Valutazione dell'accuratezza e della precisione di un algoritmo di correlazione digitale di volumi applicato a vertebre naturali e trattate

La Digital Volume Correlation (DVC) è una tecnica di misura a tutto campo, non invasiva, che permette di misurare spostamenti e deformazioni all’interno della struttura ossea in esame. Mediante la comparazione d’immagini con provino scarico e con provino carico, ottenute attraverso sistemi di tomografia computerizzata, si può ottenere la mappa degli spostamenti per ogni direzione e la mappa di deformazione per ogni componente di deformazione. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è la validazione della DVC, attraverso la determinazione dell’errore sistematico (accuratezza) e dell’errore casuale (precisione), in modo da poter valutare il livello di affidabilità della strumentazione. La valutazione si effettua su provini di vertebre di maiale, aumentate e non, sia a livello d’organo, sia a livello di tessuto. The Digital Volume Correlation (DVC) is a full field and contact less measurement technique that allowed estimating displacement and strain inside bone specimen. Images of the unloaded and loaded specimen were obtained from micro-CT and compared in order to obtain the displacement map and, differentiating, the strain map. The aim of this work is the validation of the approach, estimating the lack of accuracy (systematic error) and the lack of precision (random error) on different kinds of porcine vertebra, augmented and not, analysing the specimen on tissue level and on organ level.

Complication sévère d’une contention collée linguale mandibulaire

Le collage d’un fil torsadé souple sur les faces linguales des six dents antérieures mandibulaires est une modalité de contention couramment utilisée. Les complications sont rares mais peuvent être assez sérieuses pour provoquer des dégâts biologiques. Cet article présente une complication sérieuse d’un fil de contention torsadé souple, collé en lingual. Quatre ans après son traitement orthodontique, un homme de 20 ans a consulté pour la rupture d’un fil de contention torsadé souple. L’examen clinique a montré un torque radiculo-vestibulaire d’environ 35° d’une dent. Une image en tomographie volumique à faisceau conique (Cone-Beam Computed Tomography ou CBCT) a montré que la racine et l’apex de la dent étaient presque totalement hors de l’os du côté vestibulaire. Étonnamment, la vitalité de la dent était préservée. La dent a été ramenée presque jusqu’à sa position initiale; cliniquement, seule une récession gingivale a persisté. Les orthodontistes et les dentistes devraient être conscients des complications possibles des contentions collées. Les patients devraient être clairement informés de la manière dont les problèmes peuvent être détectés à un stade précoce.

Análise da correlação entre índices radiomorfométricos de densidade óssea, perfil de qualidade óssea em software de implante, quociente de estabilidade e torque de inserção em implantes

A qualidade óssea, bem como a estabilidade inicial dos implantes, está diretamente relacionada com o sucesso das reabilitações na implantodontia. O presente estudo teve como objetivo analisar a correlação entre índices radiomorfométricos de densidade óssea por meio de radiografias panorâmicas, perfil de qualidade óssea com o auxílio de Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (TCFC) com o uso do software de imagens OsiriX, Análise da Frequência de Ressonância (RFA) e Torque de Inserção do implante. Foram avaliados 160 implantes de 72 indivíduos, com média etária de 55,5 (±10,5) anos. Nas radiografias panorâmicas foram obtidos os índices IM, IPM e ICM, e nas tomografias computadorizadas de feixe cônico, os valores de pixels e a espessura da cortical da crista óssea alveolar, além da estabilidade primária por meio do torque de inserção e análise da frequência de ressonância. Os resultados foram analisados pelo coeficiente de correlação de Spearman, para p<= 0,01 foi obtido entre o torque de inserção e valores de pixels (0.330), o torque de inserção e a espessura da cortical da crista alveolar (0.339), o torque de inserção e o ISQ vestibulo-lingual (0.193), os valores de pixels e espessura da cortical da crista alveolar (0.377), as duas direções vestíbulo-lingual e mesio-distal do ISQ (0.674), o ISQ vestíbulo-lingual e a espessura da cortical da crista alveolar (0.270); os índices radiomorfométricos foram correlacionados entre eles e para p<= 0,05 foi obtido entre torque de inserção e ISQ mesio-distal (0.131), entre o ISQ vestibulo-lingual e os valores de pixels (0.156) e ISQ mesio-distal e IPMI esquerdo (0.149) e ISQ mesio-distal e IPMS esquerdo (0.145). Existe correlação entre a TCFC, o torque de inserção e a RFA na avaliação da qualidade óssea. É possível utilizar, pré-cirurgicamente, os exames de TCFC para avaliar a qualidade e quantidade óssea, tendo em vista as correlações obtidas neste estudo.

Single photon emission mammography with convergent collimators

Tese de doutoramento, Engenharia Biomédica e Biofísica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

AVALIAÇÃO TOMOGRÁFICA DA ANGULAÇÃO DOS PRIMEIROS E SEGUNDOS MOLARES E DO ESPAÇO PARA O TERCEIRO MOLAR SUPERIOR APÓS O USO DO APARELHO FORSUS®.

A presente pesquisa avaliou a angulação mésio-distal e a distalização dos primeiros e dos segundos molares superiores permanentes em pacientes tratados com o aparelho Forsus® em conjunto com o aparelho ortodôntico fixo. A amostra foi composta por 44 teleradiografias, (22 do lado direito e 22 do lado esquerdo), obtidas por meio de 11 tomografias computadorizadas, de 11 pacientes, realizadas em dois tempos: antes (T1) e após (T2) a instalação do aparelho Forsus®, tratados na clínica de Pós-Graduação em Odontologia, área de Ortodontia, da Universidade Metodista de São Paulo. Após a obtenção dos cortes tipo telerradiografia, foi realizada a marcação dos pontos, linhas e planos, e realizada a mensuração das variáveis de interesse. Para avaliação do espaço para os terceiros molares superiores, utilizou-se uma linha referencial (linha PTVR), demarcada a partir do ponto PTV, perpendicular ao plano de Frankfurt. O espaço avaliado compreendeu entre a Linha PTVR, até a face distal do primeiro molar e do segundo superior permanente. Para avaliar o longo eixo dos primeiros e segundos molares superiores, mensurou-se o ângulo formado entre esses dentes e o plano palatino. Para auxílio das mensurações, foi utilizado o software Radiocef Studio 2. Na análise estatística usou-se o teste t pareado. Concluiu-se que houve distalização e aumento da angulação distal dos primeiros e segundos molares superiores, sendo que nos segundos molares a distalização e angulação distal da coroa ocorreram em menor quantidade; os efeitos do lado direito e esquerdo foram semelhantes; pode-se também constatar que ocorreu uma redução na probabilidade de erupção dos terceiros molares superiores.

BENEFÍCIOS DO TRATAMENTO TARDIO DA MÁ OCLUSÃO DE CLASSE II COM OS APARELHOS FORSUS E TWIN FORCE

O objtivo deste estudo pros

AVALIAÇÃO DAS TÁBUAS ÓSSEAS VESTIBULARES E LINGUAIS DOS DENTES ANTERIORES INFERIORES E MOLARES SUPERIORES APÓS O TRATAMENTO COM OS APARELHOS FUNCIONAIS FIXOS FORSUS E TWIN FORCE BITE CORRECTOR

Pelo fato das consequências do uso de aparelhos ortopédicos fixos sobre o periodonto ósseo vestibular e lingual ainda serem uma incógnita para o ortodontista clínico e pesquisador, este estudo teve como objetivo avaliar, por meio de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) as alterações em espessura das tábuas ósseas vestibulares e linguais em primeiros molares superiores e incisivos e caninos inferiores, após a utilização de aparelhagem fixa e dos aparelhos Twin Force (grupo A) e Forsus (grupo B) para o tratamento da maloclusão de Classe II, 1ª divisão. Para tanto, obteve-se uma amostra de 22 pacientes jovens adultos, divididos em dois grupos, de acordo com o aparelho propulsor da mandíbula. Grupo experimental A: 11 pacientes, 6 masculinos e 5 femininos, com idade média de 15,09 anos na instalação do Twin Force, e 11 pacientes, 7 masculinos e 4 femininos, com idade média de 15,45 anos na instalação do Forsus. O tempo médio de uso do aparelho Twin Force foi de 3,73 meses e do Forsus, 7,09 meses. O grupo A realizou TCFC antes do início do tratamento (T1), antes da instalação do Twin Force (T2), após a remoção do Twin Force (T3); e o grupo B somente antes da instalação do Forsus (T2) e após a remoção do Forsus (T3). Para comparação entre os tempos T2 e T3 foi utilizado o teste t pareado e entre os tempos T1, T2 e T3 foi utilizada a Análise de Variância (ANOVA) a um critério e o teste post-hoc de Tukey. Para comparação entre os grupos foi utilizado o teste t . Na comparação intergrupos os resultados evidenciaram que não houve diferença estatisticamente significante entre as alterações das espessuras das tábuas ósseas vestibular e lingual; por outro lado, na avaliação intra-grupo, de 48 medidas avaliadas, no grupo A houve reduções estatisticamente significantes nos terços cervical e médio por vestibular, nos dentes anteroinferiores e nos primeiros molares superiores e aumento nos terços cervical e médio, por lingual nos dentes anteriores inferiores, totalizando 25 medidas significantes. Já no grupo B, houve aumento significante da tábua óssea lingual nos dentes anteriores inferiores e redução em vestibular nos molares superiores, totalizando apenas sete medidas significantes, mas com mais medidas significantes de redução óssea vestibular em terços cervical e médio nos primeiros molares superiores, em comparação com o grupo A. Não houve diferença significante entre as medições obtidas com voxel 0,2 mm e 0,4 mm e nem dimorfismo entre os gêneros. As reduções em espessura óssea alveolar, principalmente em terços cervicais e médios vestibulares nos dentes avaliados neste estudo são um alerta ao clínico, para que realize essa abordagem diagnóstica periodontal antes de iniciar o tratamento ortodôntico.

AVALIAÇÃO TOMOGRÁFICA DA INCLINAÇÃO E DAS TÁBUAS ÓSSEAS VESTIBULAR E LINGUAL DE INCISIVOS NO TRATAMENTO DA CLASSE II DIVISÃO 1 COM O APARELHO FORSUS®

O objetivo deste estudo prospectivo foi avaliar os efeitos do aparelho Forsus® nos incisivos centrais superiores e inferiores. A amostra constituiu-se de 22 tomografias computadorizadas de 11 pacientes (sexo masculino e feminino) idade média de 15,8 anos com má oclusão de Classe II que foram tratados com o aparelho Forsus® na clínica do programa de pós-graduação em Odontologia, área de concentração Ortodontia, da Universidade Metodista de São Paulo. As tomografias foram obtidas em dois momentos T1 (final de nivelamento e antes da instalação do Forsus® e T2 (remoção do Forsus®). Para avaliar a distância do ápice até a tábua óssea, as imagens a serem examinadas foram obtidas com o auxílio do viewer do próprio i-CAT® , o iCATVision® e examinadas com o CorelDRAW X5® já para as medidas cefalométricas IMPA e 1.PP as imagens cefalométricas ortogonais foram obtidas em proporção 1:1 com auxílio do software Dolphin 3D® (Dolphin Imaging and Management Solutions, Chatsworth, EUA) e em seguida examinadas com o software Radiocef Studio 2 (Radio Memory, Belo Horizonte, Brasil). Para a obtenção do erro intra-examinador foi feito o teste t de Student pareado para o erro sistemático e a fórmula de DAHLBERG para estimar a ordem de grandeza dos erros casuais e na análise estatística dos resultados utilizou-se: o teste t para a determinação das diferenças entres as fases de observação e o teste de correlação de Pearson para avaliar a correlação entres as alterações. Observou-se: um aumento significativo (p<0,05) tanto no IMPA quanto no 1.PP, aproximação do ápice dos incisivos inferiores da tábua óssea lingual, aproximação do ápice dos incisivos superiores da tábua óssea vestibular, uma correlação negativa muito forte entre o IMPA e a distância do ápice do incisivo até a tábua óssea lingual e uma correlação negativa moderada entre 1.PP e a distância do ápice do incisivo até a tábua óssea vestibular. Sendo assim o aparelho Forsus® no tratamento da Classe II teve como efeito: vestibularização significativa dos incisivos centrais inferiores, uma verticalização significativa dos incisivos centrais superiores, aproximação do ápice dos incisivos inferiores da cortical óssea lingual e aproximação do ápice dos incisivos superiores da cortical óssea vestibular.

Analisi preliminare dei risultati di TC perfusionale effettuata su tessuto polmonare sano

Le ultime ricerche in campo oncologico sulle cure antitumorali sono indirizzate verso una categoria definita target therapy. In particolare tra le più promettenti, le terapie antiangiogenetiche, il cui scopo primario è quello di limitare l’apporto di sangue al tumore. In questo contesto la Tomografia Computerizzata (TC) perfusionale rappresenta un’importante tecnica di imaging radiologico in grado, teoricamente, di fornire misure quantitative, che permettano una valutazione, anche precoce, della risposta alle terapie antiangiogenetiche. I principali problemi aperti in questo campo riguardano la standardizzazione dei protocolli di acquisizione e di elaborazione delle sequenze perfusionali, che determinano la scarsa riproducibilità dei risultati intra- ed inter-paziente, non consentendone l’uso nella pratica clinica. In letteratura sono presenti diversi studi riguardanti la perfusione dei tumori polmonari, ma vi sono pochi studi sull’affidabilità dei parametri perfusionali calcolati. Questa Tesi si propone di analizzare, quantificare e confrontare gli errori e l’affidabilità dei parametri perfusionali calcolati attraverso la TC perfusionale. In particolare, vengono generate delle mappe di errore ed effettuati dei confronti di diverse regioni del polmone sano. I risultati ottenuti dall’analisi dei casi reali sono discussi al fine di poter definire dei livelli di affidabilità dei parametri perfusionali e di quantificare gli errori che si commettono nella valutazione dei parametri stessi. Questo studio preliminare consentirà, quindi, un’analisi di riproducibilità, permettendo, inoltre, una normalizzazione dei valori perfusionali calcolati nella lesione, al fine di effettuare analisi intra- ed inter-paziente.

Tomografia a coerenza ottica: principi ed applicazioni

La tomografia a coerenza ottica (Optical Coherence Tomography, OCT) rappresenta fondamentalmente una nuova modalità di diagnostica per immagini non invasiva e ad alta risoluzione. L’OCT fornisce immagini, sotto forma di sezioni trasversali o tomografiche, delle microstrutture dei tessuti biologici tramite la misura del ritardo dell’eco e dell’intensità della luce retrodiffusa o riflessa dal campione in analisi. L’OCT è una potente tecnica poiché fornisce in tempo reale immagini in situ delle strutture tissutali normali o patologiche, con una risoluzione da 1 a 15 micron, che è da uno a due ordini di grandezza maggiore rispetto alle tecniche per immagini convenzionali come ultrasuoni, risonanza magnetica o tomografia computerizzata. Tutto questo senza la necessità di ottenere e analizzare un campione tramite biopsia e studio istopatologico. Sin dall’inizio della sua utilizzazione nel 1991, l’OCT è stata impiegata in un vasto spettro di applicazioni cliniche, principalmente l'oftalmologia. In strutture non trasparenti, diverse da quelle oculari, la profondità massima esplorabile è limitata a 2-3 mm a causa dei fenomeni di attenuazione secondari e alla dispersione della luce. Inoltre, i numerosi sviluppi fatti dalla tecnologia OCT hanno portato ad alte velocità di acquisizione e, grazie all’utilizzo di sorgenti laser di ultima generazione, risoluzioni assiali dell’ordine di 1 micrometro. Dunque, la tomografia a coerenza ottica può essere sfruttata: - Quando la biopsia escissionale è pericolosa o impossibile. - Quando si rischiano errori di campionamento, come guida alla biopsia in modo da ridurre errori nel prelievo del campione. - Come guida alla procedura d’intervento, in associazione alle procedure di cateterismo, endoscopia e laparoscopia.

Evaluating deviations in prostatectomy patients treated with IMRT

Aim - To evaluate the deviations in prostatectomy patients treated with IMRT in order to calculate appropriate margins to create the PTV. Background - Defining inappropriate margins can lead to underdosing in target volumes and also overdosing in healthy tissues, increasing morbidity. Material and methods - 223 CBCT images used for alignment with the CT planning scan based on bony anatomy were analyzed in 12 patients treated with IMRT following prostatectomy. Shifts of CBCT images were recorded in three directions to calculate the required margin to create PTV. Results and discussion - The mean and standard deviation (SD) values in millimetres were −0.05 ± 1.35 in the LR direction, −0.03 ± 0.65 in the SI direction and −0.02 ± 2.05 the AP direction. The systematic error measured in the LR, SI and AP direction were 1.35 mm, 0.65 mm, and 2.05 mm with a random error of 2.07 mm; 1.45 mm and 3.16 mm, resulting in a PTV margin of 4.82 mm; 2.64 mm, and 7.33 mm, respectively. Conclusion - With IGRT we suggest a margin of 5 mm, 3 mm and 8 mm in the LR, SI and AP direction, respectively, to PTV1 and PTV2. Therefore, this study supports an anisotropic margin expansion to the PTV being the largest expansion in the AP direction and lower in SI.

Reabsorción radicular externa apical en incisivos y caninos superiores e inferiores sometidos a tratamiento de Ortodoncia en etapa inicial

La Reabsorción radicular externa apical es un proceso inflamatorio común asociado con el tratamiento de ortodoncia. El objetivo de este estudio fue comparar la magnitud de la RREA de los incisivos y caninos superiores e inferiores en pacientes sometidos a la fase inicial del tratamiento de ortodoncia con tres diferentes tipos de brackets. La muestra consistió en 23 casos de pacientes con edades comprendidas entre 12 y 27 años, fueron divididos aleatoriamente en 3 grupos. Grupo I (n=9; 5 mujeres y 4 varones), utilizando brackets pasivos de autoligado Damon Q Grupo II (n= 8; 4 mujeres y 4 varones) utilizando brackets convencionales prescripción Roth y MBT. Grupo III (n=6; 4 mujeres y 2 varones) utilizando brackets Biofuncional QR. Se analizaron 264 dientes (caninos e incisivos superiores e inferiores) mediante el uso de tomografía computarizada de haz cónico (NewTom VGi Cone Beam 3D Imaging), con el escáner NNT Viewer (versión 4.6 NewTom). Los resultados obtenidos indican que la media de reabsorción se mostró distinta para los diferentes protocolos de tratamiento, así como diferente de acuerdo a la pieza analizada, sin embargo, la prueba de ANOVA no encontró diferencias estadísticamente significativas al comparar la media de reabsorción de cada pieza por tipo de brackets empleados o tratamiento realizado (p >0,05). Se concluye que la RREA se ha producido en todos los dientes evaluados, durante los 6 primeros meses de tratamiento y el diseño del bracket (autoligado pasivo, convencional o QR) no influye en el grado de reabsorción radicular.

In vitro characterization of the three-dimensional strain pattern in human vertebrae affected by metastases

La colonna vertebrale è la principale sede di metastasi, le quali possono alterare la normale distribuzione dei tessuti ossei e ridurre la capacità della vertebra di sostenere carichi. L’instabilità spinale causata dalle metastasi, tuttavia, è di difficile determinazione. La caratterizzazione meccanica delle vertebre metastatiche permetterebbe di identificare e, di conseguenza trattare, quelle ad alto rischio di frattura. In questo studio, ho valutato il comportamento meccanico a rottura di vertebre umane affette da metastasi misurando in vitro il campo di deformazione. Undici provini, costituiti da due vertebre centrali, una metastatica e una sana, sono stati preparati e scansionati applicando carichi graduali di compressione in una micro-tomografia computerizzata (μCT). Le deformazioni principali sono state misurate attraverso un algoritmo globale di Digital Volume Correlation (DVC) e successivamente sono state analizzate. Lo studio ha rivelato che le vertebre con metastasi litiche raggiungono deformazioni maggiori delle vertebre sane. Invece, le metastasi miste non assicurano un comportamento univoco in quanto combinano gli effetti antagonisti delle lesioni litiche e blastiche. Dunque la valutazione è stata estesa a possibili correlazioni tra il campo di deformazione e la microstruttura della vertebra. L'analisi ha identificato le regioni in cui parte la frattura (a più alta deformazione), senza identificare, in termini microstrutturali, una zona preferenziale di rottura a priori. Infatti, alcune zone con un pattern trabecolare denso, presunte più rigide, hanno mostrato deformazioni maggiori di quelle dei tessuti sani, sottolineando l’importanza della valutazione della qualità del tessuto osseo. Questi risultati, generalizzati su un campione più ampio, potrebbero essere utilizzati per implementare nuovi criteri negli attuali sistemi di valutazione dell'instabilità spinale.

Segmentazione automatica di immagini TC per lo studio della composizione corporea

Segmentare un’immagine significa riconoscere al suo interno elementi con caratteristiche comuni e raggrupparli, distinguendoli dagli elementi che posseggono caratteristiche diverse; si parla di segmentazione automatica quando questo processo è eseguito completamente da un software senza l’intervento umano. Segmentare le immagini TC, molto diffuse in ambito diagnostico, permette di estrarre una grande quantità di dati dall’alto valore prognostico e predittivo della composizione corporea del paziente. Tuttavia, a causa della scarsa diffusione di software per la segmentazione automatica, tutti questi dati non vengono utilizzati. Il presente lavoro di tesi si propone di riportare lo stato dell’arte sulla segmentazione, sia manuale sia automatica, dei tessuti corporei in immagini TC. Vengono spiegati i vantaggi dell’utilizzo di grandezze CT-derived rispetto a molti dei protocolli odierni e vengono esposti gli attuali livelli di accuratezza delle segmentazioni effettuate con metodi automatici. Inoltre, ci si sofferma, cercando di quantificarli, sugli effetti del mezzo di contrasto sulle grandezze CT-derived, poiché questi possono generare errori nella segmentazione automatica dei tessuti. Infine, viene esposto l’approccio 3D alla segmentazione in contrapposizione al metodo single slice, con il primo caratterizzato da un’accuratezza maggiore del secondo. Per accedere alla versione aggiornata e corretta, contattare l'autore ai seguenti indirizzi: simone.chiarella@studio.unibo.it; simonechiarella99@gmail.com

Influenza dei difetti sul comportamento a fatica della lega AlSi10Mg prodotta con Laser Powder Bed Fusion

La tesi in oggetto ha lo scopo di valutare la fattibilità di sviluppare, sulla base di dati sperimentali, un metodo previsionale per il comportamento a fatica della lega AlSi10Mg prodotta mediante Laser Powder Bed Fusion, adattabile a componenti di dimensioni qualsiasi. La lega è stata trattata con invecchiamento diretto (T5) ottimizzato per ottenere una parziale riduzione delle tensioni residue senza comprometterne la durezza. Partendo da prove di fatica a flessione rotante condotte seguendo il metodo statistico Stair-Case per la definizione della resistenza a fatica, si vuole correlare il difetto killer, ossia quello che innesca la rottura del provino, alla caratterizzazione dei difetti condotta pre-prova con tomografia computerizzata ad alta risoluzione (µCT). Il difetto killer, osservato sulle superfici di frattura, viene analizzato in termini di dimensione, posizione e forma. Contemporaneamente è stato sviluppato un metodo per l’analisi dei difetti ottenuta con µCT tale da poter identificare quelli considerati più pericolosi, sulla base dello stato tensionale del campione, di posizione e dimensione dei difetti. Inoltre, è stata eseguita una caratterizzazione microstrutturale sulle sezioni trasversali dei campioni per valutare la quantità, dimensione e forma dei difetti e confrontarla con i dati di µCT. Per mostrare la relazione tra le dimensioni del difetto killer e la resistenza a fatica è stato adottato il diagramma di Kitagawa-Takahashi, con il modello di El Haddad. Dal confronto tra le metodologie è stata riscontrata una buona correlazione tra i difetti individuati come pericolosi dai dati di µCT e quelli che hanno effettivamente portato a rottura il campione, osservati in frattografia, supportando quindi la possibilità di sviluppare un metodo previsionale del comportamento a fatica. Quantitativamente, le dimensioni dei difetti killer sono nell’intervallo 90-130 µm e si trovano ad una distanza massima dalla superficie di non oltre 250 µm.