Desenvolvimento de protocolos de fotogrametria com softwares livres para uso odontológico.

Abstract

RESUMO

Introdução: A odontologia está entre as áres do conhecimento que mais absorvem as tecnologias geradas pela indústria 4.0. Entretando, há um alto valor agregado a elas, dificultando o acesso a população. Com o fim de difundir a tecnologia, uma alternativa a ser estudada é a Fotogrametria. Objetivo: Os objetivos da pesquisa foram desenvolver e avaliar a aplicabilidade de diferentes protocolos de fotogrametria para reconstrução 3D de modelos odontológicos. Materiais e Métodos: Foi utilizado um modelo odontológico da arcada superior confeccionado em Gesso Pedra Tipo IV para servir de referência. Para a aquisição de imagens foi confeccionado um posicionador automático com dois eixos de rotação com base no projeto OpenScan 3D. As imagens foram adquiridas em diferentes configurações, sendo 10 ou 20 fotos ao redor do modelo de gesso com 2 ou 3 posicionamentos da câmera com relação a base do modelo, resultando em grupos de 20, 30, 40 e 60 fotos, reconstruídas tridimensionalmente pelo software AliceVision Meshroom. A precisão das reconstruções foi avaliada, pelo comprimento da coroa clínica do canino, incisivo central, distância entres as cúspides mediopalatinas dos 1° Molares e entre a cúspide dos caninos homólogos e comparadas com o modelo de referência. Foram realizados os testes estatísticos de Erro do Método, Análise de variância e Teste de Tukey (α=0,05). Resultados: Observou-se que não houve diferença estatística para as medidas oclusais (p=0,017). Para medidas de coroa clínica, houve diferença estatística apenas para o protocolo com 20 fotografias, com medidas significantemente inferiores ao grupo controle (p=0,219). Conclusão: O uso dos protocolos de fotogrametria propostos com ao menos 30 fotografias são ferramentas viáveis para o escaneamento digital de modelos odontológicos.

Palavras-chave: Fotogrametria; Reconstrução 3D; Odontologia digital.

ABSTRACT

Background: Dentistry is among the fields of knowledge that most readily adopt technologies generated by the Fourth Industrial Revolution (Industry 4.0). However, there is a high added value to these technologies, making access difficult for the population. In order to disseminate technology, an alternative to be studied is Photogrammetry. Objective: The research objectives were to develop and evaluate the applicability of different photogrammetry protocols for 3D reconstruction of dental models. Materials and Methods: A dental model of the upper arch made of Type IV dental stone was used as a reference. An automated positioning system with two rotational axes based on the OpenScan 3D project was created for image acquisition. Images were taken in various configurations, including 10 or 20 photos around the dental model with 2 or 3 camera positions relative to the model base, resulting in groups of 20, 30, 40, and 60 photos. These photos were then reconstructed in 3D using the AliceVision Meshroom software. The accuracy of the reconstructions was evaluated by measuring the clinical crown length of the canine and central incisor, the distance between the mediopalatal cusps of the 1st molars, and the distance between homologous canine cusps, comparing these measurements to the reference model. Statistical tests, including the Method Error, Analysis of Variance, and Tukey's Test (α=0.05), were conducted. Results: There was no statistically significant difference in occlusal measurements (p=0.017). For clinical crown measurements, there was a statistically significant difference only in the protocol with 20 photographs, with measurements significantly smaller than the control group (p=0.219). Conclusion: The use of the proposed photogrammetry protocols with at least 30 photographs is a viable tool for the digital scanning of dental models.

Keywords: Photogrammetry; 3D reconstruction; Digital Dentistry.