Interferência dos artefatos de imagem causados por acessórios ortodônticos metálicos em sobreposições de imagens de TCFC / Influence of streaking artifacts due to metallic orthodontic accessories in CBCT 3D model superimposition

RESUMO

O objetivo deste estudo foi avaliar, de forma quantitativa e qualitativa, se artefatos de imagem causados por acessórios ortodônticos metálicos interferem em sobreposições tridimensionais (3D) de imagens de Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (TCFC). Dez crânios secos humanos foram submetidos a três aquisições tomográficas sem acessórios ortodônticos (T1), com braquetes e tubos ortodônticos de aço inoxidável colados às superfícies vestibulares dos dentes superiores e inferiores (T2), e com fios ortodônticos de aço inoxidável inseridos nas canaletas dos referidos acessórios (T3). Os arquivos DICOM originais foram convertidos em arquivos de imagem Analyze, por meio do software Medsquare. O passo seguinte constituiu-se no registro rígido entre os pares de imagens T2-T1 e T3-T1, por meio do software Bioimage. Após o registro, foram então realizadas as sobreposições 3D entre os referidos pares de imagens, utilizando-se o software MeshValmet. Este software realiza uma codificação por mapas de cores, a partir das distâncias obtidas durante o processo de sobreposição. Distâncias positivas são codificadas com tonalidades de vermelho, enquanto que as negativas recebem tonalidades de azul. A ausência de deslocamento entre estruturas sobrepostas recebem o valor 0,0mmm sendo codificadas com a cor verde. As imagens referentes a T2 e T3 foram sobrepostas em relação à T1 no mesmo plano de espaço, para cada crânio da amostra. A partir das referidas sobreposições, foram calculadas as seguintes medidas Distâncias Máxima, Mínima e Média, Distância Mean Square (MSD), Distância Root Mean Square (RMS) e Mediana. Estas quatro últimas caracterizaram-se como medidas de tendência central, e representaram a faixa de valores de maior concentração de dados. Os acessórios metálicos causaram artefatos de imagem principalmente nas imagens T2 e T3, porém os mesmos não comprometeram o processo de sobreposição das mesmas em relação à T1.

ABSTRACT

The aim of this study was to determine whether the artifacts caused by orthodontic metallic accessories interfere with the accuracy of three-dimensional (3D) Cone Beam Computed Tomography (CBCT) model superimposition. Ten dry human skulls were subjected to 3 CBCT scans without orthodontic brackets (T1), with stainless steel brackets bonded (T2) and with orthodontic arch wires inserted into the bracket slots (T3). Individual 3D surface models were generated for the T1, T2 and T3 images, and the within-surface distances between T2-T1 and T3-T1 were computed. Superimposition error was calculated assuming CBCT image registration of T2 and T3 with respect to T1 using plain superimposition. The following measures were evaluated Maximum, Mean and Mean Square Distance (MSD), Root MSD (RMS) and Median. The metallic accessories caused image artifacts primarily in T2 and T3 images which, however, did not compromise the 3D model superimposition. The maximum distances of artifacts image points were compared to the representative measure of orthodontic accessories (7.5mm), and Student t test showed no significant differences (p0.05) between both measures. When measures of T2-T1 and T3-T1 were compared, the Pearson coefficients showed a high correlation regarding the central tendency measures, as follows Mean Distance (r=0.86), MSD (r=0.87), RMS (0.97) and Median (r=0.74). The statistical findings, which were complemented by qualitative image data obtained from this study, depicted that streaking artifacts did not affect the accuracy of CBCT 3D model superimposition of dry human skulls.