Oral device for capturing three-dimensional images  

Orientadores: Fausto Bérzin, António Prieto VelosoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba e Universidade de LisboaResumo: A articulação temporomandibular (ATM) é a única articulação móvel do crânio. Por ser extremamente complexa, distúrbios (DTM) relacionados a esta área ainda são mal compreendidos e de diagnóstico difícil devido a sua etiologia multifatorial. O uso de simuladores da mandíbula humana na educação em medicina e odontologia, no ajuste ortodôntico de oclusões ou no planejamento pré-operatório de cirurgias craniofaciais e no auxílio do tratamento das disfunções temporomandibulares pode ser extremamente útil, melhorando o diagnóstico e tratamento. O objetivo deste trabalho foi analisar a cinemática mandibular utilizando câmeras infravermelho e reprodução 3D, observando o comportamento cinesiológico da mandíbula. Para realizar a captação de imagens, foi confeccionado um dispositivo oral fixado aos dentes inferiores com silicone de adição para fornecer meios de rastrear a trajetória das marcas e posterior criação de um modelo tridimensional. Foram selecionados 21 voluntários pelos critérios de inclusão, nos quais coletas foram realizadas utilizando dispositivos orais (fixador) individuais. Cada voluntário realizou os movimentos de abertura bucal máxima, lateralidade direita, lateralidade esquerda e protusão em diferentes ângulos (0º,10º,20º) de inclinação anterior do crânio para perceber a trajetória da mandíbula, observando ainda se há ou não presença de artefatos de tecido mole, que representam um erro crítico na análise do movimento humano. Foram utilizadas 5 câmeras infravermelho Oqus 300 e 700 (Qualisys®) e 1 câmera de luz visível Oqus 510 (Qualisys®) dispostas de forma a capturarem todos os ângulos de imagens em relação ao voluntário. Após a coleta, os dados foram tratados no software Visual 3D onde se criou o modelo facial para análise. Foi utilizado para análise estatística um delineamento em blocos casualizados para a ANOVA, assumindo os indivíduos como blocos aleatórios em esquema fatorial (2x3) para os tratamentos. Foi também considerado um nível de significância de 5% e aplicado teste post-hoc de Tukey. Os resultados obtidos demonstraram que não houve interação entre os fatores ângulo e tratamento (pele x fixador) para os movimentos de abertura bucal máxima, lateralidade direita e lateralidade esquerda, havendo diferenças estatísticas entre os tratamentos (p<0,0001). Porém, no movimento de protrusão houve interação entre os tratamentos e ângulos (p=0,0003), existindo uma diferença estatística em todos os ângulos estudados. Os resultados demonstraram que o uso do fixador tornou possível observar a presença de artefato de tecido mole durante a coleta dos movimentos mandíbula. Conclui-se que o uso do fixador se tornou uma ferramenta valiosa para captura dos movimentos mandibulares utilizando sistemas infravermelhos. O uso de modelos tridimensionais oferece ao pesquisador e o clínico uma alternativa a mais para um diagnóstico de precisão e estudos da áreaAbstract: The temporomandibular joint (TMJ) is the only movable joint of the skull. Because it is extremely complex, disorders (TMD) related to this area are still poorly understood and difficult to diagnose because of their multifactorial etiology. The use of human jaw simulators in medical and dental education, in the orthodontic adjustment of occlusions or in the preoperative planning of craniofacial surgeries and in the aid of the treatment of temporomandibular disorders can be extremely useful, improving diagnosis and treatment. The objective of this work was to analyze mandibular kinematics using infrared cameras and 3D reproduction, observing the kinesiological behavior of the mandible. To perform the image capture, an oral device was fixed to the lower teeth with addition silicone to provide a means of tracking the trajectory of the marks and subsequent creation of a three-dimensional model. Twenty-one volunteers were selected according to the inclusion criteria, which performed collections using individual oral devices (fixative). Each volunteer performed the movements of maximum buccal opening, right laterality, left laterality and protrusion at different angles (0º, 10º, 20º) of the anterior slope of the skull to perceive the trajectory of the mandible, also observing whether or not there are tissue artifacts which represents a critical error in the analysis of human movement. Five Oqus 300 and 700 infrared cameras (Qualisys®) and 1 Oqus 510 visible light camera (Qualisys®) were used in order to capture all the angles of images in relation to the volunteer. After the data collection, the data were processed in Visual 3D software where the facial model was created for analysis. A randomized block design was used for the ANOVA, assuming the individuals as random blocks in a factorial scheme (2x3) for the treatments. For the tests a significance level of 5% was also considered and Tukey's post-hoc test was applied. The results obtained showed that there was no interaction between the angle and treatment factors (skin, fixative) for the movements of maximum buccal opening, right laterality and left laterality, with statistical differences between treatments (p