Accuracy of photogrammetric technologies for the scanning of dental models: A systematic review / Precisión de las tecnologías fotogramétricas para el escaneo de modelos dentales: Una revisión sistemática

Background:Traditional dental scanners require a heavy investment, representing a high barrier of entry into digital dentistry. Photogrammetric-based scanners may represent an affordable cost-effective alternative to traditional dental scanners used for the digitalization of plaster models. Photogrammetry is the science of extracting 3D information from photographs. The process involves taking overlapping photographs of an object or space and converting them into 2D or 3D digital models. Objective:This review aimedto identify and appraise the reported accuracy of photogrammetric-generated digital dental models.Materials and methods:A search strategy was applied in 3 databases (Medline, Web of Science and Scopus), from Feb 1 2021 to Dec 1 2021, the search was limited to articles in English published in the last 5 years about studies evaluating the dimensional accuracy of 3-dimensional digital models acquired by the scanning of plaster models with photogrammetric technologies.Results:Two independent reviewers screened 75 records on basis of titles and abstracts for assessment against the inclusion criteria for the review, 4 articles were deemed eligible, the risk of bias for the selected articles was measured, data extraction was performed by only one author.Conclusion:With today's technology, based on the four studies evaluated, we conclude that photogrammetric-generated digital models while lacking accuracy for incorporation into the treatment flow, in the future it could be used for diagnostic, planning, and achieving.

Antecedentes:Los escáneres dentales tradicionales requieren una gran inversión, lo que representa una gran barrera de entrada a la odontología digital. Los escáneres basados en fotogrametría pueden representar una alternativa asequible y rentable a los escáneres dentales tradicionales utilizados para la digitalización de modelos de yeso. La fotogrametría es la ciencia de extraer información 3D de fotografías. El proceso implica tomar fotografías superpuestas de un objeto o espacio y convertirlas en modelos digitales 2D o 3D.Objetivo:esta revisión tuvo como objetivo identificar y evaluar la precisión informada de los modelos dentales digitales generados fotogramétricamente.Materiales y métodos:Se aplicó una estrategia de búsqueda en 3 bases de datos (Medline, Web of Science y Scopus), del 1 de febrero de 2021 al 1 de diciembre de 2021, la búsqueda se limitó a artículos en inglés publicados en los últimos 5 años sobre estudios que evalúan la dimensión precisión de modelos digitales tridimensionales adquirida por el escaneo de modelos de yeso con tecnologías fotogramétricas.Resultados:dos revisores independientes examinaron 75 registros sobre la base de títulos y resúmenes para evaluarlos según los criterios de inclusión para la revisión, 4 artículos se consideraron elegibles, se midió el riesgo de sesgo de los artículos seleccionados, la extracción de datos fue realizada por un solo autor.Conclusión:con la tecnología actual, con base en los cuatro estudios evaluados, concluimos que los modelos digitales generados por fotogrametría si bien carecen de precisión para incorporarlos al flujo de tratamiento, en el futuro podrían usarse para el diagnóstico, la planificación y el logro.

Tratamiento de deformidad severa de la columna vertebral con modelos de impresión 3D / Treatment of severe spinal deformity with 3D printing models

Resumen: Introducción: La escoliosis es una deformidad compleja que afecta los tres planos del eje de la columna vertebral. La asociación entre patología neuromuscular y la alineación vertebral fue descrita inicialmente en 1960. La patología neuromuscular es progresiva y resulta en anormalidades posturales. Las metas quirúrgicas en pacientes con deformidad neuromuscular engloban la corrección anatómica para la sedestación y deambulación, así como mejoría funcional. El estándar de oro de tratamiento es por vía posterior con tornillos transpediculares. La técnica de «manos libres¼ ahorra tiempo quirúrgico, disminuye la radiación al reducir el uso de fluoroscopía. El advenimiento de la tecnología de impresión 3D permite estudio preciso del área anatómica y detalle de la deformidad en sus tres planos. Este modelo puede ser esterilizado para guía transoperatoria. Paciente femenino de 13 años de edad que desarrolla escoliosis neuromuscular toracolumbar secundario a parálisis cerebral infantil (PCI) espástica, con instrumentación previa T11-L3 de la cual desarrolla curva severa proximal. Finalizada la segmentación del modelo tridimensional se detectó violación pedicular mayor a 2 mm hacia canal medular bilateral en los pedículos de L1 y L2 de instrumentación previa, displasia pedicular y se observaron las características morfológicas de los pedículos. La planeación tridimensional y el uso de guías quirúrgicas representan una herramienta para la planeación quirúrgica, sobre todo en casos severos y con displasia pedicular. Ayuda como guía quirúrgica para la colocación de tornillos transpediculares a manos libres con posible reducción de radiación y tiempo anestésico.

Abstract: Introduction: Scoliosis is a complex deformity that affects all three planes of the axis of the spine. The association between neuromuscular pathology and vertebral alignment was initially described in 1960. Neuromuscular pathology is progressive and results in postural abnormalities. Surgical goals in patients with neuromuscular deformity include anatomical correction for sedation and ambulation, as well as functional improvement. The gold standard of treatment is by posterior approach with transpedicular screws. The «hands-free¼ technique saves surgical time, decreases radiation by reducing the use of fluoroscopy. The advent of 3D printing technology allows precise study of the anatomical area and detail of the deformity in its three planes. This model can be sterilized for transoperative guidance. A 13-year-old female patient who develops thoracolumbar neuromuscular scoliosis secondary to spastic cerebral palsy (CP), with previous instrumentation T11-L3 of which he develops severe proximal curve. After the segmentation of the three-dimensional model, pedicle violation greater than 2 mm towards bilateral medullary canal was detected in the pedicles of L1 and L2 of previous instrumentation, pedicle dysplasia and the morphological characteristics of the pedicles were observed. Three-dimensional planning and the use of surgical guides represent a tool for surgical planning, especially in severe cases and with pedicle dysplasia. It helps as a surgical guide for the placement of hands-free transpedicular screws with possible reduction of radiation and anesthetic time.

Three-dimensional digitalized and printed tongue models of the cow, dog, pig, and horse for undergraduate veterinary educationh / Modelos tridimensionales digitalizados e impresos de lengua de vaca, perro, cerdo y caballo para la educación veterinaria de pregrado

SUMMARY: This study aimed to construct three-dimensional (3D) anatomical models of the tongue of domestic mammals of veterinary interest. The tongues were obtained from the didactic collection of the Laboratory of Veterinary Macroscopic Anatomy in the Surgery Department of the School of Veterinary Medicine and Animal Science, University of Sao Paulo. Tongues from a cow, dog, horse, and pig were selected for scanning and creation of the 3D-printed models. The printer used a filamentous thermoplastic material, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), which was deposited together with a support resin. In addition to the printing of models, an interactive 3D PDF was generated, creating a didactic collection for students. The anatomical characteristics and peculiarity of the tongues were easily identified in the scanned and printed images. The 3D scanning and printing offered an innovative method of visualizing different anatomical structures and, together with the existing methods, can optimize anatomy teaching in an educational context.

RESUMEN: Este estudio tuvo como objetivo construir modelos anatómicos tridimensionales (3D) de la lengua de mamíferos domésticos de interés veterinario. Las lenguas se obtuvieron de la colección didáctica del Laboratorio de Anatomía Macroscópica Veterinaria del Departamento de Cirugía de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad de São Paulo. Se seleccionaron lenguas de vaca, perro, caballo y cerdo para escanear y crear los modelos impresos en 3D. La impresora utilizó un material termoplástico filamentoso, acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), que se depositó junto con una resina de soporte. Además de la impresión de modelos, se generó un PDF 3D interactivo, creando una colección didáctica para los estudiantes. Las características anatómicas y la peculiaridad de las lenguas se identificaron fácilmente en las imágenes escaneadas e impresas. El escaneo e impresión 3D ofrecieron un método innovador para visualizar diferentes estructuras anatómicas y, junto con los métodos existentes, puede optimizar la enseñanza de la anatomía en un contexto educativo.

Comparación estadística entre modelo de yeso, digitalizado e impreso en 3D / Statistic comparison of digitalized plaster models and printed in 3D

Se realizaron mediciones en los ejes x, y, z sobre modelos dentales de yeso, digitalizados e impresos con impresoras 3D, con fines comparativos, estadísticos y evaluativos, cuyo objetivo fue estimar el grado de coincidencia significativa entre los modelos, realizados por dos profesionales, en dos momentos diferentes. Los resultados arrojaron datos de gran precisión en forma y tamaño en los tres estudios, con mínima distorsión (no significativa, p =0,05), lo que determinó la importancia de implementación en forma institucional o privado el estudio digital de los mismos, para realizar comparaciones, mediciones, diagnósticos y acopio de modelos virtuales en un ordenador, siendo estos más precisos y de menor tiempo de trabajo (AU)

Measurements were made in the x, y, z axes on gypsum dental models, digitized and printed with 3D printers, for comparative, statistical and evaluative purposes, whose objective was estimate the degree of significant coincidence between models, that were made by two professionals, at two different times.The results were the achieve of data with a great shape´s and size´s precisionat the three studies, with minimal distortion (not significant, p = 0.05), which determined the importance of the institutional or private way of an implementation of the model´s digital studies, with the aim of doing comparisons, measurements, diagnostics, and collection of virtual models in a computer, to being more precise and with less work time (AU)

Superposición de modelos en 3D / 3D models overlay

Se superpusieron archivos digitales 3D de modelos dentales en un ordenador, con fines comparativos. Para lograr dicho objetivo se usaron 18 modelos dentales digitalizados por método de escaneo directo, en el Círculo Argentino de Odontología. El archivo exportable se dirigió por software de código abierto Meshlab, donde se observó exactitud, reproducibilidad e inalterabilidad de las muestras; dicho resultado determinó la importancia de difundir, a nivel institucional y particular, dicha práctica, considerando, en el diagnóstico, que las visualizaciones o mediciones directas sobre modelos estándar son, no solamente más imprecisas, sino que implican un mayor tiempo de rabajo.