Evaluation of soft tissues simulant materials in cone beam computed tomography

Orientador: Francisco Carlos GroppoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: Os valores de tons de cinza em imagens de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) são determinados pela atenuação dos fótons de raios X durante as interações com a matéria. O presente estudo teve como objetivo avaliar a capacidade de diferentes materiais simularem os tecidos moles e analisar a influência dos materiais simuladores nos tons de cinza nas regiões dentárias e ósseas, em mandíbula e maxila, comparando-as a um padrão-ouro em imagens de TCFC. Para isso, foram utilizadas três cabeças de leitões frescas com os tecidos moles circundantes e estruturas anatômicas maxilo-mandibulares preservadas. Inicialmente foram submetidas à aquisição de imagens de TCFC para determinação do padrão-ouro. Posteriormente, as cabeças foram moldadas, descarnadas e imagens de TCFC foram realizadas com os diferentes materiais simuladores de tecido mole na mesma espessura do tecido mole original, seguindo o mesmo protocolo da aquisição inicial. Os materiais simuladores testados foram o gelo, cera 7 rosa e gelatina balística. Um único avaliador selecionou 24 regiões de interesse (ROI) de tamanho quadrangular fixo de 2x2 mm nas reconstruções axiais das imagens do padrão-ouro. As regiões selecionadas incluíram os dentes, ossos alveolares e tecidos moles. Em seguida foram realizadas as mensurações dos valores dos tons de cinza. As médias dos valores dos tons de cinza e o desvio padrão dos materiais simuladores foram comparados com o padrão-ouro pelo teste ANOVA de medidas repetidas e teste de Dunnett, considerando cada estrutura/região (dente, osso e tecido mole) separadamente, assim como a influência da posição (mandíbula ou maxila). Foram realizados ainda, os testes de correlação das médias de tons de cinza entre o padrão-ouro e os diferentes simuladores por meio do teste de Pearson e também o teste de regressão linear para estabelecer o grau de dependência entre os valores. Os resultados mostraram que os materiais simuladores não apresentaram diferenças estatisticamente significantes na região dentária quando comparadas com o padrão-ouro (p>0,05). Entretanto, para o osso, a média de tons de cinza do padrão-ouro foi maior do que a do gelo (p=0.0156), mas não diferiu da cera e da gelatina balística (p>0,05). Para a região de tecido mole, não houve diferenças estatisticamente significantes entre as médias de tons de cinza do padrão-ouro e da gelatina balística (p>0,05). Quando avaliada a influência da posição (mandíbula ou maxila) entre os simuladores, as diferenças ficaram evidentes para o tecido mole. O desvio padrão (DP) mostrou que não houve diferenças estatisticamente significantes para os valores entre o padrão-ouro e os simuladores (p>0,05), entretanto a gelatina balística demonstrou os menores valores (menor variabilidade). A partir dos resultados, pode-se concluir que a gelatina balística pode ser considerada o melhor material simulador de tecido moleAbstract: Grayscale values ??are directly affected by the attenuation of X-ray photons after interactions with matter. The aim of the present study was to evaluate the feasibility of different materials in simulating soft tissues and to analyze the influence of soft tissues in the gray values of dental and bone regions in the mandible and maxilla and to compare them to a gold standard in cone beam computed tomography (CBCT). For this purpose, three heads of fresh piglets with surrounding soft tissues and preserved maxillo-mandibular anatomical structures were used. Initially, CBCT images were acquired to constitute the gold standard group. Subsequently, the heads were molded, macerated and new CBCT images were acquired using different soft tissue simulator materials, following the same protocol of the initial acquisition. The materials tested were frozen water, base plate wax and ballistic gelatin. A single evaluator selected 24 ROIs of 2x2 mm square size in the axial reconstructions of the gold standard images. Selected regions included teeth, alveolar bones and soft tissues. Then, the gray values and standard deviation ??of the simulator materials were measured and compared to the gold standard by the repeated measures ANOVA and Dunnett's test, considering each structure / region (tooth, bone and soft tissue) separately, as well as the influence of the arch (mandible or maxilla). Correlation tests of the gray values¿ means between the gold standard and the different simulators were also carried out using Pearson¿s test and the linear regression to establish the degree of dependence between the gold standard values and simulators. There was no difference the simulator materials did not present statistically significant differences in the dental region when compared to the gold standard. However, for the bone, the mean values of the gold standard were higher than the values for ice, but did not differ from wax and ballistic gelatin. The soft tissue region showed no statistically significant differences between the gold standard grayscale averages and the ballistic gelatin. When the influence of the position in the arch (mandible or maxilla) was evaluated, the differences were evident for the soft tissue. The standard deviation showed that there were no statistically significant differences for the SD values ??between the gold standard and the simulators. It can be concluded that ballistic gelatin was considered the best soft tissue simulator testedMestradoRadiologia OdontologicaMestra em Radiologia Odontológic