Artec Eva para medir con precisión los cambios en los tejidos blandos faciales

En un reciente estudio en la Universidad de Akdeniz en Antalia, Turquía, el escáner 3D Eva de Artec fue instrumental en la innovación de un muy preciso método de seguimiento del comportamiento del tejido blando facial humano de pendiendo de la posición del cuerpo.

Durante años los expertos médicos han contado con las técnicas convencionales de la cefalometría para estudiar las proporciones de la cabeza y el rostro.  Dentro de los elementos básicos de las soluciones de escaneo se encuentran la resonancia magnética, la tomografía computarizada de haz cónico.  Pero tal y como lo muestra el estudio de los expertos turcos de la universidad de Akdeniz, los resultados de los acercamientos tradicionales puede contar con imprecisiones.  Cuando los datos biométricos son tomados haciendo uso de cada uno de estos métodos y luego combinados y analizados en una práctica clínica, surgen discrepancias.  Sin embargo, rara vez son tenidos en cuenta, creando así una caja de pandora médica.

Al ser comparado con las resonancias magnéticas y las tomografías computarizadas de haz cónico, el escáner 3D de luz estructurada, el Eva de Artec, adquirido por la Universidad de manos de nuestros socios turcos Teknodizayn, demostró ser increíble a la hora de minimizar las discrepancias de medidas.  Su portabilidad y diseño flexible le permiten superar las limitaciones que las técnicas tradicionales enfrentan.  A diferencia de Eva, la tecnología médica actual requiere que el paciente permanezca de pie, sentado o acostado para poder obtener los datos biométricos.  Dichas imposiciones sobre los pacientes y limitaciones al practicante son prácticamente eliminados si el Eva es usado.  Con la capacidad de escanear de prácticamente cualquier ángulo, el volumen de datos que puede ser obtenido es ampliado, lo cual, cuando examinado por los profesionales de la salud, lleva a tener resultados de mayor precisión y confiabilidad.

En el estudio titulado “El efecto de estar sentado, de pie y las posiciones supinas en el tejido facial blando: detalle 3D detallado”, los miembros del Departamento de Anatomía de la Facultad de Medicina de la universidad, U. Ozsoy, R. Sekerci, y E. Ogut, se refirieron a preguntas cruciales referentes al desplazamiento de tejido biológico y los métodos de imágenes médicas.

¿Qué cambios pueden ser detectados en la posición del tejido blando facial a lo largo de las variaciones en la posición del cuerpo?  Y ¿qué relevancia tienen estos cambios en los análisis médicos y procedimientos?

Primero que todo, el experimento buscaba investigar la complejidad del comportamiento del tejido blando facial humano.  En particular, se focalizaron en el grado de desplazamiento del tejido con respecto a las tres posiciones del cuerpo durante el escaneo: de pie, sentado y supino. ¿Qué cambios pueden ser detectados en la posición del tejido blando facial a lo largo de las variaciones en la posición del cuerpo?  Y ¿qué relevancia tienen estos cambios en los análisis médicos y procedimientos?

La segunda pregunta, y tal vez la más importante del estudio, se refiere a la raíz del problema que muchos expertos médicos se encuentran eventualmente: método.  Las técnicas estándar de medidas faciales están ancladas a factores externos relacionados con el método escogido.  En procedimientos sensibles que requieren de datos precisos respecto del tejido facial blando, la capacidad de minimizar – si no eliminar completamente –  el efecto de los factores externos, determina el grado de confiabilidad del método.

El segundo estudio realizado por los expertos turcos identifica la gravedad como un factor contribuyente.

El segundo estudio realizado por los expertos turcos identifica la gravedad como un factor contribuyente.  Aunque ejerce una fuerza respecto del cuerpo, su relevancia es insignificante.  Pero cuando se refiere al tejido facial blando, la gravedad puede tener un gran impacto.  El estudio por lo tanto se basó en la suposición que los datos obtenidos por los métodos de escaneo actuales deben ser analizados a la luz del cambio que las fuerzas gravitacionales pueden crear debido a los cambios en las posiciones en las que el cuerpo es escaneado.

Para estudiar el sorprendente efecto de la gravedad en los tejidos blandos faciales, los investigadores formaron un grupo para el experimento compuesto de 35 mujeres y 35 hombres de edades entre los 19 y 24 años.  Para determinar el grado de desplazamiento y alteración de la forma y volumen del tejido blando facial generado por la gravedad dependiendo de la posición del cuerpo, a éste se le debía hacer seguimiento de alguna manera.  Con un bolígrafo, los investigadores dibujaron 35 puntos directamente en la cara de los participantes para poder segmentar el área de superficie.  Los científicos se refieren a ellos como “puntos de referencia”.  Con la superficie del rostro ya mapeada, el equipo médico podía monitorear los cambios a lo largo de los escaneos del paciente en cada una de las posiciones.  Eva realizó su trabajo con una precisión de hasta 0,1 mm y una resolución 3D de hasta 0,5 mm.  Estos números jugaron un papel fundamental a la hora de dar respuesta a las preguntas fundamentales propuestas en el estudio.

Escaneando con el Eva de Artec un sujeto sentado (A), de pie (B) y en posición supina

Una vez las imagines 3 han sido obtenidas y subidas a Artec Studio, el escaneo para cada posición fue sujeto de alineamiento.  Los científicos debían encontrar una manera para alinear los escaneos faciales que pertenecían a cada paciente.  Lo hicieron con lo que se denomina el punto medio endocanto, el cual se considera como “estadísticamente el punto más estable en el rostro”, localizado en el espacio entre los puntos internos de los ojos.  Esto ayudó a los científicos a anclar los ejes x, y, y z, designaciones que corresponden respectivamente a los planes transversal, vertical y sagital de la cabeza.

Una vez todos los puntos habían sido coordinado para compilar una “máscara facial” los científicos hicieron uso del algoritmo de mapeo de superficie de Artec Studio para fusionar los escaneos.  Los puntos de referencia llevaron los escaneos a una única posición y orientación.  Ahora los expertos podían hacerle seguimiento a las diferencias en desplazamiento entre las posiciones sentadas, de pie y supina al analizar los eje x, y, y z.  Las máscaras faciales fueron superpuestas digitalmente para poder mostrar los cambios en los puntos de referencia que muestran cambios en la posición de los tejidos y parámetros.

Mapas de color muestran la desviación de máscara a máscara, los cuales fueron obtenidos de la superposición de máscaras obtenidas en posición (A) sentada y de pie, (B) sentada y posición supina, y (C) de pie y posición supina.  Los cambios en el mapa registrados en azul corresponde a una distancia negativa, los cambios en tojo corresponden una positiva, y el verde hace referencia a distancia de prácticamente cero.

Con la ayuda de GraphPad Pirsm versión 6.05, los científicos empezaron a desarrollar el análisis estadístico necesario.  Los puntos de referencia debían ser examinados para desviaciones estándar (SD) para cuantificar los desplazamientos de superficie.  Mientras tanto, los valores de los datos numéricos relevantes, la raíz cuadrada media (RMS), la media de desviación absoluta (MAD) y la distancia firmada media (MSD), fueron calculados para determinar “la variabilidad en la forma y volumen de las superficies”.  Esto le dio a los científicos prueba numérica de las transformaciones en el cambio del tejido blando facial que son generados por la fuerza de gravedad, pero que son detectados inadecuadamente por el equipo médico.

El análisis del tejido blando facial en 3D reveló diferencias significativas entre las posiciones sentado-supina y de pie-supina.  En contraste, al comparar las posiciones sentado y de pie, la diferencia fue muy limitada a lo largo de los ejes.  Además, el análisis de los puntos de referencia muestra diferentes susceptibilidades para cada punto de referencia en la posición corporal.

El alcance de la aplicación del experimento se extiende a la consulta y práctica, en particular, aunque no exclusivamente, al campo de la cirugía maxilofacial.

El alcance de la aplicación del experimento se extiende a la consulta y práctica, en particular, aunque no exclusivamente, al campo de la cirugía maxilofacial, en donde los errores más pequeños en el cálculo pueden resultar en un error de dimensiones enormes y muy dañinas.  Por lo tanto, las evaluaciones precisas del tejido blando facial en las valoraciones pre y pos cirugía pueden afectar el resultado general.