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quarta-feira, 20 de fevereiro de 2013


É HORA DE REPRODUZIR A FACE DOS INCONFIDENTES

 

Projeto Faces

 

 

O jornal “O Estado de S. Paulo” está publicando com destaque e ampla repercussão, matéria especial baseada em pesquisa arqueológica realizada por aluna de mestrado da USP em que são analisados os restos mortais de D. Pedro I, e das imperatrizes Leopoldina e Amélia, esposas do Imperador.

Nos meios históricos de Minas Gerais há a décadas uma justa e instigante dúvida sobre a face e aparência dos nossos “Inconfidentes”, os conjurados que se reuniram em Vila Rica no final do Século XVIII em torno de um movimento de liberação da então capitania das Minas Gerais do Reino de Portugal.

Os estudos realizados em São Paulo em torno da família imperial brasileira nos levam a sugerir que se faça um estudo de reconstituição facial com os crânios dos Inconfidentes sepultados no Memória do Museu da Inconfidência em Ouro Preto, de forma a dar a esses personagens históricos de fundamental importância na vida do País uma face ou uma visão de como eram seus rostos já que tal não é possível com os restos mortais de Tiradentes, desaparecidos após sua exposição pública depois do esquartejamento de seu corpo. .

O processo de reconstituição facial por computação gráfica é simples, disponível e pouco oneroso, o que leva a sugerir às nossas autoridades a criação de um “Projeto Faces” visando reconstituir o rosto de Tomaz Antônio Gonzaga; Alvarenga Peixoto; Padre Rolim; Vitoriano Veloso e de todos os outros “inconfidentes” que têm suas ossadas identificadas e depositadas no Museu ouropretano.

Fica aí a ideia e a sugestão.

 

Abaixo artigos sobre o tema:

Computação gráfica e prototipagem rápida dinamizam e aprimoram cirurgias complexas


O que é a pesquisa

Você já imaginou como uma cirurgia de reconstrução facial poderia ser muito mais simples se o cirurgião tivesse em suas mãos uma réplica exata do crânio do paciente, na qual pudesse ensaiar todos os procedimentos? E se, além disso, ele pudesse modelar com antecedência uma prótese exclusiva para aquele caso, que se encaixasse perfeitamente nos ossos da face? Pensando nessas questões, os pesquisadores da Divisão de Desenvolvimento de Produtos do Centro de Pesquisas Renato Archer (CenPRA), em Campinas (SP), criaram, em agosto de 2001, o projeto Prototipagem Rápida na Medicina (Promed). O objetivo: facilitar o planejamento de cirurgias complexas com o auxílio da computação gráfica e da prototipagem rápida.

O projeto Promed oferece um conjunto de soluções inovadoras: modelos virtuais tridimensionais e protótipos de partes do corpo, modelos de próteses e moldes para a confecção de próteses exclusivas. O modelo virtual é uma representação computadorizada de determinada parte do corpo do paciente. A partir de dados obtidos em tomografias ou ressonâncias magnéticas, é possível a geração de imagens com estruturas e proporções fiéis à realidade. Com o emprego do software InVesalius, desenvolvido pela equipe do Promed para o tratamento de imagens médicas, o cirurgião pode observar o modelo por diversos ângulos, fazer cortes e medidas e separar o objeto de interesse – eliminar os tecidos para analisar apenas os ossos, por exemplo. Esses recursos possibilitam um diagnóstico preciso e a clara visualização da situação clínica.

O protótipo permite que o cirurgião tenha em suas mãos a cópia perfeita da estrutura interna que irá operar. Ele pode utilizá-la para planejar a cirurgia – definir o local e o tamanho das incisões etc. – e para simular os procedimentos, como a fixação de telas e pinos. Se o caso exigir uma prótese, o cirurgião tem a oportunidade de ensaiar sua colocação passo a passo no protótipo, usando um modelo da prótese feito com prototipagem rápida. Já o molde viabiliza a confecção de uma prótese de verdade, em material biocompatível, sob medida para o paciente.

Até abril de 2005, e com menos de quatro anos de existência, o projeto Promed forneceu protótipos para cerca de 350 cirurgias neurológicas, de coluna e, principalmente, de reconstrução craniofacial, entre outras. Os cirurgiões parceiros recebem os protótipos para cirurgias em hospitais de referência, universitários ou públicos, com programa de residência médica e pós-graduação. Em troca, preenchem questionários para avaliar os benefícios do uso da técnica e também contribuem para o aperfeiçoamento do software InVesalius.

O projeto Promed estendeu suas fronteiras para além da medicina e tem feito muitos trabalhos em cooperação com o Museu Nacional do Rio de Janeiro, o Instituto Nacional de Tecnologia (INT) e a Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz). Nesses casos, a computação gráfica e a prototipagem rápida são usadas para criar modelos virtuais e protótipos de fósseis e múmias. Ao contrário das peças originais, raras, frágeis e valiosas, os protótipos podem ser transportados de um lugar para outro, manuseados e analisados por um grande número de pessoas, o que contribui para a difusão do conhecimento.

Como é feita a pesquisa

Nos casos de utilização para o planejamento cirúrgico, o paciente deve, em primeiro lugar, submeter-se a uma tomografia ou ressonância magnética. Esses exames "cortam" o corpo humano em diversas "fatias" e produzem imagens bidimensionais dessas fatias. Para ilustrar, imagine um legume picado em rodelas bem finas – o que se vê na superfície das rodelas corresponde às imagens geradas pelo exame. São essas imagens que servirão de base para a construção do modelo virtual tridimensional. Portanto, é necessário que o exame seja feito de acordo com um protocolo específico, pois a precisão do modelo virtual e, conseqüentemente, do protótipo depende da qualidade dos dados obtidos. Em seguida, as imagens são encaminhadas ao CenPRA. Os pesquisadores utilizam o software InVesalius para tratar essas imagens e "empilhá-las", criando assim o modelo virtual tridimensional Para se chegar ao protótipo é necessário levar o modelo virtual para o software Computer-Aided Design (CAD), onde ele é divido em fatias horizontais. As características das fatias são transmitidas à máquina de prototipagem rápida – no CenPRA, um dos processos utilizados é o de Sinterização Seletiva a Laser (do inglês Selective Laser Sintering – SLS). A seguir, a máquina sobrepõe camadas de pó de poliamida, que variam de 0,08 milímetro a 0,5 milímetro de espessura. Em cada camada, um feixe de laser de CO2 provoca a aglutinação do pó nas áreas que devem ser sólidas, respeitando as características da fatia correspondente no modelo virtual. As paredes do protótipo vão sendo construídas de baixo para cima, e ele pode ter espaços vazios em seu interior. O CenPRA também dispõe da tecnologia de impressão tridimensional (3DP); o protótipo é feito em gesso, e a deposição de um material aglutinante substitui a função do feixe de laser.

O software CAD também é usado nos projetos de próteses exclusivas, que se encaixarão perfeitamente no paciente. Para conseguir o tamanho e o formato exatos, os pesquisadores fazem operações de espelhamento e subtração de imagens baseadas no modelo virtual. As características da prótese são enviadas para a máquina de prototipagem. Seguindo o mesmo processo descrito para a fabricação do protótipo, a máquina produz um modelo da prótese e um molde para que a prótese verdadeira seja confeccionada em material biocompatível. O modelo não pode ser colocado no paciente, mas é útil para que o cirurgião simule o procedimento no protótipo.

Os modelos virtuais e protótipos de fósseis e múmias são feitos da mesma maneira que os do corpo humano: uma tomografia ou ressonância gera as imagens necessárias para a montagem do modelo virtual, que dará origem ao protótipo.

Importância da pesquisa

Fazer o diagnóstico preciso de um caso complexo é muito mais fácil quando se pode ver as estruturas internas do corpo humano não em raios x, tomografia ou ressonância, mas como elas são de fato, em três dimensões. Com o modelo virtual e o protótipo, o cirurgião consegue identificar as particularidades da estrutura de seu interesse – seja "navegando" por uma representação computadorizada, seja manuseando uma réplica em tamanho natural.
Além de facilitar o diagnóstico, as soluções oferecidas pelo projeto Promed são a base para um planejamento cirúrgico detalhado. Com elas, o cirurgião tem total conhecimento da situação antes de começar a operar o paciente. Por isso, pode definir previamente todas as etapas e procedimentos, o local e o tamanho das incisões, como será o acesso à área afetada etc. Em suma, ele tem todas as condições para encontrar as melhores soluções para cada caso em particular. Uma cirurgia bem planejada é feita em menos tempo; como conseqüência, há menos riscos para o paciente e a recuperação é bem mais rápida.

Os modelos virtuais e protótipos são especialmente úteis nos casos em que uma prótese se faz necessária. Nas cirurgias craniofaciais de reconstrução óssea, as próteses geralmente são moldadas na hora sobre o paciente, procedimento demorado e de resultados, muitas vezes, comprometedores. A possibilidade de moldá-las com antecedência e de ensaiar sua colocação em um protótipo reduz a duração da cirurgia e torna a operação mais simples. O paciente se recupera em menos tempo e consegue um resultado estético muito melhor. Para pessoas que se sentiam excluídas da sociedade por causa da aparência, trata-se de um grande avanço.

O número de pessoas no Brasil com algum tipo de deformidade facial é muito elevado, em decorrência do alto índice de acidentes de trabalho, de trânsito e de vítimas da violência, além dos casos congênitos. O CenPRA avalia que a adoção dessas tecnologias e procedimentos cirúrgicos por parte do Sistema Nacional de Saúde seria eficaz na reabilitação de pacientes, pois proporcionam resultados qualitativamente superiores, menores taxas de retorno e redução dos custos globais.
Publicado no CanalCiência em 23/05/2005.


Glossário

Réplica – cópia; imitação.
Prótese – dispositivo implantado no corpo para suprir a falta de um órgão ausente ou para restaurar uma função comprometida.
Prototipagem – fazer protótipos (o primeiro de uma série), modelos.
Planejamento cirúrgico – ato de utilizar ao máximo informações e conhecimento de especialistas para que uma cirurgia ocorra da melhor forma possível e com os melhores resultados.
Tridimensionais – em três dimensões.
Tomografias – imagens obtidas por exame radiológico que permitem visualizar as estruturas anatômicas na forma de cortes (imagens em duas dimensões). Mais indicado para visualizar tecidos duro do corpo humano, como os ossos.
Ressonâncias magnéticas – imagens obtidas por incidência de altos campos magnéticos que permitem que ressaltam visualizar estruturas anatômicas na forma de cortes (imagens em duas dimensões). Mais indicado para tecidos moles como cérebro e órgãos internos.
Software - programa, rotina ou conjunto de instruções que controlam o funcionamento de um computador.
Diagnóstico - fase em que o médico procura identificar a natureza e a causa do problema do paciente.
Incisões – cortes cirúrgicos.
Poliamida – material plástico que entra na produção de fibras sintéticas muito úteis em suturas cirúrgicas, na indústria têxtil, em objetos domésticos etc.
Espessura – altura de cada camada que o sistema deposita. Quanto mais fina, mais preciso é o protótipo.
Feixe de laser de CO2 – conjunto de raios laser produzidos por um tubo com gás de dióxido de carbono que é capaz de aquecer onde incide.
Aglutinação – do verbo aglutinar: fazer aderir ou ligar-se fortemente por algum processo físico ou químico; combinar(-se) em (um composto, um todo); fundir
Operações de espelhamento e subtração de imagens – processo de preencher espaços (como por exemplo uma falha óssea no crânio) utilizando informações do lado que não tem a lesão para obtenção da prótese exata para aquele paciente.
Material biocompatível –material que pode ser implantado ou colocado em contato com tecidos ou órgãos do corpo humano que não provocam qualquer tipo de reação adversa do organismo por rejeição ou contaminação. Em outras palavras, o organismo convive com esse material com um mínimo de agressão mútua.
Simule – do verbo simular: reproduzir da forma mais exata possível.
Fósseis - conjunto de restos, traços ou molde de um ser vivo de um período geológico passado, preservado nos estratos da crosta terrestre, que auxilia na determinação da idade das rochas.
Procedimentos - modo de fazer (algo); técnica, processo, método.
Cirurgias craniofaciais – cirurgias na região do crânio e na face.
Deformidade - que se deforma, perde sua forma original.
Casos congênitos – deformidade ou anomalia que o indivíduo nasce com ela ou apresenta durante a sua vida decorrente da suas características genéticas ou por deformações durante o parto ou gestação.
Menores taxas de retorno – redução do número de cirurgias complexas que um paciente deve ser submetido. É o dito popular do fazer certo da primeira vez.
Redução dos custos globais – aparentemente os custos de uma cirurgia se tornam mais altos ainda quando se utilizam novas tecnologias, porém os resultados são muito melhores evitando-se novas cirurgias e integrando o cidadão ao convívio social.
Biomodelo – protótipo reproduzindo um órgão ou parte do corpo humano.

Fontes: pesquisadores responsáveis e Dicionário Houaiss da Língua Portuguesa


Outras Informações

- Para mais informações sobre o projeto Promed e obtenção do software InVesalius, visite o site www.cenpra.gov.br/promed

- Leia mais sobre modelos virtuais e protótipos de fósseis em:
Computadores digitalizam modelos tridimensionais dos dinossauros brasileiros
www.canalciencia.ibict.br

- O Projeto de Prototipagem Rápida na Medicina foi iniciado em agosto de 2001 e tem caráter permanente

- Texto: Jornalista Raquel Bueno Brandão (Colaboradora voluntária do projeto Promed)
Pesquisador(es) Responsável(eis)
Jorge Vicente Lopes da Silva
Ailton Santa Bárbara
Título do trabalho acadêmico
Prototipagem Rápida na Medicina (Promed)
Site do projeto
www.cenpra.gov.br


Figura 1: Recursos da interface do RenderVox
Modelagem Anatômica de Esqueleto
Utilizando-se de uma estrutura de dados baseada em articulações, Nedel [Nedel 98a, 98b] estudou e desenvolveu uma nova representação do esqueleto humano baseada em dados anatômicos. Trabalhou-se com dois modelos distintos: um esqueleto básico formado apenas por articulações e segmentos de reta entre as mesmas (Figura 4b) e um esqueleto tri-dimensional composto por ossos mas sem nenhuma relação com os dados referentes às articulações (Figura 4a) e portanto, sem a representação do movimento. Quanto ao esqueleto básico mencionado, pode-se dizer ainda que é baseado na posição e orientação de articulações, possuindo uma estrutura topológica de árvore concebida com o objetivo de representar um corpo vertebrado com mobilidade pré-definida, porém sem a representação gráfica de ossos associada ao mesmo.
Com base nos dados descritos acima e em estudos referentes aos conceitos de anatomia, um novo conceito de representação do esqueleto humano foi desenvolvido, usando o modelo básico baseado em articulações para representar a estrutura do novo humanóide. A partir do esqueleto tridimensional descrito acima e de acordo com estudos em anatomia, as posições e orientações das articulações foram redefinidas. Quanto ao aspecto visual, é importante salientar que a representação gráfica dos ossos no novo modelo, não foi concebida apenas por razões estéticas mas por serem realmente úteis, sobretudo durante a animação. A visualização do esqueleto durante o processo de animação permite que sejam evitadas com relativa facilidade as posturas impossíveis, o que consiste em uma tarefa bastante entediante quando usando apenas linhas para representar os membros. A Figura 5 apresenta alguns exemplos de posturas diferentes executadas com o esqueleto proposto.
 
Centro Científico de Estudos de Segurança Pública
Objetivo
Este recurso permite a rápida localização de pessoas em uma base cadastral de informações, contendo fotografias e outros dados pessoais internos, relevantes para instituição usuária.
Desenvolvido em 2002 por Isnard Martins para laboratórios experimentais de pesquisas de suspeitos em bases criminais, FOTOCRIM permite o cruzamento biométrico de um Retrato Falado com qualquer base de fotografias pré-processadas. Desenvolvimento Isnard Martins
Como trabalha o Sistema FOTOCRIM


Uma seqüência de informações biométricas de um indivíduo será singular quanto melhor e maior for o seu conteúdo. Por exemplo, distinguir tamanho do cabelo, forma do cabelo, cor dos olhos, forma do queixo, formato das orelhas, forma do nariz, base do nariz, forma da boca curva dos lábios, estatura, idade aproximada, cicatrizes eventuais, cor do cabelo, cor da pele e compleição física, estatisticamente será próximo a zero a probabilidade de o sistema oferecer mais de um indivíduo que atenda aos argumentos específicos desta pesquisa.
Mesmo com baixa alimentação destes parâmetros, os possíveis candidatos apresentados na pesquisa podem ser observados através de rápida paginação para seleção visual do suspeito mais próximo da identificação desejada.