Adriano DOBRANSZKI¹
Pedro YoshitoNORITOMI²
JorgeFABER³
MaurícioBARRIVIERA⁴
Nara Pereira D´Abreu Cordeiro DOBRANSZKI⁵
Orlando Ayrton de TOLEDO<sup>6

1</sup>Especialista em DTM e DOF, Mestre em Ortodontia, Doutorando em Ciências da Saúde - UnB, Coordenador da Especialização em Ortodontia ABO-DF.
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²Mestre, Doutor e Pós-Doutor em Engenharia Mecânica, Coordenador do Grupo de Bioengenharia da Divisão de Tecnologias Tridimensionais do CTI.
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³Mestre em Ortodontia, Doutor em Biologia - UnB. Prof. Adjunto de Ortodontia - UnB.
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⁴Especialista em Radiologia e Patologia Bucal, Mestre e Doutor em Ciências da Saúde - UnB. Professor Titular de Radiologia da PUC - DF.
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⁵Mestre e Doutora em Dentística, Professora Titular de Dentística nas Faculdades Integradas do Planalto Central - FACIPLAC, Coordenadora da Especialização em Dentística no Instituto de Pós-Graduação, Ensino e Pesquisa - IPESP.
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⁶DoutoreLivreDocenteemOdontopediatria,ProfessorAposentadodaUniversidadedeBrasília.
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Autor para Correspondência
Adriano Dobranszki
SRTVS 701 Ed. Centro Empresarial Brasília, Bloco A, Sala 308. Brasília - DF. CEP 70340-907.
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Especificação da categoria do trabalho: pesquisa.
Especificação das áreas associadas: Ortodontia, Radiologia.

Recebido: 17/06/2013
Aceito: 25/06/2013

Resumo

A evolução da ciência da computação e sua interação com as ciências da saúde permitiu que situações clínicas pudessem ser simuladas em modelos computacionais, com elevada precisão, o que vem a eliminar grande parte das desvantagens de experimentos envolvendo seres vivos. O objetivo deste estudo foi descrever e encontrar, por meio de mensurações tomográficas e análise estatística, medidas para elaboração de um modelo virtual de um indivíduo médio, dentro do universo dos pacientes com características de uma má-oclusão de Classe II esquelética. De 2225 tomografias avaliadas, restaram 20 tomografias pertencentes a pacientes adultos com ângulo ANB entre 4° e 6° (Classe II esquelética) e com todos os dentes superiores presentes. Nestas, as dimensões palatinas foram mensuradas,com o programa Invesalius, em comprimento, largura e profundidade. A maxila que exibiu a menor variação das diferenças em relação à média de todas as medidas foi identificada em uma análise de agrupamento gerada no programa SPSS 18. Além dos 20 pacientes estudados, foi incluído um indivíduo hipotético com os valores médios de cada variável. Em seguida, foi gerada a análise de agrupamento hierarquizada utilizando o centróide como referência para a formação dos grupos, o que permitiu identificar o indivíduo mais próximo da média nas três dimensões. Concluiu-se que é possível obter medidas para um modelo virtual válido de uma maxila humana de um indivíduo portador de relação maxilo-mandibular de Classe II esquelética típico, a partir de valores médios obtidos de mensurações em imagenstomográficas de um banco de dados, submetidos a análise estatística. Palavras-chave: Modelos dentários. Tomografia Computadorizada por Raios X. Análise estatística.

Introdução

Dentre as más oclusões dentais, as de Classe II são as que apresentam maior incidência entre os pacientes que procuram tratamento ortodôntico (FREITASet al., 2002), por isso vários trabalhos buscam diversas formas de tratamento para este tipo de má oclusão. A evolução da ciência da computação e sua interação com as ciências da saúde permitiu que situações clínicas pudessem ser simuladas em modelos computacionais, com elevada precisão, o que vem a eliminargrande parte das desvantagens de experimentos envolvendoseres vivos (LOTTIet al., 2006).

Para elaboração de modelos virtuais para simulações de elementos de ancoragem absoluta instalados na maxila, um modelo virtual válido do osso maxilar de um paciente característico de má-oclusão de Classe II pode ser utilizado como referência. Com o arcabouço maxilar modelado, os elementos podem ser incluídos dependendo do tipo de estudo. Alvéolos, ligamento periodontal e dentes podem ser inseridos, assim como materiais ortodônticos, como braquetes, bandas, tubos, fios, mini-implantes e mini-placas. A análise pelo Método de Elementos Finitos tem sido explorada como uma ferramenta altamente precisa em simulações ortodônticas (DALSTRA, 2006), assim como o osso maxilar palatino tem sido utilizado como sítio confiável para instalação de dispositivos temporários de ancoragem absoluta (DOBRANSZKI, 2010; LOMBARDO,2010).

O objetivo deste estudo foi descrever e encontrar, por meio de mensurações tomográficas e análise estatística, medidas para elaboração de um modelo virtual de um indivíduo médio, dentro do universo dos pacientes com características de uma má-oclusão de Classe II esquelética.

Métodos

O projeto de pesquisa deste trabalho foi submetido ao Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Medicina da UnB (CEP-FM-UnB) sob o no. 099/2010 e foi aprovado no dia 30/03/2011. Os pacientes assinaram um Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE) autorizando o uso das imagens tomográficas armazenadas no banco de dados para este fim.

Seleção da amostra e critérios para inclusão das imagens tomográficas na amostra

Para que houvesse representatividade na quantidade de tomografias utilizadas para a elaboração de uma maxila média virtual, de um paciente portador de má-oclusão de Classe II esquelética, foi feito um cálculo amostral, como sugerido por BondemarkeKarlsson (2005). As imagens tomográficas foram obtidas a partir do banco de dados da Clínica Radiológica Fenelon Ltda., com anuência do Responsável Técnico, Dr. Maurício Barriviera, conforme descrito no projeto 099/2010 submetido ao CEP-FM. De forma consecutiva, 2225 tomografias foram avaliadas, com início no mês de outubro de 2010 e término no mês de janeiro de 2011.

As tomografias foram obtidas a partir de uma unidade iCAT (ImagingSciencesInternational Inc., Hatfield, PA, USA) e processadas pelo software da iCAT, processadas por um computador. A aquisição foi feita na posição sentada, com o queixo e cabeça estabilizados (BARRIVIERA, 2009).

O primeiro critério de exclusão foi o tamanho da imagem adquirida, que deveria ter 14 cm de altura e 17 cm de profundidade, desta forma seria possível visualizar os pontos Násio, A e B, necessários para mensuração do ângulo ANB, e a dimensão total da maxila no sentido A-P. Todas as tomografias foram obtidas com tempo de 20 s com o protocolo da aquisição do tomógrafo iCAT: tamanho de voxel de 0,3 mm; escala de cinza: 14 bits; ponto focal 0.5 mm; detector de imagem: painel plano de silicone amorfo; aquisição de imagem: rotação única 3601. As imagens foram geradas em formato XORAN e os arquivos de cada paciente foram salvos.

O segundo critério de exclusão foi a idade dos pacientes, que deveria ser entre 18 e 50 anos. O terceiro critério de exclusão foi a presença de todos os dentes superiores, independente da presença ou ausência dos terceiros molares. Com isso, a amostra inicial de 2225 tomografias foi reduzida a 54.

O quarto critério de exclusão foi o ângulo ANB entre 4 e 6 graus. De cada uma das 54 tomografias foi impresso um corte sagital passando pelo ponto N. Com um transferidor um único operador mensurou manualmente o ângulo ANB e as tomografias com valores entre 4 e 6 graus foram selecionadas, reduzindo a amostra a 20 tomografias.

Mensurações nas tomografias

As 20 tomografias selecionadas foram convertidas para o formato DICOM e importadas pelo software Invesalius 3.0, baixado pelo site (http://svn.softwarepublico.gov.br/trac/invesalius/wiki/InVesalius/pt/Download). Dentro deste programa, a importação dos dados se deu pelo ícone “importar imagens médicas”. Após a importação, é necessária a seleção dos cortes (fatias), onde foi optado por “manter todas as fatias” e “OK”. O programa gerou uma visualização multiplanar, que necessitou da correção do limiar threshold, para que houvesse a visibilização dos tecidos duros e moles, para tanto manteve-se o limiar mínimo em 226 e moveu-se o limiar máximo para o maior valor possível na escala. Para simples padronização, foi escolhida a cor “verde sólida”, com matiz 80, sat 240 e Lum120, Vermelho 0, Verde 255 e Azul 0, quando foi clicado no botão “Gerar superfície”.

Dentro da janela “Fatia Axial”, buscou-se a fatia que melhor evidenciasse a ponta das cúspides mésio-vestibulares dos primeiros molares superiores e as coroas dos incisivos centrais superiores. A ferramenta “medições” foi utilizada para mensurar duas distâncias: a primeira unindo os pontos dosvértices das cúspides mésio-vestibulares dos primeirosmolares superiores permanentes (medida transversal) e a segunda unindo o ponto da linha média dentária e o centro da linha transversal entre as cúspides dos molares, traçada anteriormente (medida ântero-posterior), de forma semelhante ao trabalho de Esteves eBommarito (2007).

Dentro da janela “Fatia Coronal”, buscou-se a fatia que melhor evidenciasse a ponta das cúspides mésio-vestibulares dos primeiros molares superiores. A ferramenta “medições” foi utilizada para mensurar duas distâncias: a primeira unindo os pontos dos vértices das cúspides mésio-vestibulares dos primeiros molares superiores permanentes (medida transversal) e a segunda unindo o ponto mais superior da sutura palatina mediana e o centro da linha transversal entre as cúspides dos molares, traçada anteriormente (medida ântero-posterior), de forma semelhante ao trabalho de Esteves eBommarito (2007).A imagem exibida na tela neste ponto das mensurações é representadapela Figura 1.

Em uma planilha criada no Microsoft Excel (Tabela 1), as tomografias dos pacientes foram numeradas de 1 a 20 e as medidas foram transferidas, anotando-se o número da fatia coronal e axial nas quais fosse mais nítida a visualização anatômica dos pontos desejados. Nestas fatias foram feitas a 1a.e a 2a. medições lineares em milímetros, com intervalo de 30 dias entre as mensurações. As medidas representam a altura do palato (vertical, 6-6-palato), a distância entre as cúspides mésio-vestibulares entre o dentes16 e 26 (transversal, 16-26) e da distância entre a linha 16-26 e a linha média entre os incisivos centrais superiores (anteroposterior, 6-6-ICS).

Método estatístico para avaliação de erro de mensuração intra-operador

Após a obtenção de todos os valores médios e desvios-padrões, foi calculada a média dos desvios na primeira e segunda mensurações das 3medidas (a distância axial entre as pontas das cúspides dos primeiros molares superiores (6-6), a distância axial desta linha (6-6) e o ponto mediano dentário entre os incisivos centrais superiores (ICS) e a distância coronal desta linha (6-6) e a sutura palatina mediana), descrita na Tabela 2. Para se avaliar o erro sistemático intra-operador, foi utilizado o teste t pareado, comparando-se o valor obtido (t calculado) com o valor tabelado para 19 Graus de Liberdade (GL). Na determinaçãodo erro casual utilizou-se o cálculo de erroproposto por Dahlberg (HOUSTON, 1983), cuja fórmula é:

onde d = diferença entre 1ª e 2ª medições e n = número de sujeitos repetidos.

Escolha da tomografia do indivíduo médio

Não houve significância estatística na diferença entre as mensurações. A média das variações das três medidas foi calculada nas duas medições em relação ao Desvio Padrão (Tabela 3). O cálculo foi executado atribuindo-se um valor absoluto à diferença entre o valor encontrado individualmente e o valor médio de todas as tomografias (=ABS(D-Dmédia)) para cada uma das três medidas (vertical 6-6-palato, transversal 16-26 e anteroposterior 6-6-ICS). Para cada tomografia foi obtido um valor médio de desvios, calculado pela média dos desvios das 3 medidas, na primeira e na segunda mensurações.

A maxila que exibiu a menor variação nas duas medições teve a coluna marcada em negrito e foi escolhida como modelo para a criação do modelo computacional.

Uma análise de agrupamento foi gerada no software SPSS 18 para identificar o indivíduo que mais se aproximaria da média dos valores nas variáveis estudadas. Para tanto, além dos 20 pacientes estudados, foi incluído um indivíduo hipotético com os valores médios de cada variável. Em seguida, foi gerada a análise de agrupamento hierarquizada utilizando o centróide como referência para a formação dos grupos, evidenciado na Tabela 4 e nas Figuras 2 e 3. O indivíduo mais próximo da média das três variáveis(indivíduo hipotético) foi identificado.

Tabela 2 - Características das tomografias analisadas, contendo onúmeroda tomografia, diferenças entre as duas medições (2a.med - 1a. med) 6-6-palato (vertical), 16-26 (transversal), 6-6-ICS (A-P) e valores do teste t de Student, com 19 graus de liberdade (GL), erro casual e p-valor.