Prótese facial humana de baixo custo com o auxílio de impressão 3D

For whoe speaks English, please, see this link: http://arc-team-open-research.blogspot.com.br/2016/12/low-cost-human-face-prosthesis-with-aid.html

Caros amigos,

É com grande honra e alegria que comunico a minha participação, pela primeira vez efetivamente, da confecção de uma prótese facial para humanos. Iniciei os estudos no começo de 2016 com o Dr. Rodrigo Salazar, que materializou prótese e fez a gentileza de me convidar, como designer 3D, para integrar o grupo capitaneado pelo Dr. Luciano Dib. A equipe, formada por especialistas da Universidade Paulista (UNIP), Universidade de Illinois em Chicago e Centro Tecnológico da Informação Renato Archer, cria próteses baseadas em fotografias tomadas de um smartphone e convertidas em 3D a partir de fotogrametria online (Recap360 da Autodesk®). Essa digitalização é a base para a confecção digital da prótese efetuada no software Blender 3D, com o auxílio do addon 3DCS desenvolvido por nossa equipe (eu, Dr. Everton da Rosa e Dalai Felinto). O que fizemos foi somar com técnicas inovadoras de modelagem 3D de modo otimizar a qualidade dos protótipos das próteses, o mérito é todo dos doutores Salazar, Dib e equipe.

Autores da reabilitação: Rodrigo Salazar, Cícero Moraes, Rose Mary Seelaus, Jorge Vicente Lopes da Silva, Crystianne Seignemartin, Joaquim Piras de Oliveira e Luciano Dib.

Editor da publicação e infográficos: Cícero Moraes

Fotografias: Rodrigo Salazar

Como a técnica funciona

A primeira parte do processo consiste em fotografar o paciente em 5 ângulos diferentes com 3 alturas cada ângulo, totalizando 15 fotos.

Estas fotos podem ser feitas com um celular, em seguida elas são enviadas a um serviço online de fotogrametria (digitalização 3D por fotografia) chamado Recap360 da Autodesk®.

Em mais ou menos 20 minutos o servidor finaliza os cálculos e devolve uma malha tridimensional correspondente a face digitalizada do paciente (primeira coluna à esquerda).

Essa face é espelhada de modo a suprir a estrutura faltante, utilizando o completo da face como parâmetro. Através de um cálculo booleano os excessos da parte espelhada são excluídos, resultando do processo uma prótese digital que se encaixa na região faltante (segunda coluna à esquerda).

A prótese digital é enviada a uma impressora 3D que materializa a peça. Em seguida a estrutura é posicionada no paciente para ver se há encaixe (terceira coluna à esquerda).

Uma vez que a estrutura se encaixou, é gerada uma réplica em cera da impressão 3D. O objetivo desta réplica é melhorar as regiões marginais de encaixe e prepara a região que receberá o olho de vidro (quarta coluna à esquerda).

Por fim é gerado um molde a partir do modelo em cera. Esse molde recebe várias camadas de silicone. Cada camada é pigmentada de modo a tornar as cores compatíveis com a pele do paciente. Ao final do processo obtêm-se a prótese que é pode ser adaptada diretamente na face do paciente (primeira coluna à direita).

Um pouco de história

Os doutores Prof. Dr. Luciano Dib, MSc. Rodrigo Salazar e a MAMS. Rose Mary Seelaus são membros da Sociedade Latino Americana de Reabilitação Bucomaxilofacial. Dentre as atividades desenvolvidas pela sociedade, está o evento bianual, onde os associados selecionavam palestrantes que falariam no evento. No evento de abril 2014, um desses palestrantes convidados foi a MAMS. Rosemary Seelaus (anaplastóloga), especialista em próteses faciais para humanos há quase 20 anos.

No início de 2014, durante um dos congressos organizados pela associação, o Dr. Dib instigou o Dr. Salazar a fazer um mestrado, do qual ele seria o orientador. Ambos se interessaram pelas técnicas sofisticadas de Rose Mary Seelaus e pretendiam abordá-la nos estudos, mas encontraram uma barreira, pois naquela época as próteses eram confeccionadas com altos custos operacionais, dificultando a sua aplicação nos hospitais públicos latino americanos como Brasil.

Os especialistas abordaram então a Dra. Seelaus, inquirindo a ela se não seria possível auxiliá-los de modo a adaptarem a técnica para a realidade brasileira, reduzindo os custos e, frente a isso, popularizá-la para que fosse utilizada pelo maior número de profissionais da saúde, beneficiando assim aquelas pessoas que não teriam acesso pela metodologia clássica, diante de seu alto custo.

O Dr. Salazar iniciou os estudos do mestrado em 2015. Em março daquele ano, depois de estudos preliminares sobre fotogrametria(digitalização 3D por fotos), via a solução online 123D Catch, os pesquisadores procuraram o CTI Renato Archer (ProMED), para que os ajudasse na efetivação do projeto de criação de prótese facial de baixo custo.

Ao longo desse tempo o CTI/ProMED não apenas apoiou o projeto com as impressões necessárias (testes e versões finais), como auxiliou no treinamentos dos membros da equipe, através de orientações pontuais e necessárias para a evolução da tecnologia, sempre com o apoio direto do chefe do setor DT3D, o Dr. Jorge Vicente Lopes da Silva.

Em dezembro de 2015 o artigo acerca da metodologia inicial foi escrito e enviado para publicação (que ocorreu em maio de 2016).

Os pesquisadores foram bem sucedidos, pois a técnica desenvolvida por eles igualou-se a tecnologia clássica nos resultados, mas o custo diminuiu consideravelmente.

Ainda no final do ano, o Dr. Salazar iniciou as conversações comigo, acerca do projeto e das possibilidades de eu auxiliar o desenvolvimento da técnica em um nível mais elevado, utilizando o meu know-how em computação gráfica aplicada às ciências da saúde.

Em face das duas agendas cheias, ficamos um tempo se nos comunicar, mas retomamos o diálogo no começo de 2016 e em fevereiro iniciei os meus estudos nesse campo.

Em poucos meses graças a versatilidade dos softwares livres e do apoio do Dr. Salazar, Dr. Dib e o CTI/ProMED, conseguimos desenvolver ainda mais a técnica de digitalização facial e confecção de próteses.

Fizemos uma série de testes, comparações e discussões até procedermos com a produção de uma prótese real. Na primeira quinzena de dezembro um paciente recebeu essa peça e o procedimento foi bem sucedido, com um resultado impressionante.

Agora, depois dos auxilio que mui humildemente me propus a oferecer e da ajuda dos especialista em cada fase, a qualidade da prótese, segundo opinião da própria equipe, chegou a superar a metodologia de alto custo!

Sinto-me extremamente honrado por fazer parte desse projeto e poder ajudar as pessoas, com uma tecnologia acessível e robusta, nascida de um trabalho em equipe e de muito, muito estudo, que obviamente tem muito que se desenvolver.

Feliz da sociedade que receberá todo o resultado dos êxitos. Seja através dos procedimentos que elevam a autoestima e contribuem para uma vida plena daqueles que foram vítimas de câncer, seja para os interessados que desejam acessar e ajudar a melhorar a tecnologia como um todo.