bachelorThesis
Biomodelo 3D de fraturas ósseas para auxílio no planejamento cirúrgico
3D biomodel of bone fractures to assist surgical planning
Registro en:
VARELA, Laura de Almeida. Biomodelo 3D de fraturas ósseas para auxílio no planejamento cirúrgico. 2022. 67 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Biomédica), Departamento de Engenharia Biomédica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.
Autor
Varela, Laura de Almeida
Resumen
3D printing has become a widespread technology, where it allows to print, layer by layer, any object modeled in three-dimensional dimensions through a design software. Its application brings several advantages, and can be used in the medical, automotive, engineering, and several other areas. In health, it has been expanding more and more to help processes and facilitate possible diagnoses and future surgeries, such as in the production of biomodels, where it is possible to replicate any part of the body you want. The proposed model was developed to assist the surgeon and help in the surgical planning of orthopedic fractures. In order to print the prototype, it was necessary to have access to medical images, such as a 2D CT scan, with numerous slices of the desired anatomical site. Using digital image processing techniques, it was possible to segment the images automatically and manually to obtain only the region of interest. Through the segmentation and processing of the images it was possible to acquire a personalized 3D model of the patient, where the surgeon has a better visibility of the fracture, can study the case before the surgery and decide which is the best method to be approached, bringing more confidence in the procedure and more safety to the patient. The objective of this work was to process images from CT scans of the foot, ulna, and tibia regions, where the biomodel referring to the 5th metatarsal fracture was printed, made of white ABS. The model was able to represent the size and shape of the bone, providing a palpable piece of the patient's organ. A impressão 3D vem se tornando uma tecnologia difundida, onde permite imprimir, camada por camada, qualquer objeto modelado em dimensões tridimensionais através de um software de design. Sua aplicação traz diversas vantagens, podendo ser utilizada na área médica, automobilística, engenharias e diversas outras. Na saúde, vem expandindo cada vez mais para auxiliar processos e facilitar possíveis diagnósticos e futuras cirurgias, como na produção de biomodelos, sendo possível replicar alguma parte do corpo que desejar. O modelo proposto foi desenvolvido para assistir o cirurgião e auxiliar no planejamento cirúrgico de fraturas ortopédicas. Para ser realizada a impressão do protótipo, foi necessário ter acesso a imagens médicas, como uma tomografia computadorizada em 2D, com inúmeras fatias do local anatômico desejado. Usando técnicas de processamento digital de imagens, foi possível segmentar as imagens de forma automática e manual para obter apenas a região de interesse. Através da segmentação e do tratamento das imagens foi possível adquirir um biomodelo 3D personalizado do paciente, onde o cirurgião passa a ter uma melhor visibilidade da fratura, consegue estudar o caso antes da cirurgia e decidir qual o melhor método a ser abordado, trazendo mais confiança no procedimento e mais segurança para o paciente. O objetivo do trabalho foi realizar o processamento das imagens de exames de tomografia computadorizada das regiões do pé, ulna e tíbia, onde o biomodelo referente à fratura do 5° metatarso foi impresso, constituído por ABS branco. O modelo conseguiu representar o tamanho e o formato do osso, proporcionando uma peça palpável do órgão do paciente.