Reconstrução 3D biomédica : fotogrametria versus varrimento por laser

Trabalho final de mestrado para obtenção do grau de mestre em Engenharia BiomédicaA comparação da digitalização 3D por fotogrametria com a digitalização 3D por varrimento por LASER permite avaliar a sua precisão relativa, visando concluir a possibilidade de aplicação em biomédica ou outras aplicações em que a precisão e rapidez de aquisição são necessárias. Para tal foi feito um estudo sobre estas duas tecnologias, após o qual foram realizados alguns testes práticos. Em termos práticos foram realizados vários conjuntos de fotografias em condições diferentes e foram também efetuadas digitalizações 3D através de varrimento por laser para obter um modelo de referência. Os objetos digitalizados foram um cubo e um modelo anatómico de um sacro. Com o auxilio de uma aplicação de reconstrução utilizada em fotogrametria (Autodesk ReMake), foram obtidos modelos com base nos conjuntos de fotografias realizados. Adicionalmente foram feitas medições com um paquímetro no cubo utilizado como modelo. As restantes medições foram feitas através de programa de manipulação de modelos 3D (Geomagic versão trial e Autodesk ReMake). Foi concluído que sem qualquer máquina dedicada para o auxilio no processo de fotogrametria e, por consequência, uma situação em que nem todas as condições foram controladas da melhor forma possível, obteve-se, nos casos mais favoráveis do sacro, um desvio padrão de 0,289 mm. Conclui-se, ainda, que modelos obtidos por fotogrametria mantêm as proporções, mas não mantêm a escala 1:1, em relação ao modelo real. Esta tecnologia tem um grande potencial em diferentes aplicações incluindo na engenharia Biomédica, na medida em que permite separar a etapa de aquisição da etapa de processamento das fotografias para uma fase posterior sem necessitar da presença dos pacientes.The main objective of this thesis is to study photogrammetry as a technique, and compare it to the laser scanning. A theoretical study of the two techniques as well as a practical study of photogrammetry was carried out. After these studies were carried out in order to check how they all worked, it was time to make some experiments with photogrammetry, and to take several groups of photos, with diverse setups and definitions. The objects used were a cube and a sacrum. With those photos and the help of a programme (Autodesk ReMake), models of the objects in the photos were extracted with photogrammetry algorithms. For the conclusions, a reference model was obtained by means of a laser scanner, and all the other models were adjusted spatially to it, using a best fit method by getting hold of a programme (Geomagic) to allow the comparison between the models. The best result had a standard deviation of 0.289 mm. The main conclusion was that the models obtained by using photogrammetry maintain the proportions but do not maintain the scale 1:1 in relation to the real model. In theory, photogrammetry has potential for biomedical application, because it is a passive method and its data acquisition time can be close to zero, and the post processing can be done without the presence of the patients.N/