Augmented reality as a new perspective in Dentistry: development of a complementary tool / Realidade aumentada como uma nova perspectiva em Odontologia: desenvolvimento de uma ferramenta complementar

ABSTRACT

The purpose of this study is to introduce a visualization and interaction tool of Augmented Reality in mobile devices using three-dimensional (3D) volumetric images from patients' real tomographic acquisition, and to describe the steps for preparing the models for such 3D visualizations. Augmented Reality was built correlating tomographic images and open-source software, in a sequence of (1) image acquired, that consists of multi-planar images that can be visualized as 3D renderings and are the basis for constructing polygonal surfaces of specific anatomic structures of interest, (2) creation of volumetric models, in which 3D volumetric model can be saved and exported as a 3D polygonal mesh in .stl file format, (3) model simplification, which must be done in order to simplify the matrix of polygonal surfaces, and reduce models' megabytes, and (4) create the augmented reality project. Once these procedures are performed, the augmented reality project can be saved and visualized in mobile devices. The volumetric model from a computed tomography acquisition is available in any mobile device screen, superimposed on a marker. This approach facilitates the visualization of the model, giving the precise location of structures and abnormalities, as supernumerary teeth, bone fractures and asymmetries. Also, the model is saved for future and multiple visualization. Augmented reality application is a new perspective in dentistry although it is in an early phase. It can be created by integrating multiple technologies and has a great potential to support learning and teaching, and improve how 3D models from medical images are seen (AU).

RESUMO

O objetivo desse trabalho é introduzir uma ferramenta de visualização e interação baseada em realidade aumentada (RA) em dispositivos móveis utilizando imagens volumétricas em três dimensões (3D) a partir de aquisições tomográficas reais de pacientes, e descrever os passos para o preparo dos modelos para tais visualizações tridimensionais. A RA foi construída correlacionando imagens tomográficas e programas de computador livres, na seguinte sequência (1) imagem adquirida, que consiste em imagens mutiplanares que podem ser visualizadas como renderizações 3D e são a base para a construção de superfícies poligonais de estruturas anatômicas específicas de interesse, (2) criação dos modelos volumétricos, passo no qual o modelo 3D pode ser salvo e exportado como uma malha poligonal 3D em formato de arquivo .stl, (3)simplificação do modelo, que deve ser executada com a finalidade de simplificar a matriz de superfícies poligonais e consequentemente reduzir os megabytes do modelo, e (4) criação do projeto de realidade aumentada. Essa abordagem facilita a visualização do modelo tomográfico, dando a localização precisa de estruturas e anormalidades, como dentes supranumerários, fraturas ósseas e assimetrias. Além disso, o referido modelo pode ser salvo para múltiplias visualizações futuras. A aplicação da realidade aumentada é uma nova perspectiva em Odontologia apesar de estar em fase inicial. Pode ser criada integrando múltiplas tecnologias e apresenta grande potencial para auxiliar o ensino e a aprendizagem, e para melhorar a forma como modelos 3D originados de imagens médicas são visualizados (AU).