos tratamentos ortodônticos têm surgido. Os modelos digitais possibilitam uma análise computadorizada da movimentação dentária nas três dimensões (3D); porém, os softwares usados para as análises 3D geralmente são onerosos e de limitado acesso aos clínicos. O presente artigo visa descrever um método de sobreposição de modelos 3D da arcada dentária superior utilizando um software de livre acesso para avaliar a movimentação dentária, ilustrado por um caso clínico apresentado ao Board Brasileiro de Ortodontia e Ortopedia Facial.

Uso da estereofotogrametria para mensuração do volume da anatomia externa da face: revisão sistemática / Use of stereophotogrammetry for measuring the volume of external facial anatomy: a systematic review

Introdução: O registro fotográfico tem sido importante para diversas especialidades médicas como a Cirurgia Plástica. A fotografia em duas dimensões apresenta limitações para capturar profundidade e volume de estruturas outros instrumentos para avaliar essa alteração. Diversas tecnologias foram desenvolvidas para analisar objeto em três dimensões, sendo a estereofotogrametria uma tecnologia que utiliza a análise computadorizada de duas ou mais fotografias simultâneas do objeto para produzir um modelo geométrico em três dimensões. As vantagens da estereofotogrametria incluem menor custo, portabilidade, ausência de radiação e rapidez da captura das imagens. O objetivo deste trabalho foi realizar uma revisão bibliográfica avaliando o uso e a acurácia da estereofotogrametria para mensuração de volume de estruturas na face. Métodos: Foi realizada pesquisa nos bancos de dados Cochrane Library e Medline até maio de 2018 utilizando uma combinação de descritores Mesh e termos livres. Resultados: Foram obtidos inicialmente 2213 estudos observando a estratégia de busca. Seguindo os critérios de elegibilidade, foram selecionados 27 artigos, sendo 21 relatos de casos não randomizados e 6 ensaios clínicos randomizados. A qualidade metodológica dos estudos variou de 50 a 67%, segundo uma pontuação que vai de 0 a 100%. Conclusões: A estereofotogrametria é uma tecnologia promissora e tem sido cada vez mais utilizada para verificar variações de volume na face com alta acurácia e reprodutibilidade. Faltam estudos com melhor qualidade metodológica avaliando a acurácia e o uso da estereofotogrametria na avaliação de volume facial.

Introduction: Photographic documentation is important in several medical specialties, such as plastic surgery. Two-dimensional photography has limitations in capturing structure depth and volume, requiring other instruments to evaluate these changes. Several technologies have been developed for three-dimensional analysis of objects, of which stereophotogrammetry uses computerized analysis of two or more simultaneous photographs of the object to produce a three-dimensional geometric model. The advantages of stereophotogrammetry include lower cost, portability, absence of radiation, and speed of image capture. The aim of the present study was to perform a bibliographic review evaluating the use and accuracy of stereophotogrammetry for measuring the volume of facial structures. Methods: Using a combination of MeSH keywords and free terms, a search was performed in the Cochrane Library and MEDLINE databases. The search included all articles published on or before May 2018. Results: 2,213 studies were initially retrieved using this search strategy. Of these, 27 studies were selected based on the eligibility criteria, of which 21 were non-randomized case studies and 6 were randomized clinical trials. The methodological quality of the studies varied between 50 and 67%, on a grading scale from 0 to 100%. Conclusions: Stereophotogrammetry is a promising technology that is increasingly being used to check for facial volume variations with high accuracy and reproducibility. More studies with higher methodological quality are needed for evaluating the accuracy and use of stereophotogrammetry for facial volume evaluations.

Multiple factors affect the regeneration of liver

SUMMARY OBJECTIVE To study factors affecting the liver regeneration after hepatectomy METHODS With 3D reconstitution technology, liver regeneration ability of 117 patients was analysed, and relative factors were studied. RESULTS There was no statistically difference between the volume of simulated liver resection and the actual liver resection. All livers had different degrees of regeneration after surgery. Age, gender and blood indicators had no impact on liver regeneration, while surgery time, intraoperative blood loss, blood flow blocking time and different ways of liver resection had a significant impact on liver regeneration; In addition, the patients' own pathological status, including, hepatitis and liver fibrosis all had a significant impact on liver regeneration. CONCLUSION 3D reconstitution model is a good model to calculate liver volume. Age, gender, blood indicators and biochemistry indicators have no impact on liver regeneration, but surgery indicators and patients' own pathological status have influence on liver regeneration.

RESUMO OBJETIVO Estudar os fatores que afetam a regeneração hepática após hepatectomia. MÉTODOS A capacidade de regeneração hepática de 117 pacientes foi analisada com a tecnologia de reconstituição 3D e foram estudados os fatores relacionados. RESULTADOS Não houve diferença estatística significante entre o volume de ressecção hepática simulada e a ressecção atual. Todos os fígados apresentaram diferentes graus de regeneração após cirurgia. Idade, gênero e indicadores sanguíneos não tiveram impacto na regeneração hepática, enquanto que tempo de cirurgia, perda sanguínea intraoperatória, tempo de bloqueio do fluxo sanguíneo e diferentes formas de ressecção mostraram impacto significante na regeneração do órgão. Além disso, condições patológicas dos pacientes, incluindo hepatite e fibrose hepática, tiveram impacto significante na regeneração hepática. CONCLUSÃO O modelo de reconstituição 3D é um bom modelo para calcular o volume do fígado. Idade, gênero, indicadores sanguíneos e bioquímicos não tiveram impacto na regeneração hepática, mas indicadores operatórios e condição patológica dos pacientes mostraram influência na regeneração do órgão.

Dimensional Stability of Alginates Molds Tridimentionally Scanned / Estabilidade Dimensional de Moldes de Alginatos Escaneados Tridimensionalmente

Alginate is among the most used materials in dentistry to create teeth negative printing and reproduction. The goal of this study was to compare dimensional changes of alginate scanned impression materials. Thirty impressions of a standard typodont were performed using three types of alginate (Hydrogum 5; Jeltrate Plus and Avagel). The impressions were scanned by the scanner 3Shape R700T and scans were performed immediately after molding. The analysis of digital models were performed at OrthoAnalyzer ™ 3D software. Measurements were carried out in relation to the transverse dimension (intercanine, interpremolares and intermolar). Method error was evaluated through the Intraclass Correlation Coefficient (ICC) and Bland-Altman. One-way ANOVA, Dunnet Post-test were used to compare the different groups in relation to Typodont (gold standard) for the different outcome variables. The data were tabulated in Statistical Package for Social Sciences version 20.0 and Minitab 17.0 softwares to compare groups. The significance level was 5%. The posterior transverse variables (D1PM, D2PM and DM) presented a statistically significant difference regarding the gold standard (Typodont) for the plaster models performed after the Avagel molding. In the digital models performed just after molding, only in DM, the Avagel material group presented values statistically higher than the control group. The alginates Hydrogum 5 and Jeltrate Plus presented dimensions closer to the gold standard.(AU).

O alginato está entre os materiais de moldagem mais utilizados na Odontologia para criar impressão e reprodução negativa dos dentes. O objetivo desse trabalho foi comparar alterações transversais de três marcas comerciais de alginato (Hydrogum, Jeltrate e Avagel) em moldes de alginatos. Trinta moldes de um Typodont padrão foram realizados, utilizando três tipos de alginato (Hydrogum 5; Jeltrate Plus e Avagel). Os moldes foram escaneados por meio do scanner 3Shape R700T e os escaneamentos realizados logo após a moldagem e logo após a obtenção dos modelos de gesso. As análises dos modelos digitais foram realizadas no software OrthoAnalyzer™ 3D. Foram realizadas mensurações em relação à discrepância transversal (inter-caninos, inter-primeiro pré-molar, inter-segundo pré-molar e inter-molares). O erro do método foi avaliado por meio do Coeficiente de Correlação Intraclasse (CCI) e Bland-Altman. Utilizou-se Análise de Variância (one-way ANOVA, Pós-teste Dunnet) para comparação dos diferentes grupos em relação ao typodont (padrão-ouro) para as diferentes variáveis de desfecho. A análise estatística foi realizada nos programas Statistical Package for Social Sciences versão 20.0 e no programa Minitab 17.0 para comparação dos grupos. O nível de significância foi de 5%. As variáveis transversais posteriores (D1PM; D2PM e DM) apresentaram diferença estatisticamente significante em relação ao padrão-ouro (manequim) para os modelos de gesso realizados após a moldagem com Avagel. Nos modelos digitais realizados logo após a moldagem, apenas na DM, o grupo do material Avagel apresentou valores estatisticamente maiores do que o grupo controle. Os alginatos Hydrogum 5 e Jeltrate Plus apresentaram dimensões mais próximas do padrão-ouro.(AU).

Surgery-first approach with 3D customized passive self-ligating brackets and 3D surgical planning: Case report

ABSTRACT It is possible to unify three-dimensional customized orthodontic techniques and three-dimensional surgical technology. In this case report, it is introduced a treatment scheme consisting of passive self-ligation customized brackets and virtual surgical planning combined with the orthognathic surgery-first approach in a Class III malocclusion patient. Excellent facial and occlusal outcomes were obtained in a reduced treatment time of five months.

RESUMO É possível unificar técnicas ortodônticas personalizadas e tecnologia de planejamento cirúrgico 3D. No presente relato de caso, apresenta-se um plano de tratamento envolvendo o uso de braquetes autoligáveis passivos personalizados e planejamento cirúrgico virtual, combinado com cirurgia ortognática de benefício antecipado, em um paciente com má oclusão de Classe III. Foram obtidos excelentes resultados faciais e oclusais em um tempo reduzido de tratamento, de 5 meses.

Three-dimensional virtual reconstruction as a tool for preoperative planning in the management of complex anorectal fistulas / Reconstrução virtual tridimensional como ferramenta de planejamento pré-operatório de fístulas anais complexas

ABSTRACT The making of three-dimensional virtual models is a promising technology in preoperative planning, but that is not used in the treatment of anorectal fistulas. The objective of this work is to describe the development and initial experience of the construction of a virtual three-dimensional model of the pelvic anatomy of a patient, allowing the exact identification of the relationships between the fistulous tracts of complex anorectal fistulas and the other pelvic structures. An MRI was performed on this patient, and the images were exported to the Vitrea fX Workstation® software. A radiologist did the analysis and segmentation of the images that were then sent to a three-dimensional image processor (Meshlab v. 1.3.3 - ISTI - CNR Research Center, Pisa University, Italy®). The final 3D color image was analyzed by the surgeon and used to guide the catheterization of the fistulous pathways, the internal orifice and to assist in the identification of adjacent structures. The final three-dimensional model presented a high correlation with the intraoperative findings and facilitated the surgical planning.

RESUMO A criação de modelos virtuais tridimensionais é uma tecnologia promissora no planejamento pré-operatorio, entretanto não é utilizada no tratamento de fistulas anais. O objetivo desse trabalho é descrever o desenvolvimento e a experiência inicial da construção de um modelo virtual tridimensional da anatomia pélvica de um paciente, que permite a identificação exata das relações entre os tratos fistulosos de fistulas anais complexas e as demais estruturas pélvicas. O paciente realizou uma ressonância magnética e as imagens foram exportadas para o programa Vitrea fX software Workstation®. Um radiologista realizou a analise e segmentação das imagens que, em seguida, foram enviadas para um processador de imagens tridimensionais (Meshlab v. 1.3.3 - ISTI - CNR research center, Pisa University, Italy®). A imagem 3D colorida final foi analisada pelo cirurgião e utilizada para guiar a cateterização dos trajetos fistulosos e orifício interno e para auxiliar na identificação das estruturas adjacentes. O modelo tridimensional final apresentou alta correlação com os achados intraoperatorios e facilitou o planejamento cirúrgico.

Uso de digitalizador e impressora doméstica em 3 dimensões em rinoplastia / Domestic three-dimensional scanner and printer in patients undergoing rhinoplasty

Os princípios para uma rinoplastia bem-sucedida incluem consulta e planejamento pré-operatório e uma análise clínica abrangente que defina as metas da cirurgia. Mais recentemente, a digitalização e a impressão doméstica em 3 dimensões tornaram-se disponíveis. O objetivo deste estudo é descrever um método de digitalização em 3 dimensões e de impressão doméstica da anatomia real do paciente para ser usada como ajuda intraoperatória. Nós apresentamos uma forma de uso desta tecnologia no transoperatório, auxiliando o cirurgião a comparar os resultados obtidos após suas manobras, verificar a sua adesão ao plano cirúrgico previamente estabelecido e melhorar a sua tomada de decisão durante a cirurgia. Em conclusão, a aplicação da impressão doméstica em 3 dimensões demonstra um efeito positivo sobre o tratamento de alterações estéticas do nariz.

The principles for a successful rhinoplasty include preoperative consultation and planning, as well as a comprehensive clinical analysis and defining rhinoplasty goals. Three-dimensional domestic scanning and printing have recently become available. We sought to objectively describe this method as an intraoperative aid in patients' anatomy. This method can be used trans-operatively to help surgeons compare the results of his or her technique, check adherence to the surgical plan, and improve his or her surgical decision-making. We found that the application of 3-dimensional printing had a positive effect on the treatment of patients with aesthetic nose disorders.

Os modelos ortodônticos digitais são confiáveis? Uma revisão sistemática / Are the digital orthodontics models reliable? A systematic review

Introdução: Os modelos ortodônticos digitais são alternativas ao uso de modelos ortodônticos em gesso. Devido sua importância no diagnóstico, faz-se necessário averiguar a precisão dos softwares de modelos ortodônticos digitais disponíveis no mercado. Objetivo: Evidenciar qual software de modelos ortodônticos digitais possui maior confiabilidade. Material e métodos: Foi realizada busca sistemática nas seguintes bases de dados eletrônicas: Scopus, PubMed, Web of Science, Embase e Cochrane, Grey Literature e Clinical Trials, sem limitações quanto ao ano de publicação ou idioma. Foram incluídos estudos laboratoriais que utilizaram softwares destinados a geração de modelos ortodônticos digitais, comparando-os com modelos ortodônticos em gesso. Após seleção por título e resumo, os artigos potencialmente elegíveis foram lidos na íntegra. A qualidade metodológica e o risco de viés dos artigos incluídos foram avaliados de acordo com as descrições dos modelos, técnicas de medição e análises estatísticas. A qualidade metodológica foi classificada em alta, moderada ou baixa. Resultados: 13.333 artigos foram encontrados nas bases de dados utilizadas. Após a aplicação dos critérios de elegibilidade e remoção de duplicações, restaram apenas 41 artigos. 29 foram considerados de qualidade moderada e 12 de alta qualidade. A classificação quanto à confiabilidade variou de menos confiaveis, equivalentes e a mais confiaveis. Apresentando diferenças estatisticas em suas mensurações (p<0,05); sem significância clínica. Conclusão: os modelos ortodônticos digitais apresentaram mensurações acuradas, reprodutíveis e confiáveis quando comparado ao método convencional utilizando modelos de gesso.

Introduction: Digital models are an alternative for the use of orthodontic models in plaster. Due to its importance in the orthodontic dignified, it is necessary to ascertain the accuracy of the software of digital orthodontic models available in the market. Objective: To show which software of digital orthodontic models has greater reliability. Material and methods: A systematic search was performed in the following electronic databases: Scopus, PubMed, Web of Science, Embase and Cochrane, Gray Literature and Clinical Trials, with no limitations on year of publication or language. We included laboratory studies using digital orthodontic models, comparing them with orthodontic models of plaster through the evaluation of reliability through measurement techniques. After selection by title and abstract, potentially eligible articles have been read in full. The methodological quality and risk of bias of the included articles were evaluated according to the descriptions of the models, measurement techniques and statistical analyzes. The methodological quality was classified as high, moderate or low. Results: 13,333 articles were found in the databases used. After applying the eligibility criteria and removing duplicates, only 41 articles remained. 29 were considered of moderate quality and 12 of high quality. The ranking of digital models for reliability ranged from less reliable, equivalent, and more reliable. Presenting statistical differences in their measurements (p <0.05), without clinical significance. Conclusion: The measurements made in digital models can be as accurate, reproducible and reliable as the conventional method using plaster models.