[en] This doctoral thesis, titled "Validation of a Spherical Tantalum Marker for the Integration of Volumetric Light Images of Dental Arches and Craniofacial Radiological Images," explores the use of spherical tantalum markers for integrating 3D images from intraoral scanners (IOS) and cone-beam computed tomography (CBCT). The research is divided into in vitro and in vivo phases to assess marker performance under laboratory and clinical conditions, focusing on improving surgical device precision through CAD/CAM technology. In Vitro Phase Markers of four sizes (0.257 mm, 0.488 mm, 0.799 mm, and 1.000 mm) were evaluated using a 3Shape TRIOS® Pod Color scanner and an i-CAT® Next Generation CBCT scanner. Manufactured by Bal-Tec™ with high-purity tantalum (UNS R05200), these markers meet stringent quality standards, including a maximum variation of ±1.27 µm in sphericity and 0.2 µm surface roughness. Key objectives included: • Validating CBCT and IOS accuracy for reproducing markers smaller than the voxel size. • Assessing Dolphin 3D Surgery™ software for integrating volumes using the markers. Methodology 1. Data Acquisition: Images were captured with varied scanning speeds and radiation settings. 2. Image Processing: Tools like Rhinoceros®, MATLAB®, and 3D Slicer were used for volume calculations and marker measurements. 3. Statistical Analysis: Systematic and random errors were analyzed to determine optimal marker size and scanning parameters. Key findings: • Visible light scanning underestimated marker lengths, with Protocol 1 yielding the most precise volume data. • Radiological methods overestimated volumes, with Sphere 4 showing the greatest discrepancy. • Sphere 1 (0.2578 mm) proved reliable despite higher relative errors due to its small size. • A CBCT protocol with a 0.3 mm voxel size and 360° rotation was selected for the in vivo phase. In Vivo Phase A custom transfer platform (PT) was developed for stable marker placement on the oral mucosa of four patients. Made of polyester and ethyl-2-cyanoacrylate adhesive, the PT ensured secure marker adhesion during CBCT and IOS scans. Results demonstrated: • Stability and resistance of the PT during clinical use. • Effective image integration by Dolphin 3D Surgery™, reducing manual adjustments and average processing time to two minutes. This research highlights the potential of spherical tantalum markers for enhancing 3D image integration accuracy in dental and craniofacial applications, paving the way for improved CAD/CAM surgical devices.

[es] Esta tesis doctoral, titulada "Validación de un marcador esférico de tántalo para la integración de imágenes volumétricas de luz de los arcos dentales e imágenes radiológicas craneofaciales", evalúa la eficacia de los marcadores esféricos de tántalo para integrar imágenes tridimensionales (3D) procedentes de escáneres intraorales (IOS) y tomografías computarizadas de haz cónico (CBCT). Dividida en fases in vitro e in vivo, la investigación busca mejorar la precisión en la creación de dispositivos quirúrgicos con tecnología CAD/CAM. Fase in vitro Se analizaron marcadores de cuatro tamaños (0,257 mm, 0,488 mm, 0,799 mm y 1,000 mm) utilizando un escáner intraoral 3Shape TRIOS® Pod Color y un CBCT i-CAT® Next Generation. Fabricados con tántalo de alta pureza (UNS R05200) por Bal-Tec™, estos marcadores cumplen estrictos estándares de calidad con una variación máxima de ±1,27 µm en esfericidad y una rugosidad superficial de 0,2 µm. Los objetivos principales fueron: • Evaluar la capacidad del software Dolphin 3D Surgery™ para integrar volúmenes utilizando los marcadores. • Validar la reproducción precisa de los marcadores por parte del CBCT e IOS, incluso en tamaños menores al vóxel del CBCT. Metodología 1. Adquisición de datos: Se realizaron escaneos con diferentes velocidades y configuraciones de exposición para CBCT. 2. Procesamiento de imágenes: Se usaron herramientas como Rhinoceros®, MATLAB® y 3D Slicer para medir longitudes y calcular volúmenes. 3. Análisis estadístico: Se determinaron errores sistemáticos y aleatorios para identificar los parámetros óptimos de integración. Resultados clave: • Los escaneos con luz visible subestimaron las longitudes de los marcadores, siendo el protocolo 1 el más preciso en volumen. • La esfera 1 (0,2578 mm) demostró alta fiabilidad pese a errores relativos mayores, amplificados por su tamaño pequeño. • Los métodos radiológicos tendieron a sobreestimar volúmenes, con mayores discrepancias en la esfera 4. • El protocolo con un vóxel de 0,3 mm y una rotación de 360° fue elegido para la fase in vivo. Fase in vivo Se diseñó una plataforma de transferencia (PT) para adherir los marcadores a la mucosa oral de cuatro pacientes. Fabricada con poliéster y adhesivo de etil-2-cianoacrilato, la PT garantizó estabilidad y biocompatibilidad. Durante esta fase: • La PT mostró adecuada resistencia y permitió capturas confiables. • Dolphin 3D Surgery™ integró eficazmente imágenes de IOS y CBCT, reduciendo ajustes manuales y el tiempo promedio de integración a dos minutos. • Los marcadores de tántalo permitieron una integración rápida y precisa de volúmenes. Conclusión El marcador de tántalo de 0,2578 mm se validó como el más adecuado por su consistencia y fiabilidad. La tesis confirma que los marcadores esféricos de tántalo mejoran significativamente la precisión y eficiencia en la integración de datos CBCT e IOS, con implicaciones relevantes para ortodoncia y cirugía maxilofacial.