PROPUESTA DE BIOMODELADO VIRTUAL 3D UTILIZANDO SOFTWARE LIBRE

Authors

  • Victor Orlando Gamarra Rosado Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
  • Fabio Francisco da silva Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”

DOI:

https://doi.org/10.26495/icti.v1i2.121

Keywords:

Biomodelado virtual, software libre, diagnóstico, planificación quirúrgica

Abstract

Biomodelado es un término genérico que se refiere a la capacidad de reproducir las características morfológicas de una estructura anatómica en un modelo físico. Esta tecnología y su divulgación aun restricta principalmente en los hospitales públicos, centros de salud y consultorios médicos, debido al alto costo de la compra de softwares propietarios y hardware de alto rendimiento. Por tanto, este artículo tiene como objetivo presentar una nueva alternativa de biomodelado virtual 3D y usando software definido como libre, y de esta forma contribuir de forma eficaz con la reducción de costos en el uso de esta técnica. Para lograr este objetivo es necesario identificar softwares CAD gratuitos dedicados y capaces de ser aplicados en conjunto para desarrollar proyectos en biomodelado 3D en el Portal del software libre. Así, entre los programas disponibles se comprobó que los softwares libres Invesalius 3.0 y FreeCAD 0.11 son los que cumplen los requisitos básico y con las características técnicas exigidos en este estudio. También se presentan tres estudios de caso donde se abordaron situaciones de diagnóstico, planificación quirúrgica, y asistencia en la toma de decisiones médicas. Los resultados mostraron que esta técnica de biomodelado virtual 3D a través del uso de softwares libres Invesalius 3.0 y FreeCAD 0.11, instalados en un ordenador convencional, es factible para su uso en la práctica médica habitual en las diversas situaciones de diagnóstico y planificación quirúrgica. Las principales ventajas de esta propuesta son reducir los costes en biomodelado 3D y la posibilidad de difundir esta técnica, lo que facilita su uso para un número mayor de pacientes sometidos a esta tecnología.

Author Biographies

  • Victor Orlando Gamarra Rosado, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
    Adscrito al Departamento de Engenharia Mecânica Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá. Brasil. Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Guaratinguetá, gamarra.orlando@hotmail.com
  • Fabio Francisco da silva, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
    Adscrito al Departamento de Engenharia Mecânica Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá. Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Guaratinguetá, Brasil

References

AGOSTINHO, L. N. U. et al. Softwares livres no ensino de engenharia: uma atitude socialmente justa, economicamente viável e tecnologicamente sustentável. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENSINO DE ENGENHARIA, 34, 2006, Passo Fundo. Anais... Passo.

ANATOMICS (Austrália). Downloads. Disponível em: <http://www.anatomics.com/content/default.aspx?cat=4&sub=38>. Acesso em: 03 jun. 2011.

ANTAS, A. F. F. Utilização das tecnologias de prototipagem rápida na área médica. 2007. 130 f. Dissertação (Mestrado em Design Industrial) - Escola Superior de Artes e Design de Matosinhos, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Porto, Porto, 2007.

ARAÚJO, L.; RODRIGUES, C. Aneurismas de aorta abdominal. In: PITTA, G. B. B.; CASTRO, A. A.; BURIHAN, E. Angiologia e cirurgia vascular: guia ilustrado. Maceió: UNCISAL/ECMAL & LAVA, 2003. P.1-5. Disponível em: <http://www.lava.med.br/livro>. Acesso em: 05 jun. 2011.

BAZAN, O. Usinagem de prótese para cranioplastia a partir de imagens tomográficas. 2004. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2004.

BIBB, R. A review of the issues surrounding three-dimensional computed tomography for medical modelling using rapid prototyping techniques. Radiography, v.16, n.1, p.78-83, fev. 2010.

CHOI, S. H.; CHAN, A. M. M. A virtual prototyping system for rapid product development. Computer-Aided Design, v.36, n.5, p401-412, abr. 2004.

CORRÊA, A. P. S.; BRUST, A. W. A; JESUS, G. P. Prototipagem rápida: Um método auxiliar no tratamento de ameloblastoma – relato de caso. Revista de Odontologia da UNESP, Araraquara, v.39, n.4, p.247-254, jul./ago. 2010.

DOMINGUES, M. O.; MENDES Jr., O. Introdução a programas físico-matemáticos livres. Revista Brasileira de Ensino de Física, v.25, n.2, p.148-156, jun. 2003.

D’URSO et al. Cerebrovascular biomodelling: a technical note. Surgical Neurology, v.52, n.5, p.490-500, nov. 1999.

FALCÓN-ANTENUCCI, R. M. et al. Avaliação das tensões na interface implante/coroa. Revista de Cirurgia e Traumatologia Buco-Maxilo-facial, v.8, n.3, p.49-56, jul./set. 2008.

FERRAZ, E. G. Efeito do processamento de reconstruções tridimensionais virtuais para confecção de biomodelos de prototipagem rápida: estudo experimental em mandíbulas secas humanas. 2009. 81 f. Dissertação (Mestrado em Odontologia - Clínica Odontológica) - Faculdade de Odontologia, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2009.

FOGGIATTO, J. A. O Uso da prototipagem rápida na área médico-odontológica. Revista Tecnologia & Humanismo, Curitiba, v.20, n.30, p.60-68, 2006.

FRANCESCONI, T. Proposta metodológica para modelagem geométrica a partir de imagens médicas. 2008. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção e Sistemas) – Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2008.

FREITAS, E. P. Placa Projetada e Otimizada por Elementos Finitos para Tratamento de Fratura Mandibular em Cães. 2008. 76 f. Dissertação (Mestrado em Cirurgia Veterninária) - Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade Estadual Paulista, Botucatu, 2008.

GLOBO Portal G1. Operário com vergalhão no crânio é internado em CTI de hospital do Rio. Disponible en: http://g1.globo.com/rio-de-janeiro/noticia/2012/08/operario-com-vergalhao-no-cranio-e-internado-em-cti-de-hospital-do-rio.html. 2012. Aceso en: 01 sept. 2012.

GORNI, A. A. Prototipagem rápida: o que é, quem faz e por que utilizá-la? Revista Plástico Industrial, v.9, n.31, p.230-239, 2001.

GROESEL, M.; GFOEHLER, M; PEHAM, C. Alternative solution of virtual biomodeling based on CT-scans. Journal of Biomechanics, v.42, n.12, p.2006-2009, ago. 2009.

KABAN, L. B. et al. Clinical application of curvilinear distraction osteogenesis for correction of mandibular deformities. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, v.67, n.5, p.996-1008, mai. 2009.

KANG, F. M. A. Análise quantitativa de modelos de prototipagem rápida baseados em dados de tomografia volumétrica, por meio de inspeção de engenharia reversa tridimensional. 2009. 107 f. Dissertação (Mestrado em Odontologia – Diagnóstico bucal) – Faculdade de Odontologia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009.

LAJARIN, S. F. Avaliação dimensional de implantes sob medida para cranioplastia. 2008. 141 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica - Manufatura) - Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2008.

LAVIOLETTE, P. S. et al. 3D visualization of subdural electrode shift as measured at craniotomy reopening. Epilepsy Research, v.94, n.1-2, p.102-109, mar. 2011.

DELIJAICOV, F. et al. Tratamento de fratura mandibular cominuta ocasionada por projétil de arma de fogo. Revista Brasileira de Cirurgia Buco-Maxilo-Facial, v.10, n.1, p.69-76, 2010.

GOUVEIA, M. F. Aplicação da prototipagem rápida no planejamento de cirurgias craniofaciais. 2009. 180 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica – Materiais e Processos de Fabricação) - Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2009.

MASSARENTI Jr., N. D. et al. Utilização de softwares livres em educação à distância em medicina e saúde: uma experiência de 6 anos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE INFORMÁTICA EM SAÚDE, 10, 2006, Florianópolis. Anais... Florianópolis, Sociedade Brasileira de Informática em Saúde, 2006. Disponível em: < http://www.sbis.org.br/cbis/anaiscbis2006.htm>. Acesso em: 15 jul. 2009.

MEURER, E. et al. Biomodelos de prototipagem rápida em CTBMF. Revista Brasileira de Cirurgia Periodontia, Curitiba, v.1, n.3, p.172-180, 2003.

MEURER, M. I. et al. Aquisição e manipulação de imagens por tomografia computadorizada da região maxilofacial visando à obtenção de protótipos biomédicos. Radiologia Brasileira, v.41, n.1, p.49-54, jan./fev. 2008.

MEIRA JÚNIOR, Wagner et al. Software livre como uma nova forma de geração de conhecimento. Revista Fonte, Belo Horizonte, v.2, n.2, p.75-81, jan./jun. 2005.

MIYASHITA, E. R. Avaliação das tensões ósseas geradas por prótese obturadora maxilar classe IV de Aramany por meio da análise de elementos finitos. 2008. 100 f. Dissertação (Mestrado em Odontologia – Prótese buco maxilo facial) - Faculdade de Odontologia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2008.

PAIVA, W. S. et al. Aplication of the stereolithography technique in complex spine surgery. Arquivos de Neuropsiquiatria, v.65, n.2-B, p.443-445, 2007.

PETZOLD, R.; ZEILHOFER, H. F.; KALENDER, W. A. Rapid prototyping technology in medicine – basics and applications. Computerized Medical Imaging and Graphics, v.23, n.5, p.277-284, out. 1999.

POMPEI, J. P. S. et al. Segmentação de imagens médicas. In: JORNADA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DO CENPRA, 4, 2002, Campinas. Disponível em: <>. Acesso em: 22 jun. 2010.

RAMOS, P. C. F. Contribuição ao projeto de implantes personalizados através de sistemas de CAD e prototipagem rápida. 2007. 77 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2007.

ROBIONY, M. et al. Virtual reality for surgical planning maxillofacial distraction osteogenesis: the role of reverse engineering rapid prototyping and cooperative work. Journal of Oral Maxillofacial Surgerry, v.65, n.6, p.1198-1208, jun. 2007.

ROCKENBACH, M. et al. Avaliação da precisão e da facilidade de fabricação de diferentes métodos de produção de protótipos: prototipagem rápida e usinagem CNC. In: CONGRESSO INTERNACIONAL DE PESQUISA EM DESIGN, 5, 2009, Bauru. Anais... 2009. Disponível em: < http://www.faac.unesp.br/ciped2009/anais/Design%20de%20Produto/Avaliacao%20da%20Precisao%20e%20da%20Facilidade.pdf>. Acesso em: 30 jun. 2010.

ROSA, E. L. S.; OLESKOVICZ, C. F.; ARAGÃO, B. N. Rapid prototyping in maxillofacial surgery and traumatology: case report. Brazilian Dental Journal, v.15, n.3, p. 243-247, 2004.

SANTA-BÁRBARA, A. Processamento de imagens médicas tomográficas para modelagem virtual e física: o software Invesalius. 2006. 429 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica - Materiais e Processos de Fabricação) - Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2006.

ULBRICH, C. B. L. Inspeção por digitalização em aplicações de prototipagem rápida na medicina. 2007. 254 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos e Projetos Mecânicos) - Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2007.

WINDER, J.; BIBB, R. Medical rapid prototyping technologies: state of the art and current limitations for application in oral and maxillofacial surgery. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, v.63, n.7. p.1006-1015, jul. 2005.

YACUBIAN-FERNANDES, A. et al. Prototipagem rápida como forma alternativa para realização de cranioplastia com metilmetacrilato. Arquivos de Neuropsiquiatria, v.62, n.3-B, p.865-868, 2004.

Downloads

Published

2015-08-31

Issue

Vol. 1 No. 2 (2014): VOL. 1 / Nº 2

Section

ARTÍCULOS INTERNOS

License

Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0

 

 

How to Cite

PROPUESTA DE BIOMODELADO VIRTUAL 3D UTILIZANDO SOFTWARE LIBRE. (2015). INGENIERÍA: Ciencia, Tecnología E Innovación, 1(2), 51. https://doi.org/10.26495/icti.v1i2.121