Reconstrução de Tomografias nos Sistemas Operacionais: Windows, Linux e Mac OS X ================================================================================ .. figure:: images/Tomograf_tabela_3.png :align: center * **Cicero Moraes** *3D Designer, Arc-Team Brazil, Sinop-MT* * **Rodrigo Dornelles** *Cirurgião Plástico, Núcleo de Plástica Avançada - NPA, São Paulo-SP* * **Everton da Rosa** *Cirurgião BMF, Hospital de Base, Brasília-DF* ======= ====== **DOI** https://doi.org/10.6084/m9.figshare.13480326 ======= ====== ==== O presente capítulo tem por objetivo analisar o desempenho da reconstrução de tomografias computadorizadas executadas em um mesmo computador utilizando os sistemas operacionais: Windows, Linux e Mac OS X. .. important:: Este material utiliza a seguinte licença Creative Commons: **Atribuição 4.0 Internacional (CC BY 4.0)**. ----------------- Descrição Técnica ----------------- Os autores selecionaram aleatoriamente 30 tomografias computadorizadas, sendo 16 médicas (CT-Scan) e 14 do tipo cone beam (CBCT), de modo a testar uma amostra heterogênea. A configuração do notebook e dos sistemas operacionais utilizados estão presentes no capítulo anterior intitulado **Fotogrametria 3D - Desempenho nos Sistemas Operacionais: Windows, Linux e Mac OS X**, também na :ref:`Descicao_Tecnica`. Em linhas gerais trata-se de um notebook com processador i7 de 1.80 GHz, 20 GB de memória RAM com armazenamento SSD SATA de 480 GB. Para simular uma situação que é de praxe para a maioria dos usuários, os arquivos DICOM foram gravados em HD externo e acessados via USB. .. warning:: Este capítulo é direcionado a usuários contumazes do OrtogOnBlender, de modo que não serão explanados conceitos básicos relacionados ao *add-on*, focando principalmente nos resultados do desempenho. ---------- Resultados ---------- Para permitir que os dados de tempo fossem capturados o add-on OrtogOnBlender recebeu uma programação específica que contava os segundos desde o início da reconstrução, ao usuário clicar o botão "**CT-Scan Reconstruction**" da seção DEFAULT até a importação e atualização da 3D View do Blender. Os resultados são apresentados ao usuário a partir da versão **2020-12-21**. Das 30 tomografias selecionadas, duas apresentaram problema e não finalizaram a reconstrução no sistema operacional Windows 10, de modo que as mesmas foram descartadas ainda que tenham sido bem sucedidas no Linux e no Mac OS X. Ao final todos os sistemas reconstruíram 28 tomografias cada um (ver Tabela 1). .. figure:: images/Tomograf_tabela.png :align: center Resultado final com a média de tempo em segundos da reconstrução em cada sistema operacional. Uma média das 28 reconstruções em cada sistema foi extraída resultando em: * Linux: 221 segundos (**3m41s**); * Mac OS X: 266 segundos (**4m26s**); * Windows: 418 segundos (**6m58s**). **Tabela 1: Tempo da Reconstrução em Segundos** ========= ========== ========== ========== ID Linux Mac OS X Windows ========= ========== ========== ========== 1 156 137 223 2 158 153 307 3 172 287 428 4 201 244 410 5 226 286 415 6 189 227 364 7 127 187 289 8 239 294 473 9 229 180 437 10 256 276 420 11 118 137 222 12 95 111 187 13 157 146 224 14 161 150 254 15 286 302 555 16 123 151 247 17 206 221 315 18 281 330 613 19 277 330 521 20 248 386 492 21 211 333 445 22 447 536 900 23 379 568 563 24 319 362 601 25 122 141 245 26 90 113 182 27 452 609 887 28 271 237 471 **Média** **221** **266** **418** ========= ========== ========== ========== .. figure:: images/Tomograf_tabela_todos.png :align: center Resultado final com todos os tempos individuais. O Linux e o Mac OS X ficaram praticamente empatados e em algumas situações o Mac foi até mais rápido do que o Linux. No entanto o Windows apresentou um desempenho significativamente inferior do que os dois outros sistemas ficando em terceiro em todos os resultados individuais. Os autores seguiram com outro teste que levantaria a margem de erro geral, o que permitiria aos usuários terem uma ideia da elasticidade do tempo. Uma mesma tomografia (ID 1) foi reconstruída 5 vezes em cada um dos sistems operacionais ========= ========== ========== ========== Teste Linux Mac OS X Windows ========= ========== ========== ========== 1 150 137 223 2 137 138 220 3 73 105 157 4 73 105 159 5 74 105 159 ========= ========== ========== ========== Observou-se um comportamento curioso e semelhante nos três sistemas operacionais, o primeiro e segundo resultados eram mais ou menos parecidos e do terceiro ao quinto o tempo reduzia drasticamente. No caso do Linux a redução foi significativamente maior do que os demais sistemas, dificultando o levantamento de uma margem de erro geral. Como em uma situação real o usuário geralmente faz apenas uma reconstrução, não faria sentido levantar a margem de erro, mantendo-se apenas os resultados apresentados no início do capítulo. Um outro teste mais amplo foi efetuado visando isolar os dois fatores que mais influenciam na reconstrução de uma tomografia: a organização dos arquivos e o a reconstrução da malha 3D. Tomou-se como base os DICOMs disponíveis no diretório TOMOGRAFIA que acompanha a instalação do OrtogOnBlender. O teste consistiu em cronometrar o tempo necessário para que os arquivos fossem organizados e o tempo necessário para que a malha 3D fosse reconstruída a partir do diretório selecionado após a organização. Procedeu-se com os comando utilizando dispositivos diferentes (HD e SSD) ou com os mesmos dispositivos e conexões diferentes (SATA e USB). .. figure:: images/Tomograf_organiza.png :align: center Gáfico de tempo em segundos da organização dos arquivos e reconstrução 3D. Os resultados apresentam uma grande superioridade na organização de arquivos por parte do Windows. Todavia, o mesmo sistema que se mostrou notoriamente rápido na organização foi claramente o mais lento na reconstrução dos arquivos. .. figure:: images/Tomograf_media.png :align: center Gráfico de tempo em segundos da organização dos arquivos e reconstrução 3D. Quando os dados são diluídos em uma média, a ampla diferença não se mostrou um grande problema para o Windows, ao menos com o DICOM utilizado no exemplo, pois o mesmo posicionou-se em segundo lugar. Aparentemente o Linux e o Mac foram beneficiados pela abordagem da seção DEFAULT que foca mais na reconstrução do que na organização dos arquivos. --------- Conclusão --------- Ao que tudo indica o Linux e o Mac OS X levam uma acentuada vantagem em relação ao Windows na reconstrução de tomografias computadorizadas em malhas 3D. Como o objetivo desta abordagem é entender melhor as ferramentas do OrtogOnBlender e incrementar o seu desenvolvimento, evidenciou-se que melhorias precisam ser implementada para compatibilizar o desempenho dos binários do Windows com os outros sistemas, bem como solucionar os problemas de reconstrução a exemplo dos dois apresentados durante os testes com o Windows e que reduziu o grupo de 30 para 28 tomografias a serem avaliadas. No entanto, mesmo diante desta diferença significativa de tempo, isso pode não representar um grande problema aos usuários se for levado em consideração a familiaridade dos mesmos com o sistema e o tempo total do planejamento cirúrgico frente aos poucos minutos necessários para a reconstrução tridimensional de uma tomografia.